JP2008004552A

JP2008004552A - 電界放出表示装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2008004552A
Application number: JP2007164388A
Authority: JP
Inventors: ▲ハン▼ ▲ヨウ▼; Han You; Jie Tang; 潔唐; 守善 ▲ハン▼; Feng-Yan Fan
Original assignee: Qinghua University; Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Qinghua University; Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2008-01-10
Also published as: US7605529B2; CN100583371C; US20070296320A1; CN101093773A

Abstract

【課題】本発明は、電界放出表示装置およびその製造方法に関する。
【解決手段】本発明に係る電界放出表示装置は、陽極基板と、該陽極基板に設置される陽極と、陰極基板と、陰極と、蛍光層と、を含む。前記陰極は前記陽極に対向して前記陰極基板に設置される。前記蛍光層は前記陽極に対向して前記陰極に設置される。本発明は、電界放出表示装置の製造方法も提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電界放出表示装置およびその製造方法に関する。

表示装置は、パソコン、携帯電話、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）などの分野に広く応用されている。現在、液晶表示装置、プラズマディスプレイパネル（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ，ＰＤＰ）、ＦＥＤ（電界放出表示装置）といった表示装置は注目されている。特に、ＦＥＤは、液晶表示装置と比べて、コントラスト比及び最大光度が高く、低電力消費で、反応時間が短く、作動可能な温度範囲が広いという優れた点があるので、照明光源、平板型表示装置、大面積の表示装置として適用されている。

図５を参照すると、従来のＦＥＤ４０は、陰極基板４１と、該陰極基板４１に設置される陰極電極４２と、陽極基板４５と、該陽極基板４５に設置される陽極電極４４と、該陽極電極４４に設置される蛍光層４６と、を備える。前記陽極電極４４と前記陰極電極４２とは、真空空間４９を隔て対向して設置される。前記陰極電極４２は、電気伝導層４７と、複数のエミッタ４８と、を備える。該複数のエミッタ４８は、前記電気伝導層４７に設置されている。前記蛍光層４６は、複数の蛍光素子を備える。

前記ＦＥＤ４０の蛍光層４６を製造する過程において、前記陽極電極４４の所定の領域にそれぞれ異なる色の蛍光粉末を塗布して前記複数の蛍光素子４６０を形成するため、所定のパターンにより、前記複数の蛍光素子４６０をそれぞれ前記複数のエミッタ４８に対向して正確に整列させることが必要である。しかし、実際の作業において、前記複数の蛍光素子４６０の配列はある程度の誤差があるので、前記ＦＥＤ４０の表示画面の歪曲が起きる恐れがある。

また、図６に示すように、前記ＦＥＤ４０が外力によって変形される場合、前記陰極基板４１及び前記陽極基板４５もそれぞれ変形され、前記複数のエミッタ４８及び前記蛍光層４６の配列が揃わなくなるので、前記ＦＥＤ４０の表示画面が歪むという問題がある。

前記課題を解決するために、本発明によれば、ＦＥＤは外力で変形されても、蛍光層と陰極とを正確及び安定に配列することができる。

本発明に係る電界放出表示装置は、陽極基板と、該陽極基板に設置される陽極と、陰極基板と、陰極と、蛍光層と、を含む。前記陰極は前記陽極に対向して前記陰極基板に設置される。前記蛍光層は前記陽極に対向して前記陰極に設置される。

前記陰極基板は導電材料からなる場合、前記陰極に少なくとも一つのエミッタを設置する。前記エミッタの端部には蛍光層が形成される。

前記蛍光層が前記エミッタの端部に一体として設置されている。

前記蛍光層は複数の蛍光部を備える。前記複数の蛍光部はそれぞれ前記エミッタの端部に設置する。

前記陰極基板が絶縁材料からなる場合には、前記陰極は導電基板と、少なくとも一つのエミッタと、を含む。前記エミッタは前記導電基板に設置する。前記蛍光層は前記エミッタの端部に形成される。

前記陰極は複数のエミッタを備える。前記隣接のエミッタの間にそれぞれ隔壁を設置することが好ましい。前記隔壁は絶縁材料からなる。

前記エミッタはカーボンナノチューブ、カーボンファイバー、グラファイト、ダイヤモンド、炭化ケイ素、シリコンなどのいずれか一種からなることが好ましい。

本発明に係る電界放出表示装置の製造方法は、陰極基板を準備する段階と、該陰極基板に陰極を設置する段階と、該陰極に蛍光層を形成する段階と、陽極基板を準備する段階と、前記蛍光層を対向して前記陽極基板に陽極を設置する段階と、所定の距離を隔てスペーサーを利用して前記陽極基板と前記陰極基板とを組み立てる段階と、含む。

