電子放出デバイス，電子放出表示デバイス，および電子放出デバイスの製造方法
【課題】電子放出デバイス，電子放出表示デバイス，および電子放出デバイスの製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明の実施形態による電子放出デバイスは，基板２と，基板２上に形成される主電極６ａと補助電極６ｂとを含むカソード電極６と，補助電極６ｂ上に形成される抵抗層１４と，抵抗層１４と連結する電子放出部１２と，電子放出部１２を露出させる第１開口部８ａを備え，基板２上に形成される絶縁層８と，第１開口部８ａに対応する第２開口部１０ａを備え，絶縁層８上に形成されるゲート電極１０とを含み，抵抗層１４はその厚さ方向に沿って変化する比抵抗値を有する。抵抗層１４は，補助電極６ｂの構成物質の一部を拡散させて形成される。これにより，別途の追加工程なしに容易に抵抗層１４を形成でき，高価な抵抗層材料を使う必要がなく，通常の抵抗層とは違って耐酸性が強くエッチング工程時にエッチング液によって損傷しないという効果がある。
【解決手段】本発明の実施形態による電子放出デバイスは，基板２と，基板２上に形成される主電極６ａと補助電極６ｂとを含むカソード電極６と，補助電極６ｂ上に形成される抵抗層１４と，抵抗層１４と連結する電子放出部１２と，電子放出部１２を露出させる第１開口部８ａを備え，基板２上に形成される絶縁層８と，第１開口部８ａに対応する第２開口部１０ａを備え，絶縁層８上に形成されるゲート電極１０とを含み，抵抗層１４はその厚さ方向に沿って変化する比抵抗値を有する。抵抗層１４は，補助電極６ｂの構成物質の一部を拡散させて形成される。これにより，別途の追加工程なしに容易に抵抗層１４を形成でき，高価な抵抗層材料を使う必要がなく，通常の抵抗層とは違って耐酸性が強くエッチング工程時にエッチング液によって損傷しないという効果がある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電子放出デバイス，電子放出表示デバイス，および電子放出デバイスの製造方法に関する。
【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用いる方式と冷陰極を用いる方式に分類される。
【０００３】
ここで，冷陰極を用いる方式の電子放出素子としては，電界放出アレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ａｒｒａｙ；ＦＥＡ）型，表面伝導エミッション（Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ；ＳＣＥ）型，金属−絶縁層−金属（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ；ＭＩＭ）型および金属−絶縁層−半導体（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ＭＩＳ）型などが知られている。
【０００４】
この中で，電界放出アレイ（ＦＥＡ）型電子放出素子は，真空中で電子放出部に電界が加わる時，電子放出部から電子が容易に放出される原理を用いる。電子放出部は，仕事関数が低いか，或いは縦横比が大きい物質，例えば炭素ナノチューブ，黒鉛およびダイヤモンド状炭素のような炭素系物質からなる。
【０００５】
電界放出アレイ（ＦＥＡ）型電子放出素子は，電子放出部と電子放出を制御する駆動電極を含み，一つのカソード電極と一つのゲート電極とを備える。この電子放出素子は，一つの基板にアレイ状に配置されて電子放出デバイスを構成し，電子放出デバイスは，蛍光層とアノード電極などで構成された発光ユニットを備えた他の基板と結合して電子放出表示デバイスを構成する。
【０００６】
通常のＦＥＡ型電子放出表示デバイスは，真空容器を構成する第１基板と第２基板とを含む。第１基板上には，電子放出部と共に，電子放出部の電子放出を制御する駆動電極として，カソード電極とゲート電極とが形成される。また，第１基板に対向する第２基板の内側の面には，蛍光層と共に，第１基板側から放出した電子を蛍光層に向かって加速させるアノード電極が形成される。
【０００７】
カソード電極は，電子放出部と電気的に連結して，電子放出に必要な電流を電子放出部に供給する。ゲート電極は，カソード電極との電位差を用いて電界を形成することにより，電子放出を制御する。
【０００８】
しかしながら，実際に電子放出デバイスを駆動する時，駆動電極，特に，カソード電極の内部抵抗によって，各画素に配置された電子放出部に印加される電圧に差が発生する。その結果，画素別電子放出部の放出電流量に差が発生し，電子放出デバイスが光源または表示装置に用いられる場合に，各画素において輝度差が感知されるという問題が発生する。
【０００９】
故に，従来は駆動電極の構成物質を変更して，抵抗値を減少させるか，或いはカソード電極と電子放出部との間に抵抗層をおく構造が提案された。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
通常の場合，抵抗層は，特定の比抵抗値を有する物質をスクリーン印刷したり，薄膜ドーピングするなどの方法で形成される。しかし，この比抵抗値を有する物質は，一般的に高価であるため，材料費の上昇を誘発する。さらに，抵抗層の製作工程が既存の工程とは異なる場合，抵抗層形成のための製作設備が別途必要となる。また，従来の抵抗層の多くは耐酸性が弱いため，後続工程でエッチング液によって損傷しやすいという問題がある。
【００１１】
そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，電極の内部抵抗による電圧降下を補償し，電子放出部の放出電流量を均一化でき，より容易に製作できる抵抗層を備えた電子放出デバイス，電子放出表示デバイス，および電子放出デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板と；基板上に形成される主電極と補助電極とを含むカソード電極と；補助電極上に形成される抵抗層と；抵抗層と連結される電子放出部と；電子放出部を露出させる第１開口部を備え，基板上に形成される絶縁層と；第１開口部の位置に対応する第２開口部を備え，絶縁層上に形成されるゲート電極と；を含み，抵抗層は，その厚さ方向に沿って変化する比抵抗値を有することを特徴とする，電子放出デバイスが提供される。
【００１３】
また，比抵抗値は，抵抗層の厚さ方向に沿って漸進的に変わるように構成されてもよい。
【００１４】
また，抵抗層の比抵抗値は，補助電極に近い面から電子放出部に近い面に接近するほど大きくなるように構成されてもよい。
【００１５】
また，抵抗層は，電子放出デバイスの画素領域ごとに一つずつ形成されてもよい。
【００１６】
また，主電極は透明物質で形成され，補助電極は拡散性物質からなるものであってもよい。
【００１７】
また，補助電極は，銀からなるものであってもよい。
【００１８】
また，補助電極は，電子放出部に対応する位置に形成されたホールを含んでもよい。
【００１９】
抵抗層は，厚さが１〜１０μｍの範囲内であってもよい。
【００２０】
また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，互いに対向配置される第１基板および第２基板と；第１基板上に形成され，主電極と補助電極とを含むカソード電極と；補助電極上に形成され，その厚さ方向に沿って変化する比抵抗値を有する抵抗層と；抵抗層と連結する電子放出部と；絶縁層を挟んでカソード電極から分離されて位置するゲート電極と；第１基板に対向する第２基板の一面に形成される蛍光層と；蛍光層の一面に配置されるアノード電極と；を含むことを特徴とする，電子放出表示デバイスが提供される。
【００２１】
