JP2012129180A - 電界放出陰極素子及びそれを利用した電界放出表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は電界放出陰極素子に関し、特にグリッドを備える電界放出陰極素子及び電界放出表示装置に関するものである。
【解決手段】本発明の電界放出陰極素子は、陰極基板と、該陰極基板の表面に設置されたグリッドと、該グリッドの、前記陰極基板に隣接する表面とは反対の表面に設置された第一絶縁層と、該第一絶縁層の、前記グリッドに隣接する表面とは反対の表面に設置された陰極電極と、前記陰極電極の表面に設置された電子放出層と、を含む。前記第一絶縁層は第一透過孔を有し、前記陰極電極は、第二透過孔を有する。前記第一透過孔は前記第二透過孔に対応して設置され、且つ相互に貫通しているので前記グリッドの表面の一部を露出させる。前記電子放出層は、前記第二透過孔に隣接するように、前記陰極電極の、前記第一絶縁層に隣接する表面とは反対の表面に設置される。また、本発明は前記電界放出陰極素子を利用した電界放出表示装置も提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電界放出陰極素子に関し、特に、グリッドを備えた電界放出陰極素子及びそれを利用した電界放出表示装置に関する。

電界放出表示装置は、陰極線管（ＣＲＴ）表示装置及び液晶表示装置（ＬＣＤ）と比べて、良好な表示効果、大画角、低消費電力、小型化などの優れた点があるので、次世代の表示装置として開発されている。特に、炭素ナノチューブを利用する電界放出表示装置（ＣＮＴ−ＦＥＤ）は、益々注目されてきている。

一般に、電界放出表示装置は二極管構造及び三極管構造がある。二極管構造を有する電界放出表示装置は、陽極及び陰極を備え、高電圧印加が必要であり、電子放出の均一性が制御できない。従って、文字は正確に表示されるが、映像などの表示が実現できない。三極管構造を有する電界放出表示装置は、二極管構造を有する電界放出表示装置に基づいて、電子の放出を制御ためのグリッドを別に設置して構成されているものであり、低電圧で電子を放出し、グリッドを利用して電子の放出を精確に制御することができる。特に、前記グリッドを備える電界放出陰極素子及び電界放出表示装置は、製造方法が簡単で、コストが低いので、注目されてきている。

図９及び図１０に示すように、従来の電界放出表示装置３０は、下方基板３０４と、該下方基板３０４の一つの表面に設置されたグリッド層３０８と、前記グリッド層３０８の、前記下方基板３０４に隣接する表面とは反対の表面に設置された隔離層３１０と、前記隔離層３１０の、前記グリッド層３０８に隣接する表面とは反対の表面に設置された陰極層３１２と、前記陰極層３１２の、前記隔離層３１０に隣接する表面とは反対の表面に設置された電子放出層３１６と、前記下方基板３０４に対向して設置する上方基板３０２と、前記上方基板３０２の、前記下方基板３０４に対向する表面に設置された陽極層３２０及び前記陽極層３２０の、前記上方基板３０２に隣接する表面とは反対の表面に設置された蛍光層３２２と、を含む。前記下方基板３０４と前記上方基板３０２との間には真空空間が定義され、他の素子は前記真空空間に設置される。前記電子放出層３１６及び前記蛍光層３２２は相互に対向するように配置されている。前記電子放出層３１６は、円形のカーボンナノチューブペースト層である。

しかしながら、前記電界放出表示装置３０が作動する場合、前記グリッド層３０８の生じた電界は前記陰極層３１２の周辺から前記電子放出層３１６の、前記蛍光層３２２に対する表面に与えられる。従って、前記電子放出層３１６は、主に辺縁部から電子を放出する。これにより、画素点の発光は不均一であり、円環形の表示効果を生成する（図１０を参照）。

したがって、前記の課題を解決するために、画素点の発光が均一であるグリッドを備えた電界放出陰極素子及びそれを利用した電界放出表示装置を提供することが必要となる。

本発明の電界放出陰極素子は、陰極基板と、グリッドと、第一絶縁層と、陰極電極と、電子放出層と、を含む。前記グリッドは前記陰極基板の一つの表面に設置され、前記第一絶縁層に第一透過孔が設置され、且つ前記第一絶縁層が、前記グリッドの、前記陰極基板に隣接する表面とは反対の表面に設置される。前記陰極電極に第二透過孔が設置され、且つ前記陰極電極は、前記第一絶縁層の、前記陰極基板に隣接する表面とは反対の表面に設置され、前記グリッドと間隔を有して設置される。前記電子放出層は、前記第二透過孔に隣接するように、前記陰極電極の、前記陰極基板に対向する表面とは反対の表面に設置され、且つ前記陰極電極に電気的に接続される。前記第一透過孔と前記第二透過孔とは対応して設置され、且つ相互に貫通し、前記グリッドの表面の一部を露出させる。

