JP4741449B2 - Cold cathode, cold cathode array and field emission display - Google Patents
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Description
本発明は、冷陰極、冷陰極アレイおよび電界放出型ディスプレイに係り、特に、電子ビーム径を小さくするとともに、電子放出効率を高くすることの可能な冷陰極、ならびにこれを用いた冷陰極アレイおよび電界放出型ディスプレイに関する。 The present invention relates to a cold cathode, a cold cathode array, and a field emission display, and in particular, a cold cathode capable of reducing an electron beam diameter and increasing electron emission efficiency, and a cold cathode array using the same The present invention relates to a field emission display.
電界放出型ディスプレイ(FED:Field Emission Display)は、CRTあるいは液晶表示装置に代わる表示装置として実用化が進められているが、表示を高精細とすること、適切な輝度を確保すること、電子放出効率を高めることが要求される。 Field emission displays (FEDs) are being put into practical use as display devices that can replace CRTs or liquid crystal display devices. However, high-definition display, ensuring adequate luminance, and electron emission Increased efficiency is required.
FEDに使用する冷陰極として、既に種々の形式が提案されているが、電子放出効率の観点から、カソード電極上にカーボンナノチューブ(以下CNTと記す)などの炭素系材料を形成した冷陰極が注目されている(例えば、特許文献1参照)。 Various types of cold cathodes have already been proposed for use in FEDs. From the viewpoint of electron emission efficiency, attention is paid to cold cathodes in which carbon-based materials such as carbon nanotubes (hereinafter referred to as CNT) are formed on the cathode electrode. (For example, refer to Patent Document 1).
図13は、特許文献1に開示されている冷陰極を使用したFEDの部分断面図(a)および冷陰極の上面図(b)である。
FIG. 13 is a partial sectional view (a) of an FED using a cold cathode disclosed in
そして、冷陰極は、基板301と、基板301上に設置されたカソード電極302と、カソード電極302上に形成されたCNT303と、基板301上に絶縁体304を介して設置されるゲート電極305とを含む。
The cold cathode includes a
カソード電極302とゲート電極305との間に印加された電圧によりCNT303の先端に強電界が形成され、CNT303の先端から電子がビーム状に放射される。
A strong electric field is formed at the tip of the
この電子ビームは、冷陰極から適宜の距離を隔てて設置された前面基板306の裏面に形成されたアノード電極307に到達し、アノード電極307に塗布された蛍光塗料308を発光させる。
This electron beam reaches the
また、CNTから放出された電子が水平方向の速度成分を有すると、電子ビームが発散して解像度の低下およびクロストークの発生の原因となるため、ゲート電極の上部にフォーカス電極を設置した冷陰極も既に提案されている(例えば、非特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に開示された冷陰極にあっては、フォーカス電極を有していないので電子ビーム径が大きくなるだけでなく、CNTはカソード電極の中心部だけに形成されているので放出する電流が少ないという課題があった。
However, the cold cathode disclosed in
また、非特許文献1に開示された冷陰極にあっては、フォーカス電極により電子ビームを集束させることは可能であるものの、集束を強化すると電子放出効率が低下するという課題があった。
Further, although the cold cathode disclosed in
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであって、電子ビーム径を小さくできるとともに、電子放出効率を向上することの可能な冷陰極、冷陰極アレイおよび電界放出型ディスプレイを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the conventional problems, and provides a cold cathode, a cold cathode array, and a field emission display capable of reducing the electron beam diameter and improving the electron emission efficiency. The purpose is to do.
[第1の発明]
本発明の冷陰極は、アノード電極と所定距離を隔てて配置される冷陰極であって、絶縁基板上に配置されるカソード電極と、前記カソード電極上に配置され、前記カソード電極を露出する開口を有する第1の絶縁材と、前記第1の絶縁材上に配置され、前記カソード電極を露出する開口を有するゲート電極と、前記ゲート電極上に配置され、前記カソード電極を露出する開口を有する第2の絶縁材と、前記第2の絶縁材上に配置され、前記カソード電極を露出する開口を有するフォーカス電極と、前記カソード電極上に形成される炭素系材料と、を含み、前記炭素系材料が、前記カソード電極上において前記カソード電極の中心から偏倚した部分領域に形成されることを特徴とする。
[First invention]
The cold cathode of the present invention is a cold cathode disposed at a predetermined distance from the anode electrode , the cathode electrode disposed on an insulating substrate, and the opening disposed on the cathode electrode and exposing the cathode electrode A first insulating material having a gate electrode having an opening that is disposed on the first insulating material and exposing the cathode electrode; and an opening that is disposed on the gate electrode and exposes the cathode electrode. a second insulating material is disposed on the second insulating material, seen including a focus electrode having an opening that exposes the cathode electrode, and a carbon-based material formed on the cathode electrode, the carbon The system material is formed in a partial region deviated from the center of the cathode electrode on the cathode electrode .