また，比抵抗値は，抵抗層の厚さ方向に沿って漸進的に変わるように構成されてもよい。
【００２２】
また，抵抗層の比抵抗値は，補助電極と接する面から電子放出部と接する面に近くなるほど大きくなるように構成されてもよい。
【００２３】
また，補助電極は銀からなるものであってもよい。
【００２４】
また，抵抗層は，電子放出表示デバイスの画素領域ごとに一つずつ形成されてもよい。
【００２５】
また，電子放出部は，炭素ナノチューブ，黒鉛，黒鉛ナノファイバー，ダイヤモンド，ダイヤモンド状炭素，フラーレンおよびシリコンナノワイヤーからなる群から選択された少なくとも一つの物質を含んでもよい。
【００２６】
また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板上にカソード電極を形成する段階と；カソード電極上の所定位置に被拡散層を形成する段階と；カソード電極に含まれている導電物質を被拡散層に拡散させて，被拡散層を抵抗層に変化させる段階と；基板上に絶縁層とゲート電極とを形成する段階と；抵抗層に連結する電子放出部を形成する段階と；を含むことを特徴とする，電子放出デバイスの製造方法が提供される。
【００２７】
また，被拡散層を抵抗層に変化させる段階は，加熱処理を含んでもよい。
【００２８】
また，被拡散層を形成する段階と，絶縁層を形成する段階とは，同種の絶縁物質を用い，同一工程条件で処理されてもよい。
【００２９】
また，カソード電極形成段階は，基板上に主電極を形成する段階と主電極上に拡散性物質を含む補助電極を形成する段階とを含んでもよい。
【００３０】
また，補助電極は，銀を使用して形成されてもよい。
【００３１】
また，電子放出部を形成する段階は，基板面に形成された構造物の上に，電子放出物質と感光性物質とを含むペースト状の混合物を塗布する段階と，塗布された混合物の少なくとも一部分を露光によって部分硬化させる段階（露光段階）と，硬化しなかった混合物を除去する段階（現像段階）とを含んでもよい。
【００３２】
また，主電極は透明導電物質で形成され，補助電極には基板上に設定される画素領域ごとに少なくとも一つのホールが形成され，電子放出部は，ペースト状混合物の露光時に補助電極のホールを通して，紫外線を選択的に透過・照射させて形成されてもよい。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように本発明によれば，電極の内部抵抗による電圧降下を補償し，電子放出部の放出電流量を均一化でき，より容易に製作できる抵抗層を備えた電子放出デバイス，電子放出表示デバイス，および電子放出デバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３５】
図１および図２に示されるように，本発明の一実施形態による電子放出表示デバイスは，内部空間部を挟んで互いに平行に対向配置される第１基板２と第２基板４とを含む。第２基板４と対向する第１基板２の面には，電子放出素子がアレイ状に配置されて，第１基板と共に電子放出デバイスを構成する。この電子放出デバイスは，第２基板４および第２基板４に配置される発光ユニットと結合して，電子放出表示デバイスを構成する。
【００３６】
より具体的には，第１基板２の上には，第１基板２の一方向（図１のｙ軸方向）に沿って帯状パターンにカソード電極６が形成され，カソード電極６を覆うようにして，第１基板２の上全体に絶縁層８が形成される。絶縁層８の上には，ゲート電極１０がカソード電極６と直交する方向（図１のｘ軸方向）に沿って帯状パターンに形成される。
【００３７】
本実施形態で，カソード電極６とゲート電極１０との交差領域を単位画素と定義すれば，各単位画素ごとにカソード電極６の上に抵抗層１４が形成され，抵抗層１４の上には一つ以上の電子放出部１２が形成される。そして，絶縁層８とゲート電極１０には，それぞれ各電子放出部１２に対応する第１開口部８ａと第２開口部１０ａとが形成され，第１基板２上に電子放出部１２を露出させる。
【００３８】
ここで，カソード電極６は，主電極６ａ上に補助電極６ｂが積層される２層構造からなる。補助電極６ｂは，拡散性物質からなり，主電極６ａの抵抗値より小さい抵抗値を持ってカソード電極６のライン抵抗（電流路としての抵抗）を低減する。
【００３９】
主電極６ａとしては，インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のような透明導電物質を用いることができ，補助電極６ｂとしては，拡散係数が大きい銀（Ａｇ）を用いることができる。補助電極６ｂは，電子放出表示デバイスの製作時に，その内部の導電物質を被拡散層１３（図５ｃに図示）に拡散させて，被拡散層１３を所定範囲の比抵抗値を有する抵抗層１４に変化させる。
【００４０】
抵抗層１４は，カソード電極６の抵抗により電圧降下が発生する時，各画素の電圧条件を均一に制御する役割を果たす。つまり，抵抗層１４は，カソード電極６の抵抗値より大きい抵抗を持って，カソード電極６の全体的なライン抵抗を増加させ，各単位画素の放出電流量を全体的に減少させるか，或いは単位画素間の放出電流量の差を減少させる。要するに，抵抗層１４は，全体的に画素別放出電流量を下向平準化させる。
【００４１】
また，抵抗層１４は，抵抗層１４の厚さ方向に沿って変化する比抵抗値を有することができる。特に，抵抗層１４の比抵抗値を漸進的に変化させることができ，一例として，抵抗層１４の比抵抗値は補助電極６ｂと接する面から電子放出部１２と接する面に近づくほど大きくすることができる。このように抵抗層１４の比抵抗値は厚さ方向に沿って変わる特定導電物質の密度差に応じて変わる。
【００４２】
図３に示されているように，特定導電物質の密度は，補助電極６ｂと接する面から電子放出部１２と接する面に近づくほど漸進的に小さくなる。一例として，この特定導電物質が小さい比抵抗値（つまり，高い導電性）を有する場合，抵抗層１４の中でこの特定導電物質の密度分布が稠密な部分が，その密度に比例して小さい抵抗値を有する。
【００４３】
比抵抗値は，１０３Ωｃｍ〜１０９Ωｃｍ範囲内で漸進的に変えることができる。この比抵抗値の変化については後述する。
【００４４】
そして，抵抗層１４は，１〜１０μｍ範囲内の厚さを有することができる。
【００４５】
本実施形態で電子放出部１２は，真空中で電界が加えられれば電子を放出する物質，たとえば炭素系物質またはナノメートルサイズ物質からなる。電子放出部１２に使用することが望ましい物質としては，炭素ナノチューブ，黒鉛，黒鉛ナノファイバー，ダイヤモンド，ダイヤモンド状炭素，フラーレン（Ｃ６０），シリコンナノワイヤーおよびこれらの組み合わせ物質がある。
【００４６】
図面では，電子放出部１２が円形に形成され，各画素領域でカソード電極６の長手方向に沿って一列に配列されているが，電子放出部１２の平面形状，画素領域当たりの個数，および配列形態などは図示した例に限られない。
【００４７】
また，図面では抵抗層１４が四角形に形成され，各画素領域全面にわたって形成されているが，その形状と配列も多様に変更できる。特に，抵抗層１４は各単位画素内にある電子放出部１２の下部に個別に配置することもできる。
【００４８】
図４に示されるように，カソード電極６’の補助電極６ｂ’は，各単位画素内に位置する部分に少なくとも一つ以上のホール７を備えることができる。このホール７は，各電子放出部１２に対応する位置に形成され，その大きさは電子放出部１２の大きさより大きくなるように構成されることが望ましい。但し，その形状，大きさ，配列などは多様に変更できる。このホール７は，電子放出部１２の製造方法の特徴に起因するものであって，後で詳述する。
【００４９】
