(57)【要約】【課題】  信号歪曲を抑制し、歪曲による画面品質低下を予防できる電子放出素子を提供する。【解決手段】  本発明は電子放出に寄与する電極の他に多様な機能を有する余分の電極をさらに形成した電子放出素子に関し、本発明の電子放出素子は互いに対向配置される第１基板及び第２基板と；第１基板上に絶縁層を間に置いて配置され、第１基板上に設定された有効電子放出領域内に位置するカソード電極及びゲート電極と；カソード電極と電気接触して形成される電子放出源と；有効電子放出領域外郭に位置する少なくとも一つのダミー電極と；第２基板上に形成される少なくとも一つのアノード電極と；アノード電極の一方の面に形成される蛍光層を含む。【選択図】  図１
2005197214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置される第１基板及び第２基板と；
前記第１基板上に絶縁層を間に置いて配置され、第１基板上に設定された有効電子放出領域内に位置するカソード電極及びゲート電極と；
前記カソード電極と電気接触して形成される電子放出源と；
前記有効電子放出領域の外郭に位置する少なくとも一つのダミー電極と；
前記第２基板上に形成される少なくとも一つのアノード電極と；
前記アノード電極の一方の面に形成される蛍光層と；
を含むことを特徴とする電子放出素子。
【請求項２】
前記ダミー電極は、前記カソード電極の最外郭でカソード電極と平行に位置する第１ダミー電極と、前記ゲート電極の最外郭でゲート電極と平行に位置する第２ダミー電極と、のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子放出素子。
【請求項３】
前記第１ダミー電極と第２ダミー電極とは、絶縁層を間に置いて位置することを特徴とする請求項２に記載の電子放出素子。
【請求項４】
互いに対向配置される第１基板及び第２基板と；
前記第１基板上に形成されてスキャン信号の印加を受ける第１電極と；
前記第１基板上に絶縁層を間に置いて前記第１電極と分離されて位置し、データ信号の印加を受ける第２電極と；
前記第１電極及び第２電極のうちのいずれか一つの電極と電気接触して形成される電子放出源と；
前記第１電極の最外郭に位置する少なくとも一つのダミー電極と；
を含むことを特徴とする電子放出素子。
【請求項５】
前記第１電極はカソード電極であり、前記第２電極は絶縁層を間に置いてカソード電極下部に配置されるゲート電極であり、前記電子放出源は第１電極に提供されることを特徴とする請求項４に記載の電子放出素子。
【請求項６】
前記第１電極はゲート電極であり、前記第２電極は絶縁層を間に置いてゲート電極下部に配置されるカソード電極であり、前記電子放出源は第２電極に提供されることを特徴とする請求項４に記載の電子放出素子。
【請求項７】
互いに対向配置される第１基板及び第２基板と；
前記第１基板上に絶縁層を間に置いて配置され、第１基板上に設定された有効電子放出領域内に位置するカソード電極及びゲート電極と；
前記カソード電極と電気接触して形成される電子放出源と；
前記有効電子放出領域外郭に位置し、ゲッター層を備えた少なくとも一つのダミー電極と；
前記第２基板上に形成される少なくとも一つのアノード電極と；
前記アノード電極の一方の面に形成される蛍光層と；
前記ダミー電極を囲みながら前記第１基板及び第２基板の周縁に位置して二つの基板を接合させる密封部材と；
を含むことを特徴とする電子放出素子。
【請求項８】
前記ダミー電極は、前記カソード電極の最外郭でカソード電極と平行に位置する第１ダミー電極と、前記ゲート電極の最外郭でゲート電極と平行に位置する第２ダミー電極と、を含み、前記ゲッター層は、第１ダミー電極及び第２ダミー電極のうちの少なくとも一つのダミー電極上に形成されることを特徴とする請求項７に記載の電子放出素子。
【請求項９】
前記ゲッター層は非蒸発型ゲッター物質で構成されることを特徴とする請求項７に記載の電子放出素子。
【請求項１０】
前記ゲッター層は、ジルコニウム、バナジウム、及び鉄の合金物質、またはジルコニウム及びアルミニウムの合金物質のうちのいずれか一つで構成されることを特徴とする請求項９に記載の電子放出素子。
【請求項１１】
前記ゲッター層は少なくとも一つのダミー電極及び絶縁層上でダミー電極方向に沿って形成されることを特徴とする請求項７に記載の電子放出素子。
