(57)【要約】【課題】電子放出表示装置を提供する。【解決手段】前面基板２０、前面基板２０の一の面に形成されるアノード電極２２、及び蛍光層２４を備える前面パネルと、前面基板と所定の間隔をおいて対向配置される背面基板１０、背面基板１０上に形成された電子放出部１８ａ及び電子放出部１８ａからの電子放出を制御するための少なくとも一つの駆動電極１２，１６を備える背面パネルと、前面パネルと背面パネルとを密封させるために使われる密封部材２８と、密封部材２８に備わり、密封部材２８の誘電率より低い誘電率を有する少なくとも一つ以上の誘電体層２８ａと、を備えることを特徴とする電子放出表示装置である。これにより、密封部材２８の上下部に電荷が蓄積されて印加電圧の波形歪曲現象及びアーク放電が発生することを防止しうる。【選択図】図１３
2005317534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面基板、前記前面基板の一の面に形成されるアノード電極、及び蛍光層を備える前面パネルと、
前記前面基板と所定の間隔をおいて対向配置される背面基板、前記背面基板上に形成された電子放出部、及び前記電子放出部からの電子放出を制御するための少なくとも一つの駆動電極を備える背面パネルと、
前記前面パネルと前記背面パネルとを密封させるために使われる密封部材と、
前記密封部材に備わり、前記密封部材の誘電率より低い誘電率を有する少なくとも一つ以上の誘電体層と、を備えることを特徴とする電子放出表示装置。
【請求項２】
前記誘電体層は、前記密封部材と前記前面パネルとの間、および／または前記密封部材と前記背面パネルとの間に備わることを特徴とする請求項１に記載の電子放出表示装置。
【請求項３】
前記蛍光層は、前記アノード電極の端部を露出させるように形成され、前記誘電体層は、前記密封部材と前記アノード電極との間、および／または前記密封部材と前記駆動電極との間に備わることを特徴とする請求項１に記載の電子放出表示装置。
【請求項４】
前記誘電体層は、厚膜であることを特徴とする請求項１に記載の電子放出表示装置。
【請求項５】
前記誘電体層は、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系物質より形成されることを特徴とする請求項４に記載の電子放出表示装置。
【請求項６】
前記密封部材は、シーリングガラスフリットであることを特徴とする請求項１に記載の電子放出表示装置。
【請求項７】
前記シーリングガラスフリットの誘電率は２０Ｆ／ｍ以上４０Ｆ／ｍ以下であり、前記誘電体層の誘電率は１０Ｆ／ｍ以上２０Ｆ／ｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の電子放出表示装置。
【請求項８】
前面基板、前記前面基板の一の面に形成されるアノード電極、及び蛍光層を備える前面パネルと、
前記前面基板と対向配置される背面基板、前記背面基板上に形成されるカソード電極、前記カソード電極を覆いつつ前記背面基板の全面に形成される絶縁層、前記絶縁層上に前記カソード電極と交差して形成されるゲート電極、前記カソード電極と前記ゲート電極とが交差する領域において、前記ゲート電極と前記絶縁層とを貫通して形成されるゲートホール、及び前記ゲートホールの内部に形成された電子放出部を備える背面パネルと、
前記前面パネルと前記背面パネルとを密封させるために使われる密封部材と、
前記密封部材に備わり、前記密封部材の誘電率より低い誘電率を有する少なくとも一つ以上の誘電体層と、を備えることを特徴とする電子放出表示装置。
【請求項９】
前記誘電体層は、前記密封部材と前記前面パネルとの間、および／または前記密封部材と前記背面パネルとの間に備わることを特徴とする請求項８に記載の電子放出表示装置。
【請求項１０】
前記蛍光層は、前記アノード電極の端部を露出させるように形成され、
前記誘電体層は、前記密封部材と前記アノード電極との間、および／または前記密封部材と、前記ゲート電極および前記絶縁層の少なくともどちらか一方との間に備わることを特徴とする請求項８に記載の電子放出表示装置。
【請求項１１】
前記誘電体層は、厚膜であることを特徴とする請求項８に記載の電子放出表示装置。
【請求項１２】
前記誘電体層は、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系物質より形成されることを特徴とする請求項１１に記載の電子放出表示装置。
【請求項１３】
前記密封部材は、シーリングガラスフリットであることを特徴とする請求項８に記載の電子放出表示装置。
【請求項１４】
前記シーリングガラスフリットの誘電率は２０Ｆ／ｍ以上４０Ｆ／ｍ以下であり、前記誘電体層の誘電率は１０Ｆ／ｍ以上２０Ｆ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１３に記載の電子放出表示装置。
【請求項１５】
前面基板、前記前面基板の一の面に形成されるアノード電極、及び蛍光層を備える前面パネルと、
前記前面基板と対向配置される背面基板、前記背面基板上に形成されるゲート電極、前記ゲート電極を覆いつつ前記背面基板の全面に形成される絶縁層、前記絶縁層上に前記ゲート電極と交差して形成されるカソード電極、及び前記カソード電極と電気的に連結された電子放出部を備える背面パネルと、
前記前面パネルと前記背面パネルとを密封させるために使われる密封部材と、
前記密封部材に備わり、前記密封部材の誘電率より低い誘電率を有する少なくとも一つ以上の誘電体層と、を備えることを特徴とする電子放出表示装置。
【請求項１６】
前記誘電体層は、前記密封部材と前記前面パネルとの間、および／または前記密封部材と前記背面パネルとの間に備わることを特徴とする請求項１５に記載の電子放出表示装置。
【請求項１７】
前記蛍光層は、前記アノード電極の端部を露出させるように形成され、前記誘電体層は、前記密封部材と前記アノード電極との間、および／または前記密封部材と、前記カソード電極および前記絶縁層の少なくともどちらか一方との間に備わることを特徴とする請求項１５に記載の電子放出表示装置。
【請求項１８】
前記誘電体層は、厚膜であることを特徴とする請求項１５に記載の電子放出表示装置。
【請求項１９】
前記誘電体層は、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系物質より形成されることを特徴とする請求項１８に記載の電子放出表示装置。
