JP2007123274A - スペーサおよびスペーサを備える電子放出ディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】スペーサの少なくとも一側面に形成されるコーティング層の厚さを両基板に向かって拡大して、通電効率を最大化することができるスペーサおよびスペーサを備える電子放出ディスプレイを提供する。
【解決手段】電圧が印加される第１電極層１６および第２電極層２２と、第１電極層１６を備える第１基板２および第２電極層２２を備える第２基板４とを備える電子放出ディスプレイ１のスペーサ２４は、第１基板２と第２基板４との間に配置される母体２６と；母体２６の少なくとも一側面に形成されるコーティング層２８と；を含み、コーティング層２８の第１基板２側の一端および／または第２基板４側の他端における厚さは、少なくとも母体２６の中央部に形成されるコーティング層２８の厚さより厚く形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、真空容器を構成する両基板の間に配置されて、基板の間隔を維持するスペーサおよびスペーサを備える電子放出ディスプレイに関する。

一般的に、電子放出素子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ）は、電子源の種類によって熱陰極（ｈｏｔ ｃａｔｈｏｄｅ）を利用する方式と、冷陰極（ｃｏｌｄ ｃａｔｈｏｄｅ）を利用する方式とに分類される。

ここで、冷陰極を利用する方式の電子放出素子には、電界放出アレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ａｒｒａｙ；以下、‘ＦＥＡ’という）型、表面電導エミッション（Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ；以下、‘ＳＣＥ’という）型、金属−絶縁層−金属（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ；以下、‘ＭＩＭ’という）型、および金属−絶縁層−半導体（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；以下、‘ＭＩＳ’という）型などが知られている。

ＭＩＭ型電子放出素子およびＭＩＳ型電子放出素子の各々は、金属／絶縁層／金属（ＭＩＭ）および金属／絶縁層／半導体（ＭＩＳ）の構造を備える電子放出部を形成する。ＭＩＭ型電子放出素子およびＭＩＳ型電子放出素子の各々において、絶縁層を間において位置する二つの金属の間または金属と半導体との間に電圧を印加する際、金属や半導体から供給される電子が、絶縁層の開口部を通過して上部金属に到達する。到達した電子のうち、上部金属の仕事関数以上のエネルギーを備える電子が、上部電極から放出される原理を利用する。

ＳＣＥ型電子放出素子は、一基板上に互いに対向して配置される第１電極と第２電極との間に導電薄膜を配置し、導電薄膜に微細亀裂を形成することによって電子放出部を形成する。そして、ＳＣＥ型電子放出素子は、両電極に電圧を印加して導電薄膜の表面に電流が流れる時、電子放出部から電子が放出される原理を利用する。

ＦＥＡ型電子放出素子は、電子放出部と、電子放出部の電子放出を制御する駆動電極として一つのカソード電極および一つのゲート電極とを備える。電子放出部は、真空中の電界によって容易に電子を放出する物質、例えば、仕事関数が低いか、縦横比が大きい物質であるモリブデン（Ｍｏ）またはシリコン（Ｓｉ）などで形成することができる。この場合、電子放出部は、先端が尖っているチップ構造物に形成される。

上記とは異なって、電子放出部は、炭素ナノチューブ、黒鉛およびダイヤモンド状炭素のような炭素系物質で形成されてよい。

一方、電子放出素子は、一基板にアレイを成して形成されて、電子放出ディバイスを構成する。電子放出ディバイスは、蛍光層およびアノード電極などから構成される発光ユニットを備える他の基板と結合されて、電子放出ディスプレイを構成する。

つまり、通常の電子放出ディバイスは、電子放出部と共に、走査電極およびデータ電極として機能する複数の駆動電極を備えて、電子放出部と駆動電極との作用により、画素別電子放出のオン／オフおよび電子放出量を制御する。そして、電子放出ディスプレイは、電子放出部から放出される電子によって蛍光層を励起させ、所定の発光または表示作用を実施する。

電子放出ディスプレイは、真空容器内部に多数のスペーサを備える。スペーサは、第１基板と第２基板との間隔を一定に維持させ、真空容器の内部および外部の圧力差による基板の変形および破損を防止する役割を果たす。

