(57)【要約】【課題】非接触でナノチューブを起毛させて十分な電子放出を得ることを可能とした自発光型平面表示装置とその製造方法を提供する。【解決手段】カソード電極がナノチューブを混合したペーストの印刷で形成され、前記電子源印刷膜１００の表面にドライアイスの吹き付けで多数の微小クレータ１３０１を形成し、当該微小クレータおよびその近傍でのナノチューブ１０３を起毛させ、当該微小クレータから離れた部分よりもナノチューブの起毛率が高くなる幾何学配置となり、効率のよい電界集中を実現できる。【選択図】        図６
2005005079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面基板上に、第１の方向に延在し第１の方向と交差する第２の方向に並設され、ナノチューブからなる多数の電子源を有する複数のカソード電極と、前記カソード電極とは絶縁層を介して前記第２の方向に延在し第１の方向に並設されて前記電子源からの電子の取り出しを制御する複数のゲート電極を備え、前記カソード電極と前記ゲート電極の交差部に形成される多数の画素で表示領域を構成する背面パネルと、
前記背面パネルの表示領域に有する前記電子源から取り出される電子の励起で発光する複数色の蛍光体層とアノード電極を有する前面パネルとを具備する自発光型平面表示装置であって、
前記カソード電極はナノチューブを混合したペーストの印刷で形成されており、前記印刷表面に多数の微小クレータを有し、前記微小クレータおよびその近傍での前記ナノチューブの起毛率が当該微小クレータから離れた部分よりも高いことを特徴とする自発光型平面表示装置。
【請求項２】
前記微小クレータの直径および深さが、ランダムに分布していることを特徴とする請求項１に記載の自発光型平面表示装置。
【請求項３】
前記ナノチューブ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又は２に記載の自発光型平面表示装置。
【請求項４】
背面基板上に、第１の方向に延在し第１の方向と交差する第２の方向に並設され、ナノチューブからなる多数の電子源を有する複数のカソード電極と、前記カソード電極とは絶縁層を介して前記第２の方向に延在し第１の方向に並設されて前記電子源からの電子の取り出しを制御する複数のゲート電極を備え、前記カソード電極と前記ゲート電極の交差部に形成される多数の画素で表示領域を構成する背面パネルと、
前記背面パネルの表示領域に有する前記電子源から取り出される電子の励起で発光する複数色の蛍光体層とアノード電極を有する前面パネルとを具備する自発光型平面表示装置の製造方法であって、
前記カソード電極をナノチューブと導電性粒子および固着剤を混合したペーストの印刷で形成する工程と、
印刷した前記ペーストを焼成して硬化する工程と、
硬化した前記印刷表面に、低温では固体で室温で気化する物質の固形微粒子を吹き付けて多数の微小クレータを形成すると共に前記ナノチューブを起毛させる工程を含むことを特徴とする自発光型平面表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記印刷表面に対して垂直な方向または斜め方向から前記固形微粒子を吹き付けることを特徴とする請求項４に記載の自発光型平面表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記画素の部分にある前記ペーストにのみ選択的に前記固形微粒子を吹き付けることを特徴とする請求項５に記載の自発光型平面表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記固形微粒子がドライアイスであることを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の自発光型平面表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記ナノチューブ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４乃至７の何れかに記載の自発光型平面表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空中への電子放出を利用した表示装置に係り、特に、ナノチューブで構成した電子源を有するカソード電極とこの電子源からの電子の放出量を制御するゲート電極を備えた背面パネルとから取り出された電子の励起で発光する複数色の蛍光体層とアノード電極を有する前面パネルとを具備した自発光型平面表示装置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高輝度、高精細に優れたディスプレイデバイスとして従来からカラー陰極線管が広く用いられている。しかし、近年の情報処理装置やテレビ放送の高画質化に伴い、高輝度、高精細の特性をもつと共に軽量、省スペースの平面型表示装置の要求が高まっている。
