JP2000348648A - Display light emitting element - Google Patents

Display light emitting element

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JP2000348648A
JP2000348648A JP11158905A JP15890599A JP2000348648A JP 2000348648 A JP2000348648 A JP 2000348648A JP 11158905 A JP11158905 A JP 11158905A JP 15890599 A JP15890599 A JP 15890599A JP 2000348648 A JP2000348648 A JP 2000348648A
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JP
Japan
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cathode
electron
electron source
light emitting
display light
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Application number
JP11158905A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Fujikawa
正洋 藤川
Akihiko Hosono
彰彦 細野
Noritsuna Hashimoto
典綱 橋本
Shuji Iwata
修司 岩田
Akihiro Watanabe
昭裕 渡辺
Kozaburo Shibayama
耕三郎 柴山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JP2000348648A publication Critical patent/JP2000348648A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep internal vacuum degree high and allow long stable operation by providing a proximity of an electron source corresponding to a phosphor dot with another electron source with a different electron emission characteristic. SOLUTION: A stripe-like cathode electrode 15 is formed on a back substrate 1, and resistance layers 16 are provided on it for suppressing current change. A gate electrode 17 is formed orthogonally to the cathode electrode 15 across an insulating layer 18. A plurality of round openings 19 are provided in a crossing part between the cathode electrode 15 and the gate electrode 17. An out-gas cathode 13 and a display cathode 14, which are electron emitting parts connected to the resistance layer 16, are placed in the opening 19. Electrons emitted from an out-gas cathode tip 13 having low electron emission starting voltage lower than the display cathode 14 are accelerated with voltage supplied to an aluminum film 5, collide with a phosphor 3 through the aluminum film 5, and emits gas in the phosphor.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電界放出型カソー
ドを電子源に用いた表示発光素子にかかわる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display light emitting device using a field emission cathode as an electron source.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、これまで主流であったCRT(C
athode Ray Tube)にかわりスペースフ
ァクターのよい・LCD(Liquid Crysta
l Display)やPDP(Plasma Dis
play Panel)などのフラットパネルディスプ
レイが主流になりつつある。また、CRTと同じ電子線
励起の自発光方式で表示画面の輝度や色再現性にすぐれ
るフラットパネルディスプレイであるFED(Fiel
d Emitter Display、以下EDとい
う)の開発も盛んに行なわれている。
2. Description of the Related Art In recent years, CRTs (C
A good space factor in place of athrode ray tube) · LCD (Liquid Crystal)
l Display) or PDP (Plasma Dis
A flat panel display such as a play panel is becoming mainstream. In addition, an FED (Field) which is a flat panel display which is excellent in brightness and color reproducibility of a display screen by a self-luminous system excited by an electron beam as in a CRT.
The development of dEmitter Display (hereinafter referred to as ED) is also being actively carried out.

【0003】このFEDは、電子源として電界放出素子
(冷陰極素子)を用いている。従来のCRTは加熱を行
なうことにより電子放出を行なっていたのに対して、F
EDは局部的に高電界を与えて電界放出による電子放出
を行なう。とくに、熱フィラメントカソードを用いた表
示素子が高精細な画像表示が不可能であったのに対し
て、前記電界放出型カソードを用いることにより、情報
端末に用いることができるほど充分な高精細度をもつデ
ィスプレイを実現することが可能になった。
This FED uses a field emission device (cold cathode device) as an electron source. Whereas conventional CRTs emit electrons by heating, FRTs
The ED locally applies a high electric field to emit electrons by field emission. In particular, while a display element using a hot filament cathode cannot display a high-definition image, by using the field emission cathode, a high-definition degree sufficient for use in an information terminal can be obtained. It has become possible to realize a display with.

【0004】このような電界放出型カソードを用いた表
示発光素子としては、たとえば特開平3−208241
号公報に記載のものが知られている。図14は同公報に
記載の従来の表示発光素子の構成を示す図であり、同図
は表示装置を側面から見たときの断面図を示している。
図において、101は背面パネル(背面基板)、102
は前面パネル(前面基板)、103はエミッタチップ
(冷陰極チップ)、104はゲート電極(データ電
極)、105は絶縁層、106は表示画素を構成する蛍
光体、107はスペーサ(側板)、108は外部電極、
109は陽極電極用外部端子、110は絶縁層、111
はビーム集束用電極、112は陽極電極、113は絶縁
性基板である。
A display light emitting device using such a field emission type cathode is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-208241.
The one described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-260, 1993 is known. FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a conventional display light emitting element described in the publication, and FIG. 14 is a cross-sectional view of the display device as viewed from a side.
In the figure, 101 is a rear panel (rear substrate), 102
Is a front panel (front substrate), 103 is an emitter chip (cold cathode chip), 104 is a gate electrode (data electrode), 105 is an insulating layer, 106 is a phosphor constituting a display pixel, 107 is a spacer (side plate), 108 Is the external electrode,
109 is an external terminal for the anode electrode, 110 is an insulating layer, 111
Is a beam focusing electrode, 112 is an anode electrode, and 113 is an insulating substrate.

【0005】この電界放出素子を用いた表示発光素子
は、透明な基板に陽極電極112と蛍光体106が形成
された前面パネル102と表面に冷陰極素子が形成され
た背面パネル101を、スペーサ107をはさんで貼り
合わせることにより真空容器を構成し、真空容器内部は
排気管(図示せず。)により排気され真空状態にされ
る。
A display light emitting device using this field emission device is composed of a front panel 102 having a transparent substrate on which an anode electrode 112 and a phosphor 106 are formed, and a rear panel 101 having a cold cathode element formed on a surface, and a spacer 107. The inside of the vacuum container is evacuated by an exhaust pipe (not shown) to be in a vacuum state.

【0006】また、冷陰極素子の構成を図15に示す。
図示するように、背面パネル101の上にカソード電極
114とゲート電極104が絶縁層105をはさんでマ
トリックスに配置されており、その交点に複数の開口部
115が設けられ、その中に電子放出部である円錐形の
エミッタチップ103が形成されている。
FIG. 15 shows the configuration of a cold cathode device.
As shown, a cathode electrode 114 and a gate electrode 104 are arranged in a matrix on a back panel 101 with an insulating layer 105 interposed therebetween, and a plurality of openings 115 are provided at intersections thereof, and electron emission is provided therein. A conical emitter tip 103 as a portion is formed.

【0007】つぎに、動作について図をもとに説明す
る。多数のエミッタチップ103を備えた電子源のカソ
ード電極114とゲート電極104の間に数十Vの電位
差を与えることより、エミッタチップ103の先端に高
電界がかかり、電子が引き出される。放出された電子
は、陽極電極用外部端子109を介して高電圧の印加さ
れた対向する前面パネル102側の陽極電極112に引
かれ、蛍光体106に衝突し、これによって蛍光体10
6が励起されて発光する。この際、ビーム集束用電極1
11に適当な電圧を印加しておくことにより、エミッタ
チップ103から放出される電子ビームが集束される。
Next, the operation will be described with reference to the drawings. By applying a potential difference of several tens of volts between the cathode electrode 114 and the gate electrode 104 of an electron source having a large number of emitter chips 103, a high electric field is applied to the tip of the emitter chip 103 and electrons are extracted. The emitted electrons are attracted to the anode electrode 112 on the side of the front panel 102 to which the high voltage is applied via the anode electrode external terminal 109, and collide with the phosphor 106, whereby the phosphor 10
6 is excited to emit light. At this time, the beam focusing electrode 1
By applying an appropriate voltage to the electron beam 11, the electron beam emitted from the emitter tip 103 is focused.

