JP2007157533A - 電子放出型表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カソード電極(2)表面に形成された電子放射物質層(4)を、全面ではなく、制御電極(6)下部の絶縁体層(7)近傍の領域を除く領域が活性領域となるように局所的に活性化する。局所的な活性化領域(3)からの放出電子が制御電極(6)に射突して吸収される、または反射してその電子の飛行方向が変化して隣接蛍光体に射突するのを抑制することができる。
【選択図】図1
Description
図1は、この発明の実施の形態1に従う電界放出型表示装置の1つの表示素子に対応する部分の側面断面構造を概略的に示す図である。図1において、表示素子部は、カソード基板1と、カソード基板1上に形成されたカソード電極2と、カソード電極2上に所定形状に形成された電子放射物質層4を含む。
図3(A)に示す第1工程は、カソード基板1上にカソード電極2を形成する工程である。すなわち、カソード基板1として、たとえば高歪点ガラスを使用し、このカソード基板1上にスパッタ法などによりにITO(インジウム・スズ・オキサイド)を成膜するかまたは蒸着法によりクロム・アルミニウム(Cr・Al)を成膜して、導電成膜を形成する。この後、露光・エッチング法により、成膜した導電性膜を配線形状にパターニングして、カソード電極2を形成する。
図3(B)に示す第2工程は、カソード基板1およびカソード電極2上に第1絶縁体層13を形成する工程である。すなわち、カソード基板1およびカソード電極2を覆うように全面に、印刷法により紫外線感光性のあるガラス材料を主成分とする絶縁膜材料を塗布して、第1絶縁体層13を形成する。
図3(C)に示す第3工程は、カソード電極2上の所定の部分の第1絶縁体層13を除去する工程である。すなわち、第1絶縁体層13上に図示しない感光性材料層を形成し、露光原版を通して部分的に紫外線を照射する。この感光性材料層のうち開口部5を形成する部分を未露光のまま残し、その他の部分を露光して硬化させる。このとき、感光性材料層の未露光部分(開口部5になる部分)は、ほぼ長方形に形成される。
図3(D)に示す第4工程は、カソード電極2上に電子放射物質層4を形成する工程である。すなわち、露出したカソード電極2上に、たとえばCNTを電子放射物質として含む低融点ペーストをパターン印刷する。このパターン印刷後に熱処理工程を施すことによりにより、カソード電極2上の第1絶縁体層13で囲まれる領域に、電子放射物質層4が所定形状(ほぼ長方形形状)に形成される。
図3(E)に示す第5工程は、電子放射物質層4を形成した後に、さらに第2絶縁体層14を形成する工程である。すなわち、電子放射物質層4を覆うように、全面にわたって印刷法により紫外線感光性のあるガラス材料を主要成分とする絶縁材料を塗布し、第2絶縁体層14を形成する。
図3(F)に示す、第6工程は、第2絶縁体層14上に感光性制御電極層15を形成する工程である。すなわち、第2絶縁体層14上に感光性制御電極材料層15を形成し、露光原版を通して部分的に紫外線を照射する。この紫外線照射により感光性制御電極材料層15のうち開口部5となる部分を未露光のまま残し、制御電極6として利用する部分だけを露光して硬化させ、制御電極6に変化させる。このとき、感光性制御電極材料層15の未露光部分(開口部5となる部分)は、ほぼ長方形に形成される。
図3(G)に示す第7工程は、電子放出物質層4上にほぼ相当する部分に、開口部5を形成する工程である。すなわち、感光性制御電極材料層15上に薬液(ここでは現像液)を噴霧し、この噴霧した薬液を感光性制御電極材料層15の未露光部分の長手方向(Y方向)に沿って感光性制御電極材料層15の上面を流れさせる。この薬液により、感光性制御電極材料層15の未露光部分および第2絶縁体層14のうちの未露光部分と重なる部分を侵食させて除去する。これにより、制御電極6および第2絶縁体層14を貫通して底部に電子放射物質層4が露出したほぼ長方形の開口部5が形成される。このとき、薬液を、感光性制御電極材料層15の未露光部分の長手方向(Y方向)に沿って感光性制御電極材料層15の表面に流すため、薬液の流れを制御電極6および第2絶縁体層14に形成される開口部5の底まで有効に行き渡らせることができる(各カソード電極2は、Y方向に連続的に延在している)。