ゲート電極１０と絶縁層８の上には，電子放出部１２から放出される電子の集束性を高めるために集束電極（図示せず）を形成できる。この場合，カソード電極６とゲート電極１０との間に位置する絶縁層８を第１絶縁層とすると，ゲート電極１０と集束電極との間に第２絶縁層（図示せず）が形成されてゲート電極と集束電極とを絶縁させる。
【００５０】
そして，第１基板２に対向する第２基板４の一面には蛍光層１８と黒色層２０とが形成され，蛍光層１８と黒色層２０の表面にはアルミニウムのような金属膜からなるアノード電極２２が形成される。アノード電極２２には，外部から電子ビーム加速に必要な高電圧が印加され，蛍光層１８で放射された可視光のうち，第１基板２に向かって放射された可視光を，第２基板４側に反射させて画面の輝度を高める。
【００５１】
一方，アノード電極２２には，金属膜ではないインジウム錫酸化物のような透明導電物質を使うことができる。この場合，アノード電極２２は，第２基板４上に形成された蛍光層１８と黒色層２０の一面に位置し，所定のパターンに区分されて，複数形成されることができる。
【００５２】
そして，第１基板２と第２基板４との間にはスペーサ２４が設置されて，第１基板２と第２基板４の間隔を維持させる。この時，スペーサ２４は，黒色層２０が位置する非発光領域に対応して配置されるので，画像表示を妨げることはない。
【００５３】
上記構成の電子放出表示デバイスは，外部からカソード電極６，ゲート電極１０，およびアノード電極２２に所定の電圧を印加して駆動される。例えば，カソード電極６とゲート電極１０の間には数〜数十ボルトの電位差を有する駆動電圧が印加され，アノード電極２２には数百〜数千ボルトの（＋）電圧が印加される。
【００５４】
したがって，カソード電極６とゲート電極１０との間の電位差が臨界値以上である画素で電子放出部１２から電子が放出され，放出された電子は，アノード電極２２に印加された高電圧に引かれて対応する蛍光層１８に衝突し，これを発光させる。
【００５５】
特に，カソード電極６の上に形成された抵抗層１４が，カソード電極６の各部位による電位差を補完することにより，各画素の放出電流量を均一にする。
【００５６】
次に，図５Ａ〜図５Ｇを参照して，本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法について説明する。
【００５７】
まず，図５Ａに示されているように，第１基板２上に導電膜，一例として透明なＩＴＯをコーティングし，これを帯形状にパターニングして，主電極６ａを形成する。
【００５８】
次に，図５Ｂに示されているように，主電極６ａの帯状パターンに沿って主電極６ａの上に補助電極６ｂをコーティングする。この補助電極６ｂの構成物質には，前述したように，拡散係数が大きい銀（Ａｇ）のような物質を用いることができる。
【００５９】
次に，図５Ｃに示されているように，補助電極６ｂの単位画素ごとに絶縁ペーストを塗布して，被拡散層１３を形成する。この被拡散層１３は後述する絶縁層８を形成するペーストをそのまま用いることができ，工程設備，塗布方法などもそのまま用いることができる。そして，この補助電極６ｂ上に塗布された被拡散層１３を加熱処理，例えば，焼成を行う。この時，補助電極６ｂにある導電物質の一部が被拡散層１３に拡散し，その結果被拡散層１３は初期の絶縁性を喪失し，抵抗層１４に変化する。図５Ｃで導電物質の拡散方向を矢印で示した。
【００６０】
図５Ｄは，抵抗層１４が補助電極６ｂ上に形成された状態をそのまま示す。補助電極６ｂの物質として拡散係数が大きい物質を使ったのは，焼成時に補助電極６ｂ内の導電物質の被拡散層への拡散率を高めるためである。特に，抵抗層１４は厚さ方向に沿って補助電極６ｂから距離が遠くなるほど比抵抗値が大きくなるが，これはその距離が遠くなるほど補助電極６ｂ内にある導電物質の拡散量が減るためである。これにより，抵抗層１４は前述したように，厚さ方向に沿って順次に変わる比抵抗値を持つようになる。
【００６１】
そして，抵抗層１４の比抵抗値は，焼成温度，時間および拡散物質の成分などによって調節される。一例として，抵抗層１４の比抵抗値を低くする場合，焼成温度を高め，焼成時間を長くする。そうすれば，拡散量が増加して，抵抗層１４の比抵抗値は低くなる。
【００６２】
このような抵抗層１４の形成方法は，既存の抵抗層形成方法より比抵抗値の調節が容易に行える。つまり，従来の方法では，アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）にドーパントの濃度を調節して，抵抗層の比抵抗値を調節するため，比抵抗値を均一に調節することは難しいが，本発明の実施形態による抵抗層１４の形成方法には，温度および時間などにより比抵抗値を容易に調節できるという長所がある。また，本発明の実施形態による抵抗層１４の形成方法は，既存の構造に用いられる補助電極を用いるので工程の側面からも簡単になる長所がある。
【００６３】
さらに，図５Ｅに示されているように，第１基板２全体に絶縁物質を塗布して，絶縁層８を形成する。絶縁層８上に再び導電膜をコーティングし，マスク層を用いて導電膜に第２開口部１０ａを形成する。
【００６４】
そして，図５Ｆに示されているように，第１基板２をエッチング液に浸漬して，第２開口部１０ａによって露出した絶縁層８の部位をエッチングし，絶縁層８に第１開口部８ａを形成した後に，導電膜を帯状にパターニングしてゲート電極１０を完成する。
【００６５】
最後に，図５Ｇに示されているように，抵抗層１４上に電子放出部１２を形成して，電子放出デバイスを完成する。この電子放出部１２を形成する方法には直接成長法，化学気相蒸着法，スパッタリング法およびスクリーン印刷法など多様な方法を用いることができる。
【００６６】
そして，電子放出デバイスを含む電子放出表示デバイスは，電子放出デバイス上にスペーサを固定し，第２基板上に蛍光層，黒色層，およびアノード電極を形成した後，ガラスフリットを用いて第１基板と第２基板との周縁を接合させ，内部空間部を排気させて完成される。
【００６７】
次に，本発明の他の実施形態による電子放出デバイスの製造方法について図６Ａ〜図６Ｄを参照して示す。
【００６８】
本実施形態による電子放出デバイスの主電極６ａ，補助電極６ｂ’，抵抗層１４，絶縁層８およびゲート電極１０は前述した電子放出デバイスの製造方法と同一である。但し，補助電極６ｂ’に単位画素領域当たり少なくとも一つ以上のホール７が形成される点のみが異なる。このホール７は，パターニングされたマスク層を用いて，補助電極６ｂ’に形成される。
【００６９】
このように補助電極６ｂ’は，ホール７が形成された場合も，被拡散層焼成時に導電物質を四方に拡散させて，被拡散層を抵抗層１４に変化させる。
【００７０】
図６Ａは，主電極６ａ，ホール７が備わる補助電極６ｂ’，抵抗層１４，絶縁層８およびゲート電極１０が形成された状態を示している。
【００７１】
次に，図６Ｂに示されているように，電子放出物質と感光性物質とを含むペースト状混合物を製造し，これを第１基板２の面上に形成された構造物上全体に塗布する。
【００７２】
その次に，図６Ｃに示されているように，第１基板２の後面に露光マスク３０を配置した状態で第１基板２の後面から紫外線（矢印で図示）を照射する。この露光マスク３０は，補助電極６ｂ’に形成されたホール７の位置に対応する位置に開口部３０ａを備える。したがって，紫外線は，補助電極６ｂ’のホール７および露光マスク３０の開口部３０ａを通じて，抵抗層１４のホール７に対応する部位の混合物を選択的に硬化させる。
【００７３】
ここで，補助電極６ｂ’は紫外線を透過させないので，補助電極６ｂ’にホール７が形成されていない場合，混合物を硬化できない問題が発生する。このため，補助電極６ｂ’にホール７を形成するものである。この時，導電物質が拡散された後にも，抵抗層１４は透明なので後面露光作業が可能になる。
【００７４】
また，本実施形態による電子放出デバイスは，補助電極６ｂ’のホール７によって露光マスク３０なしに後面露光作業が可能である。