前記電界放出陰極素子において、前記電子放出層は環形であり、該電子放出層に第三透過孔が設置され、且つ該第三透過孔が前記第一透過孔及び前記第二透過孔に対応して設置され、相互に貫通する。

本発明の電界放出陰極素子を利用した電界放出表示装置は、陰極基板と、複数のグリッドと、複数の陰極電極と、第一絶縁層と、第二絶縁層と、複数の環形の電子放出層と、集束電極と、陽極基板と、陽極電極と、複数の蛍光層と、を含む。前記複数のグリッドは、相互に平行に間隔を有して前記陰極基板の一つの表面に設置される。前記複数の陰極電極は、相互に平行に間隔を有して設置され、且つ前記複数のグリッドとは、相互に垂直に交叉して、複数の格子を形成し、一つの前記格子は、一つの画素と定義され、各々の前記画素に対応して、前記陰極電極に、複数の第二透過孔が設置される。前記第一絶縁層は、前記複数のグリッドと前記複数の陰極電極との間に設置され、各々の前記画素に対応して、前記第一絶縁層に、複数の第一透過孔を設置し、且つ前記第一透過孔と前記第二透過孔とが貫通し、前記グリッドの一部を露出させる。前記第二絶縁層には複数の第五透過孔が設置されており、該第二絶縁層は前記陰極電極の、前記第一絶縁層に隣接する表面とは反対の表面に設置される。前記複数の第五透過孔がそれぞれ前記複数の画素に対応して、且つ前記第五透過孔の内径が前記第二透過孔の内径より大きく、前記第二透過孔に隣接するように、前記陰極電極の、前記第一絶縁層に隣接する表面とは反対の表面の一部を露出させる。前記電子放出層は、前記複数の第二透過孔に対応して設置され、且つ前記第二透過孔に隣接するように、前記陰極電極の、前記第一絶縁層に隣接する表面とは反対の表面に設置される。前記集束電極は、前記第二絶縁層の、前記陰極電極に隣接する表面とは反対の表面に設置され、前記各々の画素に対応して、前記集束電極が第四透過孔を有し、且つ前記第四透過孔と前記第五透過孔とが貫通する。前記陽極基板は、前記陰極基板に対向して、相互に間隔を置いて設置され、前記陽極基板及び前記陰極基板の間には、真空空間が形成される。前記陽極電極は、前記陽極基板の、前記陰極基板に対向する表面に設置される。前記複数の蛍光層は、前記陽極電極の、前記陰極基板に対向する表面に設置され、且つ前記複数の環形の電子放出層に対応している。

従来の技術と比べると、本発明の電界放出陰極素子及びそれを利用した電界放出表示装置において、第一絶縁層は第一透過孔を有し、陰極電極は第二透過孔を有する。前記第一透過孔が前記第二透過孔に応して設置され、且つ相互に貫通するので、前記グリッドの、前記第一透過孔及び前記第二透過孔に対応する表面を露出させる。前記電子放出層は、前記第二透過孔に隣接するように、前記陰極電極の、前記第一絶縁層に隣接する表面とは反対の表面に設置され、従って、前記グリッド及び前記陰極電極の間で生じた電場が、前記第二透過孔によって、前記電子放出層の、前記陰極電極に隣接する表面とは反対の表面に与えられる。これにより、前記環形の電子放出層から電子を放出させて、均一に発光する画素点が得られる。

本発明の実施例１に係る電界放出表示装置の画素単位の構造を示す図である。 本発明の実施例１に係る電界放出表示装置の電子放出層と、陰極電極との間の関係を示す図である。 本発明の実施例１に係る電界放出表示装置の立体構造を示す図である。 本発明の実施例１に係る電界放出表示装置の表示効果を示す図である。 本発明の実施例２に係る電界放出表示装置の画素単元の構造を示す図である。 本発明の実施例２に係る電界放出表示装置の陰極電極の構造を示す図である。 本発明の実施例２に係る電界放出表示装置の陰極電極の構造を示す図である。 本発明の実施例２に係る電界放出表示装置の陰極電極の構造を示す図である。 従来の技術に係る電界放出表示装置の構造を示す図である。 従来の技術に係る電界放出表示装置の表示効果を示す図である。