図3(H)に示す第8a工程は、電子放射物質層4を局在的に活性化させる工程である。すなわち、上述の第7工程での制御電極6および第2絶縁体層14を貫通する開口部の形成によりこの開口部底部に露出した電子放射物質層4に、収束角を有する非平行光21に加工した状態で、たとえば前述の特許文献3に記載されているように照射密度を0.7から8.6MW/cm2のレーザ光を、制御電極6をマスクとして利用して走査しながら照射する。この走査時においては、特許文献3において規定されるパルス幅17nsecの上述の照射密度のレーザ光の照射と同様のエネルギが局所的に蓄積されるように走査条件および照射密度を適切に設定する。
図3(I)に示す第9a工程は、電子通過孔11が形成された遮蔽電極12を制御電極6の前方に固定する工程である。すなわち、開口部5各々に対応するように電子通過孔11が形成された遮蔽電極12を、制御電極6の前方の所定の位置に固定する。この遮蔽電極12は、その周辺部が封止用外囲器に固定される形で保持される。
図11(A)から図11(I)は、この発明の実施の形態2に従う電界放出型表示装置の製造工程の主要工程を示す図である。具体的に、図11(A)から図11(I)においては、カソード基板1およびカソード電極2を形成する工程から、遮蔽電極12を形成した後に、電子放射物質層4を局所的に活性化する工程までを示す。この電子放射物質層4の局所的活性化の後の製造工程は、公知の電界放出型表示装置の製造方法における工程と同様であり、ここでは省略する。
図11(H)に示す第8b工程は、制御電極6の形成後、遮蔽電極12を制御電極6の前方に固定する工程である。遮蔽電極12には、制御電極6の各開口部5に対応するように電子通過孔11が形成される。遮蔽電極12は、その周辺部が、例えばカソード基板1に組み付けられた外囲器に固定される形で保持されかつ固定される。
図11(I)に示す第9b工程は、電子放射物質層4を、遮蔽電極12をマスクとして用いて局所的に活性化する工程である。すなわち、制御電極6および第2絶縁体層14を貫通して形成された開口部の底部に露出した電子放射物質層4に、収束角を有する非平行光21として加工した状態で、所定の照射密度のレーザ光を遮蔽電極をマスクとして用いて走査しながら照射する。このレーザ光の照射条件は、たとえば前述の特許文献3に示されるような、パルス幅17nsec、0.7から8.6MW/cm2の照射密度で照射したときのエネルギ累積密度が実現されるような照射密度および走査速度である。
図14は、この発明の実施の形態3に従う電界放出型表示装置の要部の構成を示す概略斜視図である。図14においては、カソード基板1上に各カソード電極2がY方向に延在してかつX方向に沿って互いに分離して平行に配置される。このカソード電極2上には、1蛍光体当り複数個(図14においては3個)の電子放射物質層4a、4bおよび4cがY方向に離間してかつ平行に配置される。電子放射物質層4a−4cの各々は、X方向を長手方向とするほぼ長方形の形状に形成される。
制御電極6および遮蔽電極12をマスクとして非平行なレーザ光照射を行なって電子放射不純物層4のレーザ処理を行なう場合、まず、制御電極6の形成後、制御電極をマスクとして用いて、低いエネルギ密度でレーザ照射を行ない、次いで、遮蔽電極12の形成後、遮蔽電極をマスクとして用いてレーザ光照射処理を行なう。この場合、各レーザ光照射工程により、電子放射物質層4においてカーボン不純物が除去され、CNTの先端が露出し、また累積エネルギにより、起立するCNTの数が増大する。
図17および図18は、この発明の実施の形態4に従うレーザ光照射工程を模式的に示す図である。この発明の実施の形態4においては、レーザ光出力装置22から、走査方向に対して斜め方向に一定の角度を有する傾斜光27を照射する。
なお、傾斜光29は、レーザ光出力装置において、レーザ光出射端面を傾斜させることにより生成しても良く、また、反射ミラーを用いて、傾斜光29を生成してもよい。
図21は、この発明の実施の形態4の変更例1における局所活性化領域3の形状を概略的に示す図である。この図21に示すように、レーザ光照射工程として、図17および図18に示すように傾斜光を利用して、電子放射物質層4に対し、制御電極(6)をマスクとして照射する。この場合、走査方向(掃引方向)として、X方向における負の走査方向24および正の走査方向28に加えて、Y方向に沿って負の走査方向30および正の走査方向31を付け加える。X方向およびY方向に沿ってそれぞれ同一のレーザ照射条件で傾斜光を照射する。