【請求項２０】
前記密封部材は、シーリングガラスフリットであることを特徴とする請求項１５に記載の電子放出表示装置。
【請求項２１】
前記シーリングガラスフリットの誘電率は２０Ｆ／ｍ以上４０Ｆ／ｍ以下であり、前記誘電体層の誘電率は１０Ｆ／ｍ以上２０Ｆ／ｍ以下であることを特徴とする請求項２０に記載の電子放出表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子放出表示装置に係り、さらに詳細には密封部材の上下部に蓄積された電荷の量を減少させて、出力電圧の波形歪曲現象と、アーク放電（アーキング）の発生を防止し、アノードに高電圧を印加することが可能な電界放出表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電子放出表示装置は、第１基板側から放出された電子を第２基板に形成された蛍光層に衝突させて発光させることによって所定の映像を具現する平板表示装置である。電子放出表示装置としては、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。
【０００３】
上記の冷陰極を利用する方式の電子放出表示装置としては、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）があり、前記ＦＥＤとしては、ＦＥ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｔｔｅｒ）型電子放出表示装置、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）型電子放出表示装置、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型電子放出表示装置、及び表面伝導（Ｓｕｒｆａｃｅｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＳＥＤ）型電子放出表示装置が知られている。
【０００４】
図１を参照すれば、ＦＥＤは、電界放出素子が形成された背面パネル３と、前記電界放出素子から放出される電子ビームによって発光して画像を発生させる蛍光層が形成された前面パネル１とよりなり、前記両パネルは密封部材２によって密封される。この場合、前記密封部材２と前記密封部材の上下部に位置したアノード電極（図示せず）及びカソード・ゲート電極（図示せず）がキャパシタのような構造を形成する。したがって、次の数式１が適用される。
【０００５】
【数１】
2005317534.tif 000003
【０００６】
前記式で、Ｖは前記密封部材２の上下部に位置した電極間に印加された電位差であり、Ｑは前記電位差が印加された時に前記密封部材２の上下部に位置した電極にそれぞれ蓄積（充電）される電荷量であり、Ｃはキャパシタンスであって、前記密封部材２とその上下部に位置した各電極との幾何学的な構造によって決定される定数である。
【０００７】
前記式によると、前記密封部材２の上下部に位置した電極間に電圧が印加されれば、前記密封部材２の上下部に電荷が蓄積される。したがって、結局のところ、前記密封部材２の上下部に電荷が十分に蓄積されるまでは、所望の電位差を電界放出素子に印加できないという問題点が発生する。また、前記密封部材２の上下部の電極に印加した電圧を遮断させる時も前記密封部材２の上下部に蓄積された電荷が十分に放出される前までは、前記密封部材２の上下部に位置した電極間に一定値以上の電圧が印加されるという問題点が発生する。このような点は出力電圧の歪曲を意味し、これにより、表示画像が歪曲される。また、前記式によれば、前記密封部材２の上下部に位置した電極に高電位差を印加するほど前記密封部材２の上下部に蓄積される電荷量が増加し、この電荷量の増加は、アーク放電を誘発してＦＥＤの寿命を低下させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題点を含む種々の問題点を解決するためのものであって、前面パネルと背面パネルとを密封させる密封部材の上下部に蓄積される電荷量を減少させて出力電圧の歪曲を減らすことによって、像の歪曲現象が防止され、またアーク放電が発生しない電子放出表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的及びその他の色々な目的を達成するために、本発明は、前面基板、前記前面基板の一の面に形成されるアノード電極、及び蛍光層を備える前面パネルと、前記前面基板と所定の間隔をおいて対向配置される背面基板、前記背面基板上に形成された電子放出部、及び前記電子放出部からの電子放出を制御するための少なくとも一つの駆動電極を備える背面パネルと、前記前面パネルと前記背面パネルとを密封させるために使われる密封部材と、前記密封部材に備わり、前記密封部材の誘電率より低い誘電率を有する少なくとも一つ以上の誘電体層と、を備えることを特徴とする電子放出表示装置を提供する。
【００１０】
本発明の他の特徴によれば、前記誘電体層は、前記密封部材と前記前面パネルとの間、および／または前記密封部材と前記背面パネルとの間に備わりうる。
【００１１】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記蛍光層は、前記アノード電極の端部を露出させるように形成され、前記誘電体層は、前記密封部材と前記アノード電極との間、および／または前記密封部材と、前記駆動電極との間に備わりうる。
【００１２】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記誘電体層は厚膜でありうる。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記誘電体層はＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系物質より形成されうる。
【００１４】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記密封部材はシーリングガラスフリットでありうる。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記シーリングガラスフリットの誘電率は２０Ｆ／ｍ以上４０Ｆ／ｍ以下であり、前記誘電体層の誘電率は１０Ｆ／ｍ以上２０Ｆ／ｍ以下でありうる。