【００７５】
その次に，図６Ｄに示されているように，現像によって硬化しない混合物を除去し，残った混合物を乾燥および焼成して電子放出部１２を形成する。
【００７６】
以上説明したように，本発明による電子放出デバイスおよび電子放出表示デバイスは，補助電極の導電物質を絶縁膜に拡散させて，絶縁膜を抵抗層に変化させるため，抵抗層を形成する工程を別途追加することなく容易に抵抗層を形成することができる。また，高価な抵抗層材料を使用する必要もない。また，通常の抵抗層とは異なり，耐酸性が強いため，エッチング工程時にエッチング液によって損傷しないという長所がある。
【００７７】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態による電子放出表示デバイスの部分分解斜視図である。
【図２】図１に示された電子放出表示デバイスの部分断面図である。
【図３】図２に示された抵抗層の比抵抗値変化の状態を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態による電子放出表示デバイスの主要部を示す分解斜視図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図５Ｄ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図５Ｅ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図５Ｆ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図５Ｇ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図６Ａ】本発明の他の実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図６Ｂ】本発明の他の実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図６Ｃ】本発明の他の実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図６Ｄ】本発明の他の実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【符号の説明】
【００７９】
２ 第１基板
４ 第２基板
６ カソード電極
６ａ 主電極
６ｂ 補助電極
８ 絶縁層
８ａ 第１開口部
１０ａ 第２開口部
１０ ゲート電極
１２ 電子放出部
１３ 被拡散層
１４ 抵抗層
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電子放出デバイス，電子放出表示デバイス，および電子放出デバイスの製造方法に関する。
【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用いる方式と冷陰極を用いる方式に分類される。
【０００３】
ここで，冷陰極を用いる方式の電子放出素子としては，電界放出アレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ａｒｒａｙ；ＦＥＡ）型，表面伝導エミッション（Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ；ＳＣＥ）型，金属−絶縁層−金属（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ；ＭＩＭ）型および金属−絶縁層−半導体（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ＭＩＳ）型などが知られている。
【０００４】
この中で，電界放出アレイ（ＦＥＡ）型電子放出素子は，真空中で電子放出部に電界が加わる時，電子放出部から電子が容易に放出される原理を用いる。電子放出部は，仕事関数が低いか，或いは縦横比が大きい物質，例えば炭素ナノチューブ，黒鉛およびダイヤモンド状炭素のような炭素系物質からなる。
【０００５】
電界放出アレイ（ＦＥＡ）型電子放出素子は，電子放出部と電子放出を制御する駆動電極を含み，一つのカソード電極と一つのゲート電極とを備える。この電子放出素子は，一つの基板にアレイ状に配置されて電子放出デバイスを構成し，電子放出デバイスは，蛍光層とアノード電極などで構成された発光ユニットを備えた他の基板と結合して電子放出表示デバイスを構成する。
【０００６】
通常のＦＥＡ型電子放出表示デバイスは，真空容器を構成する第１基板と第２基板とを含む。第１基板上には，電子放出部と共に，電子放出部の電子放出を制御する駆動電極として，カソード電極とゲート電極とが形成される。また，第１基板に対向する第２基板の内側の面には，蛍光層と共に，第１基板側から放出した電子を蛍光層に向かって加速させるアノード電極が形成される。
【０００７】
カソード電極は，電子放出部と電気的に連結して，電子放出に必要な電流を電子放出部に供給する。ゲート電極は，カソード電極との電位差を用いて電界を形成することにより，電子放出を制御する。
【０００８】
しかしながら，実際に電子放出デバイスを駆動する時，駆動電極，特に，カソード電極の内部抵抗によって，各画素に配置された電子放出部に印加される電圧に差が発生する。その結果，画素別電子放出部の放出電流量に差が発生し，電子放出デバイスが光源または表示装置に用いられる場合に，各画素において輝度差が感知されるという問題が発生する。
【０００９】
故に，従来は駆動電極の構成物質を変更して，抵抗値を減少させるか，或いはカソード電極と電子放出部との間に抵抗層をおく構造が提案された。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
通常の場合，抵抗層は，特定の比抵抗値を有する物質をスクリーン印刷したり，薄膜ドーピングするなどの方法で形成される。しかし，この比抵抗値を有する物質は，一般的に高価であるため，材料費の上昇を誘発する。さらに，抵抗層の製作工程が既存の工程とは異なる場合，抵抗層形成のための製作設備が別途必要となる。また，従来の抵抗層の多くは耐酸性が弱いため，後続工程でエッチング液によって損傷しやすいという問題がある。
【００１１】
そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，電極の内部抵抗による電圧降下を補償し，電子放出部の放出電流量を均一化でき，より容易に製作できる抵抗層を備えた電子放出デバイス，電子放出表示デバイス，および電子放出デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板と；基板上に形成される主電極と補助電極とを含むカソード電極と；補助電極上に形成される抵抗層と；抵抗層と連結される電子放出部と；電子放出部を露出させる第１開口部を備え，基板上に形成される絶縁層と；第１開口部の位置に対応する第２開口部を備え，絶縁層上に形成されるゲート電極と；を含み，抵抗層は，その厚さ方向に沿って変化する比抵抗値を有することを特徴とする，電子放出デバイスが提供される。
【００１３】
また，比抵抗値は，抵抗層の厚さ方向に沿って漸進的に変わるように構成されてもよい。
【００１４】
また，抵抗層の比抵抗値は，補助電極に近い面から電子放出部に近い面に接近するほど大きくなるように構成されてもよい。
【００１５】
また，抵抗層は，電子放出デバイスの画素領域ごとに一つずつ形成されてもよい。
【００１６】
また，主電極は透明物質で形成され，補助電極は拡散性物質からなるものであってもよい。
【００１７】
また，補助電極は，銀からなるものであってもよい。
【００１８】
また，補助電極は，電子放出部に対応する位置に形成されたホールを含んでもよい。
