(57)【要約】【課題】  電界放出表示素子を提供する。【解決手段】  基板と、基板の上面に互いに対向して形成される複数のアンダーゲート電極と、アンダーゲート電極の上部に、アンダーゲート電極と直交する方向に形成され、アンダーゲート電極と交差する部分には、それぞれカソードホールが形成される複数のカソード電極と、カソード電極上に、カソードホールの中心に対して対称に形成される複数のエミッタと、カソードホールの中心部に、アンダーゲート電極と電気的に連結されるように形成される複数のゲート電極と、を具備する。【選択図】            図２
2005340193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上面に互いに対向して形成される複数のアンダーゲート電極と、
前記アンダーゲート電極の上部に、前記アンダーゲート電極と直交する方向に形成され、前記アンダーゲート電極と交差する部分には、それぞれカソードホールが形成される複数のカソード電極と、
前記カソード電極上に、前記カソードホールの中心に対して対称に形成される複数のエミッタと、
前記カソードホールの中心部に、前記アンダーゲート電極と電気的に連結されるように形成される複数のゲート電極と、を具備することを特徴とする電界放出表示素子。
【請求項２】
前記エミッタは、前記カソードホールの周辺に沿って環状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素子。
【請求項３】
前記エミッタは、ＣＮＴ、非晶質炭素、ナノダイアモンド、ナノ金属線及びナノ酸化金属線から形成された群で選択された少なくとも一つから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素子。
【請求項４】
前記アンダーゲート電極と前記カソード電極との間には、第１絶縁層が形成され、前記第１絶縁層には、前記カソードホールと連通する第１キャビティが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素子。
【請求項５】
前記カソード電極の上面には、第２絶縁層が形成され、前記第２絶縁層には、前記カソードホールと連通する第２キャビティが形成されることを特徴とする請求項４に記載の電界放出表示素子。
【請求項６】
前記第２絶縁層の上面には、集束電極が形成されることを特徴とする請求項５に記載の電界放出表示素子。
【請求項７】
前記ゲート電極は、前記第１キャビティの底中心部から突設されることを特徴とする請求項４に記載の電界放出表示素子。
【請求項８】
前記ゲート電極の内部には、絶縁物質から形成された突起部が形成されることを特徴とする請求項７に記載の電界放出表示素子。
【請求項９】
前記ゲート電極の最上部は、前記カソード電極と同じ高さに位置することを特徴とする請求項７に記載の電界放出表示素子。
【請求項１０】
前記ゲート電極の最上部は、前記カソード電極と前記集束電極との間の高さに位置することを特徴とする請求項７に記載の電界放出表示素子。
【請求項１１】
前記アンダーゲート電極の上面には、背面露光用マスク層が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素子。
【請求項１２】
前記背面露光用マスク層は、非晶質シリコンまたは金属薄膜から形成されることを特徴とする請求項１１に記載の電界放出表示素子。
【請求項１３】
前記アンダーゲート電極は、透明電極から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素子。
【請求項１４】
基板と、
前記基板の上面に互いに対向して形成される複数のアンダーゲート電極と、
前記アンダーゲート電極の上部に、前記アンダーゲート電極と直交する方向に形成され、前記アンダーゲート電極と交差する部分には、それぞれカソードホールが形成される複数のカソード電極と、
前記カソード電極上に、前記カソードホールの中心に対して対称に形成される複数のエミッタと、を具備することを特徴とする電界放出表示素子。
【請求項１５】
前記エミッタは、前記カソードホールの周辺に沿って環状に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の電界放出表示素子。
【請求項１６】
前記エミッタは、ＣＮＴ、非晶質炭素、ナノダイアモンド、ナノ金属線及びナノ酸化金属線から形成された群で選択された少なくとも一つから形成されることを特徴とする請求項１４に記載の電界放出表示素子。
【請求項１７】
前記アンダーゲート電極と前記カソード電極との間には、第１絶縁層が形成され、前記第１絶縁層には、前記カソードホールと連通する第１キャビティが形成されることを特徴とする請求項１４に記載の電界放出表示素子。
【請求項１８】
前記カソード電極の上面には、第２絶縁層が形成され、前記第２絶縁層には、前記カソードホールと連通する第２キャビティが形成されることを特徴とする請求項１７に記載の電界放出表示素子。
【請求項１９】
前記第２絶縁層の上面には集束電極が形成されることを特徴とする請求項１８に記載の電界放出表示素子。
【請求項２０】
前記アンダーゲート電極の上面には、背面露光用マスク層が形成されることを特徴とする請求項１４に記載の電界放出表示素子。
【請求項２１】
前記背面露光用マスク層は、非晶質シリコンまたは金属薄膜から形成されることを特徴とする請求項２０に記載の電界放出表示素子。
【請求項２２】
前記アンダーゲート電極は、透明電極から形成されることを特徴とする請求項１４に記載の電界放出表示素子。
【請求項２３】
一定間隔で互いに対向して配置される下部基板及び上部基板と、
前記下部基板の上面に互いに対向して形成される複数のアンダーゲート電極と、
前記アンダーゲート電極の上部に、前記アンダーゲート電極と直交する方向に形成され、前記アンダーゲート電極と交差する部分には、それぞれカソードホールが形成される複数のカソード電極と、
前記カソード電極上に、前記カソードホールの中心に対して対称に形成される複数のエミッタを含む電子放出源と、
前記上部基板の下面に形成されるアノード電極と、
前記アノード電極の下面に形成される蛍光体層と、を具備し、
前記電子放出源は、そのそれぞれが少なくとも一つの前記エミッタから形成されて、一つのピクセルをなすサブピクセルそれぞれに対応する複数のエミッタアレイを含み、隣接する前記エミッタアレイは互いに交互に配置されることを特徴とする電界放出表示素子。
【請求項２４】
前記蛍光体層は、前記エミッタアレイに対応する複数のサブピクセル領域を含み、隣接する前記サブピクセル領域は、互いに交互に配置されることを特徴とする請求項２３に記載の電界放出表示素子。
【請求項２５】
前記エミッタは、前記カソードホールの周辺に沿って環状に形成されることを特徴とする請求項２３に記載の電界放出表示素子。
【請求項２６】
前記カソード電極の上部には、集束電極が形成されることを特徴とする請求項２３に記載の電界放出表示素子。
【請求項２７】
前記カソードホールの中心部には、前記アンダーゲート電極と電気的に連結される複数のゲート電極が形成されることを特徴とする請求項２６に記載の電界放出表示素子。
【請求項２８】
基板の上面に複数のアンダーゲート電極を互いに平行に形成する工程と、
前記基板の上面に、前記アンダーゲート電極の一部を露出させる第１キャビティが形成された第１絶縁層を形成する工程と、
前記第１絶縁層の上面に、前記第１キャビティと連通するカソードホールが形成された複数のカソード電極を、前記アンダーゲート電極と直交する方向に形成する工程と、