【００１６】
本発明はまた、前記目的を達成するために、前面基板、前記前面基板の一の面に形成されるアノード電極、及び蛍光層を備える前面パネルと、前記前面基板と対向配置される背面基板、前記背面基板上に形成されるカソード電極、前記カソード電極を覆いつつ前記背面基板の全面に形成される絶縁層、前記絶縁層上に前記カソード電極と交差して形成されるゲート電極、前記カソード電極と前記ゲート電極とが交差する領域において、前記ゲート電極と前記絶縁層とを貫通して形成されるゲートホール、及び前記ゲートホールの内部に形成された電子放出部を備える背面パネルと、前記前面パネルと前記背面パネルとを密封させるために使われる密封部材と、前記密封部材に備わり、前記密封部材の誘電率より低い誘電率を有する少なくとも一つ以上の誘電体層と、を備えることを特徴とする電子放出表示装置を提供する。
【００１７】
このような本発明の他の特徴によれば、前記誘電体層は、前記密封部材と前記前面パネルとの間、および／または前記密封部材と前記背面パネルとの間に備わりうる。
【００１８】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記蛍光層は、前記アノード電極の端部を露出させるように形成され、前記誘電体層は、前記密封部材と前記アノード電極との間、および／または前記密封部材と、前記ゲート電極およびは前記絶縁層の少なくともどちらか一方との間に備わりうる。
【００１９】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記誘電体層は厚膜でありうる。
【００２０】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記誘電体層はＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系物質より形成されうる。
【００２１】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記密封部材はシーリングガラスフリットでありうる。
【００２２】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記シーリングガラスフリットの誘電率は２０Ｆ／ｍ以上４０Ｆ／ｍ以下であり、前記誘電体層の誘電率は１０Ｆ／ｍ以上２０Ｆ／ｍ以下でありうる。
【００２３】
本発明はまた、前記目的を達成するために、前面基板と前記前面基板の一の面に形成されるアノード電極、及び蛍光層を備える前面パネルと、前記前面基板と対向配置される背面基板、前記背面基板上に形成されるゲート電極、前記ゲート電極を覆いつつ前記背面基板の全面に形成される絶縁層、前記絶縁層上に前記ゲート電極と交差して形成されるカソード電極、及び前記カソード電極と電気的に連結された電子放出部を備える背面パネルと、前記前面パネルと前記背面パネルとを密封させるために使われる密封部材と、前記密封部材に備わり、前記密封部材の誘電率より低い誘電率を有する少なくとも一つ以上の誘電体層と、を備えることを特徴とする電子放出表示装置を提供する。
【００２４】
このような本発明の他の特徴によれば、前記誘電体層は、前記密封部材と前記前面パネルとの間、および／または前記密封部材と前記背面パネルとの間に備わりうる。
【００２５】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記蛍光層は、前記アノード電極の端部を露出させるように形成され、前記誘電体層は、前記密封部材と前記アノード電極との間、および／または前記密封部材と、前記カソード電極および前記絶縁層の少なくともどちらか一方との間に備わりうる。
【００２６】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記誘電体層は厚膜でありうる。
【００２７】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記誘電体層はＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系物質より形成されうる。
【００２８】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記密封部材はシーリングガラスフリットでありうる。
【００２９】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記シーリングガラスフリットの誘電率は２０Ｆ／ｍ以上４０Ｆ／ｍ以下であり、前記誘電体層の誘電率は１０Ｆ／ｍ以上２０Ｆ／ｍ以下でありうる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の電子放出表示装置によれば、次のような効果を得られる。
【００３１】
第一に、密封部材が位置する部分のアノード電極とカソード電極との間、またはアノード電極とゲート電極との間で形成されるキャパシタのキャパシタンスが大きく減少して、前記アノード電極にさらに高い電圧を印加することができる。アノード電極にさらに高い電圧を印加することができるので、電子放出部から放出される電子がさらに大きいエネルギーを有して前面パネルに形成された蛍光層に衝突し、その結果、前記蛍光層によって具現される映像の輝度がさらに高くなる効果を得られる。
【００３２】
第二に、密封部材が位置する部分のアノード電極とカソード電極との間、またはアノード電極とゲート電極との間で形成されるキャパシタのキャパシタンスが大きく減少して、前記電極に蓄積される電荷の量が大きく減少する。これにより、前記電荷の蓄積または電荷の放電にかかる時間が短縮されて各電極の出力電圧の歪曲を減らし、これにより、電子放出表示装置の画像再現力及び色再現力を向上させることができる。
【００３３】
第三に、密封部材が位置する部分のアノード電極とカソード電極との間、またはアノード電極とゲート電極との間で形成されるキャパシタのキャパシタンスが大きく減少して、結果的に前記電極に蓄積される電荷の量が大きく減少する。これにより、高電圧印加よるアーク放電の発生確率が低くなって、電子放出表示装置の寿命を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明すれば、次の通りである。