図面を参照しつつ、本発明の実施例について説明する。

（本実施例１）
図１を参照すると、本実施例の電界放出表示装置１０は、電界放出陰極素子１００と、陽極基板１０２と、陽極電極１２０と、蛍光層１２２と、を含む。前記電界放出陰極素子１００は、陰極基板１０４と、グリッド１０８と、第一絶縁層１１０と、陰極電極１１２と、電子放出層１１６と、集束電極１１８と、を含む。

前記陽極基板１０２は、前記陰極基板１０４に対向して、相互に間隔を置いて設置される。前記陽極基板１０２及び前記陰極基板１０４の間には、真空空間１０６が形成されている。前記グリッド１０８、前記第一絶縁層１１０、前記陰極電極１１２、前記電子放出層１１６、前記集束電極１１８、及び前記蛍光層１２２は前記真空空間１０６の内に設置される。前記グリッド１０８は、前記陰極基板１０４の、前記陽極基板１０２に対向する表面に設置される。前記第一絶縁層１１０は、前記グリッド１０８の、前記陰極基板１０４に隣接する表面とは反対の表面に設置される。前記陽極基板１０２と対向する前記第一絶縁層１１０に、第一透過孔１１０２を設置して、前記グリッド１０８の、該第一透過孔１１０２に対する表面を露出させる。前記陰極電極１１２は、前記第一絶縁層１１０の、前記陰極基板１０４に対向する表面とは反対の表面に設置される。該陰極電極１１２には、第二透過孔１１２２が設置されている。前記陰極電極１１２は、前記第一絶縁層１１０によって、前記グリッド１０８と間隔を有して設置される。前記第二透過孔１１２２と前記第一透過孔１１０２とは対応して貫通している。前記電子放出層１１６は、前記陰極電極１１２の、前記陰極基板１０４に対向する表面とは反対の表面に設置され、且つ前記陰極電極１１２に電気的に接続されている。前記電子放出層１１６は、前記陰極電極１１２の、前記第一絶縁層１１０に隣接する表面とは反対の表面に設置されることが好ましい。前記電子放出層１１６には、第三透過孔１１６２が形成されている。該第三透過孔１１６２と前記第二透過孔１１２２とは、対応して貫通している。前記陽極電極１２０は、前記陽極基板１０２の、前記陰極基板１０４と対向する表面に設置される。前記蛍光層１２２は、前記陽極電極１２０の前記陰極基板１０４と対向する表面に設置される。前記集束電極１１８は、前記陰極電極１１２と前記陽極電極１２０との間に設置される。前記集束電極１１８に第四透過孔１１８２を形成することにより、前記陰極電極１１２及び電子放出層１１６の表面の一部を露出させる。

前記陰極基板１０４の材料は、シリコン、ガラス、プラスチック及びポリマーのいずれか一種である。前記陰極基板１０４の形状及び厚さは制限されない。その形状は正方形または長法形であることが好ましい。本実施例において、前記陰極基板１０４は、正方形のガラス板である。

前記グリッド１０８は導電材料からなり、その厚さ及び寸法が制限されない。前記グリッド１０８は、前記陰極基板１０４の一つ表面に設置され、前記第一透過孔１１０２によって、露出される。開始電圧を下げるために、前記グリッド１０８の、前記第一透過孔１１０２に対応する領域に、突起構造(図示せず)を形成することもできる。前記グリッド１０８の材料は純金属、合金、ＩＴＯまたは導電ペーストであることができる。前記陰極基板１０４がシリコン片である場合、前記グリッド１０８は、ドープシリコン層である。本実施例において、前記グリッド１０８はアルミニウム膜であり、その厚さが２０μｍである。該アルミニウム膜は、マグネトロンスパッタリング法により前記陰極基板１０４の表面に堆積される。

前記陰極電極１１２と前記グリッド１０８との間の電気絶縁を保持させるために、前記陰極電極１１２と前記グリッド１０８との間に前記第一絶縁層１１０を設置する。前記第一絶縁層１１０は、ポリマー、フォトレジスト、ガラス、セラミックス、絶縁性酸化物及びそれらの混合物のいずれか一種からなる。前記絶縁性酸化物は、二酸化シリコン、酸化アルミニウムまたは酸化ビスマスである。前記第一絶縁層１１０の形状及び厚さは制限されない。更に、該第一絶縁層１１０は、直接前記陰極基板１０４の一つの表面に設置されるか、または、直接前記グリッド１０８の、前記陰極基板１０４に隣接する表面とは反対の表面に設置される。前記第一絶縁層１１０は前記第一透過孔１１０２を有する層状構造体である。本実施例において、前記第一絶縁層１１０は、ガラス板の表面に設置されるフォトレジストであり、その厚さが１００μｍである。前記第一絶縁層１１０は円形の第一透過孔１１０２を有する。前記グリッド１０８は、前記第一絶縁層１１０と前記陰極基板１０４との間に設置され、且つ前記第一透過孔１１０２を被覆する。