前記カソード電極の上面に、前記カソードホールと連通する第２キャビティが形成された第２絶縁層を形成する工程と、
前記第２絶縁層の上面に集束電極を形成する工程と、
前記第１キャビティの底中心部から突出した複数のゲート電極を形成する工程と、
前記カソード電極上に、前記ゲート電極を中心に対称に複数のエミッタを形成する工程と、を含むことを特徴とする電界放出表示素子の製造方法。
【請求項２９】
前記アンダーゲート電極は、透明電極から形成されることを特徴とする請求項２８に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項３０】
前記ゲート電極を形成する工程は、
前記第１キャビティの底中心部から突出した突起部を形成する工程と、
前記突起部の外面に前記ゲート電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項２８に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項３１】
前記突起部は、前記第２絶縁層と同時に形成されることを特徴とする請求項３０に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項３２】
前記ゲート電極は、前記集束電極と同時に形成されることを特徴とする請求項３０に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項３３】
前記エミッタを形成する工程は、
前記第１絶縁層を形成する前に、前記アンダーゲート電極の上面に、前記エミッタの形状に対応するようにパターニングされた背面露光用マスク層を形成する工程と、
前記第２キャビティを通じて露出されたカソード電極上に電子放出物質を塗布する工程と、
前記背面露光用マスク層をフォトマスクとして、背面露光を利用したフォトリソグラフィ工程によって、前記電子放出物質をパターニングして前記エミッタを形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項２８に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項３４】
前記背面露光用マスク層は、非晶質シリコンまたは金属薄膜から形成されることを特徴とする請求項３３に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項３５】
前記エミッタは、前記カソードホールの周辺に沿って環状に形成されることを特徴とする請求項３３に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項３６】
前記エミッタは、ＣＮＴ、非晶質炭素、ナノダイアモンド、ナノ金属線及びナノ酸化金属線から形成された群で選択された少なくとも一つから形成されることを特徴とする請求項２８に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項３７】
基板の上面に、複数のアンダーゲート電極を互いに平行に形成する工程と、
前記基板の上面に、前記アンダーゲート電極の一部を露出させる第１キャビティが形成された第１絶縁層を形成する工程と、
前記第１絶縁層の上面に、前記第１キャビティと連通するカソードホールが形成された複数のカソード電極を、前記アンダーゲート電極と直交する方向に形成する工程と、
前記第１キャビティの底中心部から突出した複数のゲート電極を形成する工程と、
前記カソード電極の上面に、前記カソードホールと連通する第２キャビティが形成された第２絶縁層を形成する工程と、
前記第２絶縁層の上面に集束電極を形成する工程と、
前記カソード電極上に、前記ゲート電極を中心に対称に複数のエミッタを形成する工程と、を含むことを特徴とする電界放出表示素子の製造方法。
【請求項３８】
前記ゲート電極を形成する工程は、
前記第１キャビティの底中心部から突出した突起部を形成する工程と、
前記突起部の外面に前記ゲート電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項３７に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項３９】
前記突起部は、前記第１絶縁層と同時に形成されることを特徴とする請求項３８に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項４０】
前記ゲート電極は、前記カソード電極と同時に形成されることを特徴とする請求項３８に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項４１】
前記エミッタを形成する工程は、
前記第１絶縁層を形成する前に、前記アンダーゲート電極の上面に前記エミッタの形状に対応するようにパターニングされた背面露光用マスク層を形成する工程と、
前記第２キャビティを通じて露出されたカソード電極上に、電子放出物質を塗布する工程と、
前記背面露光用マスク層をフォトマスクとして、背面露光を利用したフォトリソグラフィ工程によって、前記電子放出物質をパターニングして前記エミッタを形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項３７に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項４２】
前記背面露光用マスク層は、非晶質シリコンまたは金属薄膜から形成されることを特徴とする請求項４１に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項４３】
前記エミッタは、前記カソードホールの周辺に沿って環状に形成されることを特徴とする請求項４１に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項４４】
基板の上面に、複数のアンダーゲート電極を互いに平行に形成する工程と、
前記基板の上面に、前記アンダーゲート電極の一部を露出させる第１キャビティが形成された第１絶縁層を形成する工程と、
前記第１絶縁層の上面に、前記第１キャビティと連通するカソードホールが形成された複数のカソード電極を、前記アンダーゲート電極と直交する方向に形成する工程と、
前記カソード電極の上面に、前記カソードホールと連通する第２キャビティが形成された第２絶縁層を形成する工程と、
前記第２絶縁層の上面に、集束電極を形成する工程と、
前記カソード電極上に、前記ゲート電極を中心に対称に複数のエミッタを形成する工程と、を含むことを特徴とする電界放出表示素子の製造方法。
【請求項４５】
前記エミッタを形成する工程は、
前記第１絶縁層を形成する前に、前記アンダーゲート電極の上面に前記エミッタの形状に対応するように、パターニングされた背面露光用マスク層を形成する工程と、
前記第２キャビティを通じて露出されたカソード電極上に、電子放出物質を塗布する工程と、
前記背面露光用マスク層をフォトマスクとして、背面露光を利用したフォトリソグラフィ工程によって、前記電子放出物質をパターニングして前記エミッタを形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項４４に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項４６】
前記背面露光用マスク層は、非晶質シリコンまたは金属薄膜から形成されることを特徴とする請求項４５に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【請求項４７】