しかし、従来技術の電子放出ディスプレイにおけるスペーサは、電子の流れが持続的に発生する真空容器の内部空間に露出されて、電子放出部から放出される電子と衝突する。このような持続的な電子の衝突は、スペーサを陽（＋）電荷または陰（−）電荷に帯電（ｃｈａｒｇｉｎｇ）させる。このように帯電されたスペーサは、電子放出部から放出される電子の経路を歪曲させて、電子放出ディスプレイの色再現率および輝度を低下させる。このようなスペーサの帯電現象を防止するために、従来のスペーサにコーティング層を付加し、コーティング層を電極と接触させてスペーサに帯電された電荷を外部に通電させる技術が開示されているが、このようなコーティング層は、通常、１μｍ以内の非常に薄い厚さを備えるため、電極との電気的接触がよく実施されないという問題点がある。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コーティング層と電極との通電効率を最大化することができるスペーサおよびスペーサを備える電子放出ディスプレイを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、電圧が印加される第１電極層および第２電極層と、第１電極層を備える第１基板および第２電極層を備える第２基板とを備える電子放出ディスプレイの、第１基板と第２基板とを支持するスペーサであって、第１基板と第２基板との間に配置される母体と；母体の少なくとも一側面に形成されるコーティング層と；を含み、コーティング層の第１基板側の一端および／または第２基板側の他端における厚さは、少なくとも母体の中央部に形成されるコーティング層の厚さより厚く形成されるスペーサが提供される。

コーティング層は、第２基板側に設けられ、第２電極層に接触する上部コーティング層と；第１基板側に設けられ、第１電極層に接触する下部コーティング層と；上部コーティング層と下部コーティング層との間に設けられ、上部コーティング層と下部コーティング層とを連続的に連結する中央部コーティング層と；から構成され、上部コーティング層および／または下部コーティング層の厚さは、中央部コーティング層との連結部から母体の第２基板側および／または第１基板側の端部へ向かって漸進的に厚く形成されてよい。

本発明によれば、スペーサの側面に形成される上部コーティング層の厚さを第２基板側に向かって漸進的に拡大し、および／または、下部コーティング層の厚さを第１基板側に向かって漸進的に拡大するように形成するので、厚く形成される上部コーティング層および／または下部コーティング層によって、コーティング層と第１電極層および／または第２電極層との接触面積を増加できる。よって、コーティング層の第１電極層および／または第２電極層との電気的接触不良を最小化できる。これにより、スペーサの通電効率を向上させて、スペーサに帯電される電荷を第１電極層および／または第２電極層を介して外部に効率良く放電できる。従って、本発明のスペーサを電子放出ディスプレイに用いると、電子放出ディスプレイ自体の品質を向上できる。

上記課題を解決するために、本発明の第２の観点によれば、互いに対向配置されて、真空容器を構成する第１基板および第２基板と；第１基板に形成される電子放出ユニットと；第２基板に形成される発光ユニットと；電子放出ユニットと発光ユニットとの間に配置されるスペーサと；を含み、スペーサは、母体および母体の少なくとも一側面に形成されるコーティング層から構成され、コーティング層の第１基板側の一端および／または第２基板側の他端における厚さは、少なくとも母体の中央部に形成されるコーティング層の厚さより厚く形成される電子放出ディスプレイが提供される。

コーティング層は、第２基板側に設けられ、発光ユニットに接触する上部コーティング層と；第１基板側に設けられ、電子放出ユニットに接触する下部コーティング層と；上部コーティング層と下部コーティング層との間に設けられ、上部コーティング層と下部コーティング層とを連続的に連結する中央部コーティング層と；から構成されてよい。ここで、上部コーティング層および／または下部コーティング層の厚さは、中央部コーティング層との連結部から母体の第２基板側および／または第１基板側の一端部へ向かって漸進的に厚く形成されてよい。

母体は、所定の厚さを備えるように形成されてよく、上部コーティング層および／または下部コーティング層の厚さは、母体の端部に向かって漸進的に大きくなるように形成されてよい。

上部コーティング層および／または下部コーティング層の厚さの増加率は、所定の値で維持されてよい。

上部コーティング層および／または下部コーティング層の厚さは、漸進的に増加する値の増加率で拡大されてよい。

上部コーティング層が形成される部位の母体の厚さは、第２基板側の端部に向かって漸進的に薄く形成されてよく、および／または、下部コーティング層が形成される部位の母体の厚さは、第１基板側の端部に向かって漸進的に薄く形成されてよい。この時、スペーサの厚さは、所定の値を維持するように形成されてよい。