前記陰極電極１１２は導電層であり、前記第一絶縁層１１０の、前記陰極基板１０４に対向する表面とは反対の表面に設置される。該陰極電極１１２の材料は純金属、合金、ＩＴＯまたは導電ペーストであることができる。前記陰極電極１１２の厚さ及び寸法は制限されない。具体的に、前記陰極電極１１２は、第二透過孔１１２２を有する層状構造体である。前記第二透過孔１１２２は、前記第一透過孔１１０２に対応して設置され、相互に貫通する。好ましくは、前記第二透過孔１１２２と前記第一透過孔１１０２とは同軸に設置され、且つ同じ孔径を有する。前記陰極電極１１２は前記第二透過孔１１２２を有するので、前記グリッド１０８及び前記陰極電極１１２の間で生じた電場が、前記第一透過孔１１０２及び前記第二透過孔１１２２を透過して、前記電子放出層１１６の、前記陰極電極１１２に隣接する表面とは反対の表面に与えられ、前記電子放出層１１６から電子が放出される。本実施例において、前記陰極電極１１２はアルミニウムの導電層であり、且つ円状の第二透過孔１１２２を有する。

更に、図２を参照すると、前記電子放出層１１６は、前記第二透過孔１１２２に隣接するように、前記陰極電極１１２の、前記第一絶縁層１１０に隣接する表面とは反対の表面に設置される。該電子放出層１１６は、前記陽極電極１２０に対向して、第三透過孔１１６２を有して、環形の構造体である。前記第四透過孔１１８２によって、電子放出層１１６の前記陰極電極１１２に隣接する表面とは反対の表面の一部又は全部が露出される。前記電子放出層１１６は円環形であることが好ましい。前記第三透過孔１１６２は、前記第二透過孔１１２２及び前記第二透過孔１１０２に対応して設置され、且つ相互に貫通する。即ち、前記第三透過孔１１６２、前記第二透過孔１１２２及び前記第二透過孔１１０２は、同じ孔径を有する。これにより、前記グリッド１０８及び前記陰極電極１１２の間で生じた電場が、前記第二透過孔１１２２を透過して、前記電子放出層１１６の、前記陰極電極１１２に隣接する表面とは反対の表面に加えられ、前記電子放出層１１６から電子が放出される。

前記電子放出層１１６は、複数のエミッタを含む。前記エミッタは、例えば、カーボンナノチューブ、ナノカーボンファイバー又はシリコンナノワイヤであることができる。更に、イオン衝撃を防止するために、前記電子放出層１１６の、前記陰極電極１１２に隣接する表面とは反対の表面に保護層を設置することができる。前記保護層は、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム及び硼化ランタンのいずれか一種または多種からなる。本実施例において、前記電子放出層１１６は、環形のカーボンナノチューブペースト層である。該カーボンナノチューブペースト層は、カーボンナノチューブ、低融点ガラスフリット及び有機キャリヤーを含む。カーボンナノチューブペースト層を加熱させた後、前記有機キャリヤーは蒸発し、且つ前記ガラスフリットは溶化する。前記溶化したガラスフリットによって、前記カーボンナノチューブを前記陰極電極１１２の、前記第一絶縁層１１０に隣接する表面とは反対の表面に固定させることができる。

前記集束電極１１８は、金属メッシュまたは導電層であり、前記陰極電極１１２と前記陽極電極１２０との間に設置される。前記集束電極１１８は、前記第四透過孔１１８２を有するので、該第四透過孔１１８２によって、前記陰極電極１１２の、前記第一絶縁層１１０に隣接する表面とは反対の表面の一部を露出させる。前記集束電極１１８と前記陰極電極１１２との間の電気絶縁を保持させるために、第二絶縁層１１４が、それらの間に設置される。前記第二絶縁層１１４の材料は前記第一絶縁層１１０の材料と同じであり、その厚さ及び形状は、実際の応用に応じて選択することができる。前記第二絶縁層１１４は第五透過孔１１４２を有し、前記陰極電極１１２の、前記第一絶縁層１１０に隣接する表面とは反対の表面に設置される。前記第五透過孔１１４２と前記第四透過孔１１８２とが貫通して、前記陰極電極１１２の、前記第二透過孔１１２２に隣接する表面の一部を露出させる。これにより、前記電子放出層１１６の露出した領域を、直接前記陽極基板１０２に対向させることができる。本実施例において、前記第四透過孔１１８２と前記第五透過孔１１４２とが同軸に設置され、且つ同じ孔径を有する。前記集束電極１１８は自立構造を有する金属メッシュである場合、該束電極１１８を前記陰極電極１１２と前記陽極電極１２０との間に懸架して設置されることができる。前記集束電極１１８の材料は、純金属、合金、ＩＴＯまたは導電ペーストであることができる。その厚さ及び寸法は、実際の応用に応じて選択することができる。前記集束電極１１８を設置することにより、前記電子放出層１１６から放出する電子を集束させることができる。

