JP2004047240A

JP2004047240A - 電子放出素子とその製造方法、および表示装置

Info

Publication number: JP2004047240A
Application number: JP2002202183A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Kimura; 木村　和人
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】カーボンナノチューブなどの炭素系針状物質を用いて電子放出素子のエミッタを形成する場合に、炭素系針状物質の配列密度を適正化して高い発光効率を実現する。
【解決手段】電子放出素子の製造方法として、カソード基板のベースとなるベース基板３上にカソード電極４、絶縁層５およびゲート電極６を順に積層した後、ゲートホール７を形成し、かつゲートホール７内に複数の炭素系針状物質９を配列してエミッタ８を形成する第１工程と、ゲートホール７内に複数の球体１３を充填して当該複数の球体１３との接触により複数の炭素系針状物質９の一部をベース基板３に対して横倒しの状態に屈曲させる第２工程とを有する。
【選択図】　　　　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界放出型の電子放出素子とその製造方法、および電子放出素子を用いた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空中におかれた金属等の導体あるいは半導体の表面に、ある閾値以上の電界を与えると、トンネル効果によって電子が障壁を通過し、常温時においても真空中に電子が放出される。この現象は電界放出（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）と呼ばれ、これによって電子を放出するカソードは電界放出型カソード（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃａｔｈｏｄｅ）と呼ばれている。近年では、ミクロンサイズの電界放出型カソードを、半導体加工技術を駆使して基板上に多数形成したフラットディスプレイ装置（平面型表示装置）としてＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ）が注目されている。ＦＥＤは、電気的に選択（アドレッシング）されたエミッタから電界の集中によって電子を放出させるとともに、この電子をアノード基板側の蛍光体に衝突させて、蛍光体の励起・発光により画像を表示するものである。
【０００３】
図８は従来の表示装置（ＦＥＤ）の主要部の構成例を示す概略断面図であり、図９はその概略斜視図である。図においては、カソード基板５１とアノード基板５２とが微小なギャップを介して対向状態に配置されている。カソード基板５１とアノード基板５２との間は真空状態に維持される。カソード基板５１は、ベース基板５３と、カソード電極５４と、抵抗層５５と、絶縁層５６と、ゲート電極５７、エミッタ５８とを備えている。ゲート電極５７および絶縁層５６にはゲートホール５９が形成されている。また、ゲートホール５９内にはコーン形状（略円錐形）のエミッタ５８が形成されている。このエミッタ５８はスピント型エミッタとも呼ばれる。一方、アノード基板５２は、ベース基板６０と、アノード電極６１と、蛍光体６２とを備えている。アノード電極６１はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極からなるもので、蛍光体６２は１画素分のエリア内に赤、緑、青の各色に対応する蛍光体を並べて配置したものである。
【０００４】
ここで、上記構成の表示装置（ＦＥＤ）の製造プロセスについて簡単に説明する。先ず、カソード基板５１を得るにあたっては、ベース基板５３上に、カソード電極５４、抵抗層５５、絶縁層５６およびゲート電極５７を蒸着法によって順に積層する。次に、フォトプロセス（フォトレジスト塗布、パターニング、エッチング）を施して、ゲート電極５７および絶縁層５６にゲートホール５９を形成した後、フォトレジストを除去する。