【０００３】
その典型例として液晶表示装置、プラズマ表示装置などが実用化されている。また、特に、高輝度化が可能なものとして、電子源から真空への電子放出を利用した電子放出型表示装置、または電界放出型表示装置や、低消費電力を特徴とする有機ＥＬディスプレイなど、種々の型式のパネル型表示装置の実用化も近い。なお、補助的な照明光源を必要としないプラズマ表示装置、電子放出型表示装置あるいは有機ＥＬ表示装置を自発光型平面表示装置と称する。
【０００４】
このような平面型の表示装置のうち、上記電界放出型の表示装置には、Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらにより発案されたコーン状の電子放出構造をもつもの、メタル−インシュレータ−メタル（ＭＩＭ）型の電子放出構造をもつもの、量子論的トンネル効果による電子放出現象を利用する電子放出構造（表面伝導型電子源とも呼ばれる）をもつもの、さらにはダイアモンド膜やグラファイト膜、カーボンナノチューブに代表されるナノチューブなどが持つ電子放出現象を利用するもの、等が知られている。
【０００５】
自発光平面型表示装置の一例である電界放出型の表示装置は、内面に電界放出型の電子源と制御電極であるゲート電極を形成した背面パネルと、この背面パネルと対向する内面に複数色の蛍光体層とアノード電極（陽極）とを備えた前面パネルの両者の内周縁に封止枠を介挿して封止し、当該背面パネルと前面パネルおよび封止枠で形成される内部を真空にして構成される。背面パネルは、ガラスあるいはアルミナ等を好適とする背面基板の上に、第１の方向に延在しこの第１の方向と交差する第２の方向に延在し第１の方向に並設されて電子源をもつ複数の陰極配線と、第２の方向に延在し第１の方向に並設して設けたゲート電極を有する。そして、カソード電極とゲート電極との間の電位差で電子源からの電子の放出量（放出のオン・オフを含む）を制御する。
【０００６】
また、前面パネルはガラス等の光透過性の材料で形成された前面基板の上に蛍光体層とアノード電極を有する。封止枠は背面パネルと前面パネルとの内周縁にフリットガラスなどの接着材で固着される。背面パネルと前面パネルおよび封止枠で形成される内部の真空度は、例えば１０−５〜１０−７Ｔｏｒｒである。表示面サイズが大きいものでは、背面パネルと前面パネルの間に間隙保持部材（スペーサ）を介挿して固定し、両基板間の間を所定の間隔に保持している。
【０００７】
なお、ナノチューブとしての典型例であるカーボンナノチューブを電子源とした自発光型平面表示装置に関する従来技術を開示したものとして、「非特許文献１」等、数多く報告されている。
【０００８】
【非特許文献１】
ＳＩＤ  ９９  Ｄｉｇｅｓｔ  ｐｐ．１１３４−１１３７
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
カーボンナノチューブ等のナノチューブを利用した電子放出素子、およびそれを用いた自発光型平面表示装置は数多く報告されている。前記「非特許文献１」には印刷で形成したカーボンナノチューブ電子源で公称４．５インチの自発光型平面表示装置を作成した例が開示されている。このようなナノチューブを印刷によって形成した電子源を用いた自発光型平面表示装置では、概してナノチューブが印刷面上で横に寝ているため、起毛状態にあるナノチューブの数が極めて少ない。したがって、電子を放出させるための電界がナノチューブに対して効果的にかからず、十分な電子放出を得ることが難しい。
【００１０】
従来は、印刷面に寝ているナノチューブを起毛させるために、印刷面を機械的に研磨する方法が多く用いられている。しかしながら、印刷面の表面には凹凸があり、上記のような研磨では窪んだ部分にあるナノチューブを起毛させることが困難である。また、ナノチューブを電子源とした自発光型平面表示装置では、電子源に対して電子取り出し制御を行うためのゲート電極を設ける必要がある。そのため、ナノチューブはゲート電極よりも下層の窪み構造の底部に存在するのが一般的であり、このような構造を形成後に非接触でナノチューブを研磨し、起毛させることは困難である。
【００１１】