母体の厚さの減少率は、所定の値で維持されてよい。

母体の厚さは、漸進的に増加する値の減少率で小さくなるように形成されてよい。

上部コーティング層または下部コーティング層および中央部コーティング層は、下記の条件を満足することができる。Ｔ２／Ｔ１＜５。ここで、Ｔ１は、中央部コーティング層の厚さであり、Ｔ２は、上部コーティング層または下部コーティング層の最大の厚さである。

コーティング層は、酸化クロム（III）（Ｃｒ_２Ｏ_３）、チタニウムナイトライド（ＴｉＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）およびダイヤモンド状炭素からなる群より選択される少なくとも一つの物質を含むことができる。

電子放出ユニットは、第１基板上において、互いに絶縁して位置するカソード電極およびゲート電極と；カソード電極に連結される電子放出部と；絶縁層を間において、カソード電極およびゲート電極の上部に形成される集束電極と；を含むことができる。

スペーサは、集束電極上に位置することができる。

電子放出部は、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイヤモンド状炭素、フラーレン（Ｃ_６０）およびシリコンナノワイヤーからなる群より選択される少なくとも一つの物質を含むことができる。

以上説明したように本発明によれば、第１基板側および／または第２基板側の端部に向かって、厚さが漸進的に増加するコーティング層をスペーサの少なくとも一側面に備えることにより、コーティング層と集束電極またはアノード電極との接触面積を増加させて、各電極との電気的接触不良を最小化できる。これにより、スペーサの通電効率を向上させて、二次電子などをコーティング層を通して外部に円滑に放電（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ）することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１実施形態）
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る電子放出ディスプレイの部分分解斜視図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ表示部を拡大して示す拡大図である。図２は、図１Ａに示す電子放出ディスプレイの部分断面図である。図３は、図１Ａに示す電子放出ディスプレイにおけるスペーサ、集束電極および第２絶縁層の拡大断面図である。

図１Ａおよび図２を参照すると、電子放出ディスプレイ１は、所定の間隔をおいて、平行に対向配置される第１基板２および第２基板４を含む。第１基板２および第２基板４の周縁には、密封部材（図示せず）が配置されて、第１基板２および第２基板４を接合させる。そして、第１基板２と第２基板４との間の内部空間が、所定の真空度となるように排気されて、第１基板２、第２基板４および密封部材が真空容器を構成する。

両基板のうちの第１基板２には、電子放出素子などがアレイを成して配置される電子放出ユニット１０１が形成される。電子放出ユニット１０１は、第１基板２と共に電子放出ディバイス１００を構成する。電子放出ディバイス１００は、第２基板４および第２基板４に形成される発光ユニット２００と結合されて、電子放出ディスプレイ１を構成する。

まず、電子放出ユニット１０１について説明する。電子放出ユニット１０１は、第１基板２上に形成される電子放出部６と、電子放出部６の電子放出量を制御する駆動電極とを含む。ここで、駆動電極は、カソード電極８およびゲート電極１０より構成される。

図１Ａに示されているように、カソード電極８は、第１基板２の第２基板４に対向する面において、第１基板２の一方向（図１Ａのｙ軸方向）に沿って略帯状パターンで形成されてよく、カソード電極８の上部には、第１基板２の全体を覆う第１絶縁層１２が形成される。第１絶縁層１２上には、ゲート電極１０が、カソード電極８と直交する方向（図１Ａのｘ軸方向）に沿って略帯状パターンで形成されてよい。

本発明の実施形態では、カソード電極８とゲート電極１０との交差領域ごとに、カソード電極８上に少なくとも一つ以上の電子放出部６が形成される。第１絶縁層１２およびゲート電極１０には、各電子放出部６に対応する開口部１２２、開口部１０２が形成されて、第１基板２上に電子放出部６が露出されるようにする。ここで、開口部１２２は、第１絶縁層１２の開口部に相当し、開口部１０２は、ゲート電極１０の開口部に相当する。つまり、第１基板２上において、カソード電極８およびゲート電極１０は、第１絶縁層１２を間において、互いに絶縁して位置する。そして、カソード電極８に連結するように、電子放出部６がカソード電極８上に形成される。

図１Ａにおいて、電子放出部６が略円形に形成され、カソード電極８の長さ方向（図１Ａのｙ軸方向）に沿って一列に配列される構成を示したが、電子放出部６の平面形状、個数および配列形態などは、図示した例に限られない。