【0008】カソード電極114とゲート電極104
は、順次画素(蛍光体)が発光するように外部電極10
8を介して線順次で駆動される。これにより、各画素に
対向する蛍光体106が順次発光し、前面パネル102
を通って表示画像が形成される。
The cathode electrode 114 and the gate electrode 104
Are external electrodes 10 so that pixels (phosphors) emit light sequentially.
8 are driven in a line-sequential manner. As a result, the phosphor 106 facing each pixel sequentially emits light, and the front panel 102
And a display image is formed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】電界放出型カソード
は、その性能が内部の真空度に依存することが一般に知
られている。10-8Paという超高真空装置の中では、
10000時間以上安定して動作するが、10-4Pa以
下の真空度になるとエミッション電流波形にノイズが発
生し、数百時間で電流が半減する。とくに、この現象は
表示発光素子の完成後、動作が安定するまでのエージン
グ過程の初期段階で起こり、電子衝撃により蛍光面や電
極などのパネル構成材料の内部から発生するガスで真空
度が低下し、そのガスがカソードチップに大きなダメー
ジを与え、その電流放出特性を著しく低下させている。
これは、電界放出型表示発光素子単体もしくはそれを用
いる表示装置としては致命的な欠点であり、画像のちら
つきや輝度のバラツキが発生したり、寿命が短くなるな
どの不都合を生じる。
It is generally known that the performance of a field emission cathode depends on the degree of vacuum inside. In an ultra-high vacuum device of 10 -8 Pa,
It operates stably for 10,000 hours or more, but when the degree of vacuum is 10 -4 Pa or less, noise is generated in the emission current waveform, and the current is reduced by half in several hundred hours. In particular, this phenomenon occurs at the initial stage of the aging process until the operation becomes stable after the display light emitting element is completed, and the degree of vacuum is reduced by gas generated from inside the panel constituent materials such as phosphor screen and electrodes by electron impact. In addition, the gas damages the cathode chip greatly, and significantly lowers the current emission characteristics.
This is a fatal drawback as a field emission display light emitting element alone or a display device using the same, and causes inconveniences such as flickering of images, variation in luminance, and shortening of life.

【0010】したがって、素子完成後も真空容器(発光
表示管)内部を高真空度で長時間維持する必要がある。
そのためには、ガスを吸収するゲッターを容器内部に多
く設置するか、容器内部から発生するガスを極めて少な
くする必要がある。
Therefore, it is necessary to maintain the inside of the vacuum container (light-emitting display tube) at a high degree of vacuum for a long time even after the completion of the device.
For this purpose, it is necessary to provide a large number of getters for absorbing gas inside the container or to extremely reduce the amount of gas generated from inside the container.

【0011】ところが、電界放出型カソードを用いた表
示発光素子では、真空容器内部の高さ(前面パネルと背
面パネルとのギャップ)は数mm程度の薄型構造となる
ため、容器内部に多くのゲッターは設置できないといっ
た問題があった。
However, in a display light emitting device using a field emission cathode, the height inside the vacuum vessel (gap between the front panel and the back panel) is a thin structure of about several millimeters. There was a problem that it could not be installed.

【0012】また、素子作成時に真空容器内部の放出ガ
スを充分に放出させるために、排気工程をたとえば35
0℃程度の高温でベーキングしながら行なったとして
も、蛍光体や金属薄膜の内部からも充分にガスを放出さ
せることは不可能であるといった問題もあった。
In order to sufficiently release the gas released from the inside of the vacuum vessel when the device is manufactured, the exhaust process is performed, for example, by 35 seconds.
Even if baking is performed at a high temperature of about 0 ° C., there is a problem that it is impossible to sufficiently release gas from the inside of the phosphor or the metal thin film.

【0013】本発明は、前記のような問題点を解決する
ためになされたもので、内部に少ないゲッターしか設置
することができない場合であっても、素子作成後に内部
で発生するガス放出量を抑えて、内部真空度を高く維持
することができ、長時間安定に動作することができる表
示発光素子を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. Even when only a small number of getters can be installed inside, the amount of gas released inside after the device is formed can be reduced. An object of the present invention is to provide a display light-emitting element that can maintain a high degree of internal vacuum at a high level and can operate stably for a long time.

【0014】また、素子作成時に内部を高真空度にする
ための排気工程を効率よく短時間で行なうことのできる
表示発光素子を得ることを目的とする。
It is another object of the present invention to provide a display light-emitting device which can efficiently perform an evacuation process for increasing the degree of vacuum inside the device in a short time.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明にかかわる表示発
光素子は、蛍光体が形成された前面パネルと、前記前面
パネルと対向し、前記蛍光体を励起発光するための電子
を放出する冷陰極型の電界放出素子からなる第1の電子
源が形成された背面パネルを含む表示発光素子であっ
て、前記背面パネルには、蛍光体ドットと対応する前記
第1の電子源の近傍に、前記表示発光素子の構成部材の
表面および内部からガスを放出させるための電子放出特
性の異なる第2の電子源を備えたものである。
According to the present invention, there is provided a display light emitting device comprising: a front panel on which a phosphor is formed; and a cold cathode which faces the front panel and emits electrons for exciting and emitting the phosphor. A display light emitting device including a back panel on which a first electron source made of a field emission device of a type is formed, wherein the back panel includes the first electron source corresponding to a phosphor dot, The display device includes a second electron source having different electron emission characteristics for emitting gas from the surface and the inside of the constituent member of the display light emitting element.

【0016】また、前記第2の電子源の電子放出部の開
口部を前記第1の電子源の開口部より小さくしたもので
ある。
Further, the opening of the electron emitting portion of the second electron source is smaller than the opening of the first electron source.

【0017】また、前記第2の電子源の電子放出部の高
さをゲート電極の高さに対して第1の電子源の高さより
近くしたものである。
Further, the height of the electron emission portion of the second electron source is closer to the height of the gate electrode than the height of the first electron source.

【0018】また前記第2の電子源の電子放出部先端の
曲率半径を前記第1の電子源の電子放出部の曲率半径よ
り小さくしたものである。
The radius of curvature of the tip of the electron emission portion of the second electron source is smaller than the radius of curvature of the electron emission portion of the first electron source.

【0019】また、前記第2の電子源の電子放出部の材
料が前記第1の電子源のカソードチップの材料より仕事
関数の小さい材料を用いたものである。
Further, the material of the electron emitting portion of the second electron source is a material having a smaller work function than the material of the cathode tip of the first electron source.

【0020】さらに、前記第2の電子源の電子放出部の
下部に抵抗層を設けないようにしたものである。
Furthermore, no resistance layer is provided below the electron emission portion of the second electron source.

【0021】さらにまた、前記第2の電子源の電子放出
部の下部の抵抗層の抵抗値を前記第1の電子源の抵抗値
より小さくしたものである。
Further, the resistance value of the resistance layer below the electron emission portion of the second electron source is smaller than the resistance value of the first electron source.

【0022】また、蛍光体ドットに対応する電子放出部
に第1の電子源と第2の電子源を同じ領域に形成するよ
うにしたものである。
Further, the first electron source and the second electron source are formed in the same region in the electron emission portion corresponding to the phosphor dot.

【0023】また、蛍光体に対応する電子放出部に配置
された第1の電子源とは離れて同じゲート電極上に形成
された第2の電子源を配置したものである。
Further, a second electron source formed on the same gate electrode is arranged at a distance from the first electron source arranged in the electron emitting portion corresponding to the phosphor.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかわる電界放出
型表示発光素子の実施の形態を図1〜10を参照しなが
ら詳細に説明をする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a field emission display light emitting device according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS.