【請求項１２】
前記ゲッター層は電子放出物質で構成されることを特徴とする請求項７に記載の電子放出素子。
【請求項１３】
前記電子放出源及びゲッター層はカーボン系物質及びナノメートルサイズ物質のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１２に記載の電子放出素子。
【請求項１４】
前記一つのダミー電極に備えられるゲッター層の電子放出物質は一つのカソード電極に備えられる電子放出源の電子放出物質よりも多量に形成されることを特徴とする請求項１２に記載の電子放出素子。
【請求項１５】
前記第１基板上にゲート電極、絶縁層及びカソード電極が順次に形成され、前記ダミー電極はカソード電極の最外郭でカソード電極と平行に位置しながら、ゲート電極との交差領域でその内部に複数の開口部を形成して絶縁層の一部表面を露出させ、電子放出物質で構成されるゲッター層はダミー電極の一側端と各開口部の一側端とに形成されることを特徴とする請求項７に記載の電子放出素子。
【請求項１６】
（ａ）第１基板上に設定された有効電子放出領域内部とその外郭とに各々電子放出ユニットと少なくとも一つのダミー電極とを形成する段階と；
（ｂ）前記ダミー電極上に非蒸発型ゲッター物質でゲッター層を形成する段階と；
（ｃ）前記第２基板上に発光部を形成する段階と；
（ｄ）密封部材を利用して前記第１基板と第２基板との周縁を一体に接合させ、第１基板と第２基板との内部空間を排気させる段階と；
（ｅ）前記ダミー電極に電流を印加して前記ゲッター層を活性化する段階と；
を含むことを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項１７】
（ａ）第１基板上に設定された有効電子放出領域内部とその外郭とに各々電子放出ユニットと少なくとも一つのダミー電極とを形成する段階と；
（ｂ）前記ダミー電極上に電子放出物質でゲッター層を形成する段階と；
（ｃ）前記第２基板上に発光部を形成する段階と；
（ｄ）密封部材を利用して前記第１基板と第２基板との周縁を一体に接合させ、第１基板と第２基板との内部空間を排気させる段階と；
（ｅ）前記ゲッター層周囲に電界を印加してゲッター層から電子を放出させることによってゲッター層の電子放出物質と残留ガスとの反応により残留ガスを減少させる段階と；
を含むことを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子放出素子に関し、より詳しくは電子放出に寄与する電極の他に多様な機能を有する余分の電極をさらに形成した電子放出素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子放出素子は電子源として熱陰極を利用する方式と、冷陰極を利用する方式とがある。この中で冷陰極を利用する方式の電子放出素子としてはFEA（電界放出アレー）型、MIM（金属-絶縁物-金属）型、MIS（金属-絶縁物-半導体）型、SCE（表面伝導放出）型及び、BSE（弾道電子表面放出）型などの電子放出素子が知られている。
【０００３】
前記電子放出素子の中でFEA型は電界が加えられると電子を放出する物質で電子放出部を形成し、電子放出部周囲に駆動電極、例えばカソード電極とゲート電極とを備え、二つの電極間の電圧差によって電子放出部周囲に電界が形成される時、これから電子が放出される原理を利用する。
【０００４】
一般にカソード電極とゲート電極とは帯状であって、絶縁層を間に置いて互いに交差するマトリックス構造に組立てられ、二つの電極の交差領域を画素領域と定義する時、一方の電極に印加されるスキャン信号と、他方の電極に印加されるデータ信号との組み合わせで各画素別電子放出を制御できる。この時、カソード電極及びゲート電極には直流特性及び交流特性を共に備えた矩形波信号が印加されるが、矩形波は比較的に高い電圧を有し、素子の画素数によって差はあるが、大部分の場合、短い印加時間（オンタイム）を有する。
【０００５】
したがって、通常の電子放出素子ではカソード電極及びゲート電極の内部抵抗や、二つの電極の間に形成される静電容量など、素子の寄生要因によって駆動波形が歪曲されやすい。特に、スキャン信号が印加される電極の場合、一方向に沿って平行に配列された電極列の中でスキャン信号が最先に印加される電極列部分と、スキャン信号が最後に印加される電極列部分とでは信号波形の変化（歪曲）が目立ちやすい。