【００３５】
図２ないし図４は、キャパシタの有無による出力電圧の変化、およびキャパシタが有る場合におけるキャパシタンス（静電容量）の大小による出力電圧の変化を表す概略図である。受動素子である抵抗のみよりなる回路に、図２に示されたように、Ｖｉの一定電圧を印加し、電圧を遮断した時には、出力電圧は入力電圧と同じ波形を示す。しかし、前記回路にキャパシタが含まれれば、出力電圧は、図３及び図４に示されたように、入力電圧を遮断した時に直ぐ遮断されず、一定の時定数を有する歪曲された波形として現れる。この時の歪曲の程度は、前記キャパシタのキャパシタンスが大きいほど大きい。ここで、図３および図４に示されるとおり、図３の波形を表すキャパシタのキャパシタンスが図４の波形を表すキャパシタのキャパシタンスより大きい。これは、前記数式１によれば、キャパシタンスが大きいほど同じ印加電圧に対してさらに多くの電荷がキャパシタの上下部電極に蓄積されて、その電荷の放出にさらに長い時間がかかるためである。キャパシタに電圧が印加される時にも、これと同じ効果が発生する。したがって、キャパシタのキャパシタンスを減少させれば、出力電圧の波形歪曲を減らせる。
【００３６】
図５は、両電極５０，５２間に誘電体層５４，５６，５８が挿し込まれたキャパシタを概略的に表す断面図であり、図６は、前記図５のキャパシタと回路的に等価である出力電圧が現れるように、キャパシタが直列に連結されたことを概略的に表す断面図である。前記図５のキャパシタの電極の面積がＡであり、説明の便宜上、図５の電極５０，５２と直接接触している誘電体層５４，５８が同じ誘電率ε１と厚さｄ１とを有しており、前記２つの誘電体層５４，５８間に位置した誘電体層５６が誘電率ε２と厚さｄ２とを有していると仮定すれば、図６の各キャパシタのキャパシタンスを上側から順次にＣ１、Ｃ２、Ｃ３とする時、それぞれ次のように表示しうる。
【００３７】
【数２】
2005317534.tif 000004
【００３８】
この時、図５のキャパシタのキャパシタンスをＣ’とすれば、図５のキャパシタと図６のキャパシタとの結合は等価であるので、次のような関係を満足させる。
【００３９】
【数３】
2005317534.tif 000005
【００４０】
一方、図５のキャパシタで両電極５０，５２間に存在する誘電体層が一つであり、その誘電率がε２であり、その両電極間の距離、すなわち誘電体層の厚さがｄであり、ｄ＝２ｄ１＋ｄ２とすれば、そのようなキャパシタのキャパシタンスＣは、次の通りである。
【００４１】
【数４】
2005317534.tif 000006
【００４２】
したがって、両電極間に単一誘電体層が狭まれており、その誘電率がε２であり、その両電極間の距離、すなわち誘電体層の厚さがｄであり、ｄ＝２ｄ１＋ｄ２を満足させるキャパシタのキャパシタンスは、前記数式４のように表される。この時、その誘電体層の厚さをｄ２に形成し、その上下部に誘電率がε１であり、厚さがｄ１である誘電体層をそれぞれ挿入すれば、キャパシタンスが前記数式３のように変形されて表される。したがって、前記ε１、ｄ１及びｄ２を適切に選択するｋとによって、全体のキャパシタンスを所望のキャパシタンスに変化させることができる。本発明では、前記全体キャパシタンスのサイズＣ’が小さいほど所望の効果を得られるので、前記Ｃ’が前記Ｃより小さくなるように前記ε１、ｄ１及びｄ２を適切に選択すれば良い。もし、前記Ｃ’を前記Ｃの１／ｋ倍（Ｋは、１より大きい定数）としようとすれば、ｋＣ’＝Ｃという式に前記数式３及び数式４を代入することによって、次のような条件を得られる。
【００４３】
【数５】
2005317534.tif 000007
【００４４】
したがって、前記数式５の条件に合わせて特定の誘電体層の上下部にその誘電体層の誘電率より低い誘電率（正確には、前記特定の誘電体層の誘電率の１／ｋ倍以下の誘電率）を有する誘電体層を挿入することによって、全体キャパシタンスを１／ｋ倍に低めて所望の効果を得られる。もちろん、前記数式は、前記キャパシタの理想的なキャパシタという仮定下に誘導されたものであるので、漏れ電流の発生する実際実験では誤差が発生する恐れがある。
【００４５】
図７は、本発明の望ましい第１実施例によるアンダーゲート型電子放出表示装置の分解斜視図であり、図８及び図９は、前記電子放出表示装置をそれぞれ図７のｘ，ｚ平面とｙ，ｚ平面とに沿って切断した断面図である。図示したように、電子放出表示装置は背面基板１０上に電子放出素子が備わって電子を放出する背面パネルと、前面基板２０上に蛍光層２４が備わって前記背面パネルから放出される電子によって所定のイメージを発生させる前面パネルとが、スペーサ２６によって所定の間隔をおいて密封されている構造になっている。
【００４６】
さらに詳細に説明すれば、前記前面基板２０と対向配置される背面基板１０上には複数のゲート電極１２が所定のパターン、例えばストライプパターンで備わり、前記ゲート電極１２を覆いつつ前記背面基板１０の全面に絶縁層１４が備わる。また、前記絶縁層１４上には、複数のカソード電極１６が、所定のパターン、例えばストライプパターンで前記ゲート電極１２と垂直に交差するように備わる。以上のようなゲート電極１２とカソード電極１６のパターンは、この他にも多様に備わりうる。
【００４７】
前記カソード電極１６上には、カソード電極１６と電気的に連結された電子放出部（エミッタ）１８ａが備わる。前記電子放出部１８ａは、図７に示されたように、前記カソード電極１６上に前記カソード電極１６と同じストライプパターンで備わることもあり、図１０に示されたように、前記ゲート電極１２と前記カソード電極１６とが交差する領域にのみ選択的に電子放出部１８ｂが備わることもある。この時、前記カソード電極１６の一側のエッジにさらに強い電界が形成されるので、前記電子放出部１８ａ，１８ｂを前記カソード電極１６のエッジに備えて電子放出効率を増大させることもある。
【００４８】
一方、前記前面基板２０上には前記電子放出源１８ａ，１８ｂから放出された電子を加速させるために、高電圧が印加されるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）より形成される透明なアノード電極２２と、前記電子放出源１８ａ，１８ｂから放出された電子によって励起されて可視光を放出する所定のパターンに形成されうる赤色、緑色及び青色の蛍光層２４と、が備わる。そして、前記蛍光層２４間に画面のコントラストの向上のためのブラックマトリックス（図示せず）がさらに備わりうる。