この構成により、電子ビーム径を小さくできるとともに、電子放出効率を向上することができることとなる。 With this configuration, the electron beam diameter can be reduced and the electron emission efficiency can be improved.
[第2の発明]
本発明の冷陰極は、前記カソード電極を露出する前記ゲート電極の開口が円であり、前記部分領域は、前記ゲート電極の開口部の前記カソード電極の露出部上への投影円と、前記ゲート電極の下面と前記カソード電極の上面との間の距離の1.0以下の予め定められた所定数倍の距離だけ前記投影円の中心側に位置する円と、に挟まれた閉領域の一部領域であってもよい。
[Second invention]
In the cold cathode of the present invention, the opening of the gate electrode exposing the cathode electrode is a circle, and the partial region includes a projected circle of the opening of the gate electrode onto the exposed portion of the cathode electrode, and the gate one closed area sandwiched between the circle, which is located 1.0 by following predetermined multiple distance predetermined center side of the projection circle distance between the upper surface of the lower surface of the electrode and the cathode electrode It may be a partial area.
[第3の発明]
本発明の冷陰極は、前記ゲート電極の開口の前記カソード電極上への投影円の中心から前記部分領域を見込む角度が180度以下であってもよい。
[Third invention]
Cold cathode of the present invention, the angle anticipating the partial area from the center of the projection circle onto the cathode electrode of the opening of the pre-Symbol gate electrode may be under 180 degrees or.
[第4の発明]
本発明の冷陰極アレイは、上記いずれかの冷陰極を複数個配列した冷陰極アレイであって、各冷陰極の前記炭素系材料の形成領域が、前記カソード電極上において前記カソード電極の中心から同一方向に偏倚した構成を有している。
[ Fourth Invention]
The cold cathode array of the present invention is a cold cathode array in which a plurality of any of the above-mentioned cold cathodes are arranged , wherein the formation area of the carbon-based material of each cold cathode is from the center of the cathode electrode on the cathode electrode. It has a configuration biased in the same direction .
この構成により、複数の冷陰極を1つのサブピクセルに適用する際に、サブピクセルのドット径が大きくなることを回避することができることとなる。 With this configuration, when a plurality of cold cathodes are applied to one subpixel, it is possible to avoid an increase in the dot diameter of the subpixel.
[第5の発明]
本発明の電界放出型ディスプレイは、上記の冷陰極アレイをサブピクセルとして使用した構成を有している。
[ Fifth Invention]
The field emission display of the present invention has a configuration using the cold cathode array as a sub-pixel.
この構成により、電界放出型ディスプレイの輝度、解像度、および発光効率を向上できることとなる。 With this configuration, the luminance, resolution, and luminous efficiency of the field emission display can be improved.
本発明は、カソード電極の一部の領域に炭素系材料を形成することにより、電子ビーム径を小さくできるとともに、電子放出効率を向上することの可能な冷陰極、冷陰極アレイおよび電界放出型ディスプレイを提供することができるものである。 The present invention provides a cold cathode, a cold cathode array, and a field emission display capable of reducing an electron beam diameter and improving electron emission efficiency by forming a carbon-based material in a partial region of a cathode electrode. Can be provided.
以下、本発明に係る冷陰極、冷陰極アレイおよび電界放出型ディスプレイの実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of a cold cathode, a cold cathode array, and a field emission display according to the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、本明細書において、電子ビーム径とは、1つの冷陰極から放出された電子のアノード電極への到達位置の最大間隔を意味するものとする。 In this specification, the electron beam diameter means the maximum interval of the arrival positions of electrons emitted from one cold cathode to the anode electrode.