【０００６】
このように電子放出素子の駆動中に信号歪曲（意図しない波形変化）が発生すれば、信号歪曲が起こった画素で不必要な電子放出が起こったり、反対に電子が放出されるべき画素で電子放出が行われないなど、画素の正確なオン／オフ制御が不可能になり、精密な画像表示が行われないなどの問題が発生する。
【０００７】
一方、大部分の電子放出素子は内部空間を排気させて真空化した後、ゲッターを利用して内部の残留ガスを捕集し真空度を高める。
【０００８】
前記ゲッターには蒸発型ゲッターと非蒸発型ゲッターとがあるが、蒸発型ゲッターは陰極線管のように広い内部空間を備えた真空表示素子に適しており、残留ガス捕集効率に優れた長所がある。しかし、大部分の電子放出素子は前後面基板の間隔が約１mm以下で非常に狭いため、多くの体積を有するゲッターを装着するのは難しく、狭い内部空間及び基板上の電極配置などにより蒸発型ゲッターを適用し難い。したがって、電子放出素子では表示領域外側に非蒸発型ゲッターを設置し、これを活性化することによって排気後、残留ガスを吸着・固定する。
【０００９】
しかし、非蒸発型ゲッターは蒸発型ゲッターに比べて残留ガス捕集効率が低く、真空度向上に難しさがあり、素子の構造及び製造工程を複雑にする短所がある。特に、カーボン系物質を電子放出部として使用するFEA型電子放出素子では電子放出時にカーボン系物質が酸素のような特定残留気体と非常に容易に反応して電子放出部の寿命及びエミッション効率を低下させる。したがって、カーボン系物質を使用する電子放出素子は酸素成分のある気体が内部空間に残留しないように排気後にこれを除去しなければならず、ゲッター設定時にこれに対する細心な考慮が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前記問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、信号歪曲を抑制し、これによる画面品質低下を予防できる電子放出素子を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、排気後の内部空間に残留するガスを効率的に捕集して高真空を確保できる電子放出素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために本発明は、互いに対向配置される第１基板及び第２基板と、第１基板上に絶縁層を間に置いて配置され、第１基板上に設定された有効電子放出領域内に位置するカソード電極及びゲート電極と、カソード電極と電気接触して形成される電子放出源と、有効電子放出領域外郭に位置する少なくとも一つのダミー電極と、第２基板上に形成される少なくとも一つのアノード電極と、アノード電極の一方の面に形成される蛍光層と、を含む電子放出素子を提供する。
【００１３】
前記ダミー電極はカソード電極の最外郭でカソード電極と平行に位置する第１ダミー電極と、ゲート電極の最外郭でゲート電極と平行に位置する第２ダミー電極とのうちの少なくとも一つを含む。
【００１４】
前記第１ダミー電極と第２ダミー電極とは絶縁層を間に置いて位置する。
【００１５】
また、上記の目的を達成するために本発明は、互いに対向配置される第１基板及び第２基板と、第１基板上に形成されてスキャン信号の印加を受ける第１電極と、第１基板上に絶縁層を間に置いて第１電極と分離されて位置し、データ信号の印加を受ける第２電極と、第１電極及び第２電極のうちのある一つの電極と電気接触して形成される電子放出源と、第１電極の最外郭に位置する少なくとも一つのダミー電極と、を含む電子放出素子を提供する。
【００１６】
前記第１電極はカソード電極であり、第２電極は絶縁層を間に置いてカソード電極下部に配置されるゲート電極であり得、この場合、電子放出源は第１電極に提供される。
【００１７】
前記第１電極はゲート電極であり、第２電極は絶縁層を間に置いてゲート電極下部に配置されるカソード電極であり得、この場合、電子放出源は第２電極に提供される。
【００１８】
