JP3775367B2 - Cold cathode electron source and display device using the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界の作用によって電子を放出する冷陰極電子源に関するものである。さらに、その冷陰極電子源を用いたフラットパネル型の表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電界の作用によって電子を放出する電界電子放出とは、金属または半導体などの表面の印加電界を10V/m程度にするとトンネル効果により障壁を通過して常温でも真空中に電子放出が行われる現象である。この電界電子放出の電子源を冷陰極電子源といい、熱エネルギーを利用して熱電子を放出する電子源(熱陰極電子源)に比べ、省エネルギーであるとともに長寿命化できるなど多くの優れた点を有している。
【0003】
冷陰極電子源に適用される電子放出材料としてカーボンナノチューブ(以下CNTと略す)が知られている。CNTは直径4〜50nm、長さ10μm以上と非常にアスペクト比の高い材料であり、外部電界を効率よくCNTの先端部に集中することが可能となる。これは、外部から印加する電界がマクロ的に低くてもCNTの近傍では非常に大きく増幅され、電子を取り出すのに十分な電界強度を発生できることを示している。その結果、電極に加える引出電極電位が比較的小さくても電子放出が可能であり、制御電源に必要とされる電圧を低減できるメリットがある。
【0004】
図5は、特開2001−155666号公報に開示された表示装置の要部断面図である。109は表示面、141は透明陽極、142は蛍光体膜であり、発光部は透明陽極141と蛍光体膜142からなる。120はCNTで構成された電子放出部、121は基板電極、125は電子引出電極である。電子放出部120の表面はCNTを露出するため、レーザ照射が施されている。
【0005】
電子引出電極125に正電位、基板電極121に負電位を印加して電子放出部120に電界を付与すると、CNTの先端部から電子が放出される。この電子は電子引出電極125の開口部を通過して発光部に到達し、発光部に電子が衝突すると発光が起きる。この発光を利用して表示面109に画像が表示される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、表示面109において発光点がドット状に点在して画質が不均一となる問題があった。これは、電子放出部120の表面状態の微妙な凹凸に依存してCNTの露出具合に不均一が生じ、電子放出部120表面において電子放出領域が偏ってしまうためである。これまでにも電子放出部120表面の平坦化は為されてきたが、1μm以下の精度で平坦化することは困難であった。
【0007】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、電子放出の均一性を確保できる冷陰極電子源を提供する。さらに、その電子源を用いて高画質化を図ったフラットパネル型の表示装置を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1にかかる冷陰極電子源は、電界の作用によって電子を放出する電子放出材料と、電子放出材料に電界を付与するための基板電極及び電子引出電極と、基板電極と電子引出電極との間に連続孔からなる多孔性部材とを備え、多孔性部材が電子放出材料を含有し、電子放出材料の先端部が多孔性部材の孔壁から突出しているものである。
【0009】
請求項2にかかる冷陰極電子源は、電子放出材料がカーボンナノチューブであるものである。
【0010】
請求項3にかかる冷陰極電子源は、多孔性部材が二次電子増倍材料で形成され、凹凸のある孔壁面を有しているものである。
【0011】
請求項4にかかる冷陰極電子源は、電界の作用によって電子を放出する電子放出材料と、電子放出材料に電界を付与するための基板電極及び電子引出電極と、基板電極と電子引出電極との間に連続孔からなり、二次電子増倍材料で形成され、凹凸のある孔壁面を有している多孔性部材とを備え、電子放出材料は基板電極の表面に配置されているものである。
【0012】
請求項5にかかる表示装置は、冷陰極電子源から放出された電子の衝突による発光を利用して画像を表示する表示装置において、冷陰極電子源が電界の作用によって電子を放出する電子放出材料と、電子放出材料に電界を付与するための基板電極及び電子引出電極と、基板電極と電子引出電極との間に連続孔からなる多孔性部材とを備え、多孔性部材が電子放出材料を含有し、電子放出材料の先端部は多孔性部材の孔壁から突出しているものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、本発明が適用される表示装置の実施の形態1を説明するための要部断面図である。図2は、この表示装置に用いられる冷陰極電子源の断面図である。図において、1は基板ガラス、2は冷陰極電子源、3はスペーサである。4はアルミバック陽極、5は蛍光体膜であり、両者は発光部を形成する。6はブラックマトリックス、7は表示面、8は引出電極である。冷陰極電子源2において、21は電子放出源材料としてのCNT、22は基板電極、23は電子引出電極、24は連続孔からなる多孔性部材である。