本発明の目的は、非接触でナノチューブを起毛させて十分な電子放出を得ることを可能とした自発光型平面表示装置とその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による自発光型平面表示装置は、背面基板上に、第１の方向に延在し第１の方向と交差する第２の方向に並設され、ナノチューブからなる多数の電子源を有する複数のカソード電極と、前記カソード電極とは絶縁層を介して前記第２の方向に延在し第１の方向に並設されて前記電子源からの電子の取り出しを制御する複数のゲート電極を備え、前記カソード電極と前記ゲート電極の交差部に形成される多数の画素で表示領域を構成する背面パネルと、
前記背面パネルの表示領域に有する前記電子源から取り出される電子の励起で発光する複数色の蛍光体層とアノード電極を有する前面パネルとを具備しており、
前記カソード電極がナノチューブを混合したペーストの印刷で形成され、前記印刷表面に多数の微小クレータを有して、当該微小クレータおよびその近傍での前記ナノチューブの起毛率を当該微小クレータから離れた部分よりも高くしたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の自発光型平面表示装置は、前記微小クレータの直径および深さがランダムに分布していること、前記ナノチューブはカーボンナノチューブであることを特徴とする。
【００１４】
そして、本発明による自発光型平面表示装置の製造方法は、前記カソード電極をナノチューブと導電性粒子および固着剤を混合したペーストの印刷で形成する工程と、
印刷した前記ペーストを焼成して硬化する工程と、
硬化した前記印刷表面に、低温では固体で室温で気化する物質の固形微粒子を吹き付けて多数の微小クレータを形成すると共に前記ナノチューブを起毛させる工程を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記印刷表面に対して垂直な方向または斜め方向から前記固形微粒子を吹き付けること、あるいは前記画素の部分にある前記ペーストにのみ選択的に前記固形微粒子を吹き付けることを特徴とする。
【００１６】
前記固形微粒子として、ドライアイスを用いるのが望ましいが、他の同様な材料を用いることができ、また前記ナノチューブをカーボンナノチューブとするのが望ましい。
【００１７】
なお、本発明は上記の構成および後述する実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、カーボンナノチューブを電子源とした実施例の図面を参照して詳細に説明する。図１は電子源を構成するカーボンナノチューブを起毛させる方法の第一実施例を説明する模式図である。先ず、ガラスを好適とする基板（前面基板）上にカーボンナノチューブ１０３と導電性粒子としての金属粒子１０２および固着剤１０４を混合したペーストをスクリーン印刷で塗布する。その後、焼成して電子源印刷膜１００とする。この電子源印刷膜１００の上方から噴射ノズル１０５でドライアイスの微粒子１０６を吹きつける。ノズル１０５は電子源印刷膜１００の表面に沿って矢印で示したように移動させて所要の領域にドライアイスの微粒子１０６を吹きつける。
【００１９】
この処理によって、カーボンナノチューブ１０３は、その端部が固着剤１０４との接合から開放され、かつ一旦が押圧されて他端が跳ね返りを起こして基板面から起毛されるものが多く発生する。また、後述するように、ドライアイスの微粒子１０６の吹きつけで電子源印刷膜１００にクレータが形成され、このクレータの内部や近傍にカーボンナノチューブ２０３が露出し、かつ該クレータの周辺のカーボンナノチューブは起毛状態となる。
【００２０】
図２は電子源を構成するカーボンナノチューブを起毛させる方法の第二実施例を説明する模式図である。本実施例も前記実施例と同様に、背面基板１０１にカーボンナノチューブ１０３と導電性粒子としての金属粒子１０２および固着剤１０４を混合したペーストをスクリーン印刷で塗布する。その後、焼成して電子源印刷膜１００とする。この電子源印刷膜１００の斜め上方から噴射ノズル１０５でドライアイスの微粒子１０６を吹きつける。ノズル１０５は電子源印刷膜１００の表面に沿って矢印で示したように移動させて所要の領域にドライアイスの微粒子１０６を吹きつける。
【００２１】
この処理によって、カーボンナノチューブ１０３は、その端部が固着剤１０４との接合から開放され、かつ一旦が押圧されて他端が跳ね返りを起こして基板面から起毛されるものが多く発生する。また、ドライアイスの微粒子１０６を斜めに吹き付けることで、電子源印刷膜１００に後述するクレータがノズル１０５の移動方向に長めに形成され、電子源印刷膜１００内のカーボンナノチューブをより効果的に起毛することができる。このクレータの内部や近傍にカーボンナノチューブ１０３が露出し、かつ該クレータの周辺のカーボンナノチューブは起毛状態となる。