また、上記の目的を達成するために本発明は、互いに対向配置される第１基板及び第２基板と、第１基板上に絶縁層を間に置いて配置され、第１基板上に設定された有効電子放出領域内に位置するカソード電極及びゲート電極と、カソード電極と電気接触して形成される電子放出源と、有効電子放出領域外郭に位置し、ゲッター層を備えた少なくとも一つのダミー電極と、第２基板上に形成される少なくとも一つのアノード電極と、アノード電極の一方の面に形成される蛍光層と、ダミー電極を囲みながら第１基板及び第２基板の周縁に位置して二つの基板を接合させる密封部材と、を含む電子放出素子を提供する。
【００１９】
前記ダミー電極はカソード電極の最外郭でカソード電極と平行に位置する第１ダミー電極と、ゲート電極の最外郭でゲート電極と平行に位置する第２ダミー電極と、を含み、ゲッター層が第１ダミー電極及び第２ダミー電極のうちの少なくとも一つのダミー電極上に形成される。
【００２０】
前記ゲッター層は非蒸発型ゲッター物質で構成することができ、好ましくは、ジルコニウム、バナジウム及び鉄の合金物質、または、ジルコニウム及びアルミニウムの合金物質、のうちのいずれか一つで構成する。前記ゲッター層は少なくとも一つのダミー電極及び絶縁層上でダミー電極方向に沿って形成される。
【００２１】
前記ゲッター層は電子放出物質で構成することができる。この場合、電子放出源とゲッター層とはカーボン系物質とナノメートルサイズ物質とのうちの少なくとも一つを含む。
【００２２】
前記一つのダミー電極に備えられるゲッター層の電子放出物質は、一つのカソード電極に備えられる電子放出源の電子放出物質よりも多量に形成されるのが好ましい。
【００２３】
また、上記の目的を達成するために本発明は、第１基板上に設定された有効電子放出領域内部とその外郭とに各々電子放出ユニットと少なくとも一つのダミー電極とを形成する段階と、ダミー電極上に非蒸発型ゲッター物質でゲッター層を形成する段階と、第２基板上に発光部を形成する段階と、密封部材を利用して第１基板及び第２基板の周縁を一体に接合させ、第１基板及び第２基板の内部空間を排気させる段階と、ダミー電極に電流を印加してゲッター層を活性化する段階と、を含む電子放出素子の製造方法を提供する。
【００２４】
また、上記の目的を達成するために本発明は、第１基板上に設定された有効電子放出領域内部とその外郭とに各々電子放出ユニットと少なくとも一つのダミー電極とを形成する段階と、ダミー電極上に電子放出物質でゲッター層を形成する段階と、第２基板上に発光部を形成する段階と、密封部材を利用して第１基板と第２基板との周縁を一体に接合させ、第１基板と第２基板との内部空間を排気させる段階と、ゲッター層周囲に電界を印加してゲッター層から電子を放出させることによってゲッター層の電子放出物質と残留ガスとの反応により残留ガスを減少させる段階と、を含む電子放出素子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の放出素子は前記ダミー電極によって信号歪曲を抑制して画面品質を高め、排気後に内部空間の残留ガスを効率的に捕集して高真空を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例をより詳細に説明する。
【００２７】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例による電子放出素子の部分分解斜視図であり、図２は図１の結合状態を示す電子放出素子の部分断面図である。
【００２８】
図面に示すように、電子放出素子は任意の間隔をおいて対向配置され、真空容器を構成する第１基板１００（下側）と第２基板２００（上側）とを含む。第１基板１００には電界形成で電子を放出する電子放出ユニット１０１が備えられ、第２基板２００には電子の打撃によって可視光を放出する発光部２０１が備えられている。
【００２９】
より具体的には、第１基板１００上にゲート電極２が図中y方向に沿って帯状に形成され、ゲート電極２を覆いながら第１基板１００全体に絶縁層４が形成される。絶縁層４上には、カソード電極６がゲート電極２と交差する方向（図中x方向）に沿って帯状に形成され、ゲート電極２とカソード電極６との交差領域を画素領域として定義する時、各画素領域ごとにカソード電極６の縁部に電子放出部８が位置する。
【００３０】
本実施例では、電子放出部８は電界印加により電子を放出する物質、たとえばカーボン系物質またはナノメートルサイズ物質で構成することができる。電子放出部８として使用するのに好ましいカーボン系物質にはカーボンナノチューブ、黒鉛、ダイアモンド状カーボン、Ｃ６０フラーレン及びこれらの組み合わせ物質があり、ナノメートルサイズ物質としてはナノチューブ、ナノワイヤー、ナノファイバー、及びこれらの組み合わせ物質がある。