【0014】
多孔性部材24は、基板電極22と電子引出電極23との間に位置し、高抵抗性のガラス層から形成される。このとき、ガラス層は二次電子増倍材料であることが好ましく、例えば酸化マグネシウムなどを含んでいるものとする。連続孔の孔壁表面のみを二次電子増倍材料で覆っていてもよい。また、連続孔の孔壁面は凹凸を有しており、孔部はおおむね直径2μm程度の大きさであるものとする。CNT21の先端部は多孔性部材24の孔壁から突出している。
【0015】
続いて多孔性部材24の形成方法について説明する。まず、ガラスペースト中にCNTを混入するとともに有機系材質の球状物質を混入する。球状物質の例としてポリメタクリル酸メチル(以下PMMAと略す)などのプラスチック粒子がある。CNTは、ガラスペースト中に10〜20重量%混入されることが好ましい。PMMA粒子は、直径5〜10μmのものが好ましく、ガラスペースト中に5〜10重量%混入されることが好ましい。このとき、ガラスペーストを十分に混練することにより、CNTとPMMAはガラスペースト内で均一に分散される。
【0016】
CNTとPMMAが混入されたガラスペーストを、スクリーン印刷によって基板電極22上に印刷形成する。この場合にガラスペーストパターンは、スクリーン印刷の版で形成してもよく、ある程度の領域をベタ膜として印刷した後にブラスト加工などで所定形状に形成してもよい。必要とされる膜厚方向の厚みのコントロールは、ガラスペーストの粘度調整やスクリーン版の印圧調整で行うことができ、多層塗りを実施してもよい。スクリーン印刷以外にもフレキソ印刷、オフセット印刷も可能であり、インクジェット法などもありうる。
【0017】
このように形成されたガラスペーストパターンは、乾燥後に焼成されて多孔性部材となる。ここで、PMMA粒子とガラスペーストバインダーとしての有機溶剤は、酸素雰囲気において350℃程度で燃焼しつくしてしまう。一般に印刷形成するガラスペーストがガラス層に変質するのに必要な焼成温度は400〜600℃の範囲内にあり、この焼成条件下ではPMMA粒子と有機溶剤は燃焼されてしまう。焼成後に得られる多孔性部材は焼成前に比べて2〜3割寸法収縮するともに、PMMA粒子の燃焼跡は空房となり、この寸法収縮のために空房同士が接続して連続孔が多数形成される。また、この寸法収縮時にほとんどのCNTが先端部を孔壁から突出することとなり、CNT先端部の露出量が増加する。さらに、CNTとPMMAとが均一に分散されていたことから、CNT先端部の露出均一度も向上する。
【0018】
次に、動作について説明する。電子引出電極23に正電位、基板電極22に負電位を印加して多孔性部材24中のCNT21に電界を付与すると、CNT21の先端部から電子が放出される。この電子は電子引出電極23の開口部を通過して発光部に到達し、発光部に電子が衝突すると表示面7に画像が表示される。
【0019】
多孔性部材24の厚みを20μmとすると、印加電圧200Vでは10V/μmの高電界が発生することになる。一般にガラスの絶縁耐力は20V/μm程度であるから、このような動作条件では絶縁破壊を起こすことはない。CNT21の電子放出電界強度は約3V/μmであるから、この電界の作用によって、多孔性部材24の孔壁から突出しているCNT21の先端部から電子が放出される。CNT21の先端部の露出均一度が向上していることから、電子放出特性の均一化が図られる。
【0020】
さらに、多孔性部材24が二次電子増倍材料で形成されているために、孔壁に衝突した電子によって新たな電子が放出されることになる。図3は、この実施の形態において電子放出材料からの放出電子の軌跡を説明するための模式図である。図において矢印は放出電子の軌跡を示す。連続孔の孔壁面は不規則な凹凸を有しているため、孔壁面に衝突した放出電子は乱反射し、さらに二次電子を放出しながら電子引出電極23の方向に進んでいく。二次電子も放出電子同様に孔壁面に衝突しては乱反射し、新たな二次電子を放出しながら電子引出電極23の方向に進んでいく。この実施の形態では、孔壁面の不規則な凹凸が放出電子あるいは二次電子の衝突頻度の向上をもたらし、二次電子増倍効果が大きい。CNT先端部の露出量増加との相乗効果で、電子引出電極から発光部に向けて電子を放出するときの印加電圧を大幅に低減できる。
【0021】
また、CNTから電子が放出されるとCNTには正電荷が残ることになる。この正電荷が消えない限りCNT近傍の電界は小さくなり、次の電子放出が起こりにくくなる。そこで、この実施の形態では全てのCNTは高抵抗性の多孔性部材24を通して基板電極22に接続されている。この正電荷は、多孔性部材24を伝わるリーク電流として基板電極22に流れ込み消失する。正電荷がCNTから消失すると、再度CNTから電子放出するに十分な電界がCNT近傍に加わることになる。このように、CNTと基板電極との間に高抵抗体が存在すると、各CNTが次々と電子放出することはなく、電子放出電流を空間的にも時間的にも制限することになる。したがって、冷陰極電子源全体において電子放出電流を安定化できる。