【0025】実施の形態1 図1は本発明の実施の形態である電子源の構成図、図2
は表示発光素子の構成を示す斜視図である。
Embodiment 1 FIG. 1 is a structural diagram of an electron source according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of a display light emitting element.

【0026】図において、1は背面基板、2は前面基
板、3は前面基板2の内面に形成されそれぞれ発光画素
を構成する蛍光体、4は蛍光体3の間隙に形成された黒
色絶縁体、5は陽極電極であるアルミ膜、6は電界遮蔽
するためのシールド電極、7はスペーサであり、背面基
板1、前面基板2、およびスペーサ7を低融点ガラスに
より接合・封着することにより真空容器が構成される。
また、8は素子製作時に真空容器内を高真空状態に排気
するための排気管、9は真空内部のガスを吸着するため
に排気管8内および前面基板2上に設置されたゲッタ
ー、10は素子内部の各種電極を外部に取出すための外
部取出し電極、11は陽極に加速電圧を供給するための
陽極取出し電極、12は多数の電界放出型(冷陰極型)
カソードからなる電子源であり、ガス放出用(アウトガ
ス用)電界放出型カソード13と表示用電界放出型カソ
ード14で構成される。ガス放出用カソード13は表示
用カソード14の近傍に配置される。また、15は画像
信号を入力するカソード電極、16は電流変動を抑える
ために設けた抵抗層、17は操作信号を入力するゲート
電極、18は絶縁層、19は開口部である。
In the drawing, 1 is a rear substrate, 2 is a front substrate, 3 is a phosphor formed on the inner surface of the front substrate 2 and constitutes each luminescent pixel, 4 is a black insulator formed in a gap between the phosphors 3, 5 is an aluminum film as an anode electrode, 6 is a shield electrode for shielding an electric field, 7 is a spacer, and the back substrate 1, the front substrate 2, and the spacer 7 are joined and sealed with low melting point glass to form a vacuum vessel. Is configured.
Reference numeral 8 denotes an exhaust pipe for evacuating the inside of the vacuum vessel to a high vacuum state at the time of element fabrication, 9 denotes a getter installed in the exhaust pipe 8 and on the front substrate 2 to adsorb gas inside the vacuum, and 10 denotes An external extraction electrode for extracting various electrodes inside the device to the outside, 11 is an anode extraction electrode for supplying an accelerating voltage to the anode, and 12 is a large number of field emission type (cold cathode type).
It is an electron source composed of a cathode, and is composed of a field emission cathode 13 for gas emission (for outgassing) and a field emission cathode 14 for display. The gas discharge cathode 13 is arranged near the display cathode 14. Reference numeral 15 denotes a cathode electrode for inputting an image signal, 16 denotes a resistance layer provided for suppressing current fluctuation, 17 denotes a gate electrode for inputting an operation signal, 18 denotes an insulating layer, and 19 denotes an opening.

【0027】図2に示すように、電界放出型素子の形成
された背面パネル1と対向して発光手段のある前面パネ
ル1が周囲を取り囲むスペーサ7を挟んで低融点ガラス
により接合・封着されて真空容器を構成している。背面
パネル1には、真空容器内部を高真空状態に排気するた
めの排気管8が接合されており、排気管8上部および前
面基板2上にゲッター9が設置されている。そして、真
空容器内はゲッター9によって10-5Pa程度の真空度
に保持されている。
As shown in FIG. 2, a front panel 1 having light emitting means is opposed to a rear panel 1 on which a field emission element is formed, and is joined and sealed with low melting glass with a spacer 7 surrounding the periphery interposed therebetween. Constitute a vacuum container. An exhaust pipe 8 for exhausting the inside of the vacuum vessel to a high vacuum state is joined to the back panel 1, and a getter 9 is provided above the exhaust pipe 8 and on the front substrate 2. The inside of the vacuum container is maintained at a degree of vacuum of about 10 −5 Pa by the getter 9.

【0028】また、冷陰極を駆動するための電圧を供給
する外部取出し電極10は背面側からピンで引きだされ
ている。本実施の形態においては、電界放出型表示発光
素子をマトリクス状に配列して配列型ディスプレイを構
成するものとして、外部取出し電極10を背面側から取
出すようにしているが、電界放出型表示発光素子を単独
で表示パネルとして使用する場合には、背面パネル1上
で電極を延長して端部より取り出すほうが容易で外部駆
動基板にも容易に接続できるので、そのようにしてもよ
い。
The external extraction electrode 10 for supplying a voltage for driving the cold cathode is pulled out from the rear side by a pin. In the present embodiment, the field emission type display light emitting elements are arranged in a matrix to form an array type display, and the external extraction electrode 10 is taken out from the back side. When used alone as a display panel, it may be possible to extend the electrodes on the back panel 1 and take it out from the end portion, which can be easily connected to an external drive board.

【0029】さらに、前面パネル2の蛍光体3に加速電
圧を供給する陽極取出し電極11は、一端を陽極電極で
あるアルミ膜5に接合され、周囲をガラスのような絶縁
物によって被膜され、排気管8を通って外部に取り出さ
れる。
Further, an anode extraction electrode 11 for supplying an accelerating voltage to the phosphor 3 of the front panel 2 has one end joined to the aluminum film 5 as an anode electrode, the periphery thereof is coated with an insulating material such as glass, and exhaust is performed. It is taken out through the tube 8.

【0030】つぎに、背面パネル1の構成について説明
する。図2に示すように前面基板2の蛍光体ドット3に
対応する電子源12があり、その中に数多くの電界放出
型素子が形成されている。ここで、用いられる電界放出
型素子はたとえばスピント型冷陰極が好適である。以下
にスピント型冷陰極を用いた電子源の構成について説明
する。
Next, the configuration of the back panel 1 will be described. As shown in FIG. 2, there is an electron source 12 corresponding to the phosphor dots 3 on the front substrate 2, in which a number of field emission devices are formed. Here, the field emission element used is preferably, for example, a Spindt-type cold cathode. Hereinafter, the configuration of an electron source using a Spindt-type cold cathode will be described.

【0031】図1に示すように背面基板1上にストライ
プ状のカソード電極15が構成されており、その上に電
流変動を抑えるために設けられた抵抗層16がある。こ
の抵抗層16は、背面基板1上に全面に構成するか、ま
たは1ドット毎、ライン毎、またはチップ毎に構成する
ことが可能である。実施の形態1では、カソードチップ
ごとに抵抗層16を形成した例を示す。そして、絶縁層
18を挟んで前記カソード電極15と直交してゲート電
極17が構成されている。このカソード電極15とゲー
ト電極17の交差する部分に、複数の円形の開口部19
が設けられている。この開口部19の中に、前記した抵
抗層16に接続して電子放出部であるアウトガス用カソ
ード13と表示用カソード14がある。
As shown in FIG. 1, a cathode electrode 15 in the form of a stripe is formed on the rear substrate 1, and a resistive layer 16 provided on the cathode electrode 15 for suppressing current fluctuation. The resistance layer 16 can be formed on the entire surface of the rear substrate 1, or can be formed for each dot, for each line, or for each chip. In the first embodiment, an example is described in which a resistance layer 16 is formed for each cathode chip. A gate electrode 17 is formed orthogonal to the cathode electrode 15 with the insulating layer 18 interposed therebetween. At the intersection of the cathode electrode 15 and the gate electrode 17, a plurality of circular openings 19 are formed.
Is provided. In the opening 19, there are an outgassing cathode 13 and a display cathode 14 which are connected to the above-mentioned resistance layer 16 and are electron emitting portions.