【０００５】
次いで、ベース基板５３を回転させながら、その基板面に対して斜め方向からアルミニウムなどを蒸着させることにより、ゲート電極５７の表面とその開口縁部にのみアルミニウムからなる剥離層を形成する。続いて、剥離層の上からエミッタ材料となる金属、例えばモリブデンを堆積させる。これにより、ゲートホール５９の開口径がモリブデンの堆積とともに徐々に小さくなり、最終的にゲートホール５９が完全に閉じられる。その結果、ゲートホール５９内にエミッタ材料（モリブデン）の堆積によってコーン形状のエミッタ５８が形成される。その後、ゲート電極５７上の不要なエミッタ材料を剥離層とともにエッチングによって除去する。
【０００６】
一方、アノード基板５２を得るにあたっては、ベース基板６０上にＩＴＯ等のアノード電極６１を形成した後、蛍光体材料の塗布によって蛍光体６２を形成する。また、こうして得られたカソード基板５１とアノード基板５２とを、例えば０．２〜１．０ｍｍのギャップで真空状態に封止する。以上の製造プロセスでは、エミッタ５８とゲート電極５７との間の距離がサブミクロンレベルに制御されることから、それらの間に数十ボルトの電圧を印加することにより、エミッタ５８の先端部に電界を集中させ、これに伴うトンネル効果によってエミッタ５８から真空中に電子を放出させることができる。その際、抵抗層５５は、例えばエミッタ５８への放電電流が大きくなった場合に、抵抗による電圧降下の増大によってエミッタ５８に作用する実効電圧を減少させ、逆に放電電流が小さくなった場合はエミッタ５８に作用する実効電圧を増加させることにより、放電電流を安定化させる役目を果たす。
【０００７】
ところで近年においては、電界放出型カソードの構成として、非常に鋭利な先端が無数に得られるカーボンナノチューブを用いたエミッタ構造が提案されている。一般にカーボンナノチューブは高いアスペクト比を有し、先端の曲率半径も非常に小さいため、高い発光効率を実現する電子放出源として注目されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
カーボンナノチューブでエミッタを形成する手法の一つとして、ＣＶＤ法（気相成長法；Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が知られている。ただし、ＣＶＤ法でカーボンナノチューブを成膜すると、カーボンナノチューブの配列密度が非常に高くなる。そうした場合、ＦＥＤの特性として、図１０（Ａ）に示すように、各々のカーボンナノチューブ６３の間に電界が侵入しにくくなるため、カーボンナノチューブ６３の先端部で電位分布が平滑化されてしまう。その結果、カーボンナノチューブ６３の先端部に電界が集中しにくくなって発光効率が低下する。
【０００９】
これに対して、図１０（Ｂ）に示すように、各々のカーボンナノチューブ６３を適度な離間寸法Ｌを隔てて配列した状態では、カーボンナノチューブ６３の先端部に電界が集中しやすくなるため、発光効率が高まる。しかしながら、カソード電極５４上に直接カーボンナノチューブ６３を成膜するＣＶＤ法等では、カーボンナノチューブ６３の配列密度を制御できないため、高い発光効率を実現することが困難な状況にある。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、カーボンナノチューブなどの炭素系針状物質を用いて電子放出素子のエミッタを形成する場合に、炭素系針状物質の配列密度を適正化して高い発光効率を実現することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電子放出素子の製造方法は、基板上のゲートホール内に複数の炭素系針状物質を配列してエミッタを形成する第１工程と、ゲートホール内に複数の球体を充填することにより、当該複数の球体との接触によって複数の炭素系針状物質の一部を基板に対して横倒しの状態に屈曲させる第２工程とを含むものである。
【００１２】