【００１９】
抵抗層は，厚さが１〜１０μｍの範囲内であってもよい。
【００２０】
また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，互いに対向配置される第１基板および第２基板と；第１基板上に形成され，主電極と補助電極とを含むカソード電極と；補助電極上に形成され，その厚さ方向に沿って変化する比抵抗値を有する抵抗層と；抵抗層と連結する電子放出部と；絶縁層を挟んでカソード電極から分離されて位置するゲート電極と；第１基板に対向する第２基板の一面に形成される蛍光層と；蛍光層の一面に配置されるアノード電極と；を含むことを特徴とする，電子放出表示デバイスが提供される。
【００２１】
また，比抵抗値は，抵抗層の厚さ方向に沿って漸進的に変わるように構成されてもよい。
【００２２】
また，抵抗層の比抵抗値は，補助電極と接する面から電子放出部と接する面に近くなるほど大きくなるように構成されてもよい。
【００２３】
また，補助電極は銀からなるものであってもよい。
【００２４】
また，抵抗層は，電子放出表示デバイスの画素領域ごとに一つずつ形成されてもよい。
【００２５】
また，電子放出部は，炭素ナノチューブ，黒鉛，黒鉛ナノファイバー，ダイヤモンド，ダイヤモンド状炭素，フラーレンおよびシリコンナノワイヤーからなる群から選択された少なくとも一つの物質を含んでもよい。
【００２６】
また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板上にカソード電極を形成する段階と；カソード電極上の所定位置に被拡散層を形成する段階と；カソード電極に含まれている導電物質を被拡散層に拡散させて，被拡散層を抵抗層に変化させる段階と；基板上に絶縁層とゲート電極とを形成する段階と；抵抗層に連結する電子放出部を形成する段階と；を含むことを特徴とする，電子放出デバイスの製造方法が提供される。
【００２７】
また，被拡散層を抵抗層に変化させる段階は，加熱処理を含んでもよい。
【００２８】
また，被拡散層を形成する段階と，絶縁層を形成する段階とは，同種の絶縁物質を用い，同一工程条件で処理されてもよい。
【００２９】
また，カソード電極形成段階は，基板上に主電極を形成する段階と主電極上に拡散性物質を含む補助電極を形成する段階とを含んでもよい。
【００３０】
また，補助電極は，銀を使用して形成されてもよい。
【００３１】
また，電子放出部を形成する段階は，基板面に形成された構造物の上に，電子放出物質と感光性物質とを含むペースト状の混合物を塗布する段階と，塗布された混合物の少なくとも一部分を露光によって部分硬化させる段階（露光段階）と，硬化しなかった混合物を除去する段階（現像段階）とを含んでもよい。
【００３２】
また，主電極は透明導電物質で形成され，補助電極には基板上に設定される画素領域ごとに少なくとも一つのホールが形成され，電子放出部は，ペースト状混合物の露光時に補助電極のホールを通して，紫外線を選択的に透過・照射させて形成されてもよい。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように本発明によれば，電極の内部抵抗による電圧降下を補償し，電子放出部の放出電流量を均一化でき，より容易に製作できる抵抗層を備えた電子放出デバイス，電子放出表示デバイス，および電子放出デバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３５】
図１および図２に示されるように，本発明の一実施形態による電子放出表示デバイスは，内部空間部を挟んで互いに平行に対向配置される第１基板２と第２基板４とを含む。第２基板４と対向する第１基板２の面には，電子放出素子がアレイ状に配置されて，第１基板と共に電子放出デバイスを構成する。この電子放出デバイスは，第２基板４および第２基板４に配置される発光ユニットと結合して，電子放出表示デバイスを構成する。
【００３６】
より具体的には，第１基板２の上には，第１基板２の一方向（図１のｙ軸方向）に沿って帯状パターンにカソード電極６が形成され，カソード電極６を覆うようにして，第１基板２の上全体に絶縁層８が形成される。絶縁層８の上には，ゲート電極１０がカソード電極６と直交する方向（図１のｘ軸方向）に沿って帯状パターンに形成される。
【００３７】
本実施形態で，カソード電極６とゲート電極１０との交差領域を単位画素と定義すれば，各単位画素ごとにカソード電極６の上に抵抗層１４が形成され，抵抗層１４の上には一つ以上の電子放出部１２が形成される。そして，絶縁層８とゲート電極１０には，それぞれ各電子放出部１２に対応する第１開口部８ａと第２開口部１０ａとが形成され，第１基板２上に電子放出部１２を露出させる。
【００３８】
ここで，カソード電極６は，主電極６ａ上に補助電極６ｂが積層される２層構造からなる。補助電極６ｂは，拡散性物質からなり，主電極６ａの抵抗値より小さい抵抗値を持ってカソード電極６のライン抵抗（電流路としての抵抗）を低減する。
【００３９】
主電極６ａとしては，インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のような透明導電物質を用いることができ，補助電極６ｂとしては，拡散係数が大きい銀（Ａｇ）を用いることができる。補助電極６ｂは，電子放出表示デバイスの製作時に，その内部の導電物質を被拡散層１３（図５ｃに図示）に拡散させて，被拡散層１３を所定範囲の比抵抗値を有する抵抗層１４に変化させる。
【００４０】
抵抗層１４は，カソード電極６の抵抗により電圧降下が発生する時，各画素の電圧条件を均一に制御する役割を果たす。つまり，抵抗層１４は，カソード電極６の抵抗値より大きい抵抗を持って，カソード電極６の全体的なライン抵抗を増加させ，各単位画素の放出電流量を全体的に減少させるか，或いは単位画素間の放出電流量の差を減少させる。要するに，抵抗層１４は，全体的に画素別放出電流量を下向平準化させる。
【００４１】
また，抵抗層１４は，抵抗層１４の厚さ方向に沿って変化する比抵抗値を有することができる。特に，抵抗層１４の比抵抗値を漸進的に変化させることができ，一例として，抵抗層１４の比抵抗値は補助電極６ｂと接する面から電子放出部１２と接する面に近づくほど大きくすることができる。このように抵抗層１４の比抵抗値は厚さ方向に沿って変わる特定導電物質の密度差に応じて変わる。
【００４２】
図３に示されているように，特定導電物質の密度は，補助電極６ｂと接する面から電子放出部１２と接する面に近づくほど漸進的に小さくなる。一例として，この特定導電物質が小さい比抵抗値（つまり，高い導電性）を有する場合，抵抗層１４の中でこの特定導電物質の密度分布が稠密な部分が，その密度に比例して小さい抵抗値を有する。
【００４３】
比抵抗値は，１０３Ωｃｍ〜１０９Ωｃｍ範囲内で漸進的に変えることができる。この比抵抗値の変化については後述する。
【００４４】
そして，抵抗層１４は，１〜１０μｍ範囲内の厚さを有することができる。
【００４５】
本実施形態で電子放出部１２は，真空中で電界が加えられれば電子を放出する物質，たとえば炭素系物質またはナノメートルサイズ物質からなる。電子放出部１２に使用することが望ましい物質としては，炭素ナノチューブ，黒鉛，黒鉛ナノファイバー，ダイヤモンド，ダイヤモンド状炭素，フラーレン（Ｃ６０），シリコンナノワイヤーおよびこれらの組み合わせ物質がある。
【００４６】
図面では，電子放出部１２が円形に形成され，各画素領域でカソード電極６の長手方向に沿って一列に配列されているが，電子放出部１２の平面形状，画素領域当たりの個数，および配列形態などは図示した例に限られない。
【００４７】
また，図面では抵抗層１４が四角形に形成され，各画素領域全面にわたって形成されているが，その形状と配列も多様に変更できる。特に，抵抗層１４は各単位画素内にある電子放出部１２の下部に個別に配置することもできる。