【００３１】
そして、第１基板１００上にはゲート電極２の電界を絶縁層４上に引き上げる対向電極１０を配置できる。対向電極１０は、絶縁層４に形成されたビアホール４aを通じてゲート電極２と接触し、これと電気的に連結され、カソード電極６との間で電子放出部８から任意の間隔をおいて位置する。このような対向電極１０は電子放出部８周囲に強い電界が印加されるようにして電子放出を容易にし、駆動電圧を下げる役割を果たす。
【００３２】
前記第１基板１００に対向する第２基板２００の一面には蛍光層１２、例えば赤色、緑色、及び青色の蛍光層が任意の間隔をおいて形成され、蛍光層１２の間に画面のコントラスト向上のための黒色層１４が形成される。蛍光層１２及び黒色層１４上には蒸着による金属膜（代表的にはアルミニウム膜）で構成するアノード電極１６が形成される。アノード電極１６は外部から電子ビーム加速に必要な電圧の印加を受け、メタルバック効果によって画面の輝度を高める役割を果たす。
【００３３】
一方、アノード電極は金属膜ではない透明な導電膜、例えばＩＴＯ（インジウム・チタン酸化物）で構成することもできる。この場合、第２基板２００上に透明な導電膜で構成するアノード電極（図示せず）を先に形成し、その上に蛍光層１２及び黒色層１４を形成し、必要に応じて蛍光層１２及び黒色層１４上に金属膜を形成して画面の輝度を高めることに利用できる。このようなアノード電極は第２基板２００全体に形成したり、所定のパターンに区分して形成したりできる。
【００３４】
前記第１基板１００と第２基板２００との間には複数のスペーサ１８が配置されて二つの基板の対向間隔を一定に維持する。そしてサイドバー２０をフリット接合して、第１、２基板１００、２００の周縁で両基板を固定させ、第１、２基板１００、２００とサイドバー２０とで構成される容器は排気口（図示せず）を通じて内部が排気されて真空容器を構成する。
【００３５】
図３及び図４は、各々図１に示したカソード電極またはゲート電極の全体構成を示した概略図である。
【００３６】
図示のように、本実施例でカソード電極６とゲート電極２とが互いに交差するマトリックス構造を有しながらカソード電極６に電子放出部８が備えられて電子放出が起こる領域を有効電子放出領域３００とする時、有効電子放出領域３００の外郭には実際には画像表示に寄与しない余分の電極、つまり、ダミー電極２２、２４が形成される。
【００３７】
本実施例では、有効電子放出領域３００の外郭は、カソード電極６の最外郭でカソード電極６と平行に位置しながらカソード電極６と共にスキャン信号印加部２６に連結される第１ダミー電極２２と、ゲート電極２の最外郭でゲート電極２と平行に位置しながらデータ信号印加部２８に連結される第２ダミー電極２４とで構成される。第１ダミー電極２２及び第２ダミー電極２４は図１に示したように絶縁層４を間に置いて互いに絶縁された状態に配置される。
【００３８】
前記第１ダミー電極２２は有効電子放出領域３００の上下側（図中ｙ方向）外郭に少なくとも一つ以上備えられ、図面では一例として２つの第１ダミー電極２２が各々有効電子放出領域３００上下側の外側に位置する構成を示した。第２ダミー電極２４はまた有効電子放出領域３００の左右側（図中ｘ方向）外郭に少なくとも一つ以上備えられ、図面では一例として２つの第２ダミー電極２４が各々有効電子放出領域３００左右側の外側に位置する構成を示した。
【００３９】
このように、カソード電極６の最外郭に第１ダミー電極２２が配置され、ゲート電極２の最外郭に第２ダミー電極２４が配置される場合もあるが、これとは異なって、ダミー電極をカソード電極６またはゲート電極２のうちのいずれか一つの電極、好ましくはスキャン信号が印加される電極にのみ対応して備える場合もある。
【００４０】
以上のように構成される電子放出素子は、外部からゲート電極２、カソード電極６及びアノード電極１６に所定の電圧を供給して駆動されるが、例えば、カソード電極６には数〜数十ボルト（−）電圧のスキャン信号が印加され、ゲート電極２には数〜数十ボルト（＋）電圧のデータ信号が印加され、アノード電極１６には数百〜数千ボルトの（＋）電圧が印加されることがある。
【００４１】