【００２２】
図３は本発明の製造方法に使用されるドライアイス噴射装置の概要を説明する模式図である。参照符号３０１は装置本体で、この装置本体３０１に液化炭酸ガス源３０４とキャリアガス源３０５がそれぞれ導入管３０４Ａ、３０５Ａで接続されている。装置本体３０１は液化炭酸ガス源３０４から導入される液化炭酸ガスを減圧してドライアイス微粒子とし、キャリアガス源３０５からのキャリアガスと共に導出管３０２Ａを介してノズル１０５に供給する。液化炭酸ガスとキャリアガスの圧力を調整することでノズル１０５から噴射されるドライアイス微粒子１０６の速度、密度、粒子径をコントロールする。
【００２３】
図４は本発明の製造方法に使用されるノズルの形状一例の説明図である。図４（ａ）は側面図、図４（ｂ）は噴射口の形状を示す。この例では、ノズル１０５は円筒形であり、噴射口の形状３０２は円形口である。
【００２４】
図５は本発明の製造方法に使用されるノズルの形状の他例の説明図である。図５（ａ）は側面図、図５（ｂ）は噴射口の形状を示す。この例では、ノズル１０５は平らな箱型であり、噴射口３０２の形状は長矩形である。噴射口３０２の長手方向サイズを背面基板の幅と同程度とすることで効率よくドライアイス微粒子を噴射することができる。なお、ノズルの形状はカーボンナノチューブの大きさ、形状に応じて任意とすることができる。
【００２５】
図６はドライアイス微粒子による起毛処理後のカーボンナノチューブの電子源表面の形状を説明する模式図であり、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図を示す。ドライアイス微粒子の直径は０．１μｍから数十μｍ程度である。このドライアイス微粒子の噴射でカーボンナノチューブの電子源印刷膜１００の表面には多数のクレータ１３０１が形成される。クレータ１３０１の窪みの大きさはドライアイス微粒子の直径に相当した０．１μｍから数十μｍ程度となる。
【００２６】
このクレータ１３０１の形成過程で電子源印刷膜１００内に寝ていたカーボンナノチューブ１０３はドライアイス微粒子の衝突で一部の固着剤が除去され、固着剤中に埋設されていたカーボンナノチューブが電子源印刷膜１００から露呈し、かつ噴射ガスにより起毛される。図６（ｂ）にその状態を示す。この起毛はクレータ１３０１内およびその近傍で他の部分よりも起毛率が高い、すなわち当該微小クレータから離れた部分よりも突出した幾何学的配置となる。したがって、電子源印刷膜１００の領域に多数の突起集団が形成されることになり、電界集中効果が大きくなる。その結果、十分な電子放出を得ることができる。
【００２７】
次に、本発明による自発光型平面表示装置の第一実施例を図７乃至図１０を参照して説明する。図７は本発明による自発光型平面表示装置の第一実施例の全体構造を示す斜め上から見た展開斜視図である。また、図８は図７の自発光型平面表示装置の全体構成を展開して説明する斜め下方から見た模式図である。
【００２８】
図７および図８において、本実施例の自発光型平面表示装置は、背面パネル１および前面パネル２を封止枠３で封止して一体化して構成される。背面パネル１は、ガラスを好適とする背面基板６０１の内面に電子放出・制御構造として第１の方向に延在し第１の方向と交差する第２の方向に並設された多数のカソード電極７０１と、第２の方向に延在し第１の方向に平成された多数のゲート電極７０２を有する。カソード電極７０１には映像信号（図中、走査信号と表記）が印加され、ゲート電極７０２には選択信号（図中、ゲート信号と表記）が印加される。
【００２９】
前面パネル２を構成する前面基板６０３は透明ガラスを好適とし、その内面に複数の（ここでは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色）蛍光体層８００が第１の方向にストライブ状に塗布され、その上に透明導電膜としてアルミニウムを数十乃至数百ｎｍ厚に蒸着したアノード電極６０２を全面に形成してある。このアノード電極６０２には加速電圧が印加される。蛍光体層８００は図示したようなストライブ状に限らず、各色毎にドット状としてもよい。なお、封止枠３は背面パネル１と前面パネル２の貼り合わせ内部を真空状態に保つ機能と共に対向面の間隙を所定値に維持する機能を有する。また、画面サイズが大きい場合には、封止枠３で封止される両パネル間にガラスビーズやプラスチックビーズもしくはフォトリソグラフィー法で形成したレジストからなる柱状スペーサを介在して対向面の間隙を所定値に保持することが行われる。なお、封止枠３もガラスとするのが好適である。