【0032】このスピント型の電界放出型カソードの電
子放出特性は、その形状、構造、材料などにより変化す
る。図3に示すように、開口部の半径R、カソードチッ
プ先端の曲率半径r、チップの高さhにより電界強度が
変わり、チップ材料の仕事関数φによっても電子放出特
性は変わる。また、カソードチップと接続される抵抗層
16の比抵抗率ρによりカソード電位を変化させ、特性
を変えることができる。
The electron emission characteristics of this Spindt-type field emission cathode vary depending on its shape, structure, material and the like. As shown in FIG. 3, the electric field intensity changes depending on the radius R of the opening, the radius of curvature r of the tip of the cathode tip, and the height h of the tip, and the electron emission characteristics also change depending on the work function φ of the tip material. Further, the characteristics can be changed by changing the cathode potential by the specific resistivity ρ of the resistance layer 16 connected to the cathode chip.

【0033】この電子放出特性については、図3に示す
ようにカソードチップ先端の曲率半径rが小さく、開口
径Rが小さく、チップ高さがゲート高さと同じhで、カ
ソードチップ材料の仕事関数φが小さく、抵抗層16の
比抵抗率が小さいかまたはない方が電子放出開始電圧V
thが小さく、電子放出特性の曲線が左側に移動する。
本発明では、電子放出開始電圧Vthの小さな(Vth
1)カソードをアウトガス用カソード13として用い、
Vthの大きな(Vth2)カソードを表示用カソード
14として使用する。実施の形態1では図1に示すよう
に開口径Rをアウトガス用カソードでは小さく、表示用
カソードでは大きくした例を示している。
As shown in FIG. 3, the radius of curvature r at the tip of the cathode tip is small, the opening diameter R is small, the tip height is the same as the gate height h, and the work function φ of the cathode tip material is as shown in FIG. Is smaller, and the specific resistivity of the resistance layer 16 is smaller or not.
th is small, and the curve of the electron emission characteristics moves to the left.
In the present invention, the electron emission start voltage Vth is small (Vth
1) Using the cathode as the cathode 13 for outgassing,
A cathode having a large Vth (Vth2) is used as the display cathode 14. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, an example is shown in which the opening diameter R is small in the outgas cathode and large in the display cathode.

【0034】発光手段のある陽極蛍光面は、透明材料か
らなる前面パネル2に赤R、緑G、青Bの蛍光体のパタ
ーン3が表示発光用電子源と1対1に対応するような位
置に配置され、それぞれの蛍光体3領域の間隙には良好
なコントラストを得るための黒色絶縁層4が形成されて
いる。さらに、陽極蛍光面全体、または少なくとも蛍光
体3の領域の表面には、電圧を印加するための電極であ
るアルミ膜5が形成されている。なお、本実施の形態で
は、赤緑緑青(RGGB)の4ドット分の蛍光体3で1
画素を構成する田の字配列を例にしているが、赤緑青
(RGB)をストライプ状に横に並べいて1画素を構成
するトリオ配列でもよい。また、高電圧印加して発光さ
せるためにアルミ膜を陽極電極に選んでいるが、ITO
(Indium Tin Oxide)のような透明電
極を前面パネル2上に設け、その上に低電圧用蛍光体
(たとえば陽極電圧1〜2kV以下で駆動する)を配置
する低電圧駆動型の陽極蛍光面でもよい。
The anode phosphor screen having the light emitting means is positioned on the front panel 2 made of a transparent material so that the red R, green G, and blue B phosphor patterns 3 correspond one-to-one with the display light emitting electron sources. And a black insulating layer 4 for obtaining a good contrast is formed in a gap between the respective phosphor 3 regions. Further, an aluminum film 5, which is an electrode for applying a voltage, is formed on the entire anode phosphor screen or at least on the surface of the phosphor 3 region. In the present embodiment, one phosphor 3 for four dots of red, green, green and blue (RGGB) is used.
Although a cross-shaped array that forms pixels is taken as an example, a trio array that forms one pixel by arranging red, green, and blue (RGB) horizontally in stripes may be used. Also, an aluminum film is selected as the anode electrode in order to emit light by applying a high voltage.
A transparent electrode such as (Indium Tin Oxide) is provided on the front panel 2, and a low voltage phosphor (for example, driven at an anode voltage of 1 to 2 kV or less) is disposed on the front electrode 2. Good.

【0035】つぎに、前記実施の形態かかわる電子源1
2および表示発光素子の製造方法について説明する。
Next, the electron source 1 according to the above-described embodiment will be described.
2 and a method for manufacturing a display light emitting element will be described.

【0036】まず、背面基板1にたとえばTa、Cr、
Nbなどの金属膜を0.5μm成膜し、写真製版とフォ
トレジストによってマスクを形成し、リアクティブイオ
ンエッチング(以下、RIEという)またはエッチング
液によってウェットエッチングすることにより、カソー
ド電極15のパターンを形成する。
First, for example, Ta, Cr,
A metal film such as Nb is formed to a thickness of 0.5 μm, a mask is formed by photolithography and photoresist, and the pattern of the cathode electrode 15 is formed by reactive ion etching (hereinafter referred to as RIE) or wet etching with an etching solution. Form.

【0037】その上に、抵抗層16であるシリコン膜を
前記と同様の方法で形成する。さらにSiO2からなる
絶縁層18をCVD法により1.0〜1.5μm程度積
層する。つぎに、その上に金属膜を成膜して前記と同様
にゲート電極のパターンを形成する。それから、写真製
版とフォトレジストによりマスクを形成して、RIEに
よりゲート電極17と絶縁層18に微小な複数の開口部
を形成する。このとき、写真製版法でマスクを形成する
際に、開口部19の径をアウトガス用カソード13を1
μm程度と小さく、表示用カソードを3μm程度と大き
くすることにより、電子放出特性の異なるカソードがで
きる。そして、クロムを斜めから蒸着し、犠牲層を形成
する。その後、カソードチップの材料、たとえばモリブ
デンを真上から蒸着することにより円錐形のカソードチ
ップが形成される。最後に、ウェットエッチングでクロ
ムを除去することによりスピント型の電界放出型カソー
ドが形成される。
Then, a silicon film as the resistance layer 16 is formed by the same method as described above. Further, an insulating layer 18 made of SiO 2 is stacked by about 1.0 to 1.5 μm by a CVD method. Next, a metal film is formed thereon to form a gate electrode pattern in the same manner as described above. Then, a mask is formed by photolithography and photoresist, and a plurality of minute openings are formed in the gate electrode 17 and the insulating layer 18 by RIE. At this time, when the mask is formed by the photoengraving method, the diameter of the opening 19 is set to 1 for the outgas cathode 13.
By making the display cathode as small as about μm and as large as about 3 μm, cathodes having different electron emission characteristics can be obtained. Then, chromium is deposited obliquely to form a sacrificial layer. Thereafter, a conical cathode tip is formed by depositing a material for the cathode tip, for example, molybdenum from directly above. Finally, chromium is removed by wet etching to form a Spindt-type field emission cathode.

【0038】つぎに発光手段である蛍光面について説明
する。陽極蛍光面は、透明材料からなる前面パネル2に
カーボンなどの黒色絶縁材料で印刷、焼成することによ
り黒色絶縁層4が形成される。そして、赤R、緑G、青
Bの蛍光体3が印刷法で塗布され、焼成し形成される。
蛍光体3の形成された前面パネル2をスピナーで回転し
ながらフィルミング液を落とし、フィルミング膜を形成
する。そして、放置、乾燥した後にアルミニウムを蒸着
し、焼成することにより陽極電極であるアルミ膜5が形
成される。
Next, the fluorescent screen, which is a light emitting means, will be described. The anode phosphor screen is formed by printing and baking a black insulating material such as carbon on the front panel 2 made of a transparent material to form the black insulating layer 4. Then, the red R, green G, and blue B phosphors 3 are applied by a printing method, and are formed by firing.
The filming liquid is dropped while rotating the front panel 2 on which the phosphors 3 are formed by a spinner to form a filming film. After leaving and drying, aluminum is deposited and baked to form an aluminum film 5 as an anode electrode.