【００４８】
図４に示されるように，カソード電極６’の補助電極６ｂ’は，各単位画素内に位置する部分に少なくとも一つ以上のホール７を備えることができる。このホール７は，各電子放出部１２に対応する位置に形成され，その大きさは電子放出部１２の大きさより大きくなるように構成されることが望ましい。但し，その形状，大きさ，配列などは多様に変更できる。このホール７は，電子放出部１２の製造方法の特徴に起因するものであって，後で詳述する。
【００４９】
ゲート電極１０と絶縁層８の上には，電子放出部１２から放出される電子の集束性を高めるために集束電極（図示せず）を形成できる。この場合，カソード電極６とゲート電極１０との間に位置する絶縁層８を第１絶縁層とすると，ゲート電極１０と集束電極との間に第２絶縁層（図示せず）が形成されてゲート電極と集束電極とを絶縁させる。
【００５０】
そして，第１基板２に対向する第２基板４の一面には蛍光層１８と黒色層２０とが形成され，蛍光層１８と黒色層２０の表面にはアルミニウムのような金属膜からなるアノード電極２２が形成される。アノード電極２２には，外部から電子ビーム加速に必要な高電圧が印加され，蛍光層１８で放射された可視光のうち，第１基板２に向かって放射された可視光を，第２基板４側に反射させて画面の輝度を高める。
【００５１】
一方，アノード電極２２には，金属膜ではないインジウム錫酸化物のような透明導電物質を使うことができる。この場合，アノード電極２２は，第２基板４上に形成された蛍光層１８と黒色層２０の一面に位置し，所定のパターンに区分されて，複数形成されることができる。
【００５２】
そして，第１基板２と第２基板４との間にはスペーサ２４が設置されて，第１基板２と第２基板４の間隔を維持させる。この時，スペーサ２４は，黒色層２０が位置する非発光領域に対応して配置されるので，画像表示を妨げることはない。
【００５３】
上記構成の電子放出表示デバイスは，外部からカソード電極６，ゲート電極１０，およびアノード電極２２に所定の電圧を印加して駆動される。例えば，カソード電極６とゲート電極１０の間には数〜数十ボルトの電位差を有する駆動電圧が印加され，アノード電極２２には数百〜数千ボルトの（＋）電圧が印加される。
【００５４】
したがって，カソード電極６とゲート電極１０との間の電位差が臨界値以上である画素で電子放出部１２から電子が放出され，放出された電子は，アノード電極２２に印加された高電圧に引かれて対応する蛍光層１８に衝突し，これを発光させる。
【００５５】
特に，カソード電極６の上に形成された抵抗層１４が，カソード電極６の各部位による電位差を補完することにより，各画素の放出電流量を均一にする。
【００５６】
次に，図５Ａ〜図５Ｇを参照して，本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法について説明する。
【００５７】
まず，図５Ａに示されているように，第１基板２上に導電膜，一例として透明なＩＴＯをコーティングし，これを帯形状にパターニングして，主電極６ａを形成する。
【００５８】
次に，図５Ｂに示されているように，主電極６ａの帯状パターンに沿って主電極６ａの上に補助電極６ｂをコーティングする。この補助電極６ｂの構成物質には，前述したように，拡散係数が大きい銀（Ａｇ）のような物質を用いることができる。
【００５９】
次に，図５Ｃに示されているように，補助電極６ｂの単位画素ごとに絶縁ペーストを塗布して，被拡散層１３を形成する。この被拡散層１３は後述する絶縁層８を形成するペーストをそのまま用いることができ，工程設備，塗布方法などもそのまま用いることができる。そして，この補助電極６ｂ上に塗布された被拡散層１３を加熱処理，例えば，焼成を行う。この時，補助電極６ｂにある導電物質の一部が被拡散層１３に拡散し，その結果被拡散層１３は初期の絶縁性を喪失し，抵抗層１４に変化する。図５Ｃで導電物質の拡散方向を矢印で示した。
【００６０】
図５Ｄは，抵抗層１４が補助電極６ｂ上に形成された状態をそのまま示す。補助電極６ｂの物質として拡散係数が大きい物質を使ったのは，焼成時に補助電極６ｂ内の導電物質の被拡散層への拡散率を高めるためである。特に，抵抗層１４は厚さ方向に沿って補助電極６ｂから距離が遠くなるほど比抵抗値が大きくなるが，これはその距離が遠くなるほど補助電極６ｂ内にある導電物質の拡散量が減るためである。これにより，抵抗層１４は前述したように，厚さ方向に沿って順次に変わる比抵抗値を持つようになる。
【００６１】
そして，抵抗層１４の比抵抗値は，焼成温度，時間および拡散物質の成分などによって調節される。一例として，抵抗層１４の比抵抗値を低くする場合，焼成温度を高め，焼成時間を長くする。そうすれば，拡散量が増加して，抵抗層１４の比抵抗値は低くなる。
【００６２】
このような抵抗層１４の形成方法は，既存の抵抗層形成方法より比抵抗値の調節が容易に行える。つまり，従来の方法では，アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）にドーパントの濃度を調節して，抵抗層の比抵抗値を調節するため，比抵抗値を均一に調節することは難しいが，本発明の実施形態による抵抗層１４の形成方法には，温度および時間などにより比抵抗値を容易に調節できるという長所がある。また，本発明の実施形態による抵抗層１４の形成方法は，既存の構造に用いられる補助電極を用いるので工程の側面からも簡単になる長所がある。
【００６３】
さらに，図５Ｅに示されているように，第１基板２全体に絶縁物質を塗布して，絶縁層８を形成する。絶縁層８上に再び導電膜をコーティングし，マスク層を用いて導電膜に第２開口部１０ａを形成する。
【００６４】
そして，図５Ｆに示されているように，第１基板２をエッチング液に浸漬して，第２開口部１０ａによって露出した絶縁層８の部位をエッチングし，絶縁層８に第１開口部８ａを形成した後に，導電膜を帯状にパターニングしてゲート電極１０を完成する。
【００６５】
最後に，図５Ｇに示されているように，抵抗層１４上に電子放出部１２を形成して，電子放出デバイスを完成する。この電子放出部１２を形成する方法には直接成長法，化学気相蒸着法，スパッタリング法およびスクリーン印刷法など多様な方法を用いることができる。
【００６６】
そして，電子放出デバイスを含む電子放出表示デバイスは，電子放出デバイス上にスペーサを固定し，第２基板上に蛍光層，黒色層，およびアノード電極を形成した後，ガラスフリットを用いて第１基板と第２基板との周縁を接合させ，内部空間部を排気させて完成される。
【００６７】
次に，本発明の他の実施形態による電子放出デバイスの製造方法について図６Ａ〜図６Ｄを参照して示す。
【００６８】
本実施形態による電子放出デバイスの主電極６ａ，補助電極６ｂ’，抵抗層１４，絶縁層８およびゲート電極１０は前述した電子放出デバイスの製造方法と同一である。但し，補助電極６ｂ’に単位画素領域当たり少なくとも一つ以上のホール７が形成される点のみが異なる。このホール７は，パターニングされたマスク層を用いて，補助電極６ｂ’に形成される。
【００６９】
このように補助電極６ｂ’は，ホール７が形成された場合も，被拡散層焼成時に導電物質を四方に拡散させて，被拡散層を抵抗層１４に変化させる。
【００７０】
図６Ａは，主電極６ａ，ホール７が備わる補助電極６ｂ’，抵抗層１４，絶縁層８およびゲート電極１０が形成された状態を示している。
【００７１】
次に，図６Ｂに示されているように，電子放出物質と感光性物質とを含むペースト状混合物を製造し，これを第１基板２の面上に形成された構造物上全体に塗布する。
【００７２】