【0022】
したがって、この実施の形態における冷陰極電子源では、電子放出特性の均一化に加えて、電子放出するための印加電圧の低減化、電子放出電流の安定化の効果がある。このような冷陰極電子源をフラットパネル型の表示装置に用いれば、発光の均一性や画像の滑らかさ等の高画質化が図られる。なお、図2では電子引出電極23と多孔性部材24とが接しているが、実際には両者が離れていることもあり、その距離を適宜設定することは設計事項である。
【0023】
実施の形態2.
図4は、実施の形態2を説明するための冷陰極電子源の断面図である。この実施の形態は、実施の形態1と異なる点として、CNTが多孔性部材に含有されずに基板電極の表面に配置されているものである。図において、CNT21は基板電極22の表面にシリカ系バインダーによって接着されている。
【0024】
この実施の形態においても、CNT21はすべて露出していることから、電子放出特性の均一化が図られることは言うまでもない。さらに、放出電子が連続孔を通過する距離が実施の形態1より長く、放出電子あるいは二次電子の衝突頻度の向上による二次電子増倍効果が一段と大きい。したがって、CNT先端部の露出量増加との相乗効果で、電子放出するときの印加電圧を大幅に低減できる。このような冷陰極電子源をフラットパネル型の表示装置に用いれば、発光の均一性や画像の滑らかさ等の高画質化が図られる。
【0025】
【発明の効果】
この発明によれば、電界の作用によって電子を放出する電子放出材料と、電子放出材料に電界を付与するための基板電極及び電子引出電極と、基板電極と電子引出電極との間に連続孔からなる多孔性部材とを備え、多孔性部材が電子放出材料を含有し、電子放出材料の先端部が多孔性部材の孔壁から突出しているため、電子放出材料の先端部の露出量増加と露出均一度向上とが容易となり、電子放出特性の均一化を図った冷陰極電子源を提供できる。
【0026】
また、電子放出材料がカーボンナノチューブであるため、電子を放出するときの印加電圧を低減できる。
【0027】
また、多孔性部材が二次電子増倍材料で形成され、凹凸のある孔壁面を有しているため、電子衝突頻度の向上による二次電子増倍効果が大きく、電子を放出するときの印加電圧を大幅に低減できる。
【0028】
この発明によれば、電界の作用によって電子を放出する電子放出材料と、電子放出材料に電界を付与するための基板電極及び電子引出電極と、基板電極と電子引出電極との間に連続孔からなり、二次電子増倍材料で形成され、凹凸のある孔壁面を有している多孔性部材とを備え、電子放出材料は基板電極の表面に配置されているため、電子放出材料すべての露出が容易となり、電子放出特性の均一化が図られるだけでなく、放出電子が連続孔を通過する距離がより長くなるため、放出電子あるいは二次電子の衝突頻度が向上し、二次電子増倍効果と、CNT先端部の露出量増加との相乗効果で、電子放出するときの印加電圧を大幅に低減した冷陰極電子源を提供できる。
【0029】
この発明によれば、冷陰極電子源から放出された電子の衝突による発光を利用して画像を表示する表示装置において、冷陰極電子源が電界の作用によって電子を放出する電子放出材料と、電子放出材料に電界を付与するための基板電極及び電子引出電極と、基板電極と電子引出電極との間に連続孔からなる多孔性部材とを備え、多孔性部材が電子放出材料を含有し、電子放出材料の先端部は多孔性部材の孔壁から突出しているため、発光の均一性による高画質化を図った表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1を説明するための表示装置の要部断面図である。
【図2】 実施の形態1を説明するための冷陰極電子源の断面図である。
【図3】 実施の形態1を説明するための模式図である。
【図4】 実施の形態2を説明するための冷陰極電子源の断面図である。
【図5】 従来の技術を説明するための表示装置の要部断面図である。
【符号の説明】
1 基板ガラス、2 冷陰極電子源、21 CNT、22 基板電極、23 電子引出電極、24 多孔性部材、3 スペーサ、4 アルミバック陽極、5 蛍光体膜、6 ブラックマトリックス、7 表示面、8 引出電極、109 表示面、120 電子放出部、121 基板電極、125 電子引出電極、141透明陽極、142 蛍光体膜
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cold cathode electron source that emits electrons by the action of an electric field. Furthermore, the present invention relates to a flat panel display device using the cold cathode electron source.