電子放出部６は、真空中で電界が加えられると、電子を放出する物質、例えば、炭素系物質またはナノメートルサイズ物質などから構成される。電子放出部６として好ましい物質は、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイヤモンド状炭素、フラーレン（Ｃ_６０）、シリコンナノワイヤーまたはこれらの組み合わせ物質などが挙げられる。

一方、上記では第１絶縁層１２を間においてゲート電極１０が、カソード電極８の上部に位置する構造を説明したが、その反対の場合、つまり、カソード電極８がゲート電極１０の上部に位置する構造も可能である。この構造では、電子放出部６が、カソード電極８の一側面と接触しながら、絶縁層上に形成されてもよい。

また、本発明の実施形態に係る電子放出ディスプレイ１は、集束電極をさらに含むことができ、集束電極１６は、第２絶縁層１４を間においてゲート電極１０の上部に形成される。

第２絶縁層１４および集束電極１６もまた、第１基板２上において、電子放出部６を露出するために、各々開口部１４２、開口部１６２を形成するが、開口部１４２、開口部１６２は、例えば、カソード電極８とゲート電極１０との交差領域（以下、単位画素領域という）当り一つずつ形成されてよい。集束電極１６は、第２絶縁層１４上で第１基板２全体に形成されたり、所定のパターンに区分されて複数に形成されてよい。つまり、集束電極１６は、カソード電極８とゲート電極１０との交差領域（単位画素領域）において、１つの電子放出部６に対応する開口部１６２を複数備えることができる。ここで、開口部１４２は、第２絶縁層１４の開口部に相当し、開口部１６２は、集束電極１６の開口部に相当する。以上、本発明の実施形態において、集束電極１６は、電子放出部６から放出される電子に斥力を与えて、電子ビームの広がりを抑制して他の蛍光層に電子が到達するのを防止できるので、異常発光を抑制できる。

上述の構成で電子放出素子は、単位画素領域に位置する第１絶縁層１２、第２絶縁層１４、集束電極１６および少なくとも一つの電子放出部６を含む。より詳細に説明すると、本発明の実施形態において、電子放出素子は、単位画素領域に位置するカソード電極８、ゲート電極１０をさらに含む。

次に、発光ユニット２００について説明すると、第１基板２に対向する第２基板４の一面には、蛍光層１８と共に画面のコントラスト向上のための黒色層２０が形成される。蛍光層１８および黒色層２０の第１基板２に対向する面上には、アルミニウムなどのような金属膜から形成されるアノード電極２２が形成される。発光ユニット２００は、蛍光層１８、黒色層２０およびアノード電極２２を含んで構成される。

アノード電極２２は、外部から電子ビームの加速に必要な高電圧の印加を受けて、電子加速電極として機能する。また、アノード電極２２は、蛍光層１８から放射される可視光の中で、第１基板２に向かって放射される可視光を第２基板４側に反射させて、画面の輝度を高める役割を果たす。

一方、アノード電極２２は、金属膜でないインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ；Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などのような透明導電膜から形成されてもよい。この場合、アノード電極２２は、第２基板４に対向する蛍光層１８および黒色層２０の一面に位置する。また、アノード電極２２として、上述の透明導電膜および金属膜をともに形成する構造も可能である。本発明の実施形態において、電圧が印加されるゲート電極１０または集束電極１６を第１電極層と定義し、アノード電極２２を第２電極層と定義する。

そして、第１基板２の電子放出ユニット１０１と第２基板４の発光ユニット２００との間には、スペーサ２４が配置される。スペーサ２４は、真空容器に加えられる圧縮力を支持し、第１基板２と第２基板４との間隔を一定に維持する。スペーサ２４は、図１Ａのｚ軸方向に延びて形成される。スペーサ２４は、蛍光層１８領域を侵さないように、黒色層２０に対応して位置する。そして、スペーサ２４は、集束電極１６上に位置することができる。本発明の実施形態において、集束電極１６を備えない場合、スペーサ２４は、第１絶縁層１２上に位置することになる。