本発明の実施形態に係る冷陰極10は、図1のX−X断面図(a)および上面図(b)に示すように、絶縁基板11上に配置されるカソード電極12と、カソード電極12上に配置されカソード電極12を露出する開口を有する第1の絶縁材13と、第1の絶縁材13上に配置されカソード電極12を露出する開口を有するゲート電極14と、ゲート電極14上に配置されカソード電極12を露出する開口を有する第2の絶縁材15と、第2の絶縁材15上に配置されカソード電極12を露出する開口を有するフォーカス電極16と、カソード電極12上に形成される炭素系材料であるCNT17とを含む。
A
なお、冷陰極10と所定距離を隔てて配置されるアノード電極19は、前面基板18下面に成膜され、アノード電極19の下面には蛍光塗料20が塗布されている。
The anode electrode 19 disposed at a predetermined distance from the
そして、CNT17は、カソード電極12の中心から偏倚したカソード電極12の部分領域Rに形成される。
The
また、部分領域Rは、ゲート電極14の開口部のカソード電極12の露出部上への投影領域に形成された1本のCNT17が放出する電子によりアノード電極19に誘起されるアノード電流が最大値となる1本のCNT17の形成位置が描く第1の曲線と、アノード電流が最大値の1.0以下の予め定められた所定数倍となるアノード電流を誘起する1本のCNT17の形成位置が描く第2の曲線とに挟まれた閉領域の部分領域であることが望ましい。
In the partial region R, the anode current induced in the anode electrode 19 by the electron emitted from one
そして、カソード電極12を露出するゲート電極14の開口は円であり、部分領域Rは、ゲート電極14の開口のカソード電極12上への投影円の中心が閉領域を見込む角度が180度以下となる領域である。
The opening of the
このとき、図1(b)に示すように、部分領域Rは、ゲート電極14の開口のカソード電極12上への投影円の中心Oが見込む角度θが180度以下である投影円の一部である円弧a、円弧aからゲート電極14下面とカソード電極12上面間の距離hの1.0以下の予め定められた所定数α倍である距離(α・h)だけ投影円の中心側に位置する内側円弧b、円弧aの一方の端点A1と投影円の中心Oとを結ぶ第1の線分d、および円弧aの他方の端点A2と中心Oとを結ぶ第2の線分eで囲まれる領域に相当する。
At this time, as shown in FIG. 1B, the partial region R is a part of the projected circle whose angle θ that the center O of the projected circle on the
カソード電極12とゲート電極14との間に電圧を印加すると、CNT17の先端から電子が放射されるが、CNT17の先端に印加される電界は投影円中心では弱く、周辺に向かうほど強くなる。
When a voltage is applied between the
図2は投影円内に1つのCNT17を形成した場合に、冷陰極10が放射するエミッション電流ieおよびこのエミッション電流ieによりアノード電極19に誘起されるアノード電流iaと投影円の中心Oからの距離rの関係を示すグラフであって、横軸は投影円の中心Oからの距離rを、縦軸はエミッション電流ieおよびアノード電流iaを表す。
If Figure 2 is formed with one CNT17 in the projection circle center O of the anode current i a and the projection circle
なお、測定条件は以下の通りである。
ゲート電極電位=0ボルト、カソード電極電位=−50ボルト
フォーカス電極電位=−50ボルト、アノード電極電位=1000ボルト
ゲート電極とアノード電極との距離=1ミリメートル
ゲート電極とカソード電極との距離=3マイクロメートル
ゲート電極とフォーカス電極との距離=1.2マイクロメートル
ゲート電極の開口半径=2.5マイクロメートル
フォーカス電極の開口半径=3.0マイクロメートル
Measurement conditions are as follows.