【0039】そして、表示発光素子の構成部材である冷
陰極の形成された背面パネル1と蛍光体の塗布された前
面パネル2と、シールド電極6とスペーサ7と排気管8
が、約450〜500℃で焼結する低融点ガラスにより
焼成炉で封止接合され、真空容器(発光表示管)が製作
される。
Then, the rear panel 1 on which the cold cathode is formed, which is a component of the display light emitting element, the front panel 2 on which the phosphor is applied, the shield electrode 6, the spacer 7, and the exhaust pipe 8
Are sealed in a firing furnace with a low-melting glass that sinters at about 450 to 500 ° C. to produce a vacuum vessel (light-emitting display tube).

【0040】排気装置に封止接合された真空容器をセッ
トし、炉内の温度を350℃程度に上げ、ターボポンプ
やディフュージョンポンプなどを使用し、排気管8から
真空容器内が所定の高真空状態となるよう排気を行な
う。排気完了後、排気管8に熱を加えてその先端部分を
閉じ、表示発光素子を完成させる。完成後に、排気管8
内および前面基板2に設置されたゲッター9に外部より
高周波磁界を加え、800〜900℃程度に誘導加熱
し、排気管8の背面基板側のゲッター容器内や前面基板
にバリウムを拡散させて活性化を行ない、内部真空度を
向上維持する。なお、ゲッター9については、誘導加熱
することなく、排気温度で活性化できる非蒸発型ゲッタ
ーを排気前に排気管8に挿入してもよい。
The vacuum vessel sealed and joined to the exhaust device is set, the temperature in the furnace is raised to about 350 ° C., and a predetermined high vacuum is applied from the exhaust pipe 8 to the inside of the vacuum vessel by using a turbo pump or a diffusion pump. Exhaust so as to be in a state. After the evacuation is completed, heat is applied to the exhaust pipe 8 to close the tip, thereby completing the display light emitting element. After completion, exhaust pipe 8
A high-frequency magnetic field is applied from the outside to the getter 9 installed in the inside and the front substrate 2, induction heating is performed to about 800 to 900 ° C., and barium is diffused into the getter container on the rear substrate side of the exhaust pipe 8 and the front substrate to activate. And maintain and improve the degree of internal vacuum. As for the getter 9, a non-evaporable getter which can be activated at the exhaust temperature without induction heating may be inserted into the exhaust pipe 8 before the exhaust.

【0041】つぎに、本実施の形態における電子源の駆
動方法を図4と図5をもとに説明する。
Next, a method of driving the electron source according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0042】前面基板2のアルミ膜5には、陽極取出電
極11を通して陽極電源20より陽極電圧Vaが供給さ
れている。まず、表示発光素子の全ゲート電極17、カ
ソード電極15に接続された駆動電源21からVo(図
4)を供給すると、チップ開口径が小さく電子放出開始
電圧Vth1の低いアウトガス用カソードチップ13か
ら電子(e-)が放出される(図5(a))。この放出
された電子は、アルミ膜5に供給された電圧で加速さ
れ、アルミ膜5を突き抜けて蛍光体3に衝突し、蛍光体
内部のガスを放出する。このとき、表示用カソードチッ
プ14は電圧が電子放出開始電圧Vth2に至っていな
いので電子放出はされない。したがって、電子が残留ガ
スと衝突して発生する+イオンが電子軌道を戻り、カソ
ードチップに衝突して劣化させるイオン衝撃は発生しな
いので、劣化は生じない。このような劣化はガス放出用
カソードチップ13のみに生じる。アウトガス用カソー
ド13で蛍光体3からの充分なガス放出を行なった後に
電圧をVth2以上に上げて、表示発光素子の駆動を行
なう(図5(b))。
The anode voltage Va is supplied to the aluminum film 5 of the front substrate 2 from the anode power supply 20 through the anode extraction electrode 11. First, when Vo (FIG. 4) is supplied from the driving power supply 21 connected to all the gate electrodes 17 and the cathode electrodes 15 of the display light emitting element, electrons are emitted from the outgassing cathode chip 13 having a small chip opening diameter and a low electron emission start voltage Vth1. (e -) are emitted (Figure 5 (a)). The emitted electrons are accelerated by the voltage supplied to the aluminum film 5, penetrate the aluminum film 5, collide with the phosphor 3, and emit gas inside the phosphor. At this time, since the voltage of the display cathode chip 14 has not reached the electron emission start voltage Vth2, electrons are not emitted. Therefore, the + ions generated by the collision of the electrons with the residual gas return to the electron trajectory, and the ion bombardment that degrades by colliding with the cathode tip does not occur. Such deterioration occurs only in the cathode tip 13 for gas release. After sufficient gas is released from the phosphor 3 by the outgassing cathode 13, the voltage is increased to Vth2 or more to drive the display light emitting element (FIG. 5B).

【0043】アウトガス用カソード13の動作条件とし
ては、本来の表示動作を行なうときと同じ、またはそれ
以上に陽極電圧Vaをたとえば12KV程度にした状態
のもとで、カソードーゲート間駆動電圧Vcgを表示用
カソード14の電子放出開始電圧Vth2より少し低い
電圧値、たとえば50Vまで上げ、その後50Vで保持
(キープ)し、30〜60分程度で、徐々にガス放出を
行なう。
The operating condition of the outgassing cathode 13 is the same as or higher than that for performing the original display operation, and the cathode-gate driving voltage Vcg is set to a value of, for example, about 12 KV. The voltage is raised to a voltage value slightly lower than the electron emission start voltage Vth2 of the display cathode 14, for example, 50 V, and then maintained (keeped) at 50 V, and gas is gradually released in about 30 to 60 minutes.

【0044】このようなアウトガス動作は、前述した発
光素子製造工程中の排気時に行なうのが望ましい。これ
は、蛍光面から放出されたガスが発光素子内部に残留す
ることなく素子外部に出ることにより、発光素子内の真
空度が上がるためである。ただし、駆動電圧の供給が難
しい場合には、真空封止して素子を完成した後に前記の
ようなアウトガス動作を行なってもよく、同様の効果が
得られる。この場合にはゲッターのガス吸着量は限られ
るため、内部真空度を長時間維持するためには排気時に
行なう場合に比べるとゲッターを多く必要とする。
It is desirable that such an outgassing operation be performed at the time of evacuation during the light emitting element manufacturing process described above. This is because the degree of vacuum in the light emitting element increases because the gas released from the phosphor screen exits the light emitting element without remaining inside the light emitting element. However, when it is difficult to supply the driving voltage, the above-described outgassing operation may be performed after the device is completed by vacuum sealing, and the same effect can be obtained. In this case, since the amount of gas adsorbed by the getter is limited, more getters are required to maintain the internal vacuum for a long time than in the case of exhausting.