前記陽極基板１０２は透明な基板であり、その形状及び厚さは制限されない。前記陽極基板１０２は正方形または長方形であることが好ましい。前記陽極基板１０２及び前記陰極基板１０４の間の周辺に絶縁テープ（図示せず）を設置して、真空処理により、前記真空空間１０６が形成される。本実施例において、前記陽極基板１０２は正方形のガラス板である。

前記陽極電極１２０は、透明な導電層であり、その材料がカーボンナノチューブ、ＩＴＯ膜又はアルミニウム膜であることができる。その形状及び厚さが制限されなく、実際の応用に応じて選択することができる。本実施例において、前記陽極電極１２０は、厚さが１００μｍのＩＴＯ膜である。

前記蛍光層１２２は、前記陽極電極１２０の、前記陽極基板１０２に隣接する表面とは反対の表面、又は、前記陽極電極１２０と前記陽極基板１０２との間に設置される。その形状及び厚さが制限されなく、実際の応用に応じて選択することができる。前記蛍光層１２２の形状は円形で、その直径Ｒ１２２（図示せず）と、前記電子放出層１１６の内径ｒ１１６（図示せず）及び外径Ｒ１１６（図示せず）との関係が次の式ように示されている。

ｒ１１６≦Ｒ１２２≦Ｒ１１６ （式１）

本実施例において、前記蛍光層１２２は、円形で、前記蛍光層１２２の直径Ｒ１２２が前記電子放出層１１６の外径Ｒ１１６と同じである。

前記電界放出表示装置１０が作動する場合、前記陰極電極１１２を接地し、前記グリッド１０８に正電圧Ｖ１（１０Ｖ≦Ｖ１≦１００Ｖ）を印加し、前記陽極電極１２０に正電圧Ｖ２（５００Ｖ≦Ｖ２≦５０００Ｖ）を印加し、前記集束電極１１８に負電圧Ｖ３（５Ｖ≦Ｖ３≦５０Ｖ）を印加すると、前記グリッド１０８及び前記陰極電極１１２の間で生じた電場が前記電子放出層１１６の、前記陰極電極１１２に隣接する表面とは反対の表面に与えられ、前記電子放出層１１６から電子が放出される。前記陽極電極１２０及び前記陰極電極１１２で生じた電場により、電子は前記陽極電極１２０に向けて飛び、電子ビーム１２４が形成される。前記集束電極１１８に負電圧を印加するので、該負電圧が電子を排斥して、前記集束電極１１８で前記電子ビーム１２４を集束させることができる。

さらに、前記電界放出表示装置１０は、二次電子放出層１２６を含むこともできる。前記二次電子放出層１２６により、前記電界放出陰極素子１００の電子放出率を高めることができる。前記二次電子放出層１２６は、前記第一透過孔１１０２によって露出された、前記グリッド１０８の、前記陰極基板１０４に隣接する表面とは反対の表面に設置される。前記二次電子放出層１２６の材料は、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、フッ化マグネシウム、フッ化ベリリウム、酸化セシウム及び酸化バリウムのいずれか一種又は多種であり、その厚さ及び寸法は、実際の応用に応じて選択することができる。前記二次電子放出層１２６は、コーティング法、電子ビーム蒸着法、熱蒸着法、又はマグネトロンスパッタ法などの方法により、前記グリッド１０８の、前記陰極基板１０４に隣接する表面とは反対の表面に設置される。二次電子放出率を高めるために、前記二次電子放出層１２６の、前記グリッド１０８の、前記陰極基板１０４に対向する表面とは反対の表面には、凹凸構造を形成することができる。本実施例において、前記陽極電極１２０は、厚さが１００μｍのＩＴＯ膜でり、前記二次電子放出層１２６は、厚さが５μｍの酸化バリウム膜である。

図３を参照すると、本実施例において、前記電界放出表示装置１０は複数の画素単位（図示せず）を有する。具体的には、該電界放出表示装置１０は、陰極基板１０４と、複数の帯状のグリッド１０８と、第一絶縁層１１０と、複数の帯状の陰極電極１１２と、複数の円環形の電子放出層１１６と、集束電極１１８と、陽極基板１０２と、陽極電極１２０と、複数の円形の蛍光層１２２と、を含む。

