(57)【要約】フラットパネルディスプレイと、カーボンナノチューブベースのフラットパネルディスプレイを形成する方法。一実施例において、フラットパネルディスプレイは、カーボンナノチューブの微細構造がその上に形成された触媒層と抵抗層との間に形成されたバリア層を含む。バリア層は、触媒層と抵抗層との間で反拡散層として振る舞い、カーボンナノチューブの成長の間に触媒層が抵抗層中に拡散することを防止する。バリア層は、また、触媒層の固着特性を増強し、触媒層上でカーボンナノチューブ構造が均一に成長することを可能にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性領域面を有する前面プレート及び活性領域面を有する背面プレートを備え、境界領域に周辺を囲まれた活性領域を画成するように該前面プレートが該背面プレートに取り付けられているフラットパネルディスプレイであって、
触媒層と、
抵抗層と、
前記触媒層上に設けられた複数のカーボンナノチューブ電子放出要素と、
前記触媒層と前記抵抗層との間に設けられ、前記複数のカーボンナノチューブ電子放出要素を形成する際に前記触媒層が前記抵抗層中に拡散することを防止するバリア層と、
を備えたことを特徴とするフラットパネルディスプレイ。
【請求項２】
前記バリア層はモリブデンで形成されることを特徴とする請求項１に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項３】
前記バリア層はチタンで形成されることを特徴とする請求項１に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項４】
前記バリア層は窒化チタンで形成されることを特徴とする請求項１に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項５】
前記バリア層はモリブデン合金で形成されることを特徴とする請求項２に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項６】
前記バリア層はタングステン・チタン合金で形成されることを特徴とする請求項３に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項７】
前記バリア層は窒化チタン合金で形成されることを特徴とする請求項４に記載したフラットディスプレイパネル。
【請求項８】
前記バリア層はスパッタ処理により形成されることを特徴とする請求項１に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項９】
複数のカーボンナノチューブ電子放出要素と、
その上に前記複数のカーボンナノチューブ電子放出要素が配置された触媒層と、
前記触媒層の下方に設けられた抵抗層と、
前記触媒層と前記抵抗層との間に配置され、前記複数のカーボンナノチューブ電子放出要素を前記触媒層上に形成する際における前記触媒層の固着特性を向上させる金属接着層と、
を備えたことを特徴とする電界放出ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記金属接着層はモリブデンで形成されることを特徴とする請求項９に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項１１】
前記金属接着層はタングステン・チタンから成ることを特徴とする請求項９に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項１２】
前記金属接着層は窒化チタンで形成されることを特徴とする請求項９に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項１３】
前記金属接着層はモリブデン合金で形成されることを特徴とする請求項９に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項１４】
前記金属接着層はタングステン・チタン合金で形成されることを特徴とする請求項９に記載したフラットパネルディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイの分野に関する。特に、本発明は、フラットパネルディスプレイ及び電子放出のためのバリア金属層を備えたフラットパネルディスプレイの形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ブラウン管（ＣＲＴ）ディスプレイは、従来のコンピュータディスプレイの中でも、最高の輝度、最高のコントラスト、最高の色質、及び最大の画角を提供する。通常、ＣＲＴディスプレイは、薄いガラス面板上に溶着した蛍光体（phosphor）の層を用いる。このようなＣＲＴディスプレイは、ラスタパターン状に蛍光体を横切って走査される高エネルギーの電子を生成する１〜３本の電子ビームを用いて画像を生成する。