【００３０】
図９は本発明の自発光型平面表示装置を構成する背面パネルの構成例の模式的な説明図であり、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）の要部である一画素の構成を示す。背面基板６０１の表示領域７００には、前記したカソード電極７０１とゲート電極７０２がマトリクス状に配置されている。カソード電極７０１とゲート電極７０２は図示しない絶縁層で電気的に絶縁されており、図９（ｂ）に示したように各交差部にカーボンナノチューブで形成した電子源（ここでは、カーボンナノチューブ）７０３を有している。この電子源７０３はカソード電極７０１上に形成され、ゲート電極７０２に設けた制御開口（後述）から露呈している。
【００３１】
図１０は本発明の自発光型平面表示装置を構成する前面パネルの構成例の模式的な説明図であり、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の要部である蛍光体層の配列例を示す。なお、この蛍光体層の上面には前記したアノード電極が形成されているが、図示は省略した。前面パネル２は映像観察面であり、前面基板６０３はガラスを好適とする。前面基板６０３の内面には、ストライプ状に繰り返し配列した３色の蛍光体８０１（赤）、８０２（緑）、８０３（青）を有し、各蛍光体８０１、８０２、８０３の境界には遮光層すなわちブラックマトリクス８０４が配置されている。各蛍光体８０１、８０２、８０３は前記した電子源を有する一画素（ここでは、カラーの副画素に相当）すなわちカソード電極とゲート電極の交差部のそれぞれと対向して配置される。これら蛍光体８０１、８０２、８０３とブラックマトリクス８０４からなる蛍光体層は次のようにして形成される。
【００３２】
先ず、前面基板６０３上に公知のリフトオフ法でブラックマトリクス８０４を形成する。次に、同じく公知のスラリー法を用い各蛍光体がブラックマトリクス８０４で区画されるように赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の蛍光体を順に形成する。その上を覆って前記したアノード電極を形成する。
【００３３】
こうして製作した前面パネル２を前記の背面パネル１に対して電子源と蛍光体の位置決めを行い、封止枠３を介して重ね合わせ、フリットガラスで接着する。フリットガラスは前面パネル２、背面パネル１、封止枠３の各対向面の何れかあるいは双方に塗布され、４５０°Ｃで加熱し、その後の温度低下で硬化させる。両パネルと封止枠で構成される内部空間は図示しない排気管から真空に引きした後、排気管を封じ切る。排気管は背面基板６０１の一部あるいは封止枠３の一部に設けるのが好ましい。そして、カソード電極に映像信号を、ゲート電極に制御信号を、アノード電極に陽極電圧（アノード電圧：高電圧）を与えることで所望の映像（画像）を表示させることができる。
【００３４】
次に、背面パネルの詳細構造の第一実施例を図１１乃至図１３を参照して説明する。図１１は背面パネルの要部構造を模式的に説明する平面図であり、２×２の画素部分を示す。図１２は図１１のＡ−Ａ’線に沿った断面図、図１３は図１１のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。図１１乃至図１３において、ガラスからなる背面基板９０９（図７、図８の参照符号６０１に相当）の表面に、厚さは０．２乃至１０μｍで幅が３００μｍのカソード電極ストライプ９０１（図７、図８の参照符号７０１に相当）を間隔６０μｍで６００本形成する。次に、カソード電極ストライプ９０１を覆って絶縁層９０５を形成する。この絶縁層９０５の厚みは１乃至５０μｍである。この絶縁層の画素部分すなわち後述するゲート電極ストライプとの交差部には直径１乃至５０μｍの絶縁層開口９０６が設けられている。
【００３５】
絶縁層９０５を焼成後、その上に厚さが０．２乃至１０μｍで、幅が９０μｍ、間隔が３０μｍのゲート電極ストライプ９０２（図７、図８の参照符号７０２に相当）を２４００本形成する。カソード電極ストライプ９０１とゲート電極ストライプ９０２の交差部に直径１乃至５０μｍの制御開口９０３を有する。なお、ゲート電極ストライプ９０２にはカソード電極ストライプ９０１との交差部で上記絶縁層９０５の絶縁層開口９０６とゲート電極ストライプ９０２の制御開口９０３は同軸となっており、この両開口の底部すなわちカソード電極ストライプ９０１にカーボンナノチューブの電子源が設けられる。