前記複数の帯状のグリッド１０８は、相互に平行して等間隔で、前記陰極基板１０４の一つの表面に設置される。前記複数の帯状の陰極電極１１２は、相互に平行して等間隔で設置される。前記複数の帯状の陰極電極１１２と前記複数の帯状のグリッド１０８とは、相互に垂直に交叉して、複数の格子が形成されている。一つの前記格子は、一つの画素と定義される。各々の前記画素に対応して、前記陰極電極１１２に、複数の第二透過孔１１２２を設置している。前記第一絶縁層１１０は、前記複数の帯状の陰極電極１１２と前記複数の帯状のグリッド１０８との間に設置されている。各々の前記画素に対応して、前記第一絶縁層１１０に、複数の第一透過孔１１０２を設置している。更に、前記第一絶縁層１１０は、間隔を置いて設置される複数の絶縁テープであることもできる。前記絶縁テープの形状は、前記帯状のグリッド１０８の、または前記帯状の陰極電極１１２の形状と同じであることが好ましい。前記複数の第一透過孔１１０２と前記複数の第二透過孔１１２２とは相互に貫通して設置され、前記グリッド１０８を露出させる。前記第二絶縁層１１４は、前記複数の帯状の陰極電極１１２の、前記第一絶縁層１１０に隣接する表面とは反対の表面に設置される。前記第二絶縁層１１４には、複数の第五透過孔１１４２が設置され、該複数の第五透過孔１１４２がそれぞれ前記複数の画素に対応している。前記複数の第五透過孔１１４２により、前記電子放出層１１６の、前記陰極電極１１２に隣接する表面とは反対の表面の一部を露出させる。更に、前記第二絶縁層１１４は、間隔を置いて設置される複数の絶縁テープであることもできる。その形状は、前記帯状の陰極電極１１２の形状と同じであることが好ましい。前記複数の円環形の電子放出層１１６と前記複数の画素とは、別々に対応して設置される。該電子放出層１１６は、前記複数の帯状の陰極電極１１２の、前記第一絶縁層１１０に隣接する表面とは反対の表面に設置され、前記複数の第五透過孔１１４２によって露出される。前記電子放出層１１６の前記複数の第三透過孔１１６２と、前記複数の第二透過孔１１２２とは、相互に対応し、貫通して設置される。前記集束電極１１８は、前記第二絶縁層１１４の、前記陰極電極１１２に隣接する表面とは反対の表面に設置され、且つ前記複数の第五透過孔１１４２に対応する、複数の第四透過孔１１８２を有する。前記集束電極１１８は、前記複数の第四透過孔１１８２を有する導電層であり、又は間隔を置いて設置された複数の導電テープであることもできる。前記陽極電極１２０は、前記陽極基板１０２の、前記陰極基板１０４に対向する表面に設置される透明な導電層である。前記複数の円形の蛍光層１２２は、前記陽極電極１２０の、前記陽極基板１０２に隣接する表面とは反対の表面に設置され、それぞれ前記複数の画素または前記複数の円環形の電子放出層１１６に対応している。更に、隣接する前記蛍光層１２２の間にブラックマトリックスを設置して、前記電界放出表示装置１０の対比度を高めることができる。

図４は、前記電界放出表示装置１０の表示効果を示す図である。前記電界放出表示装置１０は、前記複数の円環形の電子放出層１１６を利用するので、均一に発光する画素点が得られる。

（実施例２）
図５を参照すると、本実施例の電界放出表示装置２０は、電界放出陰極素子２００と、陽極基板２０２と、陽極電極２２０と、蛍光層２２２と、を含む。前記電界放出陰極素子２００は、陰極基板２０４と、グリッド２０８と、第一絶縁層２１０と、陰極電極２１２と、電子放出層２１６と、集束電極２１８と、を含む。本実施例は前記実施例１と比べて、次の異なる点がある。一つまたは複数の第六透過孔２１２４が前記陰極電極２１２に設置される。該第六透過孔２１２４は、前記第二透過孔２１２２を囲む。