【０００３】
上記蛍光体は、所望の画像を形成するために、電子エネルギーを可視光に変換する。しかし、従来のＣＲＴディスプレイは、陰極を囲むとともに該陰極からＣＲＴディスプレイの面板まで延びる大型の真空エンベロープのために、大型で分厚くなっている。したがって、通常、薄型ディスプレイを製造する際には、他のディスプレイ技術、例えば、アクティブマトリクス液晶ディスプレイ技術やプラズマディスプレイ技術等が用いられてきた。
【０００４】
近年、ＣＲＴ装置と同様な画像生成方法を用いる薄型フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）が開発されている。該フラットパネルディスプレイは、電極の行列から成るマトリクス構造を有する背面プレートを用いる。その一例が、引用により開示する米国特許５，５４１，４７３において説明されている。通常、フラットパネルディスプレイは、マトリクス・アドレス型であり、マトリクス・アドレス電極から成る。マトリクスの各行及び各列が交差する点が、電子ディスプレイにおける最小のアドレス可能単位である画素と定義される。
【０００５】
電子ディスプレイの特徴は、画像素子（画素）を個々にオン・オフできることである。通常、高情報量ディスプレイは、３３センチの対角直交アレイに２５万画素を有し、各画素は、電子機器により個々に制御される。通常、画素の解像度は、眼の解像力以下である。よって、活性画素パターンから良質の画像を作ることができる。
【０００６】
電界放出陰極構造のアレイを生成する手段の１つに、既知の半導体マイクロ製造技術によるものがある。該技術によれば、正確に成形された電界放出チップの極めて規則的なアレイが形成される。該技術で一般的に用いられるリソグラフィは、膨大な処理工程を含み、その多くが湿式である。単位面積当たりのチップ数、チップのサイズ、及びチップの間隔は、可能なフォトレジスト及び露光照射によって決まる。
【０００７】
上記方法によって製造されたチップは、通常、底面の直径が約０．５〜１マイクロメートル、高さが０．５〜２マイクロメートル、頂上の半径が数十ナノメータの円錐形である。均一な放射及び十分なグレーレベルを提供するとともに安定性と長い耐用年数を実現するため１チップ当たりの電流密度を小さくするには大きい数（１画素当たり４００〜１０００個のエミッタ）が望ましい場合、上記サイズにより高解像度ディスプレイに可能な画素当たりのチップ数が制限される。周期的なチップアレイの二次元レジストリをＴＶサイズの画面のような広範囲にわたって維持すると、従来の手段によるゲート電界放出構造にとって問題となり得、歩留まりの低下及びコストの上昇につながる。
【０００８】
米国特許Ｎｏ．４，３３８，１６４には、微細構造の隆起を有する平面を形成する方法であって、例えば重イオン加速器から可溶性材料（例えば、マイカ）に高エネルギーイオンを照射する工程を含む複雑な一連の工程から成る方法が説明されているが、この方法によって、順次エッチングされた後適当な導電性の電子放出材料によって充填されるの円柱状の跡がマトリクス中に残る。次に、元の可溶性材料が溶解され、更に、金属蒸着工程により、電子放出材料の伝導性物質が提供される。この方法は、約１〜２マイクロメートルの直径を有するエミッタを１平方センチ当たり１,０００,０００個形成することができると言われている。
【０００９】
米国特許５，２６６，５３０には、基板、好ましくは結晶に複雑な一連の蒸着及びエッチング工程を施すことにより製造されるゲート電界エミッタが開示されている。
【００１０】
図１は、熱イオン電子源としてのタングステンから成る従来のフラットＣＲＴ陰極が基板上に配置されている様子を示す。画素位置に複数の孔を有するガラス板上に、走査電子及びデータ電極が形成される。所定の電圧を印加された電極が、ライン陰極から放出された電子を選択的に通過することにより、電子が画面に向かって加速し、該画面の内面上に塗布された蛍光体を励起する。図１に示されるフラットＣＲＴについて様々な種類のエミッタが過去に提案されてきた。
【００１１】
上記様々なエミッタとして、カーボンナノチューブのものがある。カーボンナノチューブディスプレイでは、微細構造のパターンが、列電極上に施されることにより、該列電極と行電極との間に電圧を印加すると、陰極から画面に電子が放出され、画面上の蛍光体を励起して画像を生成する。
【００１２】