Gate electrode potential = 0 volts, cathode electrode potential = -50 volts Focus electrode potential = -50 volts, anode electrode potential = 1000 volts Distance between gate electrode and anode electrode = 1 millimeter Distance between gate electrode and cathode electrode = 3 micron Meter Distance between gate electrode and focus electrode = 1.2 micrometers Gate electrode opening radius = 2.5 micrometers Focus electrode opening radius = 3.0 micrometers
図2のグラフに示すように、投影円の中心Oからの距離r=2.2マイクロメートルに1つのCNT17を形成したときのアノード電流iaは0.04ナノアンペア、r=2.5マイクロメートルに1つのCNT17を形成したときのアノード電流iaは0.4ナノアンペアとなる。
As shown in the graph of FIG. 2, when one
以上から、カソード電極12の露出部上へのゲート電極14の開口部の投影線pと、投影線pからゲート電極14下面とカソード電極12上面間の距離h(=3マイクロメートル)の0.1倍である距離0.3マイクロメートルだけ中心O側に隔たった線とで囲まれる円環領域にCNT17を形成すれば十分なアノード電流が得られることが判る。
From the above, the projected line p of the opening of the
図3は、半径2.5マイクロメートルの外周円と半径2.2マイクロメートルの内周円との間の円環領域にCNT17を形成した冷陰極10の電子ビームの軌跡図であって、(a)はフォーカス電圧が高い(−45ボルト)場合を、(b)はフォーカス電圧が低い(−50ボルト)場合を示す。
FIG. 3 is a trajectory diagram of the electron beam of the
図3から判るように、フォーカス電圧が高い(−45ボルト)場合は、低い(−50ボルト)場合に比べて、アノード電極19における電子ビーム径が大きい。 As can be seen from FIG. 3, when the focus voltage is high (−45 volts), the electron beam diameter at the anode electrode 19 is larger than when the focus voltage is low (−50 volts).
図4は、フォーカス電圧と電子ビーム径の関係を示すグラフであって、横軸はフォーカス電圧を、縦軸は電子ビーム径を表す。図4から、フォーカス電圧が高くなるに従ってアノード電極19における電子ビーム径は大きくなることが判る。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the focus voltage and the electron beam diameter. The horizontal axis represents the focus voltage, and the vertical axis represents the electron beam diameter. 4 that the electron beam diameter at the anode electrode 19 increases as the focus voltage increases.
また、図5は、フォーカス電圧とエミッション電流、アノード電流および電子放出効率ηとの関係を示すグラフであって、横軸はフォーカス電圧を、左側縦軸は電流を、右側縦軸は電子放出効率ηを表す。ここでは、エミッション電流およびアノード電流は、円環領域におけるCNT17の1個当たりの平均電流値に換算したものとなっている。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the focus voltage, the emission current, the anode current, and the electron emission efficiency η. The horizontal axis represents the focus voltage, the left vertical axis represents the current, and the right vertical axis represents the electron emission efficiency. represents η. Here, the emission current and the anode current are converted into average current values per
表示を高精細化するためには電子ビーム径は小さい方が好ましいが、図5に示すように、フォーカス電圧を過度に低くするとアノード電流は急激に減少し、電子放出効率ηも急激に低減する。 Although it is preferable that the electron beam diameter is small in order to achieve high definition, as shown in FIG. 5, when the focus voltage is excessively lowered, the anode current decreases rapidly and the electron emission efficiency η also decreases abruptly. .
ハイビジョン映像を対角25インチの表示装置に表示する場合、もしくはスーパーハイビジョン映像を対角50インチの表示装置に表示する場合には、電子ビーム径を射程1ミリメートルで略100マイクロメートル以下とすることが好ましい。 When displaying a high-definition video on a 25-inch diagonal display device, or when displaying a super-high-definition video on a 50-inch diagonal display device, the electron beam diameter should be approximately 100 micrometers or less with a range of 1 mm. Is preferred.
電子ビーム径を100マイクロメートルとしたときは、フォーカス電圧は−52.7ボルト、エミッション電流は1.353ナノアンペア、アノード電流は0.023ナノアンペアとなり、円環領域全体にCNT17を形成した場合には電子放出効率ηは1.7%にまで低下してしまう。 When the electron beam diameter is 100 micrometers, the focus voltage is -52.7 volts, the emission current is 1.353 nanoamperes, the anode current is 0.023 nanoamperes, and CNT17 is formed in the entire annular region. In this case, the electron emission efficiency η is reduced to 1.7%.