前記エミッタは、前記カソードホールの周辺に沿って環状に形成されることを特徴とする請求項４５に記載の電界放出表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出表示素子（ＦＥＤ；Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）及びその製造方法に係り、詳細には、電子ビームの集束効果を向上させ、駆動電圧を低められる改善された構造のＦＥＤ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の情報伝達媒体の重要部分である表示装置の代表的な活用分野には、パソコンのモニタとテレビ受像機などが挙げられる。このような表示装置は、高速熱電子放出を利用する陰極線管（ＣＲＴ；Ｃａｔｈｏｄ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）と、最近急速に発展しつつある平板表示装置とに大別できる。前記平板表示装置には、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ；Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤなどがある。
【０００３】
ＦＥＤは、カソード電極上に形成されたエミッタとゲート電極との間に強い電場を発生させることによって、前記エミッタから電子を放出させ、この電子を、アノード電極上に塗布された蛍光体層に衝突させて発光させる表示装置である。このようなＦＥＤは薄型の表示素子であって全体厚さが数ｃｍに過ぎず、広い視野角、低い消費電力、低コストなどの長所を持つために、ＬＣＤ、ＰＤＰと共に次世代表示素子として注目されている。
【０００４】
ＦＥＤは、ＣＲＴと類似した物理的原理を利用している。すなわち、カソード電極から放出された電子が加速されて、アノード電極に衝突すれば、アノード電極上に塗布された蛍光体層が励起されることにより、特定色相の光が発光する。しかし、ＦＥＤは、ＣＲＴの場合とは違って、エミッタが冷陰極物質から形成されているという差がある。
【０００５】
ＦＥＤの一般的な構造が、図１に図示されている。図１を参照すれば、ＦＥＤは、互いに離隔して配置される下部基板１０、及び上部基板２０を具備する。ここで、前記下部基板１０と上部基板２０とは、その間のスペーサ（図示せず）により互いに一定間隔を維持している。前記下部基板１０の上面には、カソード電極１２が形成され、その上には、絶縁層１４及び電子抽出のためのゲート電極１６が順に形成される。そして、前記絶縁層１４には、カソード電極１２の一部を露出させるキャビティが形成され、このキャビティの内部には、エミッタ３０が備えられる。一方、前記上部基板２０の下面には、アノード電極２２が形成され、このアノード電極２２上には蛍光体層２４が塗布される。
【０００６】
しかし、前記のような構造のＦＥＤでは、電子ビームの軌跡が正確に制御されなければ、所望の画素で所望の色相を正確に発現させ得なくなる。したがって、エミッタ３０から放出された電子が、蛍光体層２４が塗布されたアノード電極２２上の所望の位置に正確に伝えられるように、電子ビームの軌跡を制御する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、エミッタの構造を改善して電子ビームの集束効果を向上させ、駆動電圧を低められるＦＥＤ及びその製造方法を提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の実施形態によるＦＥＤは、基板と、前記基板の上面に互いに対向して形成される複数のアンダーゲート電極と、前記アンダーゲート電極の上部に、前記アンダーゲート電極と直交する方向に形成され、前記アンダーゲート電極と交差する部分には、それぞれカソードホールが形成される複数のカソード電極と、前記カソード電極上に、前記カソードホールの中心に対して対称に形成される複数のエミッタと、前記カソードホールの中心部に、前記アンダーゲート電極と電気的に連結されるように形成される複数のゲート電極と、を具備する。
【０００９】
前記エミッタは、前記カソードホールの周辺に沿って環状に形成されることが望ましい。ここで、前記エミッタは、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ；Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ）、非晶質炭素、ナノダイアモンド、ナノ金属線及びナノ酸化金属線から形成された群で選択された少なくとも一つから形成される。
【００１０】
前記アンダーゲート電極と前記カソード電極との間には、第１絶縁層が形成され、前記第１絶縁層には、前記カソードホールと連通する第１キャビティが形成される。そして、前記カソード電極の上面には、第２絶縁層が形成され、前記第２絶縁層には、前記カソードホールと連通する第２キャビティが形成される。そして、前記第２絶縁層の上面には、集束電極が形成される。
【００１１】
前記ゲート電極は、前記第１キャビティの底中心部から突設されることが望ましい。この時、前記ゲート電極の内部には、絶縁物質から形成された突起部が形成される。
【００１２】
前記ゲート電極の最上部は、前記カソード電極と同じ高さに位置する。また、前記ゲート電極の最上部は、前記カソード電極と前記集束電極との間の高さに位置することもある。
【００１３】
前記アンダーゲート電極の上面には、背面露光用マスク層が形成され、前記背面露光用マスク層は、非晶質シリコンまたは金属薄膜から形成される。そして、前記アンダーゲート電極は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような透明電極から形成される。
【００１４】
本発明の他の実施形態によるＦＥＤは、基板と、前記基板の上面に互いに対向して形成される複数のアンダーゲート電極と、前記アンダーゲート電極の上部に、前記アンダーゲート電極と直交する方向に形成され、前記アンダーゲート電極と交差する部分には、それぞれカソードホールが形成される複数のカソード電極と、前記カソード電極上に、前記カソードホールの中心に対して対称に形成される複数のエミッタと、を具備する。
【００１５】
本発明のさらに他の実施形態によるＦＥＤは、一定間隔で互いに対向して配置される下部基板及び上部基板と、前記下部基板の上面に互いに対向して形成される複数のアンダーゲート電極と、前記アンダーゲート電極の上部に、前記アンダーゲート電極と直交する方向に形成され、前記アンダーゲート電極と交差する部分には、それぞれカソードホールが形成される複数のカソード電極と、前記カソード電極上に、前記カソードホールの中心に対して対称に形成される複数のエミッタを含む電子放出源と、前記上部基板の下面に形成されるアノード電極と、前記アノード電極の下面に形成される蛍光体層と、を具備し、前記電子放出源は、そのそれぞれが少なくとも一つの前記エミッタから形成されて、一つのピクセルをなすサブピクセルそれぞれに対応する複数のエミッタアレイを含み、隣接する前記エミッタアレイは互いに交互に配置される。
【００１６】
ここで、前記蛍光体層は、前記エミッタアレイに対応する複数のサブピクセル領域を含み、隣接する前記サブピクセル領域は、互いに交互に配置されることが望ましい。
【００１７】