【００３６】
このように構成された電子放出・制御構造を有する背面パネルに前記した前面パネルを重ね合わせ、封止枠で封止して自発光型平面表示装置を製作した。そして、カソード電極ストライプ９０１に走査信号（映像信号）を、ゲート電極ストライプ９０２にゲート信号（制御信号）を入力し、前面パネルのアノード電極に加速電圧を印加することで均一に発光する映像を表示させることができた。
【００３７】
次に、図１４乃至図１７を参照して背面基板に電子源を形成するプロセスの第一実施例を説明する。図１４乃至図１７は本発明の第一実施例における背面基板上に電子源を形成するプロセスの説明図である。図１４乃至図１７の（ａ）は電子源部分の上面図、（ｂ）は各図（ａ）のＡ−Ａ’線の沿った断面図、また図１７（ｃ）は図１７（ａ）のＢ−Ｂ’線断に沿った断面図である。
【００３８】
先ず、図１４に示したように、前面基板１００９（図１２の参照符号９０９に相当）上に幅が３００μｍ、間隔６０μｍのカソード電極ストライプ１００１（図１２の参照符号９０１に相当）を６００本形成する。カソード電極ストライプ１００１はカーボンナノチューブを含有した導電性ペーストをスクリーン印刷で塗布する。その厚みは１μｍである。次に、図１５に示したように、感光性誘電体ペーストを全面にスクリーン印刷後、通常のフォトリソグラフィープロセスで電子源開口となる絶縁層開口１００３（図１２の絶縁層開口９０６に相当）を形成する。これを大気中で５５０°Ｃ、３０分間の焼成を行うことで絶縁層１００５（図１２の絶縁層開口９０５に相当）とする。絶縁層１００５の厚みは１０μｍである。
【００３９】
図１６に示したように、感光性銀ペーストを全面にスクリーン印刷する。通常のフォトリソグラフィープロセスで図１７に示したゲート電極ストライプ１００２（図１２のゲート電極ストライプ９０２に相当）を形成し、大気中で５５０°Ｃ、３０分間の焼成を行うことでゲート電極ストライプを得る。ゲート電極ストライプ１００２の幅は９０μｍ、間隔は３０μｍであり、これを２４００本形成した。また、このゲート電極ストライプ１００２の厚みは５μｍであり、絶縁層開口と同じ部分に同じ大きさ、あるいはやや大きめの制御開口が形成される。
【００４０】
最後に、ドライアイス微粒子を電子源印刷膜の表面に吹き付けてカーボンナノチューブを起毛した。このドライアイス微粒子の吹き付けは、前記の図１または図２の何れの方法でもよい。図４に示したノズルを用いる場合は、ノズルと背面基板を相対的に移動させながら基板全体に吹き付ける。また、図５に示したノズルを用いる場合は、ノズルと背面基板の一方を一方向に移動させながら吹き付ける。ドライアイス微粒子を吹き付ける際に発生する塵埃（電子源印刷膜から生じる）を除去する機構を設けてもよい。
【００４１】
なお、本実施例では、カソード電極ストライプ１００１およびゲート電極ストライプ１００２を特定の金属で形成したが、必要な電気伝導性を有するものであれば、どのような金属または導電性材料であってもよい。また、本実施例では、フォトリソグラフィー法を用いてゲート電極ストライプを製作するものとしたが、スクリーン印刷法などの他の方法を用いることも可能である。さらに、本実施例では、カーボンナノチューブを電子源としたが、このカーボンナノチューブはシングルウオールでもマルチウオール、あるいはそれらの混合材料、もしくはカーボン以外の他の材料でできたナノチューブでもよい。
【００４２】
本実施例では、ドライアイス微粒子の吹き付けによるカーボンナノチューブの起毛効果により、カーボンナノチューブに効率よく電界が集中するような幾何学的配置が実現できるため、１Ｖ／μｍ以下の低電界で、しかも面内で均一な電子放出特性を得ることができる。その結果、各画素の全エミッション領域における平均的なエミッションサイト密度が１００万個／ｃｍ２  以上、さらには１０００万個／ｃｍ２  以上とすることが可能となる。これにより、隣接する画素間の輝度バラツキを１％以下にすることができた。
【００４３】
次に、背面パネルの詳細構造の第二実施例を図１８乃至図２０を参照して説明する。図１８は本発明の自発光型平面表示装置の背面パネルの要部構造を模式的に説明する平面図であり、２×２の画素部分を示す。図１９は図１８のＡ−Ａ’線に沿った断面図、図２０は図１８のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。図１８乃至図２０において、ガラスを好適とする背面基板１１０９（図１２、図１３の参照符号９０９に相当）の表面に、厚さは０．２乃至１０μｍで幅が３００μｍのストライプ状のカソード電極１１０１（図１１の参照符号９０１に相当）を間隔６０μｍで６００本形成する。次に、カソード電極１１０１を覆って絶縁層１１０５（図１２の参照符号９０５に相当）を形成する。この絶縁層９０５の厚みは１乃至５０μｍである。この絶縁層の画素部分すなわち後述するゲート電極ストライプとの交差部には直径１乃至５０μｍの絶縁層開口１１０３が設けられている。