そこで、本発明においては、フォーカス電圧を過度に低くすることなく電子ビーム径を小さくするために、CNT17を円環領域の一部に形成する。
Therefore, in the present invention, in order to reduce the electron beam diameter without excessively reducing the focus voltage, the
図6は、CNT17を形成する円環領域を投影円の中心Oが見込む角度θ(度)(以下、中心角度θと記す)と電子ビーム径(マイクロメートル)の関係を示すグラフであって、横軸は中心角度θを、縦軸は電子ビーム径を表す。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between an angle θ (degree) (hereinafter, referred to as a center angle θ) at which the center O of the projected circle looks into the annular region forming the
このグラフから、電子ビーム径を100マイクロメートルとするには、フォーカス電圧Vfを−45ボルトとしたときは円環領域の中心角度θを2度に、フォーカス電圧Vfを−50ボルトとしたときは円環領域の中心角度θを54度に選定すればよいことが判明する。 From this graph, in order to set the electron beam diameter to 100 micrometers, when the focus voltage V f is −45 volts, the center angle θ of the annular region is 2 degrees, and the focus voltage V f is −50 volts. It turns out that the center angle θ of the annular region may be selected as 54 degrees.
図7は、CNT17を形成する円環領域の中心角度θ(度)とエミッション電流Ieおよびアノード電流Iaの関係を示すグラフであって、横軸は中心角度θを、縦軸は電流(ナノアンペア)を表す。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the center angle θ (degrees) of the annular region forming the
このグラフから、フォーカス電圧Vfを−45ボルト、中心角度θを2度としたときは、エミッション電流Ieは0.007ナノアンペア、アノード電流Iaは0.002ナノアンペアとなり、フォーカス電圧Vfを−50ボルト、中心角度θを54度としたときは、エミッション電流Ieは0.194ナノアンペア、アノード電流Iaは0.035ナノアンペアとなることが判る。 From this graph, when the focus voltage V f is −45 volts and the center angle θ is 2 degrees, the emission current I e is 0.007 nanoamperes, the anode current I a is 0.002 nanoamperes, and the focus voltage V It can be seen that when f is −50 volts and the center angle θ is 54 degrees, the emission current I e is 0.194 nanoamperes and the anode current I a is 0.035 nanoamperes.
即ち、フォーカス電圧Vfを−50ボルトとした場合は、ゲート電極14の開口のカソード電極12上への投影円の一部であり、中心角度θが54度である第1の円弧、第1の円弧からゲート電極14下面とカソード電極12上面間の距離h=3マイクロメートルの1.0以下の予め定められた所定数α=0.1倍である距離α・h=0.3マイクロメートルだけ中心側に隔たった第2の円弧、第1の円弧の一方の端点と中心Oとを結ぶ線分、および第1の円弧の他方の端点と中心Oとを結ぶ線分で囲まれた部分円環領域R50にCNT17を形成すれば、電子放出効率ηを円環領域全体にCNT17を形成したときの1.7%から18%に向上させることが可能となる。
That is, when the focus voltage V f is −50 volts, the first arc, which is a part of a projected circle of the opening of the
また、フォーカス電圧Vfを−45ボルトとした場合は、ゲート電極14の開口のカソード電極12上への投影円の一部であり、中心角度θが2度である第1の円弧、第1の円弧からゲート電極14下面とカソード電極12上面間の距離h=3マイクロメートルの1.0以下の予め定められた所定数α=0.1倍である距離α・h=0.3マイクロメートルだけ中心側に隔たった第2の円弧、第1の円弧の一方の端点と中心Oとを結ぶ線分、および第1の円弧の他方の端点と中心Oとを結ぶ線分で囲まれた部分円環領域R45にCNT17を形成すれば、電子放出効率ηを円環領域全体にCNT17を形成したときの1.7%から29%に向上させることが可能となる。
When the focus voltage V f is −45 volts, the first arc, which is a part of a projected circle of the opening of the
1つの冷陰極で1つのサブピクセル(赤色、緑色および青色を表示する3つのサブピクセルが1つのピクセルを構成する)を構成した場合には、冷陰極のバラツキにより画質が劣化するが、複数の冷陰極をアレイ状に配置した冷陰極アレイを1つのサブピクセルとすることにより、冷陰極のバラツキに起因する画質劣化を改善することが可能となる。 When one sub-pixel (three sub-pixels displaying red, green, and blue constitutes one pixel) with one cold cathode, the image quality deteriorates due to variations in the cold cathode. By using the cold cathode array in which the cold cathodes are arranged in an array as one sub-pixel, it is possible to improve image quality degradation due to variations in the cold cathode.