【００４９】
また、前述したものと違って、前記前面パネルは、前記前面基板２０に、赤色、緑色及び青色の蛍光層が任意の間隔をおいて備わり、前記蛍光層上に金属薄膜（代表的には、アルミニウム薄膜）よりなるアノード電極が備わる構造になることもある。この場合、前記蛍光層間に画面のコントラストの向上のためのブラックマトリックスがさらに備わることもある。この時、前記金属薄膜よりなるアノード電極は、外部から電子ビームの加速に必要な高電圧を印加される機能だけでなく、表示装置の耐電圧の確保と輝度向上とに役に立つ。また、このような構造において、前記蛍光層の一の面に、ＩＴＯのような透明電極がさらに備わりうる。透明電極は、前面基板の一の面全体を覆いつつ備わるか、またはストライプパターンに備わりうる。この場合には、前述した金属薄膜を省略することができ、省略する場合には、前述したように透明電極がアノード電極となって電子ビーム加速に必要な電圧を印加される。
【００５０】
そして、前記背面基板１０と前記前面基板２０とは複数のスペーサ２６によって一定のギャップを維持し、対向配置される。
【００５１】
前述した構成によって、前記ゲート電極１２と前記カソード電極１６との間に所定の電圧を印加し、前記アノード電極２２に電子ビーム加速に必要な高電圧を印加すれば、電子放出表示装置が具現される。すなわち、前記ゲート電極１２と前記カソード電極１６との電位差によって前記電子放出部１８ａ，１８ｂの周囲に強い電界が形成され、形成された電界によって前記電子放出部１８ａ，１８ｂから量子力学的なトンネリング効果によって電子が放出され、前記電子が前記アノード電極２２に印加された電圧によって前記蛍光層２４に高いエネルギーを有して衝突して前記蛍光層２４を発光させて映像を作る。
【００５２】
前記のような電子放出素子の駆動特性上、前記背面パネルと前記前面パネルとの間の内部空間を１０−４Ｐａ（１０−６  Ｔｏｒｒ）以上の高真空に維持しなければならない。前記内部空間が高真空に維持されなければ、パネルの内部空間に存在している粒子と電子放出部１８ａ，１８ｂから放出された電子とが衝突してイオンが発生し、前記イオンによるスパッタリングによって素子が劣化することもあり、またアノード電極２２によって加速された電子が残留粒子と衝突してエネルギーを失い、蛍光層２４に衝突する時、発光輝度が低くなることもある。したがって、前記背面パネルと前記前面パネル間の空間を高真空に密封し、この時、シーリングガラスフリットのような密封部材２８で密封しつつ前記密封部材２８の上下部に前記密封部材の誘電率より低い誘電率を有する誘電体層２８ａを前記数式５の条件を満足させるように形成する。  ここで、シーリングガラスフリットとは、バインダーと呼ばれる有機材料を混合してペースト状にして使用する粉末タイプのシーリングガラスである。また、本実施の形態と異なり、シーリングガラスフリットとして、要求される形状に粉末ガラスをプレス成形し、仮焼成を行うことによってバインダーをあらかじめ除去した粉末硝子プレス成型品タイプのものを用いることもできる。
【００５３】
前記のような構造の電子放出表示装置の背面パネルは、次のような方法によって製造される。
【００５４】
まず、図７ないし図１０に示されたように、ガラス材より形成された背面基板１０を準備し、前記背面基板１０上にＩＴＯ、ＩＺＯ、Ｉｎ２Ｏ３のような透明伝導性物質またはＭｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＷまたはＡｇのような金属より複数のゲート電極１２をストライプパターンに形成する。前記ゲート電極１２は、この他にも多様な物質より形成可能である。
【００５５】
次いで、前記ゲート電極１２を覆うように前記背面基板１０の全面にガラスペーストを数回スクリーン印刷してシリコン酸化物系またはシリコンナイトライド系絶縁層１４を形成する。
【００５６】
前記絶縁層１４上には、銀（Ａｇ）のような伝導性の良好な金属材として前記ゲート電極１２に直交するように複数のカソード電極１６をストライプパターンに形成する。
【００５７】
前記のように、カソード電極１６を形成した後には前記カソード電極１６の側部に密着されるように、またはその上部の中央または端部に位置するように電子放出部１８ａ，１８ｂを形成する。前記電子放出部１８ａは、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ：Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏ  Ｔｕｂｅ）、グラファイト、ダイヤモンド、ダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ：Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）、フラーレン（Ｃ６０）を含む仕事関数が低い炭素系物質よりなり、ペースト状の炭素系物質を厚膜印刷した後、乾燥、露光、現像工程を通じてパターニングを行って形成しうる。ＣＮＴを利用して前記のように電子放出部１８ａ，１８ｂを形成した後には、場合によって前記電子放出部１８ａ，１８ｂのＣＮＴを直立させる工程を行うこともある。
【００５８】
前述したように形成された背面パネルとアノード電極２２及び蛍光層２４が形成された前面パネルとの端部に、前述したように適切な誘電率を有する誘電体層２８ａを形成し、これを密封部材２８で密封する。密封部材２８としては、シーリングガラスフリットを使用しうる。この場合には前記背面パネルの端部に形成された誘電体層２８ａ上にペースト状態のシーリングガラスフリットをディスペンシング法、スクリーン印刷法を利用して所定の厚さに塗布する。その後、乾燥工程を経てシーリングガラスフリット２８に含まれている水分を除去する。その後、前記背面パネルと前記前面パネルとを整列させた後、高温で前記シーリングガラスフリット２８を焼結させて前記背面パネル及び前記前面パネルの密封を完了する。前記のように密封が完了した後に、所定の排気口（図示せず）を通じて両パネルの内部を高真空に作る。