[0002]
[Prior art]
Field electron emission in which electrons are emitted by the action of an electric field means that when an applied electric field on the surface of a metal or a semiconductor is set to about 10 9 V / m, the electron is emitted into a vacuum even at room temperature through a barrier due to a tunnel effect. It is a phenomenon. This field electron emission electron source is called a cold cathode electron source, and has many excellent features such as energy saving and longer life compared to an electron source that emits thermal electrons using thermal energy (hot cathode electron source). Has a point.
[0003]
A carbon nanotube (hereinafter abbreviated as CNT) is known as an electron emission material applied to a cold cathode electron source. CNT is a material having a very high aspect ratio of 4 to 50 nm in diameter and 10 μm or more in length, so that an external electric field can be efficiently concentrated on the tip of the CNT. This indicates that even if the electric field applied from the outside is macroscopically low, the electric field is amplified greatly in the vicinity of the CNT, and a sufficient electric field strength can be generated to extract electrons. As a result, electrons can be emitted even if the extraction electrode potential applied to the electrode is relatively small, and there is an advantage that the voltage required for the control power supply can be reduced.
[0004]
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of the display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-155666. Reference numeral 109 denotes a display surface, 141 denotes a transparent anode, 142 denotes a phosphor film, and the light-emitting portion includes the transparent anode 141 and the phosphor film 142. Reference numeral 120 denotes an electron emission portion made of CNT, 121 denotes a substrate electrode, and 125 denotes an electron extraction electrode. The surface of the electron emission unit 120 is irradiated with a laser to expose the CNTs.
[0005]
When a positive potential is applied to the electron extraction electrode 125 and a negative potential is applied to the substrate electrode 121 to apply an electric field to the electron emission portion 120, electrons are emitted from the tip portion of the CNT. The electrons pass through the opening of the electron extraction electrode 125 and reach the light emitting portion, and light emission occurs when the electrons collide with the light emitting portion. An image is displayed on the display surface 109 using this light emission.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is a problem in that the image quality is non-uniform because the light emitting points are scattered in the form of dots on the display surface 109. This is because the CNT is exposed unevenly depending on the fine unevenness of the surface state of the electron emission portion 120, and the electron emission region is biased on the surface of the electron emission portion 120. Although the surface of the electron emission portion 120 has been flattened so far, it has been difficult to flatten the surface with an accuracy of 1 μm or less.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a cold cathode electron source capable of ensuring the uniformity of electron emission. In addition, a flat panel display device using the electron source to improve image quality is provided.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The cold cathode electron source according to claim 1 includes an electron emission material that emits electrons by the action of an electric field, a substrate electrode and an electron extraction electrode for applying an electric field to the electron emission material, and a substrate electrode and an electron extraction electrode. A porous member made of continuous pores in between, the porous member contains an electron emission material, and the tip of the electron emission material protrudes from the hole wall of the porous member.
[0009]
The cold cathode electron source according to claim 2 is such that the electron emission material is a carbon nanotube.
[0010]
In the cold cathode electron source according to claim 3, the porous member is formed of a secondary electron multiplying material and has an uneven hole wall surface.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cold cathode electron source comprising: an electron emission material that emits electrons by the action of an electric field; a substrate electrode and an electron extraction electrode for applying an electric field to the electron emission material; Ri Do from the interconnected pores between, formed by the secondary electron multiplication material, and a porous member having a hole wall surface having irregularities, the electron-emitting material in which is disposed on a surface of the substrate electrode is there.