一方、本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法は、基板の上面に複数のアンダーゲート電極を互いに平行に形成する工程と、前記基板の上面に、前記アンダーゲート電極の一部を露出させる第１キャビティが形成された第１絶縁層を形成する工程と、前記第１絶縁層の上面に、前記第１キャビティと連通するカソードホールが形成された複数のカソード電極を、前記アンダーゲート電極と直交する方向に形成する工程と、前記カソード電極の上面に、前記カソードホールと連通する第２キャビティが形成された第２絶縁層を形成する工程と、前記第２絶縁層の上面に集束電極を形成する工程と、前記第１キャビティの底中心部から突出した複数のゲート電極を形成する工程と、前記カソード電極上に、前記ゲート電極を中心に対称に複数のエミッタを形成する工程と、を含む。
【００１８】
前記ゲート電極を形成する工程は、前記第１キャビティの底中心部から突出した突起部を形成する工程と、前記突起部の外面に前記ゲート電極を形成する工程と、を含むことが望ましい。ここで、前記突起部は、前記第２絶縁層と同時に形成され、前記ゲート電極は、前記集束電極と同時に形成される。
【００１９】
前記エミッタを形成する工程は、前記第１絶縁層を形成する前に、前記アンダーゲート電極の上面に、前記エミッタの形状に対応するようにパターニングされた背面露光用マスク層を形成する工程と、前記第２キャビティを通じて露出されたカソード電極上に電子放出物質を塗布する工程と、前記背面露光用マスク層をフォトマスクとして、背面露光を利用したフォトリソグラフィ工程によって、前記電子放出物質をパターニングして前記エミッタを形成する工程と、を含むことが望ましい。
【００２０】
本発明の他の実施形態によるＦＥＤの製造方法は、基板の上面に、複数のアンダーゲート電極を互いに平行に形成する工程と、前記基板の上面に、前記アンダーゲート電極の一部を露出させる第１キャビティが形成された第１絶縁層を形成する工程と、前記第１絶縁層の上面に、前記第１キャビティと連通するカソードホールが形成された複数のカソード電極を、前記アンダーゲート電極と直交する方向に形成する工程と、前記第１キャビティの底中心部から突出した複数のゲート電極を形成する工程と、前記カソード電極の上面に、前記カソードホールと連通する第２キャビティが形成された第２絶縁層を形成する工程と、前記第２絶縁層の上面に集束電極を形成する工程と、前記カソード電極上に、前記ゲート電極を中心に対称に複数のエミッタを形成する工程と、を含む。
【００２１】
前記ゲート電極を形成する工程は、前記第１キャビティの底中心部から突出した突起部を形成する工程と、前記突起部の外面に前記ゲート電極を形成する工程と、を含むことが望ましい。ここで、前記突起部は、前記第１絶縁層と同時に形成され、前記ゲート電極は、前記カソード電極と同時に形成される。
【００２２】
本発明のさらに他の実施形態によるＦＥＤの製造方法は、基板の上面に、複数のアンダーゲート電極を互いに平行に形成する工程と、前記基板の上面に、前記アンダーゲート電極の一部を露出させる第１キャビティが形成された第１絶縁層を形成する工程と、前記第１絶縁層の上面に、前記第１キャビティと連通するカソードホールが形成された複数のカソード電極を、前記アンダーゲート電極と直交する方向に形成する工程と、前記カソード電極の上面に、前記カソードホールと連通する第２キャビティが形成された第２絶縁層を形成する工程と、前記第２絶縁層の上面に、集束電極を形成する工程と、前記カソード電極上に、前記ゲート電極を中心に対称に複数のエミッタを形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によるＦＥＤ及びその製造方法によれば、次のような効果がある。
【００２４】
第１に、エミッタの構造を改善することによって、エミッタの電子放出面積を増大させて、発光効率を向上させることができる。また、電子ビームの集束効果を向上させ、かつ駆動電圧を低められる。
【００２５】
第２に、本発明によるＦＥＤの製造工程は、既存のＦＥＤの製造工程と互換性があるので、追加コストが発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付された図面を参照して本発明による望ましい実施形態を詳細に説明する。図面で、同じ参照符号は同じ構成要素を示す。
【００２７】
図２は、本発明の実施形態によるＦＥＤの一部を示す断面図である。そして、図３は、図２に示したＦＥＤの要部を一部切開して示す斜視図であり、図４は、図２に示したＦＥＤの単位構造を示す断面図である。
【００２８】
図２ないし図４を参照すれば、本発明の実施形態によるＦＥＤは、互いに対向して配置される下部基板１１０と上部基板１２０とを具備する。前記下部基板１１０と上部基板１２０とは、それらの間に設けられたスペーサ（図示せず）により、その間隔が維持される。このような下部基板１１０及び上部基板１２０としては、通常的にグラス基板が使われる。
【００２９】
前記下部基板１１０の上面には、複数のアンダーゲート電極１１５が互いに平行にストライプ状に形成される。ここで、前記アンダーゲート電極１１５は、透明な導電性物質であるＩＴＯから形成される。一方、前記アンダーゲート電極１１５の上面には、所定形状にパターニングされた背面露光用マスク層１１３が形成される。ここで、前記背面露光用マスク層１１３は、アンダーゲート電極１１５とゲート電極１１６とが電気的に連結されるように、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）または金属薄膜から形成される。一方、前記背面露光用マスク層１１３は、後述するＦＥＤの製造方法で、背面露光を利用したフォトリソグラフィ工程によって、エミッタ１３０を形成するためのフォトマスクの役割及び抵抗層の役割も行う。
【００３０】
前記背面露光用マスク層１１３の上面には、第１絶縁層１１４が所定厚さに形成される。そして、この第１絶縁層１１４には、前記背面露光用マスク層１１３を露出させる第１キャビティ１１４ａが形成される。
【００３１】
前記第１絶縁層１１４の上面には、複数のカソード電極１１２がアンダーゲート電極１１５と直交する方向に形成される。このようなカソード電極１１２は、導電性金属物質または透明な導電性物質であるＩＴＯから形成される。そして、前記アンダーゲート電極１１５と交差する部分のカソード電極１１２には、それぞれカソードホール１１２ａが形成される。このようなカソードホール１１２ａは、その断面が円形に形成され、前記第１キャビティ１１４ａと連通している。
【００３２】
前記カソードホール１１２ａ付近の前記カソード電極１１２上には、複数のエミッタ１３０が形成される。ここで、前記エミッタ１３０は、前記カソードホール１１２ａの中心に対して対称に形成される。望ましくは、前記エミッタ１３０は、図３に示すように、カソードホール１１２ａの内面に沿って環状に形成される。このように、エミッタ１３０を、カソードホール１１２ａの中心に対して対称に形成すれば、エミッタ１３０の電子放出面積が増大する。一方、本実施形態では、前記エミッタ１３０が、環状以外にも、カソードホール１１２ａの中心に対して対称になる形状ならば、多様な形状に形成できる。そして、前記エミッタ１３０は、電子を容易に放出できる物質から形成されることが望ましい。したがって、前記エミッタ１３０は、ＣＮＴ、非晶質炭素、ナノダイアモンド、ナノ金属線及びナノ酸化金属線から形成された群で選択された少なくとも一つから形成される。
【００３３】
前記カソード電極１１２ａの上面には、第２絶縁層１１８が所定厚さに形成される。そして、この第２絶縁層１１８には、前記カソードホール１１２ａと連通する第２キャビティ１１８ａが形成されている。
【００３４】
前記第２絶縁層１１８の上面には、集束電極１４０が備えられる。前記集束電極１４０は、エミッタ１３０から放出された電子ビームの軌跡を制御する役割を行う。このような集束電極１４０は、導電性金属物質または透明な導電性物質であるＩＴＯから形成される。