したがって、スキャン信号及びデータ信号が共に印加された画素において、カソード電極６とゲート電極２との電圧差によって電子放出部８周囲に電界が形成されて電子放出部８から電子が放出され、放出された電子はアノード電極１６に印加された高電圧に引かれて第２基板２００に向かいながら当該画素に対応する蛍光膜１２に衝突してこれを発光させる。
【００４２】
この時、本実施例ではカソード電極６の最外郭に第１ダミー電極２２が位置することによって、図３に示した矢印方向に沿ってカソード電極６に１フレームのスキャン信号が印加される時、有効電子放出領域３００の上端外側に位置する第１ダミー電極２２に最初のスキャン信号が印加され、有効電子放出領域３００の下端外側に位置する第１ダミー電極２２に最後のスキャン信号が印加される。したがって最外郭のカソード電極６で起こり得る信号歪曲が実際の画像表示に寄与しない第１ダミー電極２２で起こる。
【００４３】
その結果、第１ダミー電極２２が有効電子放出領域３００内での信号歪曲を最少化して画素別に精密なオン／オフ制御を可能にする。第１ダミー電極２２の機能はゲート電極２の最外郭に位置する第２ダミー電極２４にも同一に適用される。
【００４４】
従って、本実施例による電子放出素子は前述した第１及び第２ダミー電極２２、２４によって駆動回路を補正したり駆動方法を変更したりせずに素子の安定性を高めて安定な発光特性を得ることができる。また、第１及び第２ダミー電極２２、２４を備えた電子放出素子は、前述した効果だけでなく、下記の付随的効果を共に実現することができる。
【００４５】
付随的効果の一つは、第１ダミー電極２２に電子放出部を形成する場合、有効電子放出領域３００内では許されない電子放出実験や苛酷実験などを実際素子の内部で行えることである。また他の効果は、エッチング法で電極を形成する時、最外郭電極でパターン不均一現象が発生するが、第１または第２のダミー電極２２、２４によってパターン不均一現象がこれらダミー電極２２、２４に集中し、有効電子放出領域３００内では電極のパターン形成が安定化することである。
【００４６】
また、先にゲート電極２が絶縁層４を間に置いてカソード電極６下側に位置する構成について説明したが、図５及び図６に示すように、ゲート電極３０が絶縁層３２を間に置いてカソード電極３４の上側に位置する構成においても、有効電子放出領域の最外郭に第１及び第２ダミー電極３６、３８を配置できる。
【００４７】
［第２実施例］
図５は本発明の第２実施例による電子放出素子の部分分解斜視図であり、図６は図５の結合状態を示す電子放出素子の部分断面図である。
【００４８】
図面に示すように、カソード電極３４とゲート電極３０とが交差する画素領域ごとにゲート電極３０及び絶縁層３２に開口部４０が形成されてカソード電極３４の一部表面を露出させ、開口部４０内のカソード電極３４上に電子放出部４２が形成される。第１ダミー電極３６はゲート電極３０群の最外郭にゲート電極３０と平行に配置され、第２ダミー電極３８はカソード電極３４群の最外郭にカソード電極３４と平行に配置される。
【００４９】
図５、図６の構造では、例えばゲート電極３０にスキャン信号が印加され、カソード電極３４にデータ信号が印加でき、二つの電極間の電圧差を利用して画素別にオン／オフを制御することができる。このような電子放出素子の駆動過程で、前記第１及び第２ダミー電極３６、３８が有効電子放出領域内での信号歪曲を最少化して画素別の精密なオン／オフ制御を可能にする。
【００５０】
［第３実施例］
図７は本発明の第３実施例による電子放出素子の部分分解斜視図であり、図８は図７の結合状態を示す電子放出素子の部分断面図である。本発明の第３実施例は前述した第１実施例の構成を基本としながらダミー電極上にゲッター層が形成された構成を用いる。
【００５１】
図面に示すように、ゲッター層４４は第１ダミー電極２２上に形成されて電子放出素子の内部空間に向かって露出されて位置する。例えば、ゲッター層４４は、隣接配置された２個の第１ダミー電極２２の面上、および、両電極間に露出する絶縁層４上に、第１ダミー電極２２に沿って形成されたり、図９に示すようにゲッター層４４′を第１ダミー電極２２上のみに第１ダミー電極２２に沿って形成できる。本実施例で例示するゲッター層４４または４４′は非蒸発型ゲッターであって、好ましくは、ジルコニウム及びアルミニウムの合金、または、ジルコニウム、バナジウム及び鉄の合金、で構成する。
【００５２】