この電子放出素子の製造方法においては、基板上のゲートホール内に複数の炭素系針状物質を配列してエミッタを形成した後、ゲートホール内に複数の球体を充填して当該複数の球体との接触により複数の炭素系針状物質の一部を基板に対して横倒しの状態に屈曲させることにより、ゲートホール内における炭素系針状物質の配列状態がエミッタ形成時よりも疎らになる。すなわち、ゲートホール内に複数の球体を充填すると、例えばＣＶＤ法によってほぼ垂直に配向した状態で高密度に配列された複数の炭素系針状物質のうち、一部の炭素系針状物質は、各々の球体との接触によって横倒しの状態に屈曲し、それ以外の炭素系針状物質は、各々の球体によって形成される隙間部分でほぼ垂直に配向した状態に維持される。そのため、複数の炭素系針状物質によってエミッタを形成した後、ゲートホールに複数の球体を充填することにより、炭素系針状物質の配列密度を低下させることが可能となる。その結果、この製造方法によって得られた電子放出素子とこれを用いた表示装置においては、炭素系針状物質の先端部に電界が集中しやすいように、複数の炭素系針状物質の配列密度を適正化することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態に係る表示装置（ＦＥＤ）の主要部の構成例を示す概略断面図であり、図２はその概略斜視図である。図においては、カソード基板１とアノード基板２とが微小なギャップを介して対向状態で配置されている。カソード基板１とアノード基板２との間は真空状態に維持される。カソード基板１は、ガラス基板等からなるベース基板３と、このベース基板３上に順に積層されたカソード電極４、絶縁層５、ゲート電極６と、ベース基板３上に形成されたゲートホール７と、このゲートホール７内に形成されたエミッタ８とを備え、これらの構成要素によって電界放出型の電子放出素子が構成されている。なお、図１および図２においては、電子放出素子の１画素に相当する部分のみを示している。また、放電電流の安定化のための抵抗層（不図示）は、カソード電極４と同一のパターンで形成される。
【００１５】
上述した構成要素のうち、カソード電極４は、図３に示すように、ベース基板３上で複数のカソードラインを構成するようにストライプ状（帯状）に形成され、ゲート電極６はベース基板３上で上記カソードラインに交又する複数のゲートラインを構成するようにストライプ状（帯状）に形成されている。カソード電極４とゲート電極６の交叉部分は一つの画素を構成するものとなる。絶縁層５はカソード電極４とゲート電極６との間で電気的な絶縁作用をなすもので、それらの電極間に層状に形成されている。ゲートホール７は、絶縁層５およびゲート電極６を貫通する状態で、カソード電極４とゲート電極６の交叉部分に複数個形成されている。ゲートホール７の孔形状は円形状となっている。エミッタ８は、ゲートホール７内でカソード電極４上に形成されている。このエミッタ８は、カソード電極４上に植設された複数の炭素系針状物質９によって形成されている。
【００１６】
炭素系針状物質９としては、カーボンナノチューブを用いることが望ましい。カーボンナノチューブは、グラフェンシートを丸めた１層又は多層の円筒状をなすもので、直径が０．７〜５０ｎｍ程度で長さが数μｍの高いアスペクト比をもつ材料である。ただし、エミッタ材料として利用可能な微細な針状構造を有する物質であれば、カーボンナノチューブ以外のものを炭素系針状物質９として用いてもよい。
【００１７】
一方、アノード基板２は、ＦＥＤの前面パネルを構成するもので、透明ガラス基板からなるベース基板１０と、このベース基板１０上に積層されたアノード電極１１および蛍光体１２を備えて構成されている。アノード電極１１はＩＴＯ等の透明電極によって形成され、蛍光体１２は１画素分のエリア内に赤、緑、青の各色に対応する蛍光体を並べて形成されている。
【００１８】