本発明の実施形態において、スペーサ２４は、第１基板２と第２基板４との間に配置される母体２６と、母体２６の少なくとも一側面に形成されて、母体２６の第１基板２側および／または第２基板４側の端部に向かって、厚さが大きくなるコーティング層２８とで構成される。つまり、コーティング層２８の第１基板２側の一端および／または第２基板４側の他端における厚さは、少なくとも母体２６の中央部に形成されるコーティング層２８の厚さより厚く形成される。コーティング層２８は、母体２６の一側面に形成されてもよいが、コーティング層２８を介してスペーサ２４に帯電された電荷を効率良く放電するためには、母体２６の両側面にコーティング層２８が形成された方が良い。ここで、コーティング層２８が設けられる母体２６の側面とは、電子放出素子側に位置する側面である。本発明の第１実施形態において、母体２６は、所定の値で維持される厚さ（図１Ａのｙ軸方向の厚さ）で形成される。

母体２６は、セラミックまたはガラスなどから形成されてよく、略円柱型、略四角柱型、略壁体型（例えば、略Ｉ字形状）など多様の形状で形成されてよい。図１Ｂでは、一例として略壁体型母体を示す。

コーティング層２８は、図１Ｂおよび図２に示されているように、上部コーティング層２８２、下部コーティング層２８４および中央部コーティング層２８６を含んで構成される。コーティング層２８において、上部コーティング層２８２は、第２基板４側に設けられ、発光ユニット２００のアノード電極２２（第２電極層）に接触する。下部コーティング層２８４は、第１基板２側に設けられ、電子放出ユニット１０１の集束電極１６（第１電極層）に接触する。中央部コーティング層２８６は、上部コーティング層２８２と下部コーティング層２８４との間に設けられ、上部コーティング層２８２および下部コーティング層２８４を連続的に連結する。

図３に示されているように、下部コーティング層２８４は、下部コーティング層２８４の厚さを、中央部コーティング層２８６との連結部から母体２６の第１基板２側の一端部、つまり、集束電極１６との接触部へ向かって漸進的に厚くなるように形成される。つまり、下部コーティング層２８４は、少なくとも中央部コーティング層２８６の厚さより厚く形成されて、集束電極１６との接触面積を増加させてコーティング層２８の接触抵抗を減少することができる。ここで、集束電極１６が備えられない場合、下部コーティング層２８４は、ゲート電極１０に接触するように形成されてよい。

上部コーティング層２８２も下部コーティング層２８４と同様に、上部コーティング層２８２の厚さを中央部コーティング層２８６との連結部から母体２６の第２基板４側の一端部、つまり、アノード電極２２との接触部へ向かって、漸進的に厚く形成されることができ、後述の下部コーティング層２８４の厚さの変化率および材質と同一に適用されてよい。本発明の実施形態において、上部コーティング層２８２および下部コーティング層２８４の厚さ両方が、中央部コーティング層２８６との連結部から母体２６の第２基板４側および第１基板２側の端部に向かって、漸進的に厚く形成されてもよいし、どちらか一方の厚さのみが、厚くなるように形成されてよい。しかし、コーティング層２８を用いて、スペーサ２４の通電効率を向上するためには、上部コーティング層２８２および下部コーティング層２８４の厚さ両方が、漸進的に厚くなるように形成されるのが望ましい。

下部コーティング層２８４の最大の厚さ（Ｔ２）は、中央部コーティング層２８６の厚さ（Ｔ１）より、最大約５倍まで大きく形成されてよい（Ｔ２／Ｔ１＜５）。下部コーティング層２８４の最大の厚さが、中央部コーティング層２８６の厚さより、約５倍以上になると、工程上難しくなり、スペーサ２４のローディング時、下部コーティング層２８４が損なわれる恐れがある。上部コーティング層２８２の最大の厚さ（Ｔ２）も、上述の通り、中央部コーティング層２８６の厚さ（Ｔ１）より、最大約５倍まで大きく形成されてよい（Ｔ２／Ｔ１＜５）。

また、下部コーティング層２８４の厚さは、所定の値で維持される増加率で拡大されるように形成されてよい。つまり、下部コーティング層２８４の断面形状が、第１基板２側に向かって略線形的に拡大される。同様に、上部コーティング層２８２の厚さも、所定の値で維持される増加率で拡大されるように形成されてよく、上部コーティング層２８２の断面形状が、第２基板４側に向かって略線形的に拡大される。