ただし、冷陰極アレイを構成する冷陰極のCNT形成領域を同一方向に向けて、サブピクセルのドット径が大きくなることを回避する配慮が必要となる。 However, it is necessary to consider that the CNT formation region of the cold cathode constituting the cold cathode array is directed in the same direction and the dot diameter of the subpixel is not increased.
図8は3×5の冷陰極アレイの上面図およびX−X断面図であって、各冷陰極のCNT形成領域は3時の方向に設定されている。 FIG. 8 is a top view and an XX cross-sectional view of a 3 × 5 cold cathode array, and the CNT formation region of each cold cathode is set in the 3 o'clock direction.
n×m個の冷陰極で構成された冷陰極アレイから放射された電子ビームで構成されるサブピクセルのドットの縦径(H)および横径(W)は[数1]で表される。
図9はサブピクセルの一例であって、例えば、左上および右下の冷陰極アレイで緑色を、右上の冷陰極アレイで赤色を、左下の冷陰極アレイで青色を表示するベイヤー配置を適用することができる。 FIG. 9 shows an example of a sub-pixel, for example, applying a Bayer arrangement that displays green in the upper left and lower right cold cathode arrays, red in the upper right cold cathode array, and blue in the lower left cold cathode array. Can do.
図10はサブピクセルの他の例であって、図10(a)は円形の冷陰極を使用した場合であって、各冷陰極の12時の方向にCNTが形成されている。図10(b)は矩形の冷陰極を使用した場合であって、各冷陰極の3時の方向にCNTが形成されている。 FIG. 10 shows another example of a subpixel. FIG. 10A shows a case where circular cold cathodes are used, and CNTs are formed in the direction of 12:00 of each cold cathode. FIG. 10B shows a case where rectangular cold cathodes are used, and CNTs are formed in the direction of 3 o'clock of each cold cathode.
図11は、本発明に係る冷陰極の上面図であって、冷陰極は(a)および(b)に示すように矩形であっても良いし、(c)に示すように六角形であっても、(d)に示すように側辺が波形となっていてもよい。 FIG. 11 is a top view of the cold cathode according to the present invention, and the cold cathode may be rectangular as shown in (a) and (b), or may be hexagonal as shown in (c). However, the side may be a waveform as shown in (d).
さらに、CNT17は、ゲート電極14の開口部のカソード電極12の露出部上への投影領域に形成された1本のCNT17が放出する電子によりアノード電極19に誘起されるアノード電流が最大値となる1本のCNT17の形成位置が描く第1の曲線と、アノード電流が最大値の10%となるアノード電流を誘起する1本のCNT17の形成位置が描く第2の曲線とに挟まれた閉領域の部分領域Rに形成されていれば十分であるが、この部分領域R以外の領域に形成してもよい。
Further, in the
図12は、本発明に係る冷陰極アレイを使用した電界放出型ディスプレイ(FED)100の構造を説明するための斜視図であって、冷陰極アレイ21と前面基板22は所定の厚さ(例えば1ミリメートル)のスペーサ(図示せず)の上下に接着され、内部を真空に維持する。
FIG. 12 is a perspective view for explaining the structure of a field emission display (FED) 100 using a cold cathode array according to the present invention. The
ゲート電極211には走査パルスに従ってゲート電圧VGが、カソード電極212には画像信号に応じてカソード電圧VKが印加される。
A gate voltage V G is applied to the
フォーカス電極213にはフォーカス電圧VFが、前面基板22に蒸着されたアノード電極221にはアノード電圧VAが常時印加されている。
A focus voltage V F is always applied to the
ゲート電極211にゲート電圧VGが、カソード電極212にカソード電圧VKが同時に印加された冷陰極214は動作状態となり電子を放射するが、この電子はフォーカス電極213の周囲に生じた電界により集束され、アノード電極221に吸収される。
The
アノード電極221に吸収される電子は、前面基板22に塗布された蛍光体222を発光させる。
The electrons absorbed by the
上記の実施形態においては、冷陰極の大きさは略5マイクロメートルであるとしたが、この大きさの冷陰極は蒸着あるいはスパッタリング等の薄膜製造技術により製造することが可能である。 In the above embodiment, the size of the cold cathode is approximately 5 micrometers, but a cold cathode of this size can be manufactured by a thin film manufacturing technique such as vapor deposition or sputtering.