このように第１ダミー電極２２上にゲッター層４４を形成することによって、本実施例の電子放出素子は素子の空間効率を高めながら排気後、内部空間に残っている残留ガスを効果的に捕集して真空度を高めることができる。
【００５３】
つまり、本実施例による電子放出素子は、第１基板１００と第２基板２００との間に前述の構造を形成し、サイドバー２０及びフリット４６を利用して第１、第２基板１００、２００の周縁を一体に接合させ、第１、第２基板１００、２００の内部空間を排気させた後、第１ダミー電極２２に所定の電流を印加してゲッター層４４を活性化する段階を経て製作され、ゲッター層４４の活性化を通じて排気後、残留ガスを捕集して内部空間を高真空に維持させる。
【００５４】
この時、ゲッター層４４の活性化は、第１ダミー電極２２にほぼ０．５〜３mAの電流を５分程度流れるようにすれば可能であり、ゲッター物質の種類、ゲッター層４４の厚さ、及び第１、第２基板１００、２００の大きさ及び初期真空度などによって第１ダミー電極２２に印加される電流値や印加時間などは適切に調節する。
【００５５】
このように本実施例による電子放出素子は、内部空間が狭いにもかかわらず、ゲッター層４４を配置でき、これを利用して、排気後の内部空間に残っている残留ガスを捕集して真空度を高めることができる。この時、ゲッター層４４は十分な量のゲッター物質が素子内部に配置されるように、少なくとも一つの第１ダミー電極２２を覆って形成し、残留ガス捕集効率を高める。
【００５６】
一方、ゲッター層４４は前述した非蒸発型ゲッター物質ではなくて、電子放出部８と同じ電子放出物質で構成することができる。このゲッター層４４は、有効電子放出領域内の電子放出部８を初期処理する前に、ゲッター層４４を先に初期処理してゲッター層４４を構成する電子放出物質と残留ガスとの反応を行って残留ガスを事前に消耗させ除去する。
【００５７】
［第４実施例］
図１０は本発明の第４実施例による電子放出素子のうちの第１基板の部分平面図である。
【００５８】
図において符号２、４、６、８及び１０は、各々、先に記したゲート電極、絶縁層、カソード電極、電子放出部及び対向電極を指し、更に、電子放出物質で作られたゲッター層４８が、対向電極１０群と対向し、カソード電極６に平行して帯状に形成された第１ダミー電極５０の各所に点在する。好ましくは、第１ダミー電極５０はゲッター層４８の個数を増やすためにカソード電極６よりも幅広く形成され、ゲート電極２との交差領域で第１ダミー電極５０の一部を除去して絶縁層４表面を露出させる複数の四角形開口部５０aを形成すると共に、各開口部５０aの一辺にゲッター層４８を形成する。
【００５９】
したがって、第１ダミー電極５０に備えられたゲッター層４８の電子放出物質は、１本のカソード電極６に備えられた電子放出部８の電子放出物質よりも量が多くなるように形成されて残留ガス捕集効率を高める。
【００６０】
本実施例による電子放出素子は第１基板１００及び第２基板２００上に前述した構造を形成し、サイドバー２０及びフリット４６を利用して第１、第２基板１００、２００の周縁を一体に接合させ、第１、第２基板１００、２００の内部空間を排気後に密封させた後、ゲッター層４８に電界を印加してゲッター層４８から電子を放出させるゲッター層初期処理段階、及びカソード電極６に備えられた電子放出部８に電界を印加して電子放出部８から電子を放出させる電子放出部初期処理段階を行って製作される。
【００６１】
従って、本実施例による電子放出素子はゲッター層初期処理段階でゲッター層４８の電子放出物質と残留ガスとの反応を経て残留ガスを消耗し除去させることによって内部空間を高真空に維持することができる。
【００６２】
前記ゲッター層４８の初期処理段階は第１ダミー電極５０及びゲート電極２に所定の駆動電圧を印加してゲッター層４８に電界を形成する過程を含み、この過程単独でもよい。より具体的には、ゲッター層４８の初期処理時に、第１ダミー電極５０とゲート電極２との間の電圧印加は、しきい電圧よりも高い電圧から始めて多様な段階に分けて徐々に印加電圧を増加させるように進められ、最終的には有効電子放出領域の正常駆動電圧よりも３０〜５０Ｖ、または、これよりも高い電圧を印加して初期処理する。したがって、有効電子放出領域の電子放出部８で電子放出が起こる時、第１ダミー電極５０に形成されたゲッター層４８から電子が放出されないようにする。この時、アノード電極にはアーク放電などが起こらないように２ｋＶ以内の低い電圧を印加する。