図２は、陰極（カソード）２０を有する従来のマトリクス・アドレス型ゲートなし電解放出ディスプレイ装置１０の一部を示す概略図（横断面図）である。基板１４に支持された列導体１６上に配置されたパターン化された微細構造層１２が陰極２０を構成する。一般的にインジウム酸化イオン（ＩＴＯ）から成る透明の行導体１８は、連続的又は非連続的な蛍光材料２３の層を支持するとともに本発明の陽極２４から成る基板２２上、好ましくはガラス上に配置される。蛍光材料２３は電子により励起可能である。電源２６から電圧を印加すると、強い電界が微細構造層１２の放出位置に印加される。これにより、行導体１８と列導体１６の間の低圧ガス又は真空間隙２８を電子が流れる。
【００１３】
図３は、ゲート・マトリクス・アドレス型電界放出ディスプレイ装置３０の他の従来例を示す。このディスプレイ装置は、導電性のゲート列３４、絶縁スペーサ３６、パターン化された微細構造層３８を含み、一般的にガラスである基板４１上に支持された列導体４０上に蒸着され電気接触しているゲート陰極３２を含む。陰極３２は、蛍光体５０と陰極３２の間のスペースである低圧ガス、好ましくは真空間隙４４により、陽極（アノード）４２から間隔をあけて配置される。陽極４２は、透明な蛍光体含有層５０が配置される基板４６を含む。
【００１４】
図４は、従来のフラット・カーボンナノチューブＣＲＴディスプレイの一部を示す横断面図である。図４のディスプレイは、ゲート陰極、カーボンナノチューブ構造から成るパターン化された微細構造層、絶縁スペーサ、該絶縁スペーサ上に溶着され基板上に支持された列導体に電気接触するパターン化された微細構造層を含む。陰極は、低圧真空により、陽極構造から間隔をあけて配置される。陽極は、前面プレート、導体層、及び蛍光体を具備し、陰極から放出された電子に晒されると蛍光体が励起される。通常、図４に示されるナノチューブ構造は、陰極導体と微細構造のエミッタ要素との間に形成される抵抗層を含む。微細構造のエミッタ要素及び抵抗層は、通常、平面構造に形成される。
【００１５】
図５は、カーボンナノチューブ電界放出ディスプレイ装置の他の従来例を示す。多層構造体３００を有する電界エミッタを示す図５は、ＦＥＤフラットパネルディスプレイの一部を示す横断面図である。多層構造体１００は、電界放出背面プレート構造１１０を具備する。前面プレート構造１６０において画像が生成される。
【００１６】
一般的に、背面プレート構造１１０は、パターン化されたエミッタ電極１２０、抵抗層１１５、電気的絶縁層１４０、ゲート層１５０、及び絶縁層１３５に形成された開口部に位置する電子放出要素１４０から成る。電子放出要素１４０は、カーボンベースの材料から成る。
【００１７】
また、背面プレート構造１１０は、電子放出要素１４０が配置される触媒（促進）層を含む。抵抗層１１５及び触媒層１２０により、ディスプレイにおいて適正な像を生成するのに必要とされる均一な電子放出要素が該構造体１００にて形成される。図５に示す多層構造体１００は垂直構造に構成されているが、触媒層及び抵抗層１１５を平面状に形成することもできる。
【００１８】
図５に示す従来の装置において、通常は、触媒層にニッケル（Ｎｉ）材料を用い、抵抗層１１５にシリコンベースの材料（Ｓｉ）を用いる。この場合Ｎｉである触媒層は、抵抗層１１５の材料と直接に接する。触媒層１２０と抵抗層１１５が接することにより、触媒材料と抵抗層１１５の材料との相互拡散から多結晶化処理が行われる。この多結晶化処理により、抵抗材料１１５の抵抗値が小さくなることが多い。また、Ｎｉ触媒及びＳｉ抵抗層の多結晶化は、触媒層の溶着性能に悪影響を与える。触媒層が抵抗層１１５中に拡散するにつれ、触媒層は、電子放出要素１４０と抵抗層１１５との間における効果的な接着層としての役割を果さなくなる。触媒層の溶着性能が弱まると、電子放出要素１４０が成長しにくくなり、製造工程のコストが上昇する。
【発明の開示】
【００１９】
本発明の他の特徴、及び性質や様々な利点は、添付図面に示される好適な実施例についての以下の詳細な説明によって当業者に明らかになるであろう。
【００２０】
本発明は、上記要求を満たすようにパターン化された金属バリア層を有する電子放出装置を提供する。本発明のバリア層は、一方では、電子放出要素の間に位置し横方向に分離された複数の部分を含み、他方では、エミッタ電極を含む。具体的には、バリア層は、触媒層の各部分の上に位置する。該触媒層の各部分は、各エミッタ電極に沿って間隔を空けて配置される。
【００２１】
本発明は、基板の１又は複数の表面の少なくとも一部分上に配置された個別の固体の微細構造（マイクロ・ストラクチャ）の密集したアレイからなる層の陰極で構成される電極を含む電界放出ディスプレイを提供するものであり、該微細構造は１平方センチメートル当たり百万個（１０6／ｃｍ2）の密度よりも大きい実数の密度を有している。共形の微細構造の一部は、一以上の電子放出材料によって上塗りされている。
【００２２】