【0045】実施の形態2 実施の形態2は、電子放出部のアウトガス用カソードチ
ップ13の高さが表示用カソードチップ14より高く、
ゲート電極に近い高さに形成するものである。図6に示
すように、ゲートーカソード間に駆動電圧を印加したと
き、ゲート電極に近いアウトガス用カソードの方が強い
電界が集中するため、低い電圧で電子が放出される。こ
の電子が蛍光体に達し蛍光体からガス放出を行なう。
Embodiment 2 In Embodiment 2, the height of the outgassing cathode chip 13 of the electron emitting portion is higher than that of the display cathode chip 14,
It is formed at a height close to the gate electrode. As shown in FIG. 6, when a driving voltage is applied between the gate and the cathode, electrons are emitted at a low voltage because a stronger electric field is concentrated on the outgassing cathode closer to the gate electrode. The electrons reach the phosphor and release gas from the phosphor.

【0046】また、本実施の形態の背面基板の製造方法
は、実施の形態1と同様であり、その詳細は省略する。
The method of manufacturing the back substrate of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and the details are omitted.

【0047】実施の形態3 実施の形態3は、図7のように電子放出部のアウトガス
用カソードチップ13の先端の曲率半径を表示用カソー
ドチップ14より小さく形成するものである。カソード
先端の曲率半径は、そのカソード材料により変わる。た
とえば、アウトガス用カソード13には先端が先鋭にな
るようにNiの材料を用い、表示用カソードには別にM
oの材料を用いることにより、両カソードの先端の曲率
半径を変えることができる。
Embodiment 3 In Embodiment 3, as shown in FIG. 7, the radius of curvature of the tip of the outgassing cathode tip 13 of the electron emission portion is formed smaller than that of the display cathode tip 14. The radius of curvature of the cathode tip depends on the cathode material. For example, a material of Ni is used for the outgas cathode 13 so that the tip is sharp, and a separate M is used for the display cathode.
By using the material o, the radii of curvature at the tips of both cathodes can be changed.

【0048】また、本実施の形態の背面基板の製造方法
は、実施の形態1に示すカソード電極15、抵抗層1
6、絶縁層18、ゲート電極17を積層した後、カソー
ドチップ形成の工程をアウトガス用カソードと表示用カ
ソードで別途2回繰り返すことにより製作できる。詳細
については、実施の形態1と同様なので省略する。
Further, the method of manufacturing the back substrate according to the present embodiment uses the cathode electrode 15 and the resistance layer 1 shown in the first embodiment.
6. After laminating the insulating layer 18 and the gate electrode 17, the process of forming the cathode chip is repeated twice separately for the outgassing cathode and the display cathode. The details are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0049】実施の形態4 実施の形態4は、図8のようにカソードの材料を変える
ことにより、その電子放出特性を変えるものである。カ
ソードの材料には、その材料自身がもつ仕事関数φとい
う定数があり、この値が小さいほど電子放出が起こりや
すい。たとえば、LaB6=2.2、TiN=2.9、
・W=4.5、Au=4.3、Mo=4.3である。こ
こで、アウトガス用カソード13に仕事関数の小さな材
料を用い、表示用カソード14に前記より仕事関数の大
きな材料を用いることにより、電子放出特性の異なるカ
ソードを形成することができる。
Embodiment 4 In Embodiment 4, as shown in FIG. 8, the electron emission characteristics are changed by changing the material of the cathode. The material of the cathode has a constant called the work function φ of the material itself, and the smaller this value is, the more the electron emission is likely to occur. For example, LaB 6 = 2.2, TiN = 2.9,
-W = 4.5, Au = 4.3, Mo = 4.3. Here, by using a material having a small work function for the outgassing cathode 13 and using a material having a larger work function for the display cathode 14, it is possible to form cathodes having different electron emission characteristics.

【0050】また、本実施の形態の背面基板の製造方法
も実施の形態3と同様であるので詳細は省略する。
The method of manufacturing the back substrate according to the present embodiment is the same as that of the third embodiment, and thus the details are omitted.

【0051】実施の形態5 実施の形態5は、図9に示すようにアウトガス用カソー
ド13には抵抗層を形成せず、表示用カソード14に
は、カソードチップ14とカソード電極15の間に抵抗
層16を形成するものである。抵抗層を形成しないカソ
ードは放出される電子量が抵抗層を流れる電流量により
制限をうけない。それに対して、カソードチップ14と
カソード電極15に抵抗層16を形成することにより流
れる電流に比例してカソードの電位が上がるため、ゲー
トーカソード電極間の実際の電圧が下がり、電子放出が
抑えられる。この動作により、アウトガス用カソード1
3は低電圧で充分な電子放出が起こり、表示用カソード
14では高い電圧をかけないと充分な電子放出が起こら
ないため異なる電子放出特性をもたせることが可能であ
る。
Fifth Embodiment In the fifth embodiment, as shown in FIG. 9, a resistance layer is not formed on the outgassing cathode 13, and the display cathode 14 has a resistance between the cathode chip 14 and the cathode electrode 15. The layer 16 is formed. In a cathode having no resistive layer, the amount of emitted electrons is not limited by the amount of current flowing through the resistive layer. On the other hand, since the potential of the cathode increases in proportion to the current flowing by forming the resistance layer 16 on the cathode chip 14 and the cathode electrode 15, the actual voltage between the gate and the cathode decreases, and electron emission is suppressed. . By this operation, the cathode 1 for outgassing
In No. 3, since sufficient electron emission occurs at a low voltage and sufficient electron emission does not occur unless a high voltage is applied to the display cathode 14, different electron emission characteristics can be provided.

【0052】また、本実施の形態の背面基板の製造方法
は、実施の形態1において抵抗層を形成するときに、チ
ップごと、もしくはある領域ごとに写真製版法で抵抗層
のパターンを形成すればよく、とくに実施する工程を増
やすことなく製作することができる。
Further, the method of manufacturing the back substrate according to the present embodiment is such that when forming the resistance layer in the first embodiment, the pattern of the resistance layer is formed by photolithography for each chip or each region. It can be manufactured well without increasing the number of steps to be performed.

【0053】実施の形態6 実施の形態6は、図10に示すようにアウトガス用カソ
ード13に抵抗値の小さな抵抗層16aを形成し、表示
用カソード14に大きな抵抗値の抵抗層16bを形成す
るものである。これは、前記実施の形態5と同様な手段
であるが、従来抵抗層は電子放出特性を安定化するため
に形成されており、この効果と本発明の効果をねらうた
めにはこちらの実施の形態の方が望ましい。また、もし
抵抗層を省いた前記例であると、電子放出が隣接する電
子放出部で異なり、本来の目的である蛍光体からのアウ
トガスが全蛍光体で充分にできないことになる。その
上、もし過電流が一部の電界放出素子に流れた場合、電
流が抑制できないために、カソード放出部が破壊しカソ
ードーゲート間がショートして、電子源全体の劣化につ
ながる。
Embodiment 6 In Embodiment 6, as shown in FIG. 10, a resistance layer 16a having a small resistance value is formed on the outgas cathode 13, and a resistance layer 16b having a large resistance value is formed on the display cathode 14. Things. This is the same means as in the fifth embodiment. However, the conventional resistance layer is formed to stabilize the electron emission characteristics, and in order to aim for this effect and the effect of the present invention, this embodiment is used. The form is more desirable. If the resistance layer is omitted in the above-described example, the electron emission is different between the adjacent electron emission portions, and the intended purpose of outgassing from the phosphor cannot be sufficiently achieved by all the phosphors. In addition, if an overcurrent flows to some field emission devices, the current cannot be suppressed, so that the cathode emission portion is destroyed and a short circuit occurs between the cathode and the gate, leading to deterioration of the entire electron source.