前記電界放出表示装置の製造方法は、前記陰極に少なくとも一つのエミッタを設置する段階を含むことが好ましい。

前記電界放出表示装置の製造方法は、前記陰極基板に導電基板を設置する段階と、前記導電基板に少なくとも一つのエミッタを設置する段階と、を含むことが好ましい。

本発明に係るＦＥＤ及び蛍光部はエミッタの端部に密接しているので、ＦＥＤが外力で変形される場合に、前記蛍光部は前記エミッタと同調して変形する。従って、前記蛍光部と前記エミッタとの配列は影響を受けないので、前記ＦＥＤの表示画面が損なわれることがない。

次に、図面を参照して本発明に係る実施例について説明する。

（実施例１）
図１に示すように、本実施例に係るＦＥＤ１０は、陰極基板１１と、陰極１２と、陽極１４と、陽極基板１５と、蛍光層１６と、を備える。前記陰極１２は、導電基板１２２と、複数のエミッタ１２４と、を含む。前記陰極１２が前記陰極基板１１に設置され、前記陽極１４が前記陽極基板１５に設置されている。前記陰極基板１１は、平板型である。前記陰極基板１１は、ガラス、セラミック、プラスチックなどいずれか一種の絶縁材料からなる。さらに、前記絶縁材料は、可撓性ガラス又はセラミック、混合物からなることができる。前記陰極基板１１は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ又はその合金などのいずれか一種からなることができる。この場合、前記エミッタ１２４が前記陰極基板１１に直接設置される。

前記導電基板１２２が前記陰極１２に設置され、前記エミッタ１２４が前記陽極１４に対向して前記導電基板１２２に設置されている。前記エミッタ１２４と前記導電基板１２２とを密接させるために、前記エミッタ１２４と前記導電基板１２２との間に粘着層又は触媒層を設置することができる。前記導電基板１２２は金属又は可撓性の導電材料からなり、膜の形状に形成されることができる。本実施例において、前記導電基板１２２はＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）からなる。前記エミッタ１２４は、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー、グラファイト、ダイヤモンド、炭化ケイ素、シリコンなどのいずれか一種からなり、円柱又は錐体、ピラミッド状に形成されることができる。

前記陽極１４は、金属又は透明な導電材料（例えばＩＴＯ）からなる。また、前記陽極１４は、可撓性材料、又は導電材料に可撓性材料を混入して成る材料からなることができる。前記陽極１４は、所定の距離で前記陰極１２に対向して設置される。前記陰極１２と前記陽極１４との間に複数のスペーサー１８を設置し、前記ＦＥＤ１０の内部に空間１９を形成する。高効率の電子放出を実現するために、前記空間１９を真空状態にすることができる。

前記陽極基板１５は、ガラス、二酸化ケイ素などの透明な絶縁材料からなる。また、前記陽極基板１４は、可撓性材料、又は二酸化ケイ素に可撓性材料を混入して成る材料（例えば、グラスファイバー）からなることができる。前記陽極基板１５は、平板型である。

前記蛍光層１６は、リンなどの蛍光物質からなる。この蛍光物質が電子で励起されると、可視光が放出される。前記蛍光層１６は、前記陽極１４に対向するようにそれぞれ前記エミッタ１２４の端部に設置される。このように設置されれば、前記エミッタ１２４からの電子は前記空間１９を通過せず、直接前記蛍光層１６に入射して、電子が遷移して可視光が放出される。従って、前記ＦＥＤ１０は所望の画面を表示することができる。

次に、前記ＦＥＤ１０の製造方法について詳しく説明する。

まず、陰極基板１１を準備して、該陰極基板１１に陰極１２を設置する。前記陰極１２の製造方法は、前記陰極基板１１が絶縁材料からなる場合には、前記陰極基板１１に導電基板１２２を形成する段階と、該導電基板１２２にエミッタ１２４を設置する段階と、を含む。前記導電基板１２２と前記エミッタ１２４との設置は、化学気相堆積法、コーティング法、スパッタリング法、フォトレジスト工程、スクリーン印刷工程などのいずれか一種の方法によって行う。本実施例において、前記複数のエミッタ１２４としてはカーボンナノチューブを利用するので、化学気相堆積法で前記導電基板１２２にカーボンナノチューブを成長させて前記エミッタ１２４として設置する。化学気相堆積法でカーボンナノチューブを成長させる過程において、鉄又はコバルト、ニッケルを触媒として前記導電基板１２２に前記複数のカーボンナノチューブを成長させる。