図６から図８を参照すると、前記第六透過孔２１２４は前記第二透過孔２１２２を基本的に囲んでいる。該第六透過孔２１２４によって、前記陰極電極２１２は間隔をおいて設置される第一部分２１２８と第二部分２１２６に分けられる。前記第一部分２１２８は前記第二絶縁層２１４と前記第一絶縁層２１０との間に設置される。前記第二部分２１２６は、前記電子放出層２１６と前記第一絶縁層２１０との間に設置される。前記電子放出層２１６は前記第二部分２１２６の、前記第一絶縁層２１０に隣接する表面とは反対の表面に設置される。前記第二透過孔２１２２は前記第二部分２１２６によって定義される。前記第一部分２１２８と前記第二部分２１２６との間に回路を形成させるために、少なくとも一つの接続部２１２７が、それらの間に設置される。前記第六透過孔２１２４の形状は制限されなく、前記第二透過孔２１２２の形状によって選択される。前記第二透過孔２１２２は円形である場合、前記第六透過孔２１２４は、一つの円環形の透過孔（図６を参照）、二つの半環形の透過孔（図７を参照）または複数の弧形の透過孔（図８を参照）であることができる。前記第二透過孔２１２２は方形である場合、前記第六透過孔２１２４は、該第二透過孔２１２２の四辺に平行する方形である。本実施例において、前記第二透過孔２１２２は円形であり、前記第六透過孔２１２４は、前記第二透過孔２１２２を囲む四つの弧形の透過孔である。隣接する前記第六透過孔２１２４には、接続部２１２７が設置される。前記第六透過孔２１２４の内径ｒ２１２４（図示せず）と前記電子放出層２１６の外径Ｒ２１６（図示せず）との関係が、次の式ように示されている。

ｒ２１２４≧Ｒ２１６ （式２）

前記第六透過孔２１２４の外径Ｒ２１２４（図示せず）と、前記第四透過孔２１８２の孔径Ｒ２１８２（図示せず）との関係が、次の式ように示されている。

Ｒ２１２４≦Ｒ２１８２ （式３）

前記第六透過孔２１２４の内径ｒ２１２４が前記電子放出層２１６の外径Ｒ２１６と同じであり、前記第六透過孔２１２４の外径Ｒ２１２４が前記第四透過孔２１８２の孔径Ｒ２１８２と同じであることが好ましい。前記第六透過孔２１２４を透過して、前記グリッド２０８及び前記陰極電極２１２の間で生じた電場が、前記電子放出層２１６の、前記陰極電極２１２に隣接する表面とは反対の表面に加えられるので、前記電子放出層２１６の電子放出率を高めることができる。

更に、前記第一絶縁層２１０は、一つまたは複数の第七透過孔２１０４を有し、且つ該第七透過孔２１０４が前記第六透過孔２１２４に対応して設置されることもできる。前記グリッド２０８の、前記第七透過孔２１０４及び前記第六透過孔２１２４に対応する表面の一部が露出される。これにより、前記電子放出層２１６から前記グリッド２０８に向けて飛んでいる電子は、前記グリッド２０８に達することができ、該グリッド２０８によって伝導される。

前記電界放出表示装置２０は、次の優れた点がある。第一に、前記第一透過孔２１０２は、前記第一絶縁層２１０に設置され、前記第二透過孔２１２２は、前記陰極電極２１２に設置され、前記第一透過孔２１０２が前記第二透過孔２１２２に対応して設置され、且つ相互に貫通するので、前記グリッド２０８の、前記第一透過孔２１０２及び前記第二透過孔２１２２に対応する表面の一部を露出させる。前記電子放出層２１６は、前記第二透過孔２１２２に隣接するように、前記陰極電極２１２の、前記第一絶縁層２１０に隣接する表面とは反対の表面に設置される。前記グリッド２０８及び前記陰極電極２１２の間で生じた電場は、前記第二透過孔２１２２を透過して、前記電子放出層２１６の、前記陰極電極２１２に隣接する表面とは反対の表面に加えられる。これにより、前記環形の電子放出層２１６から電子を放出させて、均一に発光する画素点が得られる。更に、前記電子放出層２１６から前記グリッド２０８に向けて飛んでいる電子は、前記グリッド２０８達することができ、該グリッド２０８によって伝導され、電荷が前記第一絶縁層２１０に堆積されない。第二に、前記二次電子放出層２１６が、前記第一透過孔２１０２によって露出された前記グリッド２０８の、前記陰極基板２０４に隣接する表面とは反対の表面に設置されるので、前記電界放出陰極素子２００の電子放出率を高めることができる。第三に、一つまたは複数の第六透過孔２１２４は前記陰極電極２１２に設置され、前記第六透過孔２１２４は前記第二透過孔２１２２を囲む。これにより、前記グリッド２０８及び前記陰極電極２１２の間で生じた電場が、前記第六透過孔２１２４を透過して、前記電子放出層２１６の、前記陰極電極２１２に隣接する表面とは反対の表面に加えられ、前記電子放出層２１６の電子放出率高めることができる。