【0054】また、本実施の形態の背面基板の製造方法
は、実施の形態1の抵抗層形成時に、アウトガス用カソ
ード13と表示用カソード14で比抵抗率ρの違うシリ
コンで2回の工程で形成すればよい。また、形成した抵
抗層にイオン注入を行ない抵抗値を変えてもよい。
The method of manufacturing the rear substrate according to the present embodiment includes two steps of forming silicon with different resistivity ρ between the outgas cathode 13 and the display cathode 14 at the time of forming the resistance layer according to the first embodiment. It may be formed. Further, the resistance value may be changed by performing ion implantation on the formed resistance layer.

【0055】実施の形態7 つぎに、前記アウトガス用カソードの配置についてここ
で説明する。蛍光体1ドットに対応する電子源12内に
アウト用カソード13と表示用カソード14を配置する
のであるが、蛍光体3からの充分なガス放出を行なうた
めにはその配置方法を考慮する必要がある。
Embodiment 7 Next, the arrangement of the outgassing cathode will be described here. The cathode 13 for out and the cathode 14 for display are arranged in the electron source 12 corresponding to one dot of the phosphor, but in order to sufficiently release gas from the phosphor 3, it is necessary to consider the arrangement method. is there.

【0056】図11、図12に示すように、実施の形態
7は蛍光体ドットに対応する同じ電子源領域内にアウト
ガス用カソード13と表示用カソード14を配置したも
のである。たとえば、図11のようにストライブ状にア
ウトガス用カソード13を配置する。または図12のよ
うにエリアごとにアウトガス用カソード14を配置する
場合である。
As shown in FIGS. 11 and 12, in the seventh embodiment, an outgas cathode 13 and a display cathode 14 are arranged in the same electron source region corresponding to the phosphor dots. For example, as shown in FIG. 11, the outgassing cathodes 13 are arranged in a striped manner. Alternatively, as shown in FIG. 12, the outgassing cathode 14 is arranged for each area.

【0057】表示用カソード14に対して、アウトガス
用カソード13は蛍光体のガス放出を目的とするため少
数でよい。電界放出型カソードチップの電子の発散角は
30°と大きいので、数少ないカソードで蛍光面全域を
ガス放出することは可能であるが、放出電子数が少ない
ので有効に蛍光体アウトガスを行なうためには陽極電圧
を駆動時よりも高く設定することが望ましい。陽極電圧
を高くすることで、少ない放出電子がより加速されるこ
とで蛍光体に充分なエネルギーを与えるので、充分な蛍
光体からのアウトガスができる。
In contrast to the display cathode 14, the number of the outgassing cathodes 13 may be small in order to discharge the phosphor. The field emission cathode tip has a large electron divergence angle of 30 °, so it is possible to outgas the entire phosphor screen with a small number of cathodes.However, because the number of emitted electrons is small, effective phosphor outgassing is required. It is desirable to set the anode voltage higher than during driving. By increasing the anode voltage, a small amount of emitted electrons are accelerated to give sufficient energy to the phosphor, so that sufficient outgassing from the phosphor can be achieved.

【0058】実施の形態8 実施の形態8は、図13に示すようにアウトガス用カソ
ード13を蛍光体ドット3と対応する表示用カソード1
4の領域と隣接した別の領域に配置する。ただし、両カ
ソードは同じゲート電極上に存在する。この場合、駆動
すると放出された電子は直上の陽極面(アルミ膜5)に
向かうので蛍光体に到達できない。そこで、蛍光面の構
造を変えて蛍光体上にだけアルミ膜3を形成する構造と
する。こうすることにより放出された電子は蛍光体ドッ
ト3に向かってゆくため、蛍光体アウトガスの効果が期
待できる。
Embodiment 8 In Embodiment 8, as shown in FIG. 13, the outgassing cathode 13 is replaced with the display cathode 1 corresponding to the phosphor dot 3.
4 is arranged in another area adjacent to the area 4. However, both cathodes are on the same gate electrode. In this case, the electrons emitted when driven are directed to the anode surface (aluminum film 5) immediately above, and cannot reach the phosphor. Therefore, the structure of the phosphor screen is changed so that the aluminum film 3 is formed only on the phosphor. In this way, the emitted electrons travel toward the phosphor dots 3, so that the effect of phosphor outgas can be expected.

【0059】この構造にすることによリ、電子が蛍光体
に衝突して発生したガスやイオンがアウトガス用カソー
ド13にイオン衝撃として影響を与えても、別の領域に
分離して配置してある表示用カソード14には影響が少
ないと考えられる。また、蛍光体ドット3と対応する領
域以外に形成するので、表示用カソード14に充分なカ
ソードチップ数を配置できるという利点もある。
According to this structure, even if gas or ions generated by collision of electrons with the fluorescent material affect the outgassing cathode 13 as ion bombardment, the gas or ions are separated and arranged in another region. It is considered that the influence on a certain display cathode 14 is small. Further, since it is formed in an area other than the area corresponding to the phosphor dots 3, there is an advantage that a sufficient number of cathode chips can be arranged on the display cathode 14.

【0060】[0060]

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0061】前記背面基板には、蛍光体ドットに対応し
て配置された冷陰極型の第1の電子源の近傍に、画像表
示にかかわる電界放出素子とは別に、前記表示発光素子
の構成部材の表面および内部からガスを放出させるため
の電子放出特性の異なる第2の電子源を設け、表示発光
素子製作の排気時または排気完了時に第2の電子源を駆
動し、そこから放出される電子によって表示素子の構成
部材からガスを放出させるので、表示素子完成後の素子
内から放出されるガスが極めて少なくなり、真空度を充
分に高くすることが可能である。この結果、電界放出型
カソードからなる第1の電子源の初期活性化を高真空状
態で行なえるため、電界放出型カソードの初期劣化を抑
えることができ、良好な電流特性得ることが可能であ
る。
On the back substrate, near the cold cathode type first electron source arranged corresponding to the phosphor dots, apart from the field emission element related to image display, the constituent members of the display light emitting element A second electron source having different electron emission characteristics for emitting gas from the surface and the inside of the device, driving the second electron source at the time of evacuation or at the completion of evacuation of the manufacture of the display light emitting element, and the electrons emitted therefrom. As a result, gas is released from the components of the display element, so that the amount of gas released from within the element after the display element is completed is extremely small, and the degree of vacuum can be sufficiently increased. As a result, the initial activation of the first electron source composed of the field emission type cathode can be performed in a high vacuum state, so that the initial deterioration of the field emission type cathode can be suppressed and good current characteristics can be obtained. .

【0062】また、表示発光素子の形状が薄型になり、
充分なゲッターを設置できなくても、第2の電子源によ
る充分なガス放出を行なっているため、少量のゲッター
で高真空が維持できる。この結果、表示発光素子の寿命
を長くすることが可能であり、素子の信頼性を高めるこ
とができる。
Further, the shape of the display light emitting element becomes thin,
Even if a sufficient getter cannot be provided, a sufficient amount of gas is emitted by the second electron source, so that a high vacuum can be maintained with a small amount of getter. As a result, the life of the display light emitting element can be extended, and the reliability of the element can be increased.

【0063】また、第2の電子源の電界放出型カソード
の開口部の形状をかえるようにしたので、従来と同様な
工程で容易に製造することが可能である。
Further, since the shape of the opening of the field emission type cathode of the second electron source is changed, it is possible to easily manufacture the field emission type cathode by the same process as the conventional one.

【0064】また、第2の電子源の電界放出型カソード
チップの高さをかえることで、たくさんの異なる電子放
出特性のカソードの作製が可能である。
Also, by changing the height of the field emission type cathode tip of the second electron source, it is possible to manufacture cathodes having many different electron emission characteristics.