[0012]
6. A display device according to claim 5, wherein the cold cathode electron source emits electrons by the action of an electric field in a display device that displays an image using light emission caused by collision of electrons emitted from the cold cathode electron source. A substrate electrode and an electron extraction electrode for applying an electric field to the electron emission material, and a porous member comprising continuous holes between the substrate electrode and the electron extraction electrode, and the porous member contains the electron emission material And the front-end | tip part of an electron emission material protrudes from the hole wall of a porous member.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part for explaining Embodiment 1 of a display device to which the present invention is applied. FIG. 2 is a cross-sectional view of a cold cathode electron source used in this display device. In the figure, 1 is a substrate glass, 2 is a cold cathode electron source, and 3 is a spacer. 4 is an aluminum back anode, 5 is a phosphor film, and both form a light emitting portion. 6 is a black matrix, 7 is a display surface, and 8 is an extraction electrode. In the cold cathode electron source 2, 21 is CNT as an electron emission source material, 22 is a substrate electrode, 23 is an electron extraction electrode, and 24 is a porous member comprising continuous holes.
[0014]
The porous member 24 is located between the substrate electrode 22 and the electron extraction electrode 23 and is formed from a high resistance glass layer. At this time, the glass layer is preferably a secondary electron multiplier material, and includes, for example, magnesium oxide. Only the hole wall surface of the continuous hole may be covered with the secondary electron multiplier material. Moreover, the hole wall surface of a continuous hole has an unevenness | corrugation, and a hole part shall be a magnitude | size about 2 micrometers in diameter in general. The tip of the CNT 21 protrudes from the hole wall of the porous member 24.
[0015]
Then, the formation method of the porous member 24 is demonstrated. First, CNT is mixed in the glass paste and spherical organic material is mixed. Examples of the spherical material include plastic particles such as polymethyl methacrylate (hereinafter abbreviated as PMMA). It is preferable that 10 to 20% by weight of CNT is mixed in the glass paste. PMMA particles having a diameter of 5 to 10 μm are preferable, and 5 to 10 wt% is preferably mixed in the glass paste. At this time, the CNT and PMMA are uniformly dispersed in the glass paste by sufficiently kneading the glass paste.
[0016]
A glass paste in which CNT and PMMA are mixed is printed on the substrate electrode 22 by screen printing. In this case, the glass paste pattern may be formed by a screen printing plate, or may be formed in a predetermined shape by blasting or the like after printing a certain area as a solid film. Control of the required thickness in the film thickness direction can be performed by adjusting the viscosity of the glass paste and the printing pressure of the screen plate, and multilayer coating may be performed. In addition to screen printing, flexographic printing and offset printing are also possible, and there may be an inkjet method.
[0017]
The glass paste pattern thus formed is fired after drying to become a porous member. Here, the PMMA particles and the organic solvent as the glass paste binder burn out at about 350 ° C. in an oxygen atmosphere. In general, the firing temperature required for the glass paste to be printed and transformed into a glass layer is in the range of 400 to 600 ° C. Under these firing conditions, the PMMA particles and the organic solvent are combusted. The porous member obtained after firing shrinks by 20-30% compared to before firing, and the combustion mark of PMMA particles becomes vacancies, and due to this dimensional shrinkage, vacancies are connected to form a large number of continuous holes. . In addition, most of the CNTs protrude from the hole wall at the time of dimensional shrinkage, and the amount of exposure of the CNT tip increases. Furthermore, since the CNT and PMMA are uniformly dispersed, the exposure uniformity of the CNT tip is also improved.
[0018]
Next, the operation will be described. When a positive potential is applied to the electron extraction electrode 23 and a negative potential is applied to the substrate electrode 22 to apply an electric field to the CNT 21 in the porous member 24, electrons are emitted from the tip of the CNT 21. The electrons pass through the opening of the electron extraction electrode 23 and reach the light emitting portion. When the electrons collide with the light emitting portion, an image is displayed on the display surface 7.
[0019]
When the thickness of the porous member 24 is 20 μm, a high electric field of 10 V / μm is generated at an applied voltage of 200 V. In general, since the dielectric strength of glass is about 20 V / μm, dielectric breakdown does not occur under such operating conditions. Since the electron emission electric field strength of the CNT 21 is about 3 V / μm, electrons are emitted from the tip of the CNT 21 protruding from the hole wall of the porous member 24 by the action of this electric field. Since the exposure uniformity of the tip of the CNT 21 is improved, the electron emission characteristics can be made uniform.