【００４４】
絶縁層１１０３を焼成後、その上に厚さが０．２乃至１０μｍで、幅が９０μｍ、間隔が３０μｍのストライプ状のゲート電極１１０２（図１３の参照符号１１０２に相当）を２４００本形成する。カソード電極１１０１とゲート電極１１０２の交差部に直径１乃至５０μｍの制御開口１１０４を有する。なお、ゲート電極１１０２にはカソード電極１１０１との交差部で上記絶縁層１１０３の絶縁層開口１１０３とゲート電極１１０２の制御開口１１０４は同軸となっており、この両開口の底部すなわちカソード電極１１０１にカーボンナノチューブの電子源１１０６が設けられる。
【００４５】
このように構成された電子放出・制御構造を有する背面パネルに前記した前面パネルを重ね合わせ、封止枠で封止して自発光型平面表示装置を製作した。そして、カソード電極１１０１に走査信号（映像信号）を、ゲート電極１１０２にゲート信号（制御信号）を入力し、前面パネルのアノード電極に加速電圧を印加することで均一に発光する映像を表示させることができた。
【００４６】
次に、図２１乃至図２４を参照して背面基板に電子源を形成するプロセスの第二実施例を説明する。図２１乃至図２４は本発明の第二実施例の背面基板上に電子源を形成するプロセスの説明図である。図２１乃至図２４の（ａ）は電子源部分の上面図、（ｂ）は各図（ａ）のＡ−Ａ’線の沿った断面図、また図２４（ｃ）は図２４（ａ）のＢ−Ｂ’線断に沿った断面図である。
【００４７】
先ず、図２１に示したように、前面基板１２０９（図１９、図２０の参照符号１１０９に相当）上に幅が３００μｍ、間隔６０μｍのカソード電極１２０１（図１９、図２０の参照符号１１０１に相当）を６００本形成する。カソード電極１２０１は感光性銀ペーストのスクリーン印刷で塗布する。その厚みは１μｍである。次に、図２２に示したように、絶縁層１２０５をスクリーン印刷で形成する。これを通常のフォトリソグラフィープロセスで電子源開口となる絶縁層開口１２０３を形成する。これを大気中で５５０°Ｃ、３０分間の焼成を行うことで絶縁層１２０５とする。絶縁層１１０５の厚みは１０μｍである。
【００４８】
図２３に示したように、感光性銀ペーストを全面にスクリーン印刷する。通常のフォトリソグラフィープロセスで図２４に示したゲート電極１２０２を形成し、大気中で５５０°Ｃ、３０分間の焼成を行うことでゲート電極を得る。ゲート電極１２０２の幅は９０μｍ、間隔は３０μｍであり、これを２４００本形成した。また、このゲート電極１２０２の厚みは５μｍであり、絶縁層開口と同じ部分に同じ大きさ、あるいはやや大きめの制御開口が形成される。最後に、絶縁層開口の底部にカーボンナノチューブを含有したインクをインクジェット法で塗布し、電子源１２０６を形成した。
【００４９】
そして、ドライアイス微粒子を電子源印刷膜の表面に吹き付けてカーボンナノチューブを起毛した。このドライアイス微粒子の吹き付けは、前記の図１または図２の何れの方法でもよい。図４に示したノズルを用いる場合は、ノズルと背面基板を相対的に移動させながら基板全体に吹き付ける。また、図５に示したノズルを用いる場合は、ノズルと背面基板の一方を一方向に移動させながら吹き付ける。ドライアイス微粒子を吹き付ける際に発生する塵埃（電子源印刷膜から生じる）を除去する機構を設けてもよい。
【００５０】
なお、本実施例では、カソード電極１２０１およびゲート電極１２０２を特定の金属で形成したが、必要な電気伝導性を有するものであれば、どのような金属または導電性材料であってもよい。また、本実施例では、フォトリソグラフィー法を用いてゲート電極ストライプを製作するものとしたが、スクリーン印刷法などの他の方法を用いることも可能である。さらに、本実施例では、カーボンナノチューブを含有したインクをインクジェット法で塗布したが、これをスクリーン印刷等の他の塗布法を用いて塗布してもよい。さらに、このカーボンナノチューブはシングルウオールでもマルチウオール、あるいはそれらの混合材料、もしくはカーボン以外の他の材料でできたナノチューブでもよい。
【００５１】