このように、コーティング層２８は、母体２６の少なくとも一側面に形成されて、アノード電極２２および集束電極１６に接触するので、集束電極１６とアノード電極２２との間に、コーティング層２８を介して微細電流の流れが形成される。この時、上部コーティング層２８２および／または下部コーティング層２８４の厚さが、集束電極１６および／またはアノード電極２２の側へ向かって漸進的に厚くなるので、コーティング層２８の抵抗は減少するため、これにより、コーティング層２８を介した電流の流れは円滑に形成される。よって、スペーサ２４に帯電された電荷を、コーティング層２８の上部コーティング層２８２および／または下部コーティング層２８４を介して、外部に効率良く放電できる。

コーティング層２８は、酸化クロム（III）（Ｃｒ_２Ｏ_３）、チタニウムナイトライド（ＴｉＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、ダイヤモンド状炭素およびこれらの組み合わせ物質などから形成される。

コーティング層２８は、ｅ−ｂｅａｍ蒸着、スパッタリング、メッキなどの方法で形成される。この時、別途のマスクを利用して、コーティング層２８の厚さが第１基板２側および／または第２基板４側の端部に向かって、漸進的に厚くなるように形成できる。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る電子放出ディスプレイにおけるスペーサ、集束電極および第２絶縁層の拡大断面図である。本発明の第２実施形態において、下部コーティング層２８８の厚さは、漸進的に増加する値の増加率で拡大するように形成され、下部コーティング層２８８の断面形状が略曲線で拡大される。この時、上部コーティング層も同様に、上部コーティング層の厚さを、漸進的に増加する値の増加率で拡大するように形成し、上部コーティング層の断面形状が略曲線で拡大される。本発明の第２実施形態では、上記のように、上部コーティング層および／または下部コーティング層２８８の断面形状が略曲線で拡大されるので、本発明の第１実施形態の場合に比べて、上部コーティング層および／または下部コーティング層２８８と各電極（集束電極１６および／またはアノード電極２２）との接触面積が増加する。よって、本発明の第２実施形態では、より効果的にスペーサ２４の通電効率を向上できる。

上記第１実施形態では、母体２６の厚さが所定の値を維持するように形成され、上部コーティング層２８２、下部コーティング層２８４の厚さが、第２基板４側および第１基板２側に向かって漸進的に拡大されるとしたが、本発明の第２実施形態は、母体２６の厚さを変化させて上部コーティング層および／または下部コーティング層２８８の厚さを変化させる場合にも適用される。

（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る電子放出ディスプレイにおけるスペーサ、集束電極および第２絶縁層の拡大断面図である。

図５に示されているように、スペーサ３０は、母体３２およびコーティング層３４を含んで構成される。母体３２は、スペーサ３０の上部または／および下部、つまりスペーサ３０の第２基板４側および／または第１基板２側の一端に向かって、母体３２の厚さが漸進的に薄くなるように形成される。コーティング層３４は、母体３２の少なくとも一側面に形成されながら、全体的なスペーサ３０の厚さ（Ｔ３）を所定の値で維持するように形成される。これにより、母体３２の下部に形成される下部コーティング層３４２の厚さは、母体３２の厚さの減少率の分だけ増加する。母体３２の厚さは、図５で示されているように、所定の値で維持される減少率で小さくなるように形成されるので、母体３２の断面形状が略線形的に小さくなる。つまり、下部コーティング層３４２が配置される部位の母体３２の厚さが、第１基板２側の端部に向かって所定の値の減少率で薄く形成されるのに伴って、下部コーティング層３４２の厚さは、第１基板２側に向かって所定の値の増加率で拡大されるように形成される。また、上部コーティング層も同様であり、上部コーティング層が配置される部位の母体３２の厚さが、第２基板４側の端部に向かって所定の値の減少率で薄く形成されるのに伴って、上部コーティング層の厚さは、第２基板４側に向かって所定の値の増加率で拡大されるように形成される。従って、上部コーティング層および下部コーティング層３４２の断面形状も、略線形状に拡大される。

（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態に係る電子放出ディスプレイにおけるスペーサ、集束電極および第２絶縁層の拡大断面図である。