上記構成からなる電子放出素子を備える表示装置において、アノード電極１１にアノード電圧（高圧）を印加する一方、カソード電極４にカソード電圧、ゲート電極６に正のゲート電圧をそれぞれ印加すると、エミッタ８を形成する各々の炭素系針状物質９の先鋭なエッジ部（先端部）に電界が集中し、この電界集中に伴うトンネル効果によってエミッタ８から真空中に電子が放出される。こうして放出された電子は、アノード基板２のアノード電極１１に引き寄せられて蛍光体１２に衝突する。これにより、蛍光体１２が励起されて発光し、画像が表示される。
【００１９】
ここで、ＦＥＤの発光効率は、エミッタ８を形成する複数の炭素系針状物質９の配列密度に大きく影響される。すなわち、炭素系針状物質９の配列密度が過度に高い場合（配列が密の場合）は前述したように炭素系針状物質９の先端部で電位分布が平滑化されるため、エミッタ８で電界の集中が起こりにくくなり、反対に、炭素系針状物質９の配列密度が過度に低い場合（配列が疎の場合）は、エミッタ８で電界の集中が起こりやすくなるものの、単位面積あたりの炭素系針状物質９の本数が少ないために電子の放出量が少なくなる。そのため、いずれの場合も高い発光効率が得られない。そこで本発明の実施形態においては、電子放出素子を製造するにあたって、エミッタ８における炭素系針状物質９の配列密度を適正化（好ましくは最適化）するために、以下のような製造方法を採用することとした。
【００２０】
図４は本発明の実施形態に係る表示装置（ＦＥＤ）の製造方法として、特に電子放出素子を構成するカソード基板１の製造プロセスを示すフローチャートである。
【００２１】
［カソード電極の形成工程；Ｓ１］
先ず、ベース基板３上にカソード電極４を形成する。カソード電極４を構成する電極材料としては、例えば、クロム、タンタル、タングステン、モリブデン等の金属のように電気的に抵抗値の低い材料であれば、どのような材料を用いてもよい。カソード電極４の形成パターンはストライプ状であって、その形成方法としてはペースト状の電極材料を印刷により塗布する印刷法を採用することが簡便である。ただし、他の形成方法として、周知のフォトリソグラフィ工程によってカソード電極４をストライプ状に形成してもよい。この場合の塗布方法としてはスピンコート法を用いることができる。
【００２２】
［絶縁層の形成工程；Ｓ２］
次に、カソード電極４を覆う状態でベース基板３上に絶縁層５を形成する。絶縁層５を構成する材料としては、ＳｉＯ_２（二酸化シリコン）などのように電気的に高い絶縁性を有する材料であれば、どのような材料を用いてもよい。絶縁層５はベース基板３の上面を全体的に覆うように層状に形成される。絶縁層５の形成方法としては、例えば、スピンコート法、印刷法、スパッタ法、蒸着法などのいわゆる成膜法を用いることができる。
【００２３】
［ゲート電極の形成工程；Ｓ３］
次いで、上述のように積層したベース基板３の絶縁層５上にゲート電極６を形成する。ゲート電極６を構成する電極材料としては、例えば、クロム、タンタル、タングステン、モリブデン等の金属のように電気的に抵抗値の低い材料であれば、どのような材料を用いてもよい。ゲート電極６の形成パターンは、カソード電極４にほぼ直交するストライプ状であって、その形成方法としては上記カソード電極４の形成方法と同様の方法を用いることができる。これにより、図５（Ａ）に示すように、ベース基板３上にカソード電極４、絶縁層５およびゲート電極６を順に積層した状態の構造体が得られる。
【００２４】
［ゲートホールの形成工程；Ｓ４］
続いて、ゲート電極６および絶縁層５の所定部位（カソード電極４とゲート電極６の各電極ラインが交叉する部分；１画素部分）を、所望するゲートホール７の配置に合わせて部分的にエッチングすることにより、図５（Ｂ）に示すように、カソード電極４の一部を露出する状態でベース基板３上にゲートホール７を形成する。このゲートホール７は上記所定部位に複数形成される。エッチング方法としては、ウェット式、ドライ式のどちらを採用してもよい。
【００２５】
［エミッタの形成工程；Ｓ５］