【００３５】
一方、前記カソードホール１１２ａの中心部には、ゲート電極１１６が備えられる。すなわち、前記ゲート電極１１６それぞれは、第１キャビティ１１４ａ、カソードホール１１２ａ及び第２キャビティ１１８ａから形成された空間の内部に設けられる。このようなゲート電極１１６は、前記第１キャビティ１１４ａの底中心部から突設され、その内部には、絶縁物質から形成された突起部１１７が設けられている。一方、前記ゲート電極１１６は、一体型に前記第１キャビティ１１４ａの底中心部から突設されることもある。そして、前記ゲート電極１１６は、その最上部が、カソード電極１１２と集束電極１４０との間の高さに位置するように形成される。この場合、前記突起部１１７は、前記第２絶縁層１１８の厚さと同じ高さで形成されることが望ましい。前記ゲート電極１１６は、集束電極１４０をなす物質と同じ導電性金属物質、または透明な導電性物質であるＩＴＯから形成される。
【００３６】
前記上部基板１２０の下面には、アノード電極１２２が形成され、このアノード電極１２２の下面には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）蛍光体が順に配列された蛍光体層１２４が形成される。前記アノード電極１２２は、蛍光体層１２４から発散される可視光が透過されるように、透明な導電性物質であるＩＴＯから形成されることができる。そして、前記上部基板１２０の下面には、コントラスト向上のために、前記蛍光体層１２４の間にブラックマトリックスが形成される。
【００３７】
本発明の実施形態によるＦＥＤにおいて、前記エミッタ１３０が配置される構造については、図５及び図６を参照して説明する。
【００３８】
まず、図５を参照すれば、一列に配置された５個のエミッタ１３０が、一つのエミッタアレイ１３０Ａを構成する。そして、このようなエミッタアレイ１３０Ａが集まって電子放出源を構成する。ここで、エミッタアレイ１３０Ａそれぞれは、ＦＥＤで一つのピクセルをなすサブピクセルそれぞれに対応する。一方、本発明の実施形態によるＦＥＤでは、互いに隣接するエミッタアレイ１３０Ａが、図５に示すように互いに交互に配置される。一方、図５では、一つのエミッタアレイ１３０Ａが一列に配置された５個のエミッタ１３０から形成された場合が図示されているが、これとは違って、一列に配置された６個以上のエミッタ１３０や、４個以下のエミッタ１３０が一つのエミッタアレイ１３０Ａを構成することもある。
【００３９】
一方、前記エミッタ１３０は、図６に示すものと同じ配置構造を持つこともある。図６を参照すれば、２列に配置された８個のエミッタ１３０が、一つのエミッタアレイ１３０Ｂを構成する。そして、前述したように、互いに隣接するエミッタアレイ１３０Ｂは、互いに交互に配置される。一方、前記エミッタアレイ１３０Ｂそれぞれを構成するエミッタ１３０は、図６に示すものと異なる数で形成されることもある。
【００４０】
本発明の実施形態によるＦＥＤでは、下部基板１１０側に、エミッタアレイ１３０Ａ、１３０Ｂが前記のような構造で配置されることによって、上部基板１２０側に形成される蛍光体層のサブピクセル領域１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂも、図７に示すことと同じ構造で配置される。図７を参照すれば、サブピクセル領域１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂが、エミッタアレイ１３０Ａ、１３０Ｂそれぞれに対応して形成され、この時、互いに隣接するサブピクセル領域１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂは、互いに交互に配置される。そして、前記サブピクセル領域１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂそれぞれは、エミッタアレイ１３０Ａ、１３０Ｂから放出された電子ビームが到達する領域をいずれも含みうる大きさで形成される。図８Ａ及び図８Ｂには、それぞれ図５及び図６に示した本発明の実施形態によるエミッタアレイ１３０Ａ、１３０Ｂから放出された電子ビームが、従来のような構造の蛍光体層に形成されたサブピクセル領域２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂに到達する領域５０、５０’が図示されている。図８Ａ及び図８Ｂを参照すれば、エミッタアレイ１３０Ａ、１３０Ｂから放出された電子ビームのうち一部が、サブピクセル領域２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂを外れて到達することが分かる。したがって、本発明の実施形態によって、蛍光体層のサブピクセル領域１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂを図７に示すように配置すれば、エミッタアレイ１３０Ａ、１３０Ｂから放出された電子ビームが、損失なしに各サブピクセル領域１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂにいずれも到達できる。
【００４１】
以下では、前記のような構造のＦＥＤの作動過程を説明する。まず、カソード電極１１２及びゲート電極１１６に所定電圧を印加する。この時、前記ゲート電極１１６には、アンダーゲート電極１１５を通じて電圧が印加される。具体的に、カソード電極１１２にマイナス電圧が印加され、ゲート電極１１６にプラス電圧が印加されれば、カソード電極１１２上に形成されたエミッタ１３０から電子が放出され始める。そして、このように放出された電子は、プラス電圧が印加されたアノード電極１２２上に塗布された蛍光体層１２４を励起させて、可視光を発散させる。一方、前記エミッタ１３０から放出された電子は、所定電圧が印加された集束電極１４０によってその軌跡が制御され、蛍光体層１２４の所望の位置に到達する。
【００４２】
図９は、本発明の他の実施形態によるＦＥＤの一部を示す断面図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４３】
下部基板２１０の上面には、複数のアンダーゲート電極２１５が互いに平行に形成され、このアンダーゲート電極２１５の上面には、背面露光用マスク層２１３が形成される。そして、前記背面露光用マスク層２１３の上面には、背面露光用マスク層２１３の一部を露出させる第１キャビティ２１４ａが形成された第１絶縁層２１４が形成される。
【００４４】
前記第１絶縁層２１４の上面には、複数のカソード電極２１２がアンダーゲート電極２１５と直交する方向に形成される。そして、アンダーゲート電極２１５と交差する部分のカソード電極２１２には、それぞれカソードホール２１２ａが形成される。ここで、前記カソードホール２１２ａは、第１キャビティ２１４ａと連通するようになっている。
【００４５】
前記カソードホール２１２ａ付近のカソード電極２１２上には、複数のエミッタ２３０が形成される。ここで、前記エミッタ２３０は、カソードホール２１２ａの内面に沿って環状に形成される。このようなエミッタ２３０は、前述したように、ＣＮＴ、非晶質炭素、ナノダイアモンド、ナノ金属線及びナノ酸化金属線から形成された群で選択された少なくとも一つから形成される。
【００４６】
前記カソード電極２１２の上面には、カソードホール２１２ａと連通する第２キャビティ２１８ａが形成された第２絶縁層２１８が形成される。そして、前記第２絶縁層２１８の上面には、集束電極２４０が形成される。