図６に示されているように、母体３６の厚さは、漸進的に増加する値の減少率で小さくなるように形成されるので、母体３６の下部の断面形状は、略曲線で小さくなる。そして、上部コーティング層が配置される部位の母体３６の厚さが、第２基板４側の端部に向かって、漸進的に増加する値の減少率で薄く形成されるに伴って、上部コーティング層の厚さは、第２基板４に向かって、漸進的に増加する値の増加率で拡大して形成される。同様に、下部コーティング層が配置される部位の母体３６の厚さが、第１基板２側の端部に向かって、漸進的に増加する値の減少率で薄く形成されるに伴って、下部コーティング層の厚さは、第１基板２に向かって、漸進的に増加する値の増加率で拡大して形成される。従って、上部コーティング層および下部コーティング層の断面形状は、略曲線で拡大される。本発明の第４実施形態でも、スペーサの厚さは、所定の値を維持して形成される。本発明の第４実施形態では、スペーサの厚さを所定の値で維持して、母体３６の厚さを第２基板４側および／または第１基板２側の端部に向かって漸進的に薄く形成するのに伴って、上部コーティング層および／または下部コーティング層の厚さを第２基板４および／または第１基板２に向かって、漸進的に増加する値の増加率で拡大して形成する。よって、上部コーティング層および／または下部コーティング層と各電極（集束電極１６および／またはアノード電極２２）との接触面積を拡大しながら、本発明の第２実施形態より、放電空間を大きく形成でき、開口率を向上できる。

一方、上記では、ＦＥＡ型電子放出素子から構成される電子放出ディスプレイについて説明したが、本発明の実施形態は、ＦＥＡ型構造に限定されず、それ以外の他の電子放出素子、つまり、ＳＣＥ型、ＭＩＭ型およびＭＩＳ型電子放出素子などにも適用可能である。

以上、本発明の実施形態によれば、厚く形成される上部コーティング層および／または下部コーティング層によって、コーティング層と第１電極層（ゲート電極または集束電極）および／または第２電極層（アノード電極）との接触面積を増加できる。よって、コーティング層の第１電極層および／または第２電極層との電気的接触不良を最小化できる。これにより、スペーサの通電効率を向上させて、スペーサに帯電される電荷を外部に効率良く放電できる。従って、本発明の実施形態のスペーサを電子放出ディスプレイに用いると、電子放出ディスプレイ自体の品質を向上できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の第１実施形態に係る電子放出ディスプレイの部分分解斜視図である。 図１ＡのＡ表示部を拡大して示す拡大図である。 図１Ａに図示された電子放出ディスプレイの部分断面図である。 図１Ａに図示された電子放出ディスプレイにおけるスペーサ、集束電極および第２絶縁層の拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る電子放出ディスプレイにおけるスペーサ、集束電極および第２絶縁層の拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係る電子放出ディスプレイにおけるスペーサ、集束電極および第２絶縁層の拡大断面図である。 本発明の第４実施形態に係る電子放出ディスプレイにおけるスペーサ、集束電極および第２絶縁層の拡大断面図である。

符号の説明

１ 電子放出ディスプレイ
２ 第１基板
４ 第２基板
６ 電子放出部
８ カソード電極
１０ ゲート電極
１２ 第１絶縁層
１４ 第２絶縁層
１６ 集束電極
１８ 蛍光層
２０ 黒色層
２２ アノード電極
２４、３０ スペーサ
２６、３２ 母体
２８、３４ コーティング層
１００ 電子放出ディバイス
１０１ 電子放出ユニット
１０２、１２２、１４２、１６２ 開口部
２００ 発光ユニット
２８２ 上部コーティング層
２８４、２８８ 下部コーティング層
２８６ 中央部コーティング層

Claims (16)