上記ディスプレイは、更に、間隔を空けて配置され互いに略並行である第1及び第２の導電性電極を具備する。第１の導電性電極は、好ましくはカーボンのナノ構造により形成されている電子エミッタ要素の層、抵抗層、エミッタを均一に分布するための触媒層、及び、触媒層と抵抗層との間で接着層としての役割を果たす金属バリア層から成る。また、金属バリア層は、抵抗層と触媒層との間において、抗拡散層としての役割も果たす。
本発明の電界放出ディスプレイ装置に用いる電極を製造する好適な方法は、マトリクスでアドレス可能な基板を提供する工程を具備する。
【００２３】
本発明の金属バリア層を用いる電子放出装置を製造するためには、通常、エミッタ電極を覆う導電性触媒層上に誘電層を設け、その上に制御電極を設けた構造を最初に設ける。電子放出要素は、該構造中の制御電極及び誘電層を通って形成された複合的な開口内に位置され、エミッタ電極の上方に形成された触媒層を覆うようになる。金属バリア層部分を形成するためには、制御電極の側部に位置するスペースの略下方に配置された触媒層を部分的に除去する。
【００２４】
上記除去工程は、通常、少なくとも触媒層が部分的に形成されたマスクを介してバリア層をエッチングすることにより行われる。この技術を用いることにより、通常は、触媒層をエミッタ電極に沿った個々の部分にパターン化するための個別にマスキング工程を行う必要が無くなる。また、バリア層の各部を、バリア層の下方で横方向に間隔を空けて配置する実施例では、エミッタ電極を形成するためにエミッタ層をパターン化する際に通常用いられるマスクを用いて、バリア層を最初にパターン化することができる。また、上記と同様に、触媒層への最初のパターン化のための特別なマスキング工程を行う必要がなくなる。結果として、マスキング工程数を増加させずに、バリア層に所望のパターンを形成することができる。
【００２５】
本明細書に加えられ、その一部を構成する添付図面は、本発明の実施例を示し、詳細な説明と合わせて本発明の原則を説明するものである。
図面及び好適な実施例の説明において使用されている同一の符号は、同一又は略同一のものを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。本発明は好適な実施例について説明するが、本発明は該実施例に限定されるものではない。本発明は、請求項によって定義される本発明の精神及び範囲に含まれる代替物、変更、及び同等物を包含するものである。更に、以下の本発明についての説明においては、本発明を十分に理解することが出来るように、具体的な詳細を示す。しかしながら、そのような具体的な詳細がなくても本発明を実施できることは当業者にとって明らかである。それ以外の場合は、本発明の特徴が不必要に不明瞭にならないよう、周知の方法、手順、構成要素、及び回路について詳細に説明していない。
【００２７】
図６Ａは、本発明にかかる、垂直に配列した導体ストリップにパターン化された垂直エミッタを含むマトリクス・アドレス型電界エミッタの中心部を示す。図６Ａは、垂直平面の横断面図である。図６Ａの電界エミッタは、一般的に約１ｍｍの厚さのガラスから成る電気的に絶縁した平坦なベースプレート（基板）６００から作られる。図を簡略化するために、ベースプレート６００は、図６Ａの透視図には示していない。
【００２８】
図６Ｂに示すように、略並行なエミッタ電極群６１０は、ベースプレート６００上に配置されている。エミッタ電極６１０は、列方向に延び、列電極を構成する。図６Ｂに示すように、各エミッタ電極６１０は、横方向から見た輪郭が、直立した二等辺四辺形である。この輪郭により、エミッタ電極６１０の上方に形成する層の被覆工程を向上できる。
【００２９】
通常、エミッタ電極６１０は、アルミニウム、モリブデン、又はクロム、又はこれらの金属のうち何れかの合金から成る。エミッタ電極６１０の厚さは、通常、１０００〜５０００オングストロームである。
【００３０】
本発明の一実施例において、エミッタ電極６１０は、従来技術による多くの周知なデポジション方法により、そのままデポジットされる。一実施例では、スパッタ蒸着を使用してよい。
【００３１】
エミッタ電極６１０のデポジション後、フォトレジストマスク剤（ＰＲ）により、所定のパターンでエミッタ電極６１０がマスキングされる。次に、フォトレジストマスクがソフト・ベークされる。フォトレジストマスクがマスキングされ、熱せられた後、本技術分野で周知の様々なフォトリソグラフィーにより、エミッタ電極６１０がエッチングされる。適用可能なエッチング方法には、例えばウェットエッチングがある。残留したＰＲマスク剤は、本技術分野で周知の方法により剥離される。
【００３２】