【００４７】
一方、前記カソードホール２１２ａの中心部には、ゲート電極２１６が設けられる。このようなゲート電極２１６は、第１キャビティ２１４ａの底中心部から突設され、その内部には、絶縁物質から形成された突起部２１７が設けられている。この時、前記ゲート電極２１６は、その最上部がカソード電極２１２と同じ高さに位置するように形成される。これにより、前記突起部２１７は、前記第１絶縁層２１４の厚さと同じ高さで形成される。ここで、ゲート電極２１６は、カソード電極２１２をなす物質と同じ物質から形成されることが望ましい。一方、前記ゲート電極２１６は、一体型に第１キャビティ２１４ａの底中心部から突設されることもある。
【００４８】
図１０は、本発明のさらに他の実施形態によるＦＥＤの一部を示す断面図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４９】
下部基板３１０の上面には、複数のアンダーゲート電極３１５が互いに平行に形成され、このアンダーゲート電極３１５の上面には、背面露光用マスク層３１３が形成される。そして、前記背面露光用マスク層３１３の上面には、背面露光用マスク層３１３の一部を露出させる第１キャビティ３１４ａが形成された第１絶縁層３１４が形成される。
【００５０】
前記第１絶縁層３１４の上面には、複数のカソード電極３１２がアンダーゲート電極３１５と直交する方向に形成される。そして、アンダーゲート電極３１５と交差する部分のカソード電極３１２には、それぞれカソードホール３１２ａが形成される。ここで、前記カソードホール３１２ａは、第１キャビティ３１４ａと連通するようになっている。
【００５１】
前記カソードホール３１２ａ付近のカソード電極３１２上には、複数のエミッタ３３０が形成される。ここで、前記エミッタ３３０は、カソードホール３１２ａの内面に沿って環状に形成される。
【００５２】
前記カソード電極３１２の上面には、カソードホール３１２ａと連通する第２キャビティ３１８ａが形成された第２絶縁層３１８が形成される。そして、前記第２絶縁層３１８の上面には、集束電極３４０が形成される。
【００５３】
前記のような構造のＦＥＤでは、アンダーゲート電極３１５が、前述した実施形態でのゲート電極１１６、２１６と同じ役割を行う。すなわち、カソード電極３１２及びアンダーゲート電極３１５にそれぞれ所定の電圧が印加されれば、カソード電極３１２上に形成されたエミッタ３３０から電子が放出される。
【００５４】
以下では、本発明によるＦＥＤにおける、電子ビームの放出についてのシミュレーション結果を説明する。
【００５５】
図１１Ａないし図１１Ｃは、図９に示したＦＥＤにおける、電子ビームの放出についてのシミュレーション結果を示す図面である。図１１Ａないし図１１Ｃは、輝度が、適正値である約３００ｃｄ／ｍ２程度になるように、アノード電極の電圧を３０００Ｖ、ゲート電極の電圧を０Ｖ、カソード電極の電圧を−２０Ｖ、集束電極の電圧を−２０Ｖとした時のシミュレーション結果を示す。図１１Ａは、エミッタから放出された電子ビームが蛍光体層に到達する軌跡を示す図面である。そして、図１１Ｂは、エミッタ付近を拡大して示す図面であり、図１１Ｃは、電流密度を示す図面である。
【００５６】
図１１Ａないし図１１Ｃを参照すれば、蛍光体層に到達する電子ビームの幅が約２００〜３００μｍであって、従来よりも向上した電子ビームの集束効果を得られるということが分かる。したがって、本発明によるＦＥＤは、３２”ＨＤ級ＴＶの画質に適した解像度を具現できる。また、カソード電圧を−２０Ｖとした時も駆動が可能になるので、従来よりも低い駆動電圧で駆動できるということが分かる。
【００５７】
図１２Ａないし図１２Ｃは、図１０に示したＦＥＤにおける、電子ビームの放出についてのシミュレーション結果を示す図面である。図１２Ａないし図１２Ｃは、前述した場合のように、アノード電極の電圧を３０００Ｖ、ゲート電極の電圧を０Ｖ、カソード電極の電圧を−２０Ｖ、集束電極の電圧を−２０Ｖとした時のシミュレーション結果を示す。図１２Ａは、エミッタから放出された電子ビームが蛍光体層に到達する軌跡を示す図面である。そして、図１２Ｂは、エミッタ付近を拡大して示す図面であり、図１２Ｃは、電流密度を示す図面である。
【００５８】
図１２Ａないし図１２Ｃを参照すれば、前述した場合のように、蛍光体層に到達する電子ビームの幅が約２００〜３００μｍであって、従来よりも向上した電子ビームの集束効果を得ることができ、低い駆動電圧でも駆動できるということが分かる。
【００５９】
以下では、本発明によるＦＥＤの製造方法を説明する。
【００６０】
図１３Ａないし図１９は、図４に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【００６１】
まず、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、下部基板１１０の上面に、複数のアンダーゲート電極１１５をストライプ状に互いに平行に形成する。ここで、下部基板１１０としては、通常的にグラス基板が使われ、前記アンダーゲート電極１１５は、下部基板１１０の上面にＩＴＯのような透明な導電性物質を塗布し、これをパターニングすることにより形成できる。
【００６２】
次いで、図１４Ａに示すように、下部基板１１０の上面に、アンダーゲート電極１１５を覆うように背面露光用マスク層１１３を形成する。図１４Ｂは、図１４ＡのＡ部分を拡大して図示したものであり、図１４Ｃは、図１４ＢのＢ−Ｂ’線に沿う単位構造の断面図である。以下の図面では、ＦＥＤの単位構造のみを断面として図示して説明する。前記背面露光用マスク層１１３は、下部基板１１０の上面に非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）または金属薄膜を形成し、これを所定形状にパターニングすることにより形成できる。このような背面露光用マスク層１１３は、後述する工程で、背面露光を利用したフォトリソグラフィ工程によって、エミッタ（図１９の１３０）を形成するためのフォトマスクの役割及び抵抗層の役割を行う。したがって、前記背面露光用マスク層１１３は、エミッタ（図１９の１３０）に対応する形状にパターニングされる。一方、前面露光を利用したフォトリソグラフィ工程によってエミッタ（図１９の１３０）を形成すれば、前記のような背面露光用マスク層１１３を形成する工程は省略できる。
【００６３】
次いで、図１５に示すように、前記背面露光用マスク層１１３の上面に、第１キャビティ１１４ａが形成された第１絶縁層１１４を形成する。前記第１絶縁層１１４は、前記背面露光用マスク層１１３の上面に所定の絶縁物質を塗布し、これをパターニングして、背面露光用マスク層１１３の一部を露出させる第１キャビティ１１４ａを形成することによって形成できる。
【００６４】
次いで、図１６に示すように、前記第１絶縁層１１４の上面に、アンダーゲート電極１１５と直交する方向に複数のカソード電極１１２を形成する。この時、アンダーゲート電極１１５と交差する部分のカソード電極１１２には、それぞれ前記第１キャビティ１１４ａと連通するカソードホール１１２ａが形成される。このようなカソード電極１１２は、図１５に示した結果物の全面に導電性金属物質またはＩＴＯのような透明な導電性物質を塗布し、これをパターニングすることにより形成できる。
【００６５】