なお、画素の大きさが600マイクロメートルのFEDにあっては、100マイクロメートル程度の大きさの冷陰極を適用することも可能であるが、この大きさの冷陰極は印刷技術により製造することが可能である。 In the case of an FED having a pixel size of 600 micrometers, a cold cathode having a size of about 100 micrometers can be applied. A cold cathode of this size should be manufactured by printing technology. Is possible.
以上説明したように、本発明に係る冷陰極は、CNTをカソード電極の中心から偏倚したカソード電極の部分領域に形成することにより、電子ビーム径を小さくするとともに、電子放出効率を向上することが可能となる。 As described above, the cold cathode according to the present invention can reduce the electron beam diameter and improve the electron emission efficiency by forming the CNT in the partial region of the cathode electrode that is deviated from the center of the cathode electrode. It becomes possible.
以上のように、本発明に係る冷陰極、冷陰極アレイおよび電界放出型ディスプレイは、電子ビーム径を小さくできるとともに、電子放出効率を向上することができるという効果を有し、表示装置等として有効である。 As described above, the cold cathode, the cold cathode array, and the field emission display according to the present invention have the effect of reducing the electron beam diameter and improving the electron emission efficiency, and are effective as a display device or the like. It is.
10 冷陰極
11 絶縁基板
12 カソード電極
13 第1の絶縁材
14 ゲート電極
15 第2の絶縁材
16 フォーカス電極
17 カーボンナノチューブ(CNT)
18 前面基板
19 アノード電極
20 蛍光塗料
21 冷陰極アレイ
100 電界放出型ディスプレイ(FED)
DESCRIPTION OF
18 Front substrate 19
Claims (5)
絶縁基板上に配置されるカソード電極と、
前記カソード電極上に配置され、前記カソード電極を露出する開口を有する第1の絶縁材と、
前記第1の絶縁材上に配置され、前記カソード電極を露出する開口を有するゲート電極と、
前記ゲート電極上に配置され、前記カソード電極を露出する開口を有する第2の絶縁材と、
前記第2の絶縁材上に配置され、前記カソード電極を露出する開口を有するフォーカス電極と、
前記カソード電極上に形成される炭素系材料と、を含み、
前記炭素系材料が、前記カソード電極上において前記カソード電極の中心から偏倚した部分領域に形成されることを特徴とする冷陰極。 A cold cathode disposed at a predetermined distance from the anode electrode,
A cathode electrode disposed on an insulating substrate;
A first insulating material disposed on the cathode electrode and having an opening exposing the cathode electrode;
A gate electrode disposed on the first insulating material and having an opening exposing the cathode electrode;
A second insulating material disposed on the gate electrode and having an opening exposing the cathode electrode;
A focus electrode disposed on the second insulating material and having an opening exposing the cathode electrode;
And a carbon-based material formed on the cathode electrode, only including,
The cold cathode, wherein the carbon-based material is formed in a partial region deviated from the center of the cathode electrode on the cathode electrode .
前記部分領域は、前記ゲート電極の開口部の前記カソード電極の露出部上への投影円と、前記ゲート電極の下面と前記カソード電極の上面との間の距離の1.0以下の予め定められた所定数倍の距離だけ前記投影円の中心側に位置する円と、に挟まれた閉領域の一部領域である請求項1に記載の冷陰極。 The gate electrode opening exposing the cathode electrode is a circle;
The partial region is predetermined as 1.0 or less of a distance between the projected circle of the opening of the gate electrode onto the exposed portion of the cathode electrode and the lower surface of the gate electrode and the upper surface of the cathode electrode. cold cathode according to claim 1 by a distance of a predetermined number of times and a circle located on the center side of the projection circle, a partial area of the closed area sandwiched between the.
各冷陰極の前記炭素系材料の形成領域が、前記カソード電極上において前記カソード電極の中心から同一方向に偏倚した冷陰極アレイ。The cold cathode array in which the formation area of the carbon-based material of each cold cathode is deviated in the same direction from the center of the cathode electrode on the cathode electrode.
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