次いで、図５（Ｃ）に示すように、ゲートホール７の内部に複数の炭素系針状物質９を配列してエミッタ８を形成する。エミッタ８の形成手法としては、ＣＶＤ法を用いることができる。ＣＶＤ法を用いる場合は、ゲートホール７内で所望の部位にエミッタ８を形成するため、このエミッタ形成部位に対して予め触媒層を設けておく。触媒層は、ベース基板３上にカソード電極４を形成した後（絶縁層５を形成する前）に、当該カソード電極４上に設ける。触媒層は、炭素系針状物質９となるカーボンナノチューブの成長反応を促すもので、例えばニッケル、コバルト、鉄、又はこれらの金属の少なくとも２種からなる合金を、蒸着法、スパッタ法、電解メッキ法等によりカソード電極４に被着させた後、フォトリソグラフィーによる選択的エッチングによってパターニングすることにより得られる。そして、実際のエミッタ形成工程では、ゲートホール７内の触媒層上にＣＶＤ法によってカーボンナノチューブを成長させることにより、ベース基板３上に複数の炭素系針状物質９を植設した状態でエミッタ８が形成される。このようにＣＶＤ法を用いてエミッタ８を形成することにより、ゲートホール７内で複数の炭素系針状物質９をベース基板８に対してほぼ垂直に配向した状態で高密度に配列させることができる。
【００２６】
［球体の散布工程；Ｓ６］
その後、図６（Ａ）に示すように、ベース基板３上に多数の球体１３を散布する。各々の球体１３は、有機材料、無機材料又はそれらの組み合わせによって構成される硬質の小球であって、互いに均一な大きさ（例えば粒径分布が１〜３％程度）に形成されている。球体１３の散布方法としては、ゲートホール７を上向きにしてベース基板３を水平状態に保持した状態で、その上方から多数の球体１３をベース基板３に向けて噴射する方法、あるいはコーター（塗布装置）によって塗布する方法などを用いることができる。いずれの散布方法を採用する場合も、散布後の状態としては、ベース基板３上（特に、ゲートホール７内）で多数の球体１３が互いに積み重なった状態となるように散布する。
【００２７】
［加圧工程；Ｓ７］
次に、先ほど散布した多数の球体１３をゲートホール７に押し込む方向（図５（Ａ）の下方）に加圧することにより、このゲートホール７内に複数の球体１３を密に充填する。このとき、ゲートホール７内に充填した複数の球体１３との接触により、複数の炭素系針状物質９の一部をベース基板３に対して横倒しの状態に屈曲させる。
【００２８】
ここで、「横倒しの状態」とは、例えば、ベース基板３の基板面をゼロ基準とした場合に、この基板面に対して炭素系針状物質９が所定の倒れ角（例えば、０〜４５°の鋭角）をなして倒れた状態をいう。よって、この横倒しの状態には、ベース基板３上で炭素系針状物質９が基板面に沿うようにほぼ真横に倒れた状態（倒れ角がほぼ０°の状態）と、ベース基板３上で炭素系針状物質９が斜めに倒れた状態の両方が含まれる。また、「複数の炭素系針状物質９の一部」という用語は、上記エミッタの形成工程でゲートホール７に植設された全ての炭素系針状物質９のうちの一部（例えば、半分）という意味で使用している。複数の炭素系針状物質９をどの程度の割合で横倒しの状態にするかは、エミッタ形成時の炭素系針状物質９の配列密度や、使用する球体１３の直径などによって変わる。
【００２９】
また、球体３を加圧する方法としては、各々の球体３に均一な加圧力が作用するよう、ベース基板３上に散布された多数の球体１３に対して、例えばゴム状弾性を有する加圧パッドを押し当てるなどの手法を用いることができる。球体３の加圧は一時的に行って、その後は加圧を解放する。このように球体３を加圧することにより、ゲートホール７内は各々の球体３が互いに接触した状態で密に充填されるとともに、上記加圧力によって複数の炭素系針状物質９の一部が球体１３に押されて屈曲し、横に倒れた状態となる。
【００３０】
これにより、ゲートホール７内においては、ベース基板３の面方向で各々の球体１３により形成される隙間部分に位置する炭素系針状物質９だけが垂直に配向された状態となる。したがって、ゲートホール７内では、球体１３との接触により横倒しの状態となった炭素系針状物質９の本数に応じて垂直配向の炭素系針状物質９の割合が減少する。そのため、ＣＶＤ法によりエミッタ８を形成した時点と比較して、炭素系針状物質９の離間寸法が長くなる。よって、エミッタ８を形成する複数の炭素系針状物質９の配列密度を実質的に低下させることができる。