1. 電圧が印加される第１電極層および第２電極層と、前記第１電極層を備える第１基板および前記第２電極層を備える第２基板とを備える電子放出ディスプレイの、前記第１基板と前記第２基板とを支持するスペーサであって、
   前記第１基板と前記第２基板との間に配置される母体と；
   前記母体の少なくとも一側面に形成されるコーティング層と；
   を含み、
   前記コーティング層の前記第１基板側の一端および／または前記第２基板側の他端における厚さは、少なくとも前記母体の中央部に形成される前記コーティング層の厚さより厚く形成されることを特徴とする、スペーサ。
2. 前記コーティング層は、
   前記第２基板側に設けられ、前記第２電極層に接触する上部コーティング層と；
   前記第１基板側に設けられ、前記第１電極層に接触する下部コーティング層と；
   前記上部コーティング層と前記下部コーティング層との間に設けられ、前記上部コーティング層および前記下部コーティング層を連続的に連結する中央部コーティング層と；
   から構成され、
   前記上部コーティング層および／または前記下部コーティング層の厚さは、前記中央部コーティング層との連結部から前記母体の前記第２基板側および／または前記第１基板側の端部へ向かって、漸進的に厚く形成されることを特徴とする、請求項１に記載のスペーサ。
3. 互いに対向配置されて、真空容器を構成する第１基板および第２基板と；
   前記第１基板に形成される電子放出ユニットと；
   前記第２基板に形成される発光ユニットと；
   前記電子放出ユニットと前記発光ユニットとの間に配置されるスペーサと；
   を含み、
   前記スペーサは、母体および前記母体の少なくとも一側面に形成されるコーティング層から構成され、
   前記コーティング層の前記第１基板側の一端および／または前記第２基板側の他端における厚さは、少なくとも前記母体の中央部に形成される前記コーティング層の厚さより厚く形成されることを特徴とする、電子放出ディスプレイ。
4. 前記コーティング層は、
   前記第２基板側に設けられ、前記発光ユニットに接触する上部コーティング層と；
   前記第１基板側に設けられ、前記電子放出ユニットに接触する下部コーティング層と；
   前記上部コーティング層と前記下部コーティング層との間に設けられ、前記上部コーティング層および前記下部コーティング層を連続的に連結する中央部コーティング層と；
   から構成され、
   前記上部コーティング層および／または前記下部コーティング層の厚さは、前記中央部コーティング層との連結部から前記母体の前記第２基板側および／または前記第１基板側の一端部へ向かって漸進的に厚く形成されることを特徴とする、請求項３に記載の電子放出ディスプレイ。
5. 前記母体は、所定の厚さを備えるように形成され、
   前記上部コーティング層および／または前記下部コーティング層の厚さは、前記母体の端部に向かって漸進的に大きくなるように形成されることを特徴とする、請求項４に記載の電子放出ディスプレイ。
6. 前記上部コーティング層および／または前記下部コーティング層の厚さの増加率は、所定の値で維持されることを特徴とする、請求項４または５に記載の電子放出ディスプレイ。
7. 前記上部コーティング層および／または前記下部コーティング層の厚さは、漸進的に増加する値の増加率で拡大されることを特徴とする、請求項４または５に記載の電子放出ディスプレイ。
8. 前記上部コーティング層が形成される部位の前記母体の厚さは、前記第２基板側の端部に向かって漸進的に薄く形成され、および／または、前記下部コーティング層が形成される部位の前記母体の厚さは、前記第１基板側の端部に向かって漸進的に薄く形成されることを特徴とする、請求項６または７に記載の電子放出ディスプレイ。
9. 前記スペーサの厚さは、所定の値を維持するように形成されることを特徴とする、請求項８に記載の電子放出ディスプレイ。
10. 前記母体の厚さの減少率は、所定の値で維持されることを特徴とする、請求項８または９に記載の電子放出ディスプレイ。
11. 前記母体の厚さは、漸進的に増加する値の減少率で小さくなることを特徴とする、請求項８または９に記載の電子放出ディスプレイ。
12. 前記上部コーティング層または前記下部コーティング層および前記中央部コーティング層は、下記条件を満足することを特徴とする、請求項４〜１１のいずれかに記載の電子放出ディスプレイ。
    Ｔ２／Ｔ１＜５
    ここで、Ｔ１は、前記中央部コーティング層の厚さであり、Ｔ２は、前記上部コーティング層または前記下部コーティング層の最大の厚さである。
13. 前記コーティング層は、酸化クロム（III）、チタニウムナイトライド、酸化ジルコニウムおよびダイヤモンド状炭素からなる群より選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする、請求項３〜１２のいずれかに記載の電子放出ディスプレイ。
14. 前記電子放出ユニットは、
    前記第１基板上において、互いに絶縁して位置するカソード電極およびゲート電極と；
    前記カソード電極に連結される電子放出部と；
    絶縁層を間において、前記カソード電極および前記ゲート電極の上部に形成される集束電極と；
    を含むことを特徴とする、請求項３〜１３のいずれかに記載の電子放出ディスプレイ。
15. 前記スペーサは、前記集束電極上に位置することを特徴とする、請求項１４に記載の電子放出ディスプレイ。
16. 前記電子放出部は、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイヤモンド状炭素、フラーレンおよびシリコンナノワイヤーからなる群より選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする、請求項１４または１５に記載の電子放出ディスプレイ。

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