【００５９】
前述したような実施例において、前記誘電体層は、前記密封部材と前記背面パネル間、および／または前記密封部材と前記前面パネルとの間に形成されてもよく、また前記密封部材内に備わることもあり、一層または二層ではない複数層より形成されることもある。
【００６０】
一方、前記のような実施例において、前記誘電体層は、薄膜または厚膜に形成されうる。薄膜に形成される場合には、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を利用して形成されうる。特に、厚膜に形成される場合には、印刷などの方法を利用して形成され、この場合、高コストのＣＶＤ装備ではない低コストの装備を使用しうるので、生産コストを節減できる。厚膜に形成する場合、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系物質を利用して形成しうる。もちろん、これは本実施例だけでなく後述する実施例においても同一に適用されうる。なお、厚膜とは、ＣＶＤ装備などを用いて作られる薄膜よりも厚い膜であり、一般的には、膜厚が１μｍ以上のものである。
【００６１】
以上のように形成される本実施の形態のアンダーゲート型電子放出表示装置は、前面基板２０、前面基板２０の一の面に形成されるアノード電極２２、及び蛍光層２４を備える前面パネルを有する。また、アンダーゲート型電子放出表示装置は、前面基板２０と対向配置される背面基板１０、背面基板１０上に形成されるゲート電極１２、ゲート電極１２を覆いつつ背面基板１０の全面に形成される絶縁層１４、絶縁層１４上に前記ゲート電極と交差して形成されるカソード電極１６、及びカソード電極１６と電気的に連結された電子放出部１８ａを備える背面パネルを有する。また、アンダーゲート型電子放出表示装置、前面パネルと背面パネルとを密封させるために使われる密封部材２８と、密封部材２８に備わり、密封部材２８の誘電率より低い誘電率を有する少なくとも一つ以上の誘電体層２８ａと、を備える
図１１は、本発明の望ましい第２実施例による電子放出表示装置であって、図１１のｙ，ｚ平面は、図７の座標を基準として決定されている。本実施例では、前記前面パネル上に形成される蛍光層２４を前記前面基板２０の端部には形成させない。すなわち、蛍光層２４がアノード電極２２の端部を露出させるように形成される。そして、前記前面パネル上に形成される誘電体層２８ａを前記前面パネルの前記アノード電極２２上に形成させる。この時、背面パネル上に形成される誘電体層２８ａは、背面パネルのカソード電極１６の端部または絶縁層１４の端部に形成される。
【００６２】
一般的に、電子放出表示装置の密封部材としてシーリングガラスフリットが多く使われているので、約３０Ｆ／ｍの誘電率を有する前記シーリングガラスフリットを使用し、前記シーリングガラスフリットの上下部それぞれに１０Ｆ／ｍの誘電率を有する誘電体層を形成する場合、前述した数式５にε２＝３０Ｆ／ｍとｋ＝２，ε１＝１０Ｆ／ｍを代入すれば、前記シーリングガラスフリットの上下部にそれぞれ形成される誘電体層の厚さｄ１は約０．２５ｄであり、前記シーリングガラスフリットの厚さは約０．５ｄである。すなわち、ε１＝１０Ｆ／ｍの誘電率を有する誘電体層を前記と同じ条件でシーリングガラスフリットの上下部にそれぞれ形成すれば、全体のキャパシタンスが１／２倍に減少し、結果的にその上下部に蓄積される電荷量が１／２倍に減少して所望の電子放出表示装置を得られる。
【００６３】
前記シーリングガラスフリットの誘電率と前記シーリングガラスフリットに備わる誘電体層の誘電率とについて説明すれば、次の通りである。
【００６４】
前述したように本発明では、前記密封部材が位置した部分でのキャパシタンスが小さいほど良いので、前記キャパシタンスを減少させるためには、誘電率の低い密封部材及び誘電体層を使用すれば良い。しかし、一般的に密封部材の誘電率が低いほど焼成温度が上昇するので、したがって、焼成温度の上限が存在すれば、前記密封部材の誘電率の下限も存在する。
【００６５】
一般的に電子放出表示装置の基板はガラス材より形成され、前記ガラス材基板の溶融温度は約６００℃である。したがって、前記密封部材の焼成温度は約６００℃以下でなければならない。これは結局、前記密封部材の誘電率の下限が存在することを意味し、具体的には、シーリングガラスフリットの場合、約２０Ｆ／ｍが誘電率の下限であり、誘電体層の場合、１０Ｆ／ｍが誘電率の下限である。したがって、前記シーリングガラスフリットの誘電率は２０Ｆ／ｍ以上であることが望ましく、前記シーリングガラスフリットに備わる誘電体層の誘電率は１０Ｆ／ｍ以上であることが望ましい。
【００６６】
一方、前述したように本発明は、前記密封部材が位置した部分でのキャパシタンスが小さいほど良いが、これはキャパシタンスの上限があるということを意味し、これは、前述したように前記キャパシタンスが大きくなるにつれて前記密封部材の上下部に電荷が蓄積されて印加電圧の波形歪曲現象及びアーク放電が発生するためである。
【００６７】
前記密封部材として誘電率が２０Ｆ／ｍのシーリングガラスフリットを使用し、前記シーリングガラスフリットの上下部に誘電率が１０Ｆ／ｍである誘電体層を備えて、その上下部でのキャパシタンスを測定した時、キャパシタンスは約２．１７Ｆの値を示し、この場合には電圧波形の歪曲が発生しなかった。また、前記誘電率を順次に高めて、誘電率が４０Ｆ／ｍであるシーリングガラスフリットを使用し、その上下部に誘電率が２０Ｆ／ｍである誘電体層を備えて、キャパシタンスを測定した時、キャパシタンスは約４．３５Ｆの値を示し、この場合には、電圧波形の歪曲が像に影響を与えるほどに甚だしくなかった。しかし、前記誘電率より大きい誘電率を有するシーリングガラスフリット及び誘電体層を備えた時にはキャパシタンスが前記値より大きくなり、電圧波形の歪曲も甚だしく現れて像が歪曲された。したがって、前記シーリングガラスフリットの誘電率は４０Ｆ／ｍ以下であることが望ましく、前記誘電体層の誘電率は２０Ｆ／ｍ以下であることが望ましい。
【００６８】