[0020]
Furthermore, since the porous member 24 is made of a secondary electron multiplying material, new electrons are emitted by the electrons colliding with the hole walls. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the locus of the emitted electrons from the electron emitting material in this embodiment. In the figure, arrows indicate the locus of emitted electrons. Since the hole wall surface of the continuous hole has irregular irregularities, the emitted electrons colliding with the hole wall surface are irregularly reflected, and further proceed to the electron extraction electrode 23 while emitting secondary electrons. Like the emitted electrons, the secondary electrons collide with the hole wall surface and diffusely reflect, and advance toward the electron extraction electrode 23 while emitting new secondary electrons. In this embodiment, irregular irregularities on the hole wall surface improve the collision frequency of emitted electrons or secondary electrons, and the secondary electron multiplication effect is great. Due to a synergistic effect with the increase in the exposure amount at the tip of the CNT, it is possible to significantly reduce the applied voltage when electrons are emitted from the electron extraction electrode toward the light emitting portion.
[0021]
Further, when electrons are emitted from the CNT, a positive charge remains in the CNT. As long as this positive charge does not disappear, the electric field in the vicinity of the CNT becomes small, and the next electron emission is unlikely to occur. Therefore, in this embodiment, all the CNTs are connected to the substrate electrode 22 through the high-resistance porous member 24. This positive charge flows into the substrate electrode 22 as a leakage current transmitted through the porous member 24 and disappears. When the positive charge disappears from the CNT, an electric field sufficient to emit electrons from the CNT again is applied in the vicinity of the CNT. Thus, if a high resistance body exists between the CNT and the substrate electrode, each CNT does not emit electrons one after another, and the electron emission current is limited both spatially and temporally. Therefore, the electron emission current can be stabilized in the entire cold cathode electron source.
[0022]
Therefore, the cold cathode electron source in this embodiment has the effect of reducing the applied voltage for electron emission and stabilizing the electron emission current, in addition to uniformizing the electron emission characteristics. If such a cold cathode electron source is used in a flat panel type display device, high image quality such as uniformity of light emission and smoothness of an image can be achieved. In FIG. 2, the electron extraction electrode 23 and the porous member 24 are in contact with each other, but in actuality, they may be separated from each other, and setting the distance appropriately is a design matter.
[0023]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a cold cathode electron source for explaining the second embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that CNTs are not contained in the porous member and are arranged on the surface of the substrate electrode. In the figure, the CNT 21 is bonded to the surface of the substrate electrode 22 with a silica-based binder.
[0024]
In this embodiment as well, since all the CNTs 21 are exposed, it goes without saying that the electron emission characteristics are made uniform. Further, the distance through which the emitted electrons pass through the continuous hole is longer than that of the first embodiment, and the secondary electron multiplication effect due to the improved collision frequency of the emitted electrons or secondary electrons is much greater. Therefore, the applied voltage at the time of electron emission can be significantly reduced by a synergistic effect with an increase in the exposure amount of the CNT tip. If such a cold cathode electron source is used in a flat panel type display device, high image quality such as uniformity of light emission and smoothness of an image can be achieved.
[0025]
【The invention's effect】
According to this invention, an electron emission material that emits electrons by the action of an electric field, a substrate electrode and an electron extraction electrode for applying an electric field to the electron emission material, and a continuous hole between the substrate electrode and the electron extraction electrode. A porous member containing an electron-emitting material, and the tip of the electron-emitting material protrudes from the hole wall of the porous member. It is easy to improve the uniformity, and a cold cathode electron source with uniform electron emission characteristics can be provided.
[0026]
Further, since the electron emission material is a carbon nanotube, the applied voltage when electrons are emitted can be reduced.
[0027]
In addition, because the porous member is made of a secondary electron multiplier material and has an uneven hole wall surface, the secondary electron multiplication effect by increasing the electron collision frequency is great, and it is applied when electrons are emitted. The voltage can be greatly reduced.
[0028]
According to this invention, an electron emission material that emits electrons by the action of an electric field, a substrate electrode and an electron extraction electrode for applying an electric field to the electron emission material, and a continuous hole between the substrate electrode and the electron extraction electrode. Do Ri, formed by the secondary electron multiplication material, and a porous member having a hole wall surface having irregularities, since the electron emission material is disposed on the surface of the substrate electrode, the electron emission materials of all This not only facilitates exposure and makes the electron emission characteristics uniform, but also increases the collision frequency of emitted electrons or secondary electrons because the distance through which the emitted electrons pass through the continuous hole is longer. Due to the synergistic effect of the double effect and the increase in the exposure amount at the tip of the CNT, it is possible to provide a cold cathode electron source that significantly reduces the applied voltage when emitting electrons.