図22は、この実施の形態4の変更例2のレーザ光照射工程を模式的に示す図である。この図22に示すレーザ光照射工程においては、レーザ光出力装置40は、収束角を有する非平行光を形成する凸レンズ構造41を含み、走査方向44および45に対して一定の角度を有する非平行傾斜光42を生成する。非平行傾斜光42は、制御電極6をマスクとして電子放射物質層4に照射される。この非平行傾斜光42の走査方向44および45はX方向に沿っての負の方向および正の方向である。この非平行傾斜光42を用いて電子放射物質層4にレーザ光を照射することにより、同様、電子放射物質層4において、局所的に活性化領域3を形成することができる。
Claims (11)
- カソード電極が形成されたカソード基板、
前記カソード電極上に予め定められた形状に形成され、前記予め定められた形状の領域が局所的に活性化された電子放射物質層、
前記電子放射物質層の電子放出方向についての前方に配置され、前記電子放射物質層と対向する部分に対応する位置に開口部が形成された制御電極層、および
前記制御電極層の前記電子放出方向についての前方に前記開口部に対向する位置に形成される蛍光体を備える、電界放出型表示装置。 - 前記制御電極層の電子放出方向についての前方に配置され、前記開口部に対向する位置に形成される電子通過孔を有する遮蔽電極をさらに備える、請求項1記載の電界放出型表示装置。
- 前記電子放射物質層は、前記予め定められた形状の少なくとも第1の方向についての周辺部を除く内部領域が活性化される、請求項1または2記載の電界放出型表示装置。
- カソード電極が形成されたカソード基板と、前記カソード電極上に予め定められた形状に形成された電子放射物質層と、前記電子放射物質層の電子放出方向についての前方に配置され、前記電子放射物質層と対向する部分に対応する位置に開口部が形成された制御電極層を含む電界放出型表示装置の製造方法であって、
前記電子放射物質層に、前記電子放射物質層の前記予め定められた形状の領域が局所的に活性化されるように電磁波を照射するステップを備える、電界放出型表示装置の製造方法。 - 前記活性化ステップは、前記制御電極をマスクとして前記電子放射物質層に前記電磁波を局所的に照射するステップを備える、請求項4記載の電界放出型表示装置の製造方法。
- 前記電界放出型表示装置は、さらに、前記制御電極層の電子放出方向についての前方に配置され、前記開口部に対向する位置に形成される電子通過孔を有する遮蔽電極をさらに備え、
前記活性化ステップは、前記遮蔽電極をマスクとして前記電子放射物質層に前記電磁波を局所的に照射するステップを含む、請求項4記載の電界放出型表示装置の製造方法。 - 前記電界放出型表示装置は、さらに、前記制御電極層の電子放出方向についての前方に配置され、前記開口部に対向する位置に形成される電子通過孔を有する遮蔽電極をさらに備え、
前記活性化ステップは、前記制御電極および前記遮蔽層の少なくとも一方をマスクとして前記電子放射物質層に前記電磁波を局所的に照射するステップを備える、請求項4記載の電界放出型表示装置の製造方法。 - 前記電磁波を照射するステップは、収束角を有する非平行レーザ光を照射するステップを含む、請求項4から7のいずれかに記載の電界放出型表示装置の製造方法。
- 前記電磁波を照射するステップは、前記電子放射物質層表面に対し斜め方向に傾斜した傾斜レーザ光を照射するステップを備える、請求項4から8のいずれかに記載の電界放出型表示装置の製造方法。
- 前記傾斜レーザ光を照射するステップは、少なくとも第1の方向についての正の方向および負の方向に沿って各々レーザ光を走査するステップを備える、請求項9記載の電界放出型表示装置の製造方法。
- 前記電子放射物質層はカーボンナノチューブを含み、
前記活性化ステップは、前記カーボンナノチューブを前記電磁波の照射により局所的に露出または起立させるステップを備える、請求項4から10のいずれかに記載の電界放出型表示装置の製造方法。
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