本実施例では、ドライアイス微粒子の吹き付けによるカーボンナノチューブの起毛効果により、カーボンナノチューブに効率よく電界が集中するような幾何学的配置が実現できるため、１Ｖ／μｍ以下の低電界で、しかも面内で均一な電子放出特性を得ることができる。その結果、各画素の全エミッション領域における平均的なエミッションサイト密度が１００万個／ｃｍ２  以上、さらには１０００万個／ｃｍ２  以上とすることが可能となる。これにより、隣接する画素間の輝度バラツキを１％以下にすることができた。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ドアイアイス等の低温では固体で室温で気化する物質の固形微粒子を吹き付けて多数の微小クレータを形成すると共に前記ナノチューブを起毛させることにより、カーボンナノチューブに効率よく電界が集中するような幾何学的配置を実現でき、１Ｖ／μｍ以下の低電界で、しかも面内均一な電子放出特性を有する自発光型平面表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子源を構成するカーボンナノチューブを起毛させる方法の本発明の第一実施例を説明する模式図である。
【図２】電子源を構成するカーボンナノチューブを起毛させる方法の本発明の第二実施例を説明する模式図である。
【図３】本発明の自発光型平面表示装置の製造方法に使用されるドライアイス噴射装置の概要を説明する模式図である。
【図４】本発明の自発光型平面表示装置の製造方法に使用されるノズルの形状一例の説明図である。
【図５】本発明の自発光型平面表示装置の製造方法に使用されるノズルの形状の他例の説明図である。
【図６】ドライアイス微粒子による起毛処理後のカーボンナノチューブの電子源表面の形状を説明する模式図である。
【図７】本発明による自発光型平面表示装置の第一実施例の全体構造を示す斜め上から見た展開斜視図である。
【図８】図７の自発光型平面表示装置の全体構成を展開して説明する斜め下方から見た模式図である。
【図９】本発明の自発光型平面表示装置を構成する背面パネルの構成例の模式的な説明図である。
【図１０】本発明の自発光型平面表示装置を構成する前面パネルの構成例の模式的な説明図である。
【図１１】背面パネルの要部構造を模式的に説明する平面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図１３】図１１のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図１４】本発明の第一実施例における背面基板上に電子源を形成するプロセスの説明図である。
【図１５】本発明の第一実施例における背面基板上に電子源を形成する図１４に続くプロセスの説明図である。
【図１６】本発明の第一実施例における背面基板上に電子源を形成する図１５に続くプロセスの説明図である。
【図１７】本発明の第一実施例における背面基板上に電子源を形成する図１６に続くプロセスの説明図である。
【図１８】本発明の自発光型平面表示装置の背面パネルの要部構造を模式的に説明する平面図である。
【図１９】図１８のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図２０】図１８のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図２１】本発明の第二実施例の背面基板上に電子源を形成するプロセスの説明図である。
【図２２】本発明の第二実施例の背面基板上に電子源を形成する図２１に続くプロセスの説明図である。
【図２３】本発明の第二実施例の背面基板上に電子源を形成する図２２に続くプロセスの説明図である。
【図２４】本発明の第二実施例の背面基板上に電子源を形成する図２３に続くプロセスの説明図である。
【符号の説明】
１・・・背面パネル、２・・・前面パネル、３・・・封止枠、１００・・・電子源印刷膜、１０１・・・背面基板、１０２・・・固着剤、１０３・・・カーボンナノチューブ、１０５・・・ノズル、１０６・・・ドライアイス、７０１・・・カソード電極、７０２・・・ゲート電極、８００・・・蛍光体層、８０１・・・赤（Ｒ）蛍光体、８０２・・・緑（Ｇ）蛍光体、８０３・・・青（Ｂ）蛍光体、８０４・・・ブラックマトリクス。１３０１・・・クレータ。
【図１】
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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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