[0029]
According to the present invention, in a display device that displays an image using light emission caused by collision of electrons emitted from a cold cathode electron source, the electron emission material from which the cold cathode electron source emits electrons by the action of an electric field, A substrate electrode and an electron extraction electrode for applying an electric field to the emission material, and a porous member comprising continuous holes between the substrate electrode and the electron extraction electrode, the porous member containing the electron emission material, and an electron Since the tip of the emission material protrudes from the hole wall of the porous member, it is possible to provide a display device with high image quality due to the uniformity of light emission.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of main parts of a display device for explaining Embodiment 1;
FIG. 2 is a cross-sectional view of a cold cathode electron source for explaining the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the first embodiment;
FIG. 4 is a cross-sectional view of a cold cathode electron source for explaining the second embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a display device for explaining a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1 substrate glass, 2 cold cathode electron source, 21 CNT, 22 substrate electrode, 23 electron extraction electrode, 24 porous member, 3 spacer, 4 aluminum back anode, 5 phosphor film, 6 black matrix, 7 display surface, 8 extraction Electrode, 109 display surface, 120 electron emission part, 121 substrate electrode, 125 electron extraction electrode, 141 transparent anode, 142 phosphor film

Claims (5)

電界の作用によって電子を放出する電子放出材料と、前記電子放出材料に電界を付与するための基板電極及び電子引出電極と、前記基板電極と前記電子引出電極との間に連続孔からなる多孔性部材とを備え、前記多孔性部材は前記電子放出材料を含有し、前記電子放出材料の先端部は前記多孔性部材の孔壁から突出していることを特徴とする冷陰極電子源。  Electron emission material that emits electrons by the action of an electric field, a substrate electrode and an electron extraction electrode for applying an electric field to the electron emission material, and a porosity formed of continuous holes between the substrate electrode and the electron extraction electrode A cold cathode electron source, wherein the porous member contains the electron emission material, and a tip portion of the electron emission material protrudes from a hole wall of the porous member. 前記電子放出材料は、カーボンナノチューブであることを特徴とする請求項1記載の冷陰極電子源。  2. The cold cathode electron source according to claim 1, wherein the electron emission material is a carbon nanotube. 前記多孔性部材は、二次電子増倍材料で形成され、凹凸のある孔壁面を有していることを特徴とする請求項2記載の冷陰極電子源。  3. The cold cathode electron source according to claim 2, wherein the porous member is made of a secondary electron multiplying material and has an uneven hole wall surface. 電界の作用によって電子を放出する電子放出材料と、前記電子放出材料に電界を付与するための基板電極及び電子引出電極と、前記基板電極と前記電子引出電極との間に連続孔からなり、二次電子増倍材料で形成され、凹凸のある孔壁面を有している多孔性部材とを備え、前記電子放出材料は前記基板電極の表面に配置されていることを特徴とする冷陰極電子源。An electron emitting material for emitting electrons by the action of an electric field, the electron-emitting material substrate electrode and the electron extraction for applying an electric field to the electrodes, Ri Do from the continuous pores between the substrate electrode and the electronic extraction electrode, A cold cathode electron comprising a porous member made of a secondary electron multiplying material and having an uneven pore wall surface , wherein the electron emission material is disposed on a surface of the substrate electrode source. 冷陰極電子源から放出された電子の衝突による発光を利用して画像を表示する表示装置において、前記冷陰極電子源は、電界の作用によって電子を放出する電子放出材料と、前記電子放出材料に電界を付与するための基板電極及び電子引出電極と、前記基板電極と前記電子引出電極との間に連続孔からなる多孔性部材とを備え、前記多孔性部材は前記電子放出材料を含有し、前記電子放出材料の先端部は前記多孔性部材の孔壁から突出していることを特徴とする表示装置。  In a display device that displays an image using light emission caused by collision of electrons emitted from a cold cathode electron source, the cold cathode electron source includes an electron emitting material that emits electrons by the action of an electric field, and an electron emitting material. A substrate electrode and an electron extraction electrode for applying an electric field, and a porous member comprising continuous holes between the substrate electrode and the electron extraction electrode, the porous member contains the electron emission material, A display device, wherein a tip portion of the electron emission material protrudes from a hole wall of the porous member.
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