次に、前記陰極１２に直接複数の蛍光部１６を形成する。前記蛍光部１６は、化学気相堆積法（ＣＶＤ法）、コーティング法、スパッタリング法、フォトレジスト工程、スクリーン印刷工程などのいずれか一種の方法によって前記エミッタ１２４の端部に形成される。例えば、前記エミッタ１２４の端部にリン粉体スラリーを塗布して前記複数の蛍光部１６を形成する。このように設置されれば、前記蛍光部１６がそれぞれ前記エミッタ１２４の端部に密接して形成されるので、画面を正確に表示することができる。前記蛍光部１６と前記陰極１２との接続状態は、前記蛍光部１６と前記エミッタ１２４との接続の密接具合によって決まる。

代わりに、前記陰極基板１１が導電材料からなる場合には、前記エミッタ１２４を直接前記陰極基板１１に設置して前記陰極１２を形成する。例えば、ＣＶＤ法で前記陰極基板１１に複数のカーボンナノチューブを成長させて前記複数のエミッタ１２４として形成することができる。

次に、透明な陽極基板１５を製造して、該陽極基板１５に陽極１４を設置する。前記陽極１４は、ＣＶＤ法、コーティング法、スパッタリング法、フォトレジスト工程、スクリーン印刷工程などのいずれか一種の方法によって前記陽極基板１５に形成されることができる。

次に、前記陽極基板１５と前記陰極基板１１との間に前記スペーサー１８を設置して空間１９を形成する。前記空間１９を真空状態にすることが好ましい。

実際の条件に応じて、前記ＦＥＤ１０の製造工程を変更することができる。例えば、前記陰極基板１１を形成する前に、前記陽極基板１５を形成して該陽極基板１５に前記陽極１４を設置することができる。

（実施例２）
図２を参照すると、本実施例に係るＦＥＤ２０の陰極２２及び蛍光層２６は実施例１と比べて、次の異なる点を有する。

前記陰極２２は、導電基板２２２と、複数のエミッタ２２４と、を含む。前記導電基板２２２は、実施例１の導電基板１２２と同様である。前記複数のエミッタ２２４は、所定のパターン（例えば、マトリックス、アレイなど）で前記導電基板２２２に配列される。前記複数のエミッタ２２４としては、カーボンナノチューブアレイを利用することが好ましい。

蛍光層２６は、一体として、連続的に前記複数のエミッタ２２４に形成される。また、前記蛍光層２６は、複数の蛍光部（図示せず）からなり、各々の蛍光部はそれぞれ隣接の蛍光部に接続される。前記複数のエミッタ２２４をそれぞれ間隔２２４ａで隔て配列させる。

さらに、前記複数のエミッタ２２４を絶縁して設置するように、前記隣接のエミッタ２２４の間に複数の隔壁２３を設置する。該複数の隔壁２３は、前記蛍光層２６と前記導電基板２２２とを分離するように前記導電基板２２２に設置する。前記複数の隔壁２３は、例えばガラス、プラスチック、ベークライトなどの絶縁材料からなる。前記複数の隔壁２３は、その高さが前記複数のエミッタ２２４の高さと同じになるように形成される。

実施例１のＦＥＤ１０と同様で、前記ＦＥＤ２０の前記複数のエミッタ２２４から電子が放出されると、これらの電子は前記空間１９を通過せず、直接前記蛍光層２６に入射して、電子が遷移して可視光が放出される。従って、前記ＦＥＤ２０は所望の画面を表示することができる。

前記ＦＥＤ２０の製造方法は実施例１と比べて、前記陰極２２及び前記蛍光２６の製造工程について次の異なる点を有する。

前記陰極２２の製造方法は、前記陰極基板１１に導電基板２２２を形成する段階と、前記導電基板２２２に複数のエミッタ２２４を形成する段階と、を含む。前記導電基板２２２と前記複数のエミッタ２２４との設置は、化学気相堆積法、コーティング法、スパッタリング法、フォトレジスト工程、スクリーン印刷工程などのいずれか一種の方法によって行う。前記陰極基板１１は導電材料からなる場合には、前記複数のエミッタ２２４を直接前記陰極２２に設置することができる。

フォトレジスト工程により前記複数のエミッタを前記導電基板２２２に形成する場合には、前記導電基板２２２にフォトレジスト層を形成して、フォトマスクを利用して所定のパターン（例えば、マトリックス、アレイ）で該フォトレジスト層を露光させる。所定のパターンで前記導電基板２２２にカーボンナノチューブアレイを成長させて前記複数のエミッタ２２４として設置する。

前記蛍光層２６の形成方法は、所定の蛍光層２６を支持基板（図示せず）に形成する段階と、前記複数のエミッタ２２４の端部に前記蛍光層２６を接着する段階と、前記支持基板を除去して前記蛍光層２６を前記複数のエミッタ２２４の端部に接続させる段階と、を含む。前記支持基板はポリエステルからなることができる。