図１２は、本発明の望ましい第３実施例による電子放出表示装置であって、背面パネルの絶縁層１４に複数のビアホール１４ａが備わっており、前記絶縁層１４上には前記ビアホール１４ａに充填されるようにゲートアイランド１９が備わっている。前記ゲートアイランド１９は、前記ゲート電極１０によって前記電子放出部１８ａ，１８ｂに印加される電界の影響を大きくして前記電子放出部１８ａ，１８ｂからの電子の放出を容易にするために形成されるものであって、導電性物質よりなり、製造工程において、カソード電極１６及び前記ゲートアイランド１９は同時に形成されることもある。
【００６９】
図１３は、本発明の望ましい第４実施例による電子放出表示装置であって、電子放出部１８ａがカソード電極１６の一側のエッジ（角部）に備わった電子放出表示装置である。これは、前記電子放出部１８ａを前記カソード電極１６のエッジに備えることによって、カソード電極１６のエッジにさらに強い電界を形成して、電子放出効率を高めるためである。この時、図１０に示されたように、ゲート電極１２と前記カソード電極１６とが交差する領域にのみ選択的に電子放出部１８ｂが備わることもあるが、この場合にも前記カソード電極１６のエッジやその側面に電子放出部１８ｂが備わりうる。
【００７０】
図１４は、本発明の望ましい第５実施例によるトップゲート型電子放出表示装置の分解斜視図であり、図１５及び図１６は、前記電子放出表示装置をそれぞれ図１４のｘ，ｚ平面とｙ，ｚ平面とに沿って切断した断面図である。図示したように、この場合の電子放出表示装置も、背面基板３０上に電子放出素子が備わって電子を放出する背面パネルと、前面基板４０上に蛍光層４４が形成されて前記背面パネルから放出される電子によって所定のイメージを発生させる前面パネルとがスペーサ２６によって所定の間隔をおいて密封されている構造になっていることは、前述したアンダーゲート型電子放出表示装置と同じであり、その動作原理も同じであるが、前記背面パネルの構造が異なる。
【００７１】
前記背面パネルの構造をさらに詳細に説明すれば、前記前面基板４０と対向配置される前記背面基板３０上には複数のカソード電極３６が所定のパターン、例えばストライプパターンで備わり、前記カソード電極３６を覆いつつ前記背面基板３０の全面に絶縁層３４が備わる。また、前記絶縁層３４上には、複数のゲート電極３２が所定のパターン、例えばストライプパターンに前記カソード電極３６と垂直に交差するように備わる。以上のようなゲート電極３２とカソード電極３６のパターンは、この他にも多様に形成されうる。そして、前記ゲート電極３２と前記カソード電極３６とが交差する部分の前記ゲート電極３２と前記絶縁層３４とにはこれらを貫通するゲートホール３２ａが形成され、そのゲートホール３２ａ内部のカソード電極３６上に電子放出部３８が備わる。この時、前記カソード電極３６と前記電子放出部３８間には抵抗層（図示せず）が備わることもある。前記電子放出部３８は、円錘形の電子放出部、いわゆるスピント型に形成してもよく、またはＣＮＴを利用して形成してもよい。。
【００７２】
前記のようなトップゲート型電子放出表示装置の背面パネルは、次のような方法で製造される。
【００７３】
図１４ないし図１６を参照すれば、基板３０上にＣｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、ＷまたはＡｌよりなるカソード電極３６を、スパッタリング法、蒸着法、またはスクリーン印刷法で形成し、その上に絶縁層３４及びゲート電極３２を、カソード電極３６と同じ方法で形成する。前記段階を経て写真エッチング工程を通じてパターニングし、絶縁層３４とゲート電極３２とを湿式エッチングまたはＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）のような方法でエッチングしてゲートホール３２ａを形成する。前記ゲートホール３２ａを形成した後、ゲート電極３２上に基板３０に対して傾斜方向に所定角度に蒸着して（傾斜蒸着）、剥離層（分離層、図示せず）を形成する。この場合、傾斜蒸着であるため、ゲートホール３２ａの底面、すなわちカソード電極３６上には剥離層が蒸着ならない。剥離層を形成した後、基板３０に対して垂直方向に剥離層及びゲートホール３２ａに向かって電子放出部材を蒸着して（垂直蒸着）電子放出部３８を形成する。電子放出部の材料は、剥離層上に堆積されるとともに、ゲートホール３２ａの開口部を通過してカソード電極３６上に堆積される。前記ゲートホール３２ａの内部のカソード電極３６上に堆積される電子放出部の材料は、前記ゲートホール３２ａの内部の中央部に堆積される比率が高いため、前記ゲートホール３２ａの内部のカソード電極３６上に電子放出部の材料が円錘形に堆積され、その結果、電子放出部の材料が通過するゲートホール３２ａの上部は円錘形に次第に閉鎖される。前記ゲートホール３２ａの上部が完全に閉鎖されるまで蒸着が行われれば、その結果、電子放出部の材料はカソード電極３６上に円錘形に堆積されて円錘形の電子放出部３８が形成される。ゲートホール３２ａの上側が閉鎖された後に剥離層を湿式エッチング方法でエッチングすれば、背面パネルが完成される。
【００７４】
前記のようなスピント型電子放出部３８ではないＣＮＴを利用した電子放出部を利用する時には、前記カソード電極３６の材料としてＩＴＯ、ＩＺＯ、Ｉｎ２Ｏ３などの透明伝導性物質を使用し、前記カソード電極３６を覆いつつ背面基板３０の全面にポリイミドまたはその他の不透明な特性を有する物質よりなる絶縁層３４を形成した後、前記絶縁層３４上にゲート電極３２を形成し、前記ゲート電極３２と前記絶縁層３４とを貫通するゲートホール３２ａを形成し、前記背面基板３０の全面にペースト状のＣＮＴのような物質を厚膜印刷し、前記不透明な絶縁層３４を利用してバック露光（背面露光）を通じてゲートホール３２ａの内部のペーストを焼成させた後、残りのペーストを除去して電子放出部を形成する方法で背面パネルを製作しうる。
【００７５】
前述したように製作される背面パネルを利用した第５実施例において、前記背面パネルと前面パネルの端部に前述したように適切な誘電率を有する誘電体層４８ａを形成した後に、前面パネルと背面パネルとの間を密封部材４８により密封する。前記密封部材４８としてはシーリングガラスフリットを使用しうる。このように誘電体層４８ａを前記密封部材と前記背面パネルとの間、および／または前記密封部材と前記前面パネルとの間に形成するもの以外にも、前記誘電体層を前記密封部材内に備えていてもよく、誘電層を一層または二層ではない複数層より形成することもある。
【００７６】