次いで、図１７に示すように、前記カソード電極１１２の上面に、カソードホール１１２ａと連通する第２キャビティ１１８ａが形成された第２絶縁層１１８を形成し、前記第１キャビティ１１４ａの底中心部から突出した突起部１１７を形成する。この時、前記突起部１１７は、カソードホール１１２ａの中心部に位置する。このような第２絶縁層１１８及び突起部１１７は、図１６に示した結果物の全面に所定の絶縁物質を塗布し、これをパターニングすることにより同時に形成できる。これにより、前記突起部１１７は、前記第２絶縁層１１８の厚さと同じ高さで形成される。一方、前記第２絶縁層１１８及び突起部１１７は、順次に形成されることもある。
【００６６】
次いで、図１８に示すように、前記第２絶縁層１１８の上面に集束電極１４０を形成し、前記突起部１１７の外面にはゲート電極１１６を形成する。このような集束電極１４０及びゲート電極１１６は、導電性金属物質またはＩＴＯのような透明な導電性物質を、図１７に示した結果物の全面に塗布し、これをパターニングすることにより、同時に形成できる。一方、前記集束電極１４０及びゲート電極１１６は、順次に形成されることもある。
【００６７】
次いで、図１９に示すように、複数のエミッタ１３０を前記カソードホール１１２ａの内面に沿って環状に形成する。したがって、このようなエミッタ１３０は、カソードホール１１２ａの中心に対して対称に形成される。このようなエミッタ１３０は、図１８に示した結果物の全面に所定の電子放出物質を塗布した後、前記背面露光用マスク層１１３をフォトマスクとして、背面露光を利用したフォトリソグラフィ工程によってパターニングすることにより形成できる。ここで、前記電子放出物質は、ＣＮＴ、非晶質炭素、ナノダイアモンド、ナノ金属線及びナノ酸化金属線から形成された群で選択された少なくとも一つでありうる。一方、前記エミッタ１３０は、前面露光を利用したフォトリソグラフィ工程によっても形成され、この場合には、背面露光用マスク層１１３が要らなくなる。そして、前記エミッタ１３０は、環状以外にも、カソードホール１１２ａの中心に対して対称になる形状ならば、多様な形状で形成できる。
【００６８】
最後に、図１９に示した結果物に、アノード電極（図２の１２２）及び蛍光体層（図２の１２４）が形成された上部基板（図２の１２０）を結合すれば、ＦＥＤが完成される。
【００６９】
図２０ないし図２４は、図９に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【００７０】
まず、図２０に示すように、背面露光用マスク層２１３の上面に、第１キャビティ２１４ａが形成された第１絶縁層２１４を形成し、前記第１キャビティ２１４ａの底中心部から突出した突起部２１７を形成する。ここで、下部基板２１０の上面に、アンダーゲート電極２１５を形成し、このアンダーゲート電極２１５の上面に、背面露光用マスク層２１３を形成する過程は、図１３Ａないし図１４Ｃに説明された内容と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。前記第１絶縁層２１４及び突起部２１７は、背面露光用マスク層２１３の上面に所定の絶縁物質を塗布し、これをパターニングすることにより、同時に形成できる。これにより、前記突起部２１７は、前記第１絶縁層２１４の厚さと同じ高さに形成される。一方、前記第１絶縁層２１４及び突起部２１７は、順次に形成されることもある。
【００７１】
次いで、図２１に示すように、前記第１絶縁層２１４の上面に、アンダーゲート電極２１５と直交する方向に複数のカソード電極２１２を形成し、前記突起部２１７の外面には、ゲート電極２１６を形成する。この時、アンダーゲート電極２１５と交差する部分のカソード電極２１２には、それぞれ第１キャビティ２１４ａと連通するカソードホール２１２ａとが形成される。このようなカソード電極２１２及びゲート電極２１６は、図２０に示した結果物の全面に、導電性金属物質またはＩＴＯのような透明な導電性物質を塗布し、これをパターニングすることにより同時に形成できる。一方、前記カソード電極２１２及びゲート電極２１６は、順次に形成されることもある。
【００７２】
次いで、図２２に示すように、前記カソード電極２１２の上面に、カソードホール２１２ａと連通する第２キャビティ２１８ａが形成された第２絶縁層２１８を形成する。このような第２絶縁層２１８は、図２１に示した結果物の全面に所定の絶縁物質を塗布し、これをパターニングすることにより形成できる。
【００７３】
次いで、図２３に示すように、前記第２絶縁層２１８の上面に、集束電極２４０を形成する。このような集束電極２４０は、図２２に示した結果物の全面に導電性金属物質またはＩＴＯのような透明な導電性物質を塗布し、これをパターニングすることにより形成できる。
【００７４】
次いで、図２４に示すように、複数のエミッタ２３０を、前記カソードホール２１２ａの内面に沿って環状に形成する。したがって、このようなエミッタ２３０は、カソードホール２１２ａの中心に対して対称に形成される。このようなエミッタ２３０は、図２３に示した結果物の全面に所定の電子放出物質を塗布した後、前記背面露光用マスク層２１３をフォトマスクとして、背面露光を利用したフォトリソグラフィ工程によってパターニングすることにより形成できる。ここで、前記電子放出物質は、ＣＮＴ、非晶質炭素、ナノダイアモンド、ナノ金属線及びナノ酸化金属線から形成された群で選択された少なくとも一つでありうる。一方、前記エミッタ２３０は、前面露光を利用したフォトリソグラフィ工程によっても形成でき、この場合には、背面露光用マスク層２１３が要らなくなる。そして、前記エミッタ２３０は、環状以外にも、カソードホール２１２ａの中心に対して対称になる形状ならば、多様な形状で形成できる。
【００７５】
最後に、図２４に示した結果物に、アノード電極（図２の１２２）及び蛍光体層（図２の１２４）が形成された上部基板（図２の１２０）を結合すれば、ＦＥＤが完成される。
【００７６】
図２５ないし図２９は、図１０に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【００７７】
まず、図２５に示すように、背面露光用マスク層３１３の上面に、第１キャビティ３１４ａが形成された第１絶縁層３１４を形成する。ここで、下部基板３１０の上面にアンダーゲート電極３１５を形成し、このアンダーゲート電極３１５の上面に背面露光用マスク層３１３を形成する過程は、図１３Ａないし図１４Ｃに説明された内容と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。前記第１絶縁層３１４は、背面露光用マスク層３１３の上面に所定の絶縁物質を塗布し、これをパターニングすることにより形成できる。
【００７８】
次いで、図２６に示すように、前記第１絶縁層３１４の上面に、アンダーゲート電極３１５と直交する方向に複数のカソード電極３１２を形成する。この時、アンダーゲート電極３１５と交差する部分のカソード電極３１２には、それぞれ第１キャビティ３１４ａと連通するカソードホール３１２ａが形成される。このようなカソード電極３１２は、図２５に示した結果物の全面に、導電性金属物質またはＩＴＯのような透明な導電性物質を塗布し、これをパターニングすることにより形成できる。
【００７９】
次いで、図２７に示すように、前記カソード電極３１２の上面に、カソードホール３１２ａと連通する第２キャビティ３１８ａが形成された第２絶縁層３１８を形成する。このような第２絶縁層３１８は、図２６に示した結果物の全面に所定の絶縁物質を塗布し、これをパターニングすることにより形成できる。
【００８０】
次いで、図２８に示すように、前記第２絶縁層３１８の上面に、集束電極３４０を形成する。このような集束電極３４０は、図２７に示した結果物の全面に、導電性金属物質またはＩＴＯのような透明な導電性物質を塗布し、これをパターニングすることにより形成できる。
【００８１】