１０、２０ 電界放出表示装置
１００、２００ 電界放出陰極素子
１０２、２０２ 陽極基板
１０４、２０４ 陰極基板
１０６、２０６ 真空空間
１０８、２０８ グリッド
１１０、２１０ 第一絶縁層
１１０２、２１０２ 第一透過孔
１１２、２１２ 陰極電極
１１２２、２１２２ 第二透過孔
１１４、２１４ 第二絶縁層
１１４２ 第五透過孔
１１６、２１６ 電子放出層
１１６２ 第三透過孔
１１８、２１８ 集束電極
１１８２、２１８２ 第四透過孔
１２２、２２２ 蛍光層
１２４ 電子ビーム
１２６ 二次電子放出層
２１０４ 第七透過孔
２１２４ 第六透過孔
２１２６ 第二部分
２１２７ 接続部
２１２８ 第一部分
３０ 電界放出表示装置
３０２ 上方基板
３０４ 下方基板
３０６ 真空空間
３０８ グリッド層
３１０ 隔離層
３１２ 陰極層
３１６ 電子放出層
３２０ 陽極層
３２２ 蛍光層
３２４ 電子

Claims (3)

1. 陰極基板と、グリッドと、第一絶縁層と、陰極電極と、電子放出層と、を含む電界放出陰極素子において、
   前記グリッドは前記陰極基板の一つの表面に設置され、且つ前記第一絶縁層は、前記グリッドの、前記陰極基板に隣接する表面とは反対の表面に設置され、前記第一絶縁層に第一透過孔が設置されており、
   前記陰極電極には第二透過孔が設置されており、且つ前記陰極電極は、前記第一絶縁層の、前記陰極基板に隣接する表面とは反対の表面に設置され、前記グリッドと間隔を有して設置されており、
   前記電子放出層は、前記第二透過孔に隣接するように、前記陰極電極の、前記陰極基板に対向する表面とは反対の表面に設置され、且つ前記陰極電極に電気的に接続され、
   前記第一透過孔と前記第二透過孔とは対応して設置され、且つ相互に貫通し、前記グリッドの、前記陰極基板に隣接する表面とは反対の表面の一部を露出させることを特徴とする電界放出陰極素子。
2. 前記電子放出層は環形であり、該電子放出層に第三透過孔が設置され、且つ該第三透過孔が前記第一透過孔及び前記第二透過孔に対応して設置され、相互に貫通していることを特徴とする、請求項１に記載の電界放出陰極素子。
3. 陰極基板と、複数のグリッドと、複数の陰極電極と、第一絶縁層と、第二絶縁層と、複数の環形の電子放出層と、集束電極と、陽極基板と、陽極電極と、複数の蛍光層と、を含む電界放出表示装置において、
   前記複数のグリッドは、相互に平行に間隔を有して前記陰極基板の一つの表面に設置され、
   前記複数の陰極電極は、相互に平行に間隔を有して設置され、且つ前記複数のグリッドとは、相互に垂直に交叉して、複数の格子を形成し、一つの前記格子は、一つの画素と定義され、各々の前記画素に対応して、前記陰極電極に、複数の第二透過孔が設置され、
   前記第一絶縁層は、前記複数のグリッドと前記複数の陰極電極との間に設置され、各々の前記画素に対応して、前記第一絶縁層に、複数の第一透過孔を設置し、且つ前記第一透過孔と前記第二透過孔とが貫通し、前記グリッドの、前記陰極基板に隣接する表面とは反対の表面の一部を露出させ、
   前記第二絶縁層には複数の第五透過孔が設置されており、且つ該第二絶縁層は前記陰極電極の、前記第一絶縁層に隣接する表面とは反対の表面に設置され、前記複数の第五透過孔がそれぞれ前記複数の画素に対応して、且つ前記第五透過孔の内径が前記第二透過孔の内径より大きく、前記第二透過孔に隣接するように、前記陰極電極の、前記第一絶縁層に隣接する表面とは反対の表面の一部を露出させ、
   前記電子放出層は、前記複数の第二透過孔に対応して設置され、且つ前記第二透過孔に隣接するように、前記陰極電極の、前記第一絶縁層に隣接する表面とは反対の表面に設置され、
   前記集束電極は、前記第二絶縁層の、前記陰極電極に隣接する表面とは反対の表面に設置され、前記各々の画素に対応して、前記集束電極が第四透過孔を有し、且つ前記第四透過孔と前記第五透過孔とが貫通し、
   前記陽極基板は、前記陰極基板に対向して、相互に間隔を置いて設置され、前記陽極基板及び前記陰極基板の間には、真空空間が形成され、
   前記陽極電極は、前記陽極基板の、前記陰極基板に対向する表面に設置され、
   前記複数の蛍光層は、前記陽極電極の、前記陰極基板に対向する表面に設置され、且つ前記複数の環形の電子放出層に対応していることを特徴とする電界放出表示装置。

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