【００３１】
また、上記加圧工程後にゲートホール７内で隣り合う炭素系針状物質９の離間寸法は、球体１３の直径（粒径）をそのまま反映した寸法となる。したがって、使用する球体１３の直径をパラメータとして、炭素系針状物質９の離間寸法を任意に制御することが可能となる。特に、発光効率を高めるうえでは、図１０（Ｂ）において、炭素系針状物質の離間寸法Ｌと炭素系針状物質の高さ寸法Ｈの寸法関係が概ね１：１であることが理想的である。そのため、上記球体の散布工程では、この理想的な寸法関係を満たす直径（つまり、炭素系針状物質９の長さとほぼ同じ直径）を有する球体１３を用いることにより、ゲートホール７内での炭素系針状物質９の配列密度を最適化することが可能となる。
【００３２】
［球体の除去工程；Ｓ８］
その後、電子放出素子の最終形態として球体１３が残留しない方が好ましい場合は、この球体１３を図６（Ｂ）に示すようにベース基板３上から除去する。球体１３の除去は、球体１３の材料として有機材料を用いた場合に、この有機材料を燃焼，蒸発によって焼き飛ばす、いわゆる焼成によって行うことができる。球体１３を焼成によって除去する場合は、球体１３を構成する有機材料（高分子材料等）として、カソード基板１の特性に悪影響を与えない程度の焼成温度（例えば４００〜５００℃）で炭化する材料を用いることが望ましい。代表的な有機材料の一例として、スチレン系、ウレタン系、アクリル系、ビニル系、ジビニルベンゼン系、メラニン系、ホルムアルデヒド系、ポリメチレン系のホモポリマー又は共重合体を挙げることができる。
【００３３】
以上の製造プロセスによってカソード基板１が得られる。ただし、カソード基板１を得るにあたっては、上記工程Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８に代えて、下記工程Ｓ６′，Ｓ７′，Ｓ８′を採用することも可能である。
【００３４】
［シートの張り付け工程；Ｓ６′］
先ず、図７（Ａ）に示すように、予め多数の球体１３を平面的に密な配置状態で固着したシート１４をベース基板３に張り合わせる。シート１４は、適度な可撓性を有するものであって、球体１３が固着した面をゲートホール７に向けた状態でベース基板１３に張り合わせられる。このシート１４には予め多数の球体１３を散布して固着させる。このとき、各々の球体１３がシート１４の面方向で互いに当接するように平面的に密に配置しておく。
【００３５】
［減圧工程；Ｓ７′］
次に、ベース基板３とシート１４との間の空間を真空引きによって減圧することにより、図７（Ｂ）に示すように、ゲートホール７の形成部分でシート１４を凹状に変形させる。これにより、ゲートホール７に複数の球体１３が密に充填された状態となるため、これらの球体１３との接触により、上記同様に複数の炭素系針状物質９の一部をベース基板３に対して横倒しの状態に屈曲させることができる。真空引きによる減圧は一時的に行って、その後は減圧を解放する。
【００３６】
［シートの剥離工程；Ｓ８′］
その後、ベース基板３からシート１４を剥離させる。このシート１４の剥離により、当該シート１４と一緒にベース基板１３上から球体１３が除去される。そのため、電子放出素子の最終形態として球体１３が残留することはない。
【００３７】
以上のような製造プロセスを経て得られたカソード基板１をアノード基板２と組み合わせて電子放出素子を構成することにより、ベース基板３上のゲートホール７内では、エミッタ８を形成する複数の炭素系針状物質９の一部が、ベース基板３に対して横倒しの状態に屈曲して配置されたものとなる。これにより、かかる製造プロセスを用いて製造された表示装置（ＦＥＤ）においては、各々の炭素系針状物質９の間に適度な離間寸法が確保されるため、炭素系針状物質９の先端部に電界が集中しやすくなる。