（実施例３）
図３を参照すると、本実施例に係るＦＥＤ３０の蛍光層３６は実施例２と比べて、次の異なる点を有する。

本実施例において、前記蛍光層３６は非連続形状に形成する。前記蛍光層３６は複数の蛍光部３６０からなり、該複数の蛍光部３６０はそれぞれ前記複数のエミッタ２２４に設置される。従って、前記複数のエミッタ２２４からの電子は空間１９を通過せず、それぞれ前記複数の蛍光部３６０に入射して、電子が遷移して可視光が放出される。従って、前記ＦＥＤ３０は所望の画面を表示することができる。

前記蛍光層３６の製造方法は実施例２と異なり、フォトマスクを利用して前記複数の蛍光部３６０をそれぞれ前記複数のエミッタ２２４に形成して、前記蛍光層３６を形成する。勿論、前記蛍光層３６を一体として形成して、エッチング方法で前記蛍光層３６を前記複数の蛍光部３６０に分割することもできる。

なお、図４を参照すると、本発明に係るＦＥＤ３０が外力で変形する場合、前記ＦＥＤ３０の素子（陰極１１、陰極３２、陽極１４、陽極基板１５、蛍光層３６）はそれぞれ変形する（形状又は設置位置）可能性がある。前記複数の蛍光部３６０はそれぞれ前記複数のエミッタ２２４に設置されるので、前記蛍光部３６０は前記エミッタ２２４と同調して変形する。従って、前記蛍光部３６０と前記エミッタ２２４との配列は影響を受けないので、前記ＦＥＤ３０の表示画面が損なわれることはない。結果として、前記ＦＥＤ３０は安定した性能を有し、正確に画面を表示することができる。勿論、前記実施例１のＦＥＤ１０及び前記実施例２のＦＥＤ２０は同様の優れた点を有する。

本発明の実施例１に係るＦＥＤの平面図である。本発明の実施例２に係るＦＥＤの平面図である。本発明の実施例３に係るＦＥＤの平面図である。本発明の実施例３係るにＦＥＤを変形させた状態を示す図である。従来のＦＥＤの平面図である。従来のＦＥＤを変形させた状態を示す図である。

符号の説明

１０ＦＥＤ
２０ＦＥＤ
３０ＦＥＤ
１１陰極基板
１２陰極
２２陰極
１２２導電基板
２２２導電基板
１２４エミッタ
２２４エミッタ
１４陽極
１５陽極基板
１６蛍光層
２６蛍光層
１８スペーサー
１９空間
２２４ａ間隔
２３隔壁
３６０蛍光部

Claims

陽極基板と、陽極と、陰極基板と、陰極と、蛍光層と、を含み、
前記陽極は、前記陽極基板に設置され、
前記陰極は、前記陽極に対向して前記陰極基板に設置され、
前記蛍光層は、前記陽極に対向して前記陰極に設置されることを特徴とする電界放出表示装置。
前記陰極基板は導電材料からなり、
前記陰極に少なくとも一つのエミッタを設置し、
前記エミッタの端部に蛍光層を形成することを特徴とする請求項１に記載の電界放出表示装置。
前記蛍光層が前記エミッタの端部に一体として設置されることを特徴とする請求項１に記載の電界放出表示装置。
前記蛍光層は、それぞれ前記エミッタの端部に設置される複数の蛍光部を備えることを特徴とする請求項３に記載の電界放出表示装置。
前記陰極基板は絶縁材料からなり、
前記陰極は、導電基板と、少なくとも一つのエミッタと、を含み、
前記エミッタが前記導電基板に設置され、
前記蛍光層が前記エミッタの端部に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電界放出表示装置。
前記陰極は、複数のエミッタを備え、
隣接するエミッタの間に隔壁を設置し、
前記隔壁は絶縁材料からなることを特徴とする請求項１に記載の電界放出表示装置。
前記エミッタは、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー、グラファイト、ダイヤモンド、炭化ケイ素、シリコンのいずれか一種からなることを特徴とする請求項１に記載の電界放出表示装置。
陰極基板を準備する段階と、
該陰極基板に陰極を設置する段階と、
該陰極に蛍光層を形成する段階と、
陽極基板を準備する段階と、
前記蛍光層に対向して前記陽極基板に陽極を設置する段階と、
スペーサーを利用して、両者の間に所定の間隔を形成するように前記陽極基板と前記陰極基板とを組み立てる段階と、
を含むことを特徴とする電界放出表示装置の製造方法。
前記陰極に少なくとも一つのエミッタを設置する段階を含むことを特徴とする請求項６に記載の電界放出表示装置の製造方法。
前記陰極基板に導電基板を設置する段階と、前記導電基板に少なくとも一つのエミッタを設置する段階と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の電界放出表示装置の製造方法。