次に、図６Ｃに示すように、エミッタ電極層６１０及び該エミッタ電極６１０の材料で覆われていないガラス６００の残りの表面の上に、抵抗材料の層をデポジットすることにより、抵抗層６２０が形成される。本発明の一実施例において、抵抗層６２０は、エミッタ電極６１０の表面に沿った各画素において、島状に形成される。本発明の一実施例においては、本技術分野における周知の様々な方法により、抵抗層６２０が蒸着される。一実施例では、抵抗層６２０は、プラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）により蒸着される。
【００３３】
抵抗層６２０をデポジットした後、フォトレジストマスキング剤（ＰＲ）により抵抗層６２０がマスキングされる。マスキングの後、抵抗層６２０はソフト・ベークされ、露光される。続いて、抵抗層６２０は、ガラス６００の表面の輪郭に合わせて、ハード・ベーク及びドライエッチングにより形成される。残留したＰＲマスク剤は、本技術分野で周知の方法により剥離される。
【００３４】
次に、図６Ｄに示すように、モリブデン及び導電性の金属層を抵抗層６２０上にデポジットすることにより、パターン化されたバリア層６４０及び触媒層６５０が形成される。本発明の一実施例において、バリア層６４０は、本技術分野における様々な周知の方法によりデポジットされる。一実施例では、スパッタ蒸着方法によりバリア層６４０がデポジットされる。本発明の一実施例において、バリア層はタングステン・チタン（ＴｉＷ）により形成される。
【００３５】
本発明の他の実施例において、バリア層は窒化チタン（ＴｉＮ）により形成される。本発明の一実施例において、バリア層はタングステン（Ｗ）により形成される。本発明の一実施例において、バリア層６４０は、抵抗層６２０と、本発明のカーボンナノチューブの電子放出要素が配置される触媒層との間で、抗拡散層として働く。よって、バリア層６４０は、触媒層材料が抵抗層６２０に拡散するのを防ぐ。本発明の他の実施例において、バリア層６４０によって触媒層６５０の接着性能が高められるため、カーボンナノチューブからなる電子放出要素を触媒層６５０に固着することができる。
【００３６】
触媒層６５０は、図６Ｅに示すように、バリア層６４０の上部に位置し、横方向に分離した略並行なストリップ群６５０としてパターン化され、カーボンナノチューブからなる電子放出要素のデポジション（deposition）のための触媒層を形成する。触媒ストリップ６５０は、縦列方向に延び、各エミッタ電極６１０に沿って間隔を空けて配置される。各触媒ストリップ６５０は、エミッタ電極６１０の全てにわたって延びる。したがって、触媒ストリップ６５０は、各エミッタ電極６１０の横方向に分離した部分の上を覆っている。触媒ストリップ６５０は、垂直方向の導体であり、エミッタ電極６１０と以下説明するようにエミッタ電極６１０を覆う電子放出要素との間で、電流が略垂直方向に触媒ストリップ６５０中を流れる。
【００３７】
各触媒ストリップ６５０は、通常、ニッケル、鉄、コバルト、又はこれら金属の合金から成る。他の実施例では、触媒層は、コバルトから構成される。コバルト層の厚さは、１〜２００ナノメータである。
【００３８】
図６Ｆに示すように、触媒層６５０及び、バリア層６４０に覆われていない抵抗層６２０の部分の表面上に、一面の誘電（絶縁）層６３０が形成される。続いて、触媒ストリップ６５０を覆い横方向に分離された略並行なストリップ群６３０としてパターン化された誘電層が形成される。各誘電ストリップ６３０は、対応する触媒ストリップ６５０を完全に覆うようにして配置される。各誘電ストリップ６３０の長手方向の側縁は、対応する抵抗ストリップ６２０の長手方向の側縁に略垂直方向で一列になっている。誘電ストリップ６３０は、通常、厚さ１．５マイクロメータの酸化ケイ素から成る。他の実施例において、誘電ストリップ６３０は、厚さ１．５マイクロメータの窒化ケイ素から成る。
【００３９】
また、図６Ｇに示すように、誘電層６３０上に一面の電気的非絶縁ゲート層６７０が形成される。ゲート層６７０は、通常、誘電層６３０上にクロム又はアルミニウムをスパッタ蒸着することにより形成される。
【００４０】
主制御部用のパターンを有するフォトレジストマスクがゲート層６７０上に形成される。ゲート層６７０の露出部は、化学エッチング剤によって除去される。または、プラズマによりゲート層６７０の露出部を除去することもできる。ゲート層６７０のパターン化された残りの部分は、縦列方向に延び横方向に分離した主制御部のグループを構成する。
【００４１】
主制御開口部６８０の列と行のアレイは、主制御部６７０を通って誘電層６３０まで下方に延びる。電子放出要素６９０の各組に対して、１つの主制御開口部６８０が設けられる。特に、主制御部６７０がエミッタ電極６１０と交差する各位置に、１つの主制御開口部６８０が設けられる。
【００４２】
主制御開口部６８０としてのゲート開口部は、主制御開口部６８０の間に延びるゲート層６７０の各部分を貫通する複数の位置に設けられている。