【００６３】
このようにゲッター層４８を電子放出部８と同一な電子放出物質、例えばカーボンナノチューブで構成すれば、別途のゲッター物質を利用しなくても電子放出部８の電子放出物質、つまり、カーボンナノチューブに直接的な影響を与える有害気体を有効電子放出領域に近い所で選択的に除去できる。従って、本実施例による電子放出素子は電子放出部８の寿命を高め、画面の発光均一度及び発光忠実度を向上させる長所を有する。
【００６４】
［第５実施例］
図１１は本発明の第５実施例による電子放出素子の部分分解斜視図であり、図１２は図１１の結合状態を示す電子放出素子の部分断面図である。本発明の第５実施例は前述した第２実施例の構成を基本としながらダミー電極上にゲッター層が形成された構成を用いる。
【００６５】
図面に示すように、第１ダミー電極３６はゲート電極３０群の最外郭でゲート電極３０と平行に位置し、その上部表面に非蒸発型ゲッター物質で構成するゲッター層５２が位置する。したがって、素子の内部空間を排気させた後、第１ダミー電極３６に電圧を印加してゲッター層５２を活性化することによって残留ガスを捕集して真空度を向上させる。この時、第２ダミー電極３８がカソード電極３４群の最外郭でカソード電極３４と平行に形成される。
【００６６】
［第６実施例］
図１３は本発明の第６実施例による電子放出素子の部分断面図であって、カソード電極、ゲート電極、電子放出部及び第１、２ダミー電極の構成は前述した第５実施例と同一であり、第２ダミー電極３８の上部表面に電子放出部と同じ電子放出物質で構成するゲッター層５４が備えられる。
【００６７】
したがって、素子の内部空間を排気させた後、第２ダミー電極３８とゲート電極３０との間に所定の駆動電圧を印加すれば、ゲッター層５４に電界が形成されてこれから電子が放出され、ゲッター層５４の電子放出物質、例えばカーボンナノチューブと素子内部の残留ガスとが反応しながら残留ガスを消耗して電子放出部に有害な残留ガスを除去すると同時に素子内部を高真空に維持させる。
【００６８】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲、発明の詳細な説明及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施例による電子放出素子の部分分解斜視図である。
【図２】図１の結合状態を示す電子放出素子の部分断面図である。
【図３】本発明の第１実施例による電子放出素子でカソード電極を示した概略図である。
【図４】本発明の第１実施例による電子放出素子でゲート電極を示した概略図である。
【図５】本発明の第２実施例による電子放出素子の部分分解斜視図である。
【図６】図５の結合状態を示す電子放出素子の部分断面図である。
【図７】本発明の第３実施例による電子放出素子の部分分解斜視図である。
【図８】図７の結合状態を示す電子放出素子の部分断面図である。
【図９】本発明の第３実施例による電子放出素子でゲッター層の変形例を説明するために示した部分断面図である。
【図１０】本発明の第４実施例による電子放出素子のうちの第１基板の部分平面図である。
【図１１】本発明の第５実施例による電子放出素子の部分分解斜視図である。
【図１２】図１１の結合状態を示す電子放出素子の部分断面図である。
【図１３】本発明の第６実施例による電子放出素子の部分断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
２、３０  ゲート電極
４、３２  絶縁層
６、３４  カソード電極
８  電子放出部
１０  対向電極
１２  蛍光層
１４  黒色層
１６  アノード電極
１８  スペーサ
２０  サイドバー
２２、２４  ダミー電極
２６  スキャン信号印加部
３６、５０  第１ダミー電極
３８  第２ダミー電極
４０、５０a  開口部
４４、４４′、４８  ゲッター層
４６  フリット
１００  第１基板
１０１  電子放出ユニット
２００  第２基板
２０１  発光部
３００  有効電子放出領域
【図１】
2005197214.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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