以上のように形成される本実施の形態のトップゲート型電子放出表示装置は、前面基板４０、前面基板４０の一の面に形成されるアノード電極４２、及び蛍光層４４を備える前面パネルを有する。また、トップゲート型電子放出表示装置は、前面基板４０と対向配置される背面基板３０、背面基板３０上に形成されるカソード電極３６、カソード電極３６を覆いつつ背面基板３０の全面に形成される絶縁層３４、絶縁層３４上にカソード電極３６と交差して形成されるゲート電極３２、カソード電極３２とゲート電極３６とが交差する領域において、ゲート電極３２と絶縁層３４とを貫通して形成されるゲートホール３２ａ、及びゲートホール３２ａの内部に形成された電子放出部３８を備える背面パネルを有する。さらに、トップゲート型電子放出表示装置は、前面パネルと背面パネルとを密封させるために使われる密封部材４８と、密封部材４８に備わり、密封部材４８の誘電率より低い誘電率を有する少なくとも一つ以上の誘電体層４８ａと、を備える。
【００７７】
図１７は、本発明の望ましい第６実施例による電子放出表示装置であって、図１７のｘ，ｚ平面は、図１４の座標を基準として決定されている。本実施例では、前記前面パネル上に形成される蛍光層４４を前記前面基板４０の端部には備えず、前記前面パネル上に形成される誘電体層４８ａを前記前面パネルのアノード電極４２上に備えた。この時、背面パネル上に備わる誘電体層４８ａは、背面パネルのゲート電極３２の端部または絶縁層３４の端部に備わりうる。
【００７８】
本発明は、図面に示された実施例を参考として説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることが分かる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されなければならない。
【００７９】
たとえば、前面基板、前面基板の一の面に形成されるアノード電極、及び蛍光層を備える前面パネルを有する電子放出表示装置であって、前面基板と所定の間隔をおいて対向配置される背面基板、背面基板上に形成された電子放出部、及び電子放出部からの電子放出を制御するためのゲート電極、カソード電極、およびその他の電極などの少なくとも一つの駆動電極を備える背面パネルを有し、前面パネルと背面パネルとを密封させるために使われる密封部材と、密封部材に備わり密封部材の誘電率より低い誘電率を有する少なくとも一つ以上の誘電体層と、を備えるものであればよい。
【００８０】
この場合、誘電体層は、密封部材と前面パネルとの間、および／または密封部材と背面パネルとの間に備わりうる。特に、蛍光層は、アノード電極の端部を露出させるように形成され、誘電体層は、密封部材とアノード電極との間、および／または密封部材と駆動電極との間に備わりうる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は電子放出表示装置の端部のキャパシタンスを減少させることによってアーク放電の発生が防止され、画像再現力が強化し、輝度の向上した平板表示装置分野に利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】従来の電子放出表示装置を概略的に示す断面図である。
【図２】キャパシタがない場合の出力電圧の変化の一例を示す図である。
【図３】キャパシタがある場合の出力電圧の変化の一例を示す図である。
【図４】図３よりもキャパシタンスが小さいキャパシタが有る場合の出力電圧の変化の一例を示す図である。
【図５】密封部材の上下部に誘電体が挿し込まれているものを表す概略図である。
【図６】密封部材の上下部に誘電体が挿し込まれているものと等価であるキャパシタの結合を表す概略図である。
【図７】本発明の望ましい一実施例によるアンダーゲート型電子放出表示装置を示す分解斜視図である。
【図８】前記実施例によるアンダーゲート型電子放出表示装置を示す断面図である。
【図９】前記実施例によるアンダーゲート型電子放出表示装置を示すさらに他の断面図である。
【図１０】本発明の望ましいさらに他の一実施例によるアンダーゲート型電子放出表示装置を示す分解斜視図である。
【図１１】本発明の望ましいさらに他の一実施例によるアンダーゲート型電子放出表示装置を示す断面図である。
【図１２】本発明の望ましいさらに他の一実施例によるアンダーゲート型電子放出表示装置を示す断面図である。
【図１３】本発明の望ましいさらに他の一実施例によるアンダーゲート型電子放出表示装置を示す断面図である。
【図１４】本発明の望ましいさらに他の一実施例によるトップゲート型電子放出表示装置を示す分解斜視図である。
【図１５】前記実施例によるトップゲート型電子放出表示装置を示す断面図である。
【図１６】前記実施例によるトップゲート型電子放出表示装置を示すさらに他の断面図である。
【図１７】本発明の望ましいさらに他の実施例によるトップゲート型電子放出表示装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０    背面基板、
１２    ゲート電極、
１４ａ    ビアホール、
１４    絶縁層、
１６    カソード電極、
１８ａ    電子放出部、
１９    ゲートアイランド、
２０    前面基板、
２２    アノード電極、
２４    蛍光層、
２８    密封部材、
２８ａ    誘電体。
【図１】
2005317534.tif 000008
【図２】
2005317534.tif 000009
【図３】
2005317534.tif 000010
【図４】
2005317534.tif 000011
【図５】
2005317534.tif 000012
【図６】
2005317534.tif 000013
【図７】
2005317534.tif 000014
【図８】
2005317534.tif 000015
【図９】
2005317534.tif 000016
【図１０】
2005317534.tif 000017
【図１１】
2005317534.tif 000018
【図１２】
2005317534.tif 000019
【図１３】
2005317534.tif 000020
【図１４】
2005317534.tif 000021
【図１５】
2005317534.tif 000022
【図１６】
2005317534.tif 000023
【図１７】
2005317534.tif 000024