【００４３】
ゲート層６７０をエッチマスクとして用いて、誘電ストリップ６３０がゲート開口部６８０を通してエッチングされ、誘電開口部が形成される。図６Ａは、結果として得られた構造を示す。ゲート開口部６８０を形成するためのエッチングは、通常、誘電開口部がゲート層６７０を幾分アンダーカットするように行われる。アンダーカット量は、デポジットされたエミッタ円錐材料が誘電開口部の側壁に堆積して電子放出要素をゲート材料へ電気的に短絡するのを防ぐのに十分な量にする。
【００４４】
今や、電子放出カーボンナノチューブ６９０が複合開口部６８０に形成される。カーボンナノチューブ６９０の形成には様々な技術が用いられる。ある技術では、所望のエミッタ材料、通常はカーボンが、面板６００の上面に略直交する方向にて、該構造の上部に蒸着される。エミッタ材料は、触媒導電層６５０上に堆積し、ゲート開口部６８０を通して、導電ストリップ６５０上に堆積する。
【００４５】
電界エミッタ動作において、電極６１０及び６６０上の電圧は、制御電極６６０が所定の電子放出要素の組における電子放出要素６９０から電子を抽出するように制御される。電子放出要素６９０に対向して配置された発光デバイス（図示せず）の陽極が、抽出された電子を、陽極の近傍に位置する発光要素に引き寄せる。活性化された各電子放出要素６９０によって電子が放出されるとき、正の電流が下方の触媒ストリップ６５０を介して更に下方のエミッタ電極６１０に流れる。
【００４６】
触媒ストリップ６５０により、電界エミッタの電子放出が均一になり、短絡から保護される。具体的には、触媒ストリップ６５０は、活性化された電子放出要素６９０を流れることが可能な最大電流を制限する。各活性化された電子放出要素６９０を流れる正の電流は、該電子放出要素６９０により供給される電子電流に等しいため、触媒ストリップ６５０は、活性化された電子放出要素６９０によって放出される電子の数を制限する。これにより、同じ抽出電圧において、いくつかの電子放出要素６９０が他の電子放出要素６９０よりも多くの電子を供給することを防ぎ、結果として、フラットパネルディスプレイの画面上に望ましくない明るい点が生じることを防ぐ。
【００４７】
また、ゲート電極６７０の１つが下方の導電ストリップ６５０へ電気的に短絡し、下方のエミッタ電極６１０に電気的に結合したとすると、短絡位置における触媒ストリップ６５０が、短絡結合部を流れる電流を大きく制限する。短絡位置における触媒ストリップ６５０の垂直方向の導電性は、短絡位置における電極６６０と６１０間の通常の電圧降下の略全てが導電ストリップ６５０の介在部分にわたって生じるほど高い。電子エミッタを適切に設計すれば、短絡しても、電子放出要素６９０の他の組の動作に悪影響を与えることはない。
【００４８】
上記のような短絡は、誘電ストリップ６３０を通って形成された導電性パスにより、又は、一以上の電子放出要素６９０がゲート電極６７０に接触することにより起こりうる。制御電圧と電子放出要素間の短絡の場合、短絡した各電子放出要素６９０には、通常、欠陥が生じている。しかし、導電ストリップ６５０が短絡した各電子放出要素６９０を流れる電流を十分に制限するため、短絡していない電子放出要素６９０は、通常、意図されたように動作する。したがって、触媒ストリップ６５０は、通常、短絡した少数の電子放出要素６９０を含む電子放出要素６９０の組が、所望の電子放出機能を適切に果す。均一な電子放出も実質的に維持される。
【００４９】
本発明の電子エミッタは、フラットパネルＣＲＴディスプレイ以外のフラットパネルディスプレイを構成するのにも用いることも可能である。同様に、本発明の電子エミッタは、フラットパネル装置以外の製品における電子源として用いることが可能である。添付請求項に定義された本発明の範囲及び精神を逸脱しない範囲で、当業者により様々な変更及び応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】従来技術のフラットＣＲＴディスプレイ装置を示す横断面図。
【図２】従来技術のマトリクス・アドレス型のゲートなし電界放出ディスプレイ装置を示す横断面図。
【図３】従来技術のマトリクス・アドレス型ゲート電界放出ディスプレイ装置を示す横断面図。
【図４】従来技術のカーボンナノチューブディスプレイ装置を示す横断面図。
【図５】従来技術のカーボンナノチューブ電界放出ディスプレイ装置を示す横断面図。
【図６Ａ】本発明のカーボンナノチューブ電界放出ディスプレイ装置の実施例を示す横断面構造図。
【図６Ｂ】本発明のカーボンナノチューブ電子放出装置の実施例を製造する際の１工程を示す横断面構造図。
【図６Ｃ】本発明のカーボンナノチューブ電子放出装置の実施例を製造する際の別の１工程を示す横断面構造図。