その次に，図６Ｃに示されているように，第１基板２の後面に露光マスク３０を配置した状態で第１基板２の後面から紫外線（矢印で図示）を照射する。この露光マスク３０は，補助電極６ｂ’に形成されたホール７の位置に対応する位置に開口部３０ａを備える。したがって，紫外線は，補助電極６ｂ’のホール７および露光マスク３０の開口部３０ａを通じて，抵抗層１４のホール７に対応する部位の混合物を選択的に硬化させる。
【００７３】
ここで，補助電極６ｂ’は紫外線を透過させないので，補助電極６ｂ’にホール７が形成されていない場合，混合物を硬化できない問題が発生する。このため，補助電極６ｂ’にホール７を形成するものである。この時，導電物質が拡散された後にも，抵抗層１４は透明なので後面露光作業が可能になる。
【００７４】
また，本実施形態による電子放出デバイスは，補助電極６ｂ’のホール７によって露光マスク３０なしに後面露光作業が可能である。
【００７５】
その次に，図６Ｄに示されているように，現像によって硬化しない混合物を除去し，残った混合物を乾燥および焼成して電子放出部１２を形成する。
【００７６】
以上説明したように，本発明による電子放出デバイスおよび電子放出表示デバイスは，補助電極の導電物質を絶縁膜に拡散させて，絶縁膜を抵抗層に変化させるため，抵抗層を形成する工程を別途追加することなく容易に抵抗層を形成することができる。また，高価な抵抗層材料を使用する必要もない。また，通常の抵抗層とは異なり，耐酸性が強いため，エッチング工程時にエッチング液によって損傷しないという長所がある。
【００７７】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態による電子放出表示デバイスの部分分解斜視図である。
【図２】図１に示された電子放出表示デバイスの部分断面図である。
【図３】図２に示された抵抗層の比抵抗値変化の状態を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態による電子放出表示デバイスの主要部を示す分解斜視図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図５Ｄ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図５Ｅ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図５Ｆ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図５Ｇ】本発明の一実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図６Ａ】本発明の他の実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図６Ｂ】本発明の他の実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図６Ｃ】本発明の他の実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【図６Ｄ】本発明の他の実施形態による電子放出デバイスの製造方法を説明するために示す各段階での概略図である。
【符号の説明】
【００７９】
２ 第１基板
４ 第２基板
６ カソード電極
６ａ 主電極
６ｂ 補助電極
８ 絶縁層
８ａ 第１開口部
１０ａ 第２開口部
１０ ゲート電極
１２ 電子放出部
１３ 被拡散層
１４ 抵抗層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
前記基板上に形成される主電極と補助電極とを含むカソード電極と；
前記補助電極上に形成される抵抗層と；
前記抵抗層と連結される電子放出部と；
前記電子放出部を露出させる第１開口部を備え，前記基板上に形成される絶縁層と；
前記第１開口部に対応して形成された第２開口部を備え，前記絶縁層上に形成されるゲート電極と；
を含み，
前記抵抗層は，その厚さ方向に沿って変化する比抵抗値を有することを特徴とする，電子放出デバイス。
【請求項２】
前記比抵抗値は，前記抵抗層の厚さ方向に沿って漸進的に変わることを特徴とする，請求項１に記載の電子放出デバイス。
【請求項３】
前記抵抗層の比抵抗値は，前記補助電極に近い面から前記電子放出部に近い面に接近するほど大きくなることを特徴とする，請求項２に記載の電子放出デバイス。
【請求項４】
前記抵抗層は，前記電子放出デバイスの画素領域ごとに一つずつ形成されることを特徴とする，請求項３に記載の電子放出デバイス。
【請求項５】
前記主電極は透明物質で形成され，前記補助電極は拡散性物質からなることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の電子放出デバイス。
【請求項６】
前記補助電極は，銀からなることを特徴とする，請求項５に記載の電子放出デバイス。
【請求項７】
前記補助電極は，前記電子放出部に対応する位置に形成されたホールを含むことを特徴とする，請求項５または６のいずれかに記載の電子放出デバイス。
【請求項８】
前記抵抗層は，厚さが１〜１０μｍの範囲内にあることを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載の電子放出デバイス。
【請求項９】
互いに対向配置される第１基板および第２基板と；
前記第１基板上に形成され，主電極と補助電極とを含むカソード電極と；
前記補助電極上に形成され，その厚さ方向に沿って変化する比抵抗値を有する抵抗層と；
前記抵抗層と連結する電子放出部と；
絶縁層を挟んで前記カソード電極から分離されて位置するゲート電極と；
前記第１基板に対向する前記第２基板の一面に形成される蛍光層と；
前記蛍光層の一面に配置されるアノード電極と；
を含むことを特徴とする，電子放出表示デバイス。
【請求項１０】
前記比抵抗値は，前記抵抗層の厚さ方向に沿って漸進的に変わることを特徴とする，請求項９に記載の電子放出表示デバイス。
【請求項１１】
前記抵抗層の比抵抗値は，前記補助電極と接する面から前記電子放出部と接する面に近くなるほど大きくなることを特徴とする，請求項１０に記載の電子放出表示デバイス。
【請求項１２】
前記補助電極は，銀からなることを特徴とする，請求項１１に記載の電子放出表示デバイス。
【請求項１３】
前記抵抗層は，前記電子放出表示デバイスの画素領域ごとに一つずつ形成されることを特徴とする，請求項１１または１２のいずれかに記載の電子放出表示デバイス。
【請求項１４】
前記電子放出部は，炭素ナノチューブ，黒鉛，黒鉛ナノファイバー，ダイヤモンド，ダイヤモンド状炭素，フラーレンおよびシリコンナノワイヤーからなる群から選択された少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする，請求項１０〜１３のいずれかに記載の電子放出表示デバイス。
【請求項１５】
基板上にカソード電極を形成する段階と；
前記カソード電極の上の所定位置に被拡散層を形成する段階と；
前記カソード電極に含まれている導電物質を前記被拡散層に拡散させて，前記被拡散層を抵抗層に変化させる段階と；
前記基板上に絶縁層とゲート電極とを形成する段階と；
前記抵抗層と連結する電子放出部を形成する段階と；
を含むことを特徴とする，電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１６】
前記被拡散層を前記抵抗層に変化させる段階は，加熱処理を含むことを特徴とする，請求項１５に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１７】
前記被拡散層を形成する段階と，前記絶縁層を形成する段階とは，同種の絶縁物質を用い，同一工程条件で処理することを特徴とする，請求項１５または１６のいずれかに記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１８】