次いで、図２９に示すように、複数のエミッタ３３０を、前記カソードホール３１２ａの内面に沿って環状に形成する。したがって、このようなエミッタ３３０は、カソードホール３１２ａの中心に対して対称に形成される。このようなエミッタ３３０は、図２８に示した結果物の全面に、所定の電子放出物質を塗布した後、前記背面露光用マスク層３１３をフォトマスクとして、背面露光を利用したフォトリソグラフィ工程によって、パターニングすることにより形成できる。ここで、前記電子放出物質は、ＣＮＴ、非晶質炭素、ナノダイアモンド、ナノ金属線及びナノ酸化金属線から形成された群で選択された少なくとも一つでありうる。一方、前記エミッタ３３０は、前面露光を利用したフォトリソグラフィ工程によっても形成でき、この場合には、背面露光用マスク層３１３が要らなくなる。そして、前記エミッタ３３０は、環状以外にも、カソードホール３１２ａの中心に対して対称になる形状ならば、多様な形状で形成できる。
【００８２】
最後に、図２９に示した結果物に、アノード電極（図２の１２２）及び蛍光体層（図２の１２４）が形成された上部基板（図２の１２０）を結合すれば、ＦＥＤが完成される。
【００８３】
以上、本発明による望ましい実施形態が説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲により定められねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、平板表示装置の一種であるＦＥＤの関連技術分野に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】従来ＦＥＤの一部を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態によるＦＥＤの一部を示す断面図である。
【図３】図２に示したＦＥＤの一部を切開して示す斜視図である。
【図４】図２に示したＦＥＤの単位構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態によるＦＥＤで、エミッタアレイの配置を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態によるＦＥＤで、エミッタアレイの他の配置を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態によるＦＥＤで、蛍光体層のサブピクセル領域の配置を示す平面図である。
【図８Ａ】従来のＦＥＤに形成された蛍光体層のサブピクセル領域に、図５に示したエミッタアレイから放出された電子ビームが到達する態様を示す図面である。
【図８Ｂ】従来のＦＥＤに形成された蛍光体層のサブピクセル領域に、図６に示したエミッタアレイから放出された電子ビームが到達する態様を示す図面である。
【図９】本発明の他の実施形態によるＦＥＤの単位構造を示す断面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態によるＦＥＤの単位構造を示す断面図である。
【図１１Ａ】図９に示したＦＥＤにおいて、電子ビームの放出についてのシミュレーション結果を示す図面である。
【図１１Ｂ】図９に示したＦＥＤにおいて、電子ビームの放出についてのシミュレーション結果を示す図面である。
【図１１Ｃ】図９に示したＦＥＤにおける、電子ビームの放出についてのシミュレーション結果を示す図面である。
【図１２Ａ】図１０に示したＦＥＤにおける、電子ビームの放出についてのシミュレーション結果を示す図面である。
【図１２Ｂ】図１０に示したＦＥＤにおける、電子ビームの放出についてのシミュレーション結果を示す図面である。
【図１２Ｃ】図１０に示したＦＥＤにおける、電子ビームの放出についてのシミュレーション結果を示す図面である。
【図１３Ａ】図４に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図１３Ｂ】図４に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図１４Ａ】図４に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図１４Ｂ】図４に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図１４Ｃ】図４に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図１５】図４に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図１６】図４に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図１７】図４に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図１８】図４に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図１９】図４に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図２０】図９に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図２１】図９に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図２２】図９に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図２３】図９に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図２４】図９に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図２５】図１０に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図２６】図１０に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図２７】図１０に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図２８】図１０に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図２９】図１０に示したＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００８６】
１１０    下部基板
１１２    カソード電極
１１３    背面露光用マスク層
１１４    第１絶縁層
１１５    アンダーゲート電極
１１６    ゲート電極
１１７    突起部
１１８    第２絶縁層
１２０    上部基板
１２２    アノード電極
１２４    蛍光体層
１３０    エミッタ
１４０    集束電極
【図１】
2005340193.tif 000003
【図２】
2005340193.tif 000004
【図３】
2005340193.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005340193.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005340193.tif 000009
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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