【図６Ｄ】本発明のカーボンナノチューブ電子放出装置の実施例を製造する際の更に別の１工程を示す横断面構造図。
【図６Ｅ】本発明のカーボンナノチューブ電子放出装置の実施例を製造する際の更に別の１工程を示す横断面構造図。
【図６Ｆ】本発明のカーボンナノチューブ電子放出装置の実施例を製造する際の更に別の１工程を示す横断面構造図。
【図６Ｇ】本発明のカーボンナノチューブ電子放出装置の実施例を製造する際の更に別の１工程を示す横断面構造図。
【図１】
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【図２】
2006502555.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
2006502555.tif 000008
【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
2006502555.tif 000010
【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年6月23日(2005.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性領域面を有する前面プレート及び活性領域面を有する背面プレートを備え、境界領域に周辺を囲まれた活性領域を画成するように該前面プレートが該背面プレートに取り付けられているフラットパネルディスプレイであって、
触媒層と、
抵抗層と、
前記触媒層上に設けられた複数のカーボンナノチューブ電子放出要素と、
前記触媒層と前記抵抗層との間に設けられ、前記複数のカーボンナノチューブ電子放出要素を形成する際に前記触媒層が前記抵抗層中に拡散することを防止するバリア層と、
を備えたことを特徴とするフラットパネルディスプレイ。
【請求項２】
前記バリア層はモリブデンで形成されることを特徴とする請求項１に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項３】
前記バリア層はチタンで形成されることを特徴とする請求項１に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項４】
前記バリア層は窒化チタンで形成されることを特徴とする請求項１に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項５】
前記バリア層はモリブデン合金で形成されることを特徴とする請求項２に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項６】
前記バリア層はタングステン・チタン合金で形成されることを特徴とする請求項３に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項７】
前記バリア層は窒化チタン合金で形成されることを特徴とする請求項４に記載したフラットディスプレイパネル。
【請求項８】
前記バリア層はスパッタ処理により形成されることを特徴とする請求項１に記載したフラットパネルディスプレイ。
【請求項９】
複数のカーボンナノチューブ電子放出要素と、
その上に前記複数のカーボンナノチューブ電子放出要素が配置された触媒層と、
前記触媒層の下方に設けられた抵抗層と、
前記触媒層と前記抵抗層との間に配置され、前記複数のカーボンナノチューブ電子放出要素を前記触媒層上に形成する際における前記触媒層の固着特性を向上させる金属接着層と、
を備えたことを特徴とする電界放出ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記金属接着層はモリブデンで形成されることを特徴とする請求項９に記載した電界放出ディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記金属接着層はタングステン・チタンから成ることを特徴とする請求項９に記載した電界放出ディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記金属接着層は窒化チタンで形成されることを特徴とする請求項９に記載した電界放出ディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記金属接着層はモリブデン合金で形成されることを特徴とする請求項９に記載した電界放出ディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記金属接着層はタングステン・チタン合金で形成されることを特徴とする請求項９に記載した電界放出ディスプレイ装置。
【国際調査報告】
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