その結果、より低い電圧でより多くの電子をエミッタ８から放出させることができるため、表示装置の発光効率を向上させることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板上のゲートホール内に複数の炭素系針状物質を配列してエミッタを形成した後、ゲートホール内に複数の球体を充填して当該複数の球体との接触によって複数の炭素系針状物質の一部を基板に対して横倒しの状態に屈曲させることにより、ゲートホール内での炭素系針状物質の配列密度を適正化して高い発光効率を実現することことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る表示装置の主要部の構成例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る表示装置の主要部の構成例を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る表示装置の主要部の構成例を示す概略平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る電子放出素子の製造工程を示す図（その１）である。
【図６】本発明の実施形態に係る電子放出素子の製造工程を示す図（その２）である。
【図７】本発明の実施形態に係る電子放出素子の他の製造工程例を示す図である。
【図８】従来の表示装置の主要部の構成例を示す概略断面図である。
【図９】従来の表示装置の主要部の構成例を示す概略斜視図である。
【図１０】カーボンナノチューブの配列状態による電位分布の違いを示す図である。
【符号の説明】
１…カソード基板、２…アノード基板、３…ベース基板、４…カソード電極、５…絶縁層、６…ゲート電極、７…ゲートホール、８…エミッタ、９…炭素系針状物質、１０…ベース基板、１１…アノード電極、１２…蛍光体、１３…球体、１４…シート

Claims

基板上のゲートホール内に複数の炭素系針状物質を配列してエミッタを形成する第１工程と、
前記ゲートホール内に複数の球体を充填して当該複数の球体との接触により前記複数の炭素系針状物質の一部を前記基板に対して横倒しの状態に屈曲させる第２工程と
を含むことを特徴とする電子放出素子の製造方法。
前記炭素系針状物質が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記載の電子放出素子の製造方法。
前記第１工程において、前記複数の炭素系針状物質を前記基板に対してほぼ垂直に配向した状態で高密度に配列させる
ことを特徴とする請求項１記載の電子放出素子の製造方法。
前記第２工程において、前記炭素系針状物質の長さとほぼ等しい直径を有する球体を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の電子放出素子の製造方法。
前記第２工程において、前記基板上に多数の球体を散布した後、当該多数の球体を前記ゲートホールに押し込む方向に加圧することにより、前記ゲートホール内に複数の球体を充填する
ことを特徴とする請求項１記載の電子放出素子の製造方法。
前記第２工程において、予め多数の球体を平面的に密な配置状態で固着したシートを、前記球体が固着した面を前記ゲートホールに向けた状態で前記基板に張り合わせた後、前記ゲートホールの形成部分で前記シートを凹状に変形させることにより、前記ゲートホール内に複数の球体を充填する
ことを特徴とする請求項１記載の電子放出素子の製造方法。
前記球体は有機材料からなるもので、この球体を焼成によって前記基板上から除去する第３工程を有する
ことを特徴とする請求項５記載の電子放出素子の製造方法。
前記基板から前記シートを剥離させることにより、前記球体を前記基板上から除去する第３工程を有する
ことを特徴とする請求項６記載の電子放出素子の製造方法。
基板上のゲートホール内に複数の炭素系針状物質を配列してなるエミッタを有するとともに、前記エミッタを形成する前記複数の炭素系針状物質の一部を前記基板に対して横倒しの状態に屈曲させてなる
ことを特徴とする電子放出素子。
基板上のゲートホール内に複数の炭素系針状物質を配列してなるエミッタを有するとともに、前記エミッタを形成する前記複数の炭素系針状物質の一部を前記基板に対して横倒しの状態に屈曲させてなる電子放出素子を備える
ことを特徴とする表示装置。