前記カソード電極を形成する段階は，基板上に主電極を形成する段階と，前記主電極上に拡散性物質を含む補助電極を形成する段階とを含むことを特徴とする，請求項１５〜１７のいずれかに記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１９】
前記補助電極は，銀を使用して形成されることを特徴とする，請求項１８に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項２０】
前記電子放出部を形成する段階は，前記基板面に形成された構造物の上に，電子放出物質と感光性物質とを含むペースト状の混合物を塗布する段階と，塗布された混合物の少なくとも一部分を露光によって部分硬化させる段階と，硬化しなかった混合物を除去する段階とを含むことを特徴とする，請求項１８または１９のいずれかに記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項２１】
前記主電極は，透明導電物質で形成され，前記補助電極には，前記基板上に設定される画素領域ごとに少なくとも一つのホールが形成され，前記電子放出部は，前記ペースト状混合物の露光時に，前記補助電極のホールを通して，紫外線を選択的に透過・照射させて形成されることを特徴とする，請求項２０に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１】
基板と；
前記基板上に形成される主電極と補助電極とを含むカソード電極と；
前記補助電極上に形成される抵抗層と；
前記抵抗層と連結される電子放出部と；
前記電子放出部を露出させる第１開口部を備え，前記基板上に形成される絶縁層と；
前記第１開口部に対応して形成された第２開口部を備え，前記絶縁層上に形成されるゲート電極と；
を含み，
前記抵抗層は，その厚さ方向に沿って変化する比抵抗値を有することを特徴とする，電子放出デバイス。
【請求項２】
前記比抵抗値は，前記抵抗層の厚さ方向に沿って漸進的に変わることを特徴とする，請求項１に記載の電子放出デバイス。
【請求項３】
前記抵抗層の比抵抗値は，前記補助電極に近い面から前記電子放出部に近い面に接近するほど大きくなることを特徴とする，請求項２に記載の電子放出デバイス。
【請求項４】
前記抵抗層は，前記電子放出デバイスの画素領域ごとに一つずつ形成されることを特徴とする，請求項３に記載の電子放出デバイス。
【請求項５】
前記主電極は透明物質で形成され，前記補助電極は拡散性物質からなることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の電子放出デバイス。
【請求項６】
前記補助電極は，銀からなることを特徴とする，請求項５に記載の電子放出デバイス。
【請求項７】
前記補助電極は，前記電子放出部に対応する位置に形成されたホールを含むことを特徴とする，請求項５または６のいずれかに記載の電子放出デバイス。
【請求項８】
前記抵抗層は，厚さが１〜１０μｍの範囲内にあることを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載の電子放出デバイス。
【請求項９】
互いに対向配置される第１基板および第２基板と；
前記第１基板上に形成され，主電極と補助電極とを含むカソード電極と；
前記補助電極上に形成され，その厚さ方向に沿って変化する比抵抗値を有する抵抗層と；
前記抵抗層と連結する電子放出部と；
絶縁層を挟んで前記カソード電極から分離されて位置するゲート電極と；
前記第１基板に対向する前記第２基板の一面に形成される蛍光層と；
前記蛍光層の一面に配置されるアノード電極と；
を含むことを特徴とする，電子放出表示デバイス。
【請求項１０】
前記比抵抗値は，前記抵抗層の厚さ方向に沿って漸進的に変わることを特徴とする，請求項９に記載の電子放出表示デバイス。
【請求項１１】
前記抵抗層の比抵抗値は，前記補助電極と接する面から前記電子放出部と接する面に近くなるほど大きくなることを特徴とする，請求項１０に記載の電子放出表示デバイス。
【請求項１２】
前記補助電極は，銀からなることを特徴とする，請求項１１に記載の電子放出表示デバイス。
【請求項１３】
前記抵抗層は，前記電子放出表示デバイスの画素領域ごとに一つずつ形成されることを特徴とする，請求項１１または１２のいずれかに記載の電子放出表示デバイス。
【請求項１４】
前記電子放出部は，炭素ナノチューブ，黒鉛，黒鉛ナノファイバー，ダイヤモンド，ダイヤモンド状炭素，フラーレンおよびシリコンナノワイヤーからなる群から選択された少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする，請求項１０〜１３のいずれかに記載の電子放出表示デバイス。
【請求項１５】
基板上にカソード電極を形成する段階と；
前記カソード電極の上の所定位置に被拡散層を形成する段階と；
前記カソード電極に含まれている導電物質を前記被拡散層に拡散させて，前記被拡散層を抵抗層に変化させる段階と；
前記基板上に絶縁層とゲート電極とを形成する段階と；
前記抵抗層と連結する電子放出部を形成する段階と；
を含むことを特徴とする，電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１６】
前記被拡散層を前記抵抗層に変化させる段階は，加熱処理を含むことを特徴とする，請求項１５に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１７】
前記被拡散層を形成する段階と，前記絶縁層を形成する段階とは，同種の絶縁物質を用い，同一工程条件で処理することを特徴とする，請求項１５または１６のいずれかに記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１８】
前記カソード電極を形成する段階は，基板上に主電極を形成する段階と，前記主電極上に拡散性物質を含む補助電極を形成する段階とを含むことを特徴とする，請求項１５〜１７のいずれかに記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項１９】
前記補助電極は，銀を使用して形成されることを特徴とする，請求項１８に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項２０】
前記電子放出部を形成する段階は，前記基板面に形成された構造物の上に，電子放出物質と感光性物質とを含むペースト状の混合物を塗布する段階と，塗布された混合物の少なくとも一部分を露光によって部分硬化させる段階と，硬化しなかった混合物を除去する段階とを含むことを特徴とする，請求項１８または１９のいずれかに記載の電子放出デバイスの製造方法。
【請求項２１】
前記主電極は，透明導電物質で形成され，前記補助電極には，前記基板上に設定される画素領域ごとに少なくとも一つのホールが形成され，前記電子放出部は，前記ペースト状混合物の露光時に，前記補助電極のホールを通して，紫外線を選択的に透過・照射させて形成されることを特徴とする，請求項２０に記載の電子放出デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２８６６３６（Ｐ２００６−２８６６３６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９４３３８（Ｐ２００６−９４３３８）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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