【0065】また、第2の電子源の材料をかえることに
よりカソードチップ先端の曲率半径を制御できるので、
カソードの製作が容易である。
By changing the material of the second electron source, the radius of curvature at the tip of the cathode tip can be controlled.
The cathode is easy to manufacture.

【0066】また、第2の電子源のカソードチップを仕
事関数の異なる材料で作製することで、電界放出型カソ
ードの電子放出特性が材料に依存するため、安定した異
なる特性のカソードが得られる。
Further, since the cathode tip of the second electron source is made of materials having different work functions, the electron emission characteristics of the field emission cathode depend on the material, so that stable cathodes having different characteristics can be obtained.

【0067】また、第1の電子源と第2の電子源を抵抗
層の有無により電子放出特性を変えるので、カソードチ
ップ形成が1回工程で作製でき、抵抗層のマスクパター
ンを変えるだけで容易に作製が可能である。
Further, since the electron emission characteristics of the first electron source and the second electron source are changed depending on the presence or absence of the resistance layer, the cathode chip can be formed in one process, and can be easily formed only by changing the mask pattern of the resistance layer. It is possible to manufacture.

【0068】また、第1の電子源と第2の電子源を抵抗
層の抵抗値により制御するので、抵抗値の設計値により
異なる電子放出特性が理想に近い実現が可能である。
Further, since the first electron source and the second electron source are controlled by the resistance value of the resistance layer, it is possible to realize nearly ideal electron emission characteristics depending on the design value of the resistance value.

【0069】また、第2の電子源が対応する蛍光体ドッ
トの直下に配置されているので、効率よく蛍光体からの
ガス放出が可能であり、充分な高真空度に達することが
できる。
Further, since the second electron source is disposed immediately below the corresponding phosphor dot, gas can be efficiently released from the phosphor and a sufficiently high vacuum can be attained.

【0070】また、第2の電子源が第1の電子源から離
れているので、第1の電子源に影響を与えることなく電
子放出が可能である。
Further, since the second electron source is separated from the first electron source, it is possible to emit electrons without affecting the first electron source.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1である表示発光素子
の構成の一部を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a part of a configuration of a display light emitting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1である表示発光素子
の構成を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of a display light emitting device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の電界放出型素子の電子放出特性に
かかわるパラメータを説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining parameters related to the electron emission characteristics of the field emission device of the present invention.

【図4】 この発明の電界放出型素子である第1の電子
源と第2の電子源の電子放出特性を示す図である。
FIG. 4 is a view showing electron emission characteristics of a first electron source and a second electron source which are field emission devices of the present invention.

【図5】 この発明の表示発光素子の第1の電子源およ
び第2の電子源の駆動方法を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of driving the first electron source and the second electron source of the display light emitting device of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態2である表示発光素子
の構成の一部を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a part of a configuration of a display light emitting device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態3である表示発光素子
の構成の一部を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a part of a configuration of a display light emitting device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態4である表示発光素子
の構成の一部を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a part of a configuration of a display light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態5である表示発光素子
の構成の一部を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a part of a configuration of a display light emitting element according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態6である表示発光素
子の構成の一部を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a part of a configuration of a display light emitting element according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の表示発光素子の第2の電子源を
ストライブ状に配置した例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example in which the second electron sources of the display light emitting device of the present invention are arranged in a stripe shape.

【図12】 この発明の表示発光素子の第2の電子源を
分散して配置した例を示す図である。
FIG. 12 is a view showing an example in which the second electron sources of the display light emitting element of the present invention are dispersed.

【図13】 この発明の表示発光素子の第2の電子源を
第1の電子源と分離して配置した例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example in which the second electron source of the display light emitting device of the present invention is arranged separately from the first electron source.

【図14】 従来の表示発光素子の構成を示す断面図で
ある。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional display light emitting element.

【図15】 スピント型電界放出素子の構成を示す斜視
図である。
FIG. 15 is a perspective view showing a configuration of a Spindt-type field emission device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 背面基板、2 前面基板、3 蛍光体、4 黒色絶
縁層、5 アルミ膜、6 シールド電極、7 スペー
サ、8 排気管、9 ゲッター、10 外部取出し電
極、11 陽極取出し電極、12 電子源、13 アウ
トガス用カソード、14 表示用カソード、15 カソ
ード電極、16 抵抗層、17 ゲート電極、18 絶
縁層、19 開口部。
REFERENCE SIGNS LIST 1 back substrate, 2 front substrate, 3 phosphor, 4 black insulating layer, 5 aluminum film, 6 shield electrode, 7 spacer, 8 exhaust pipe, 9 getter, 10 external extraction electrode, 11 anode extraction electrode, 12 electron source, 13 Outgas cathode, 14 Display cathode, 15 Cathode electrode, 16 Resistive layer, 17 Gate electrode, 18 Insulating layer, 19 Opening.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 典綱 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 岩田 修司 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 渡辺 昭裕 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 柴山 耕三郎 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5C031 DD09 DD17 5C032 JJ08 JJ17 5C036 EE19 EF01 EF06 EF09 EG12 EH04 EH23  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Noritsuna Hashimoto, Inventor 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Shuji Iwata 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Akihiro Watanabe 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Kosaburo Shibayama 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo 3 Rishi Electric Co., Ltd. F term (reference) 5C031 DD09 DD17 5C032 JJ08 JJ17 5C036 EE19 EF01 EF06 EF09 EG12 EH04 EH23

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 蛍光体が形成された前面基板と、前記前
面基板と対向し、前記蛍光体を励起発光するための電子
を放出する冷陰極型の電界放出素子からなる第1の電子
源が形成された背面基板を含む表示発光素子であって、
前記背面基板には、蛍光体ドットと対応する前記第1の
電子源の近傍に画像表示にかかわる電界放出素子とは別
に、前記表示発光素子の構成部材の表面および内部から
ガスを放出させるための電子放出特性の異なる第2の電
子源を備えた表示発光素子。
1. A front electron source comprising a front substrate on which a phosphor is formed and a cold cathode type field emission element which faces the front substrate and emits electrons for exciting and emitting the phosphor. A display light emitting device including a formed rear substrate,
The back substrate has a field for emitting gas from the surface and inside of the display light emitting element, separately from the field emission element related to image display in the vicinity of the first electron source corresponding to the phosphor dot. A display light emitting device comprising a second electron source having different electron emission characteristics.
【請求項2】 前記第2の電子源の電子放出部の開口部
の大きさが前記第1の電子源の電子放出部の開口部より
小さい請求項1記載の表示発光素子。
2. The display light emitting device according to claim 1, wherein the size of the opening of the electron emitting portion of the second electron source is smaller than the size of the opening of the electron emitting portion of the first electron source.
【請求項3】 前記第2の電子源の電子放出部の高さが
前記第1の電子源の電子放出部の高さよりゲート電極の
高さに近い請求項1記載の表示発光素子。
3. The display light emitting device according to claim 1, wherein the height of the electron emitting portion of the second electron source is closer to the height of the gate electrode than the height of the electron emitting portion of the first electron source.
【請求項4】 前記第2の電子源の電子放出部先端の曲
率半径が前記第1の電子源の電子放出部の曲率半径より
小さい請求項1記載の表示発光素子。
4. The display light emitting device according to claim 1, wherein a radius of curvature of a tip of an electron emitting portion of the second electron source is smaller than a radius of curvature of an electron emitting portion of the first electron source.
【請求項5】 前記第2の電子源の電子放出部の材料が
前記第1の電子源の電子放出部の材料より仕事関数が小
さい請求項1記載の表示発光素子。
5. The display light emitting device according to claim 1, wherein a material of an electron emitting portion of the second electron source has a work function smaller than a material of an electron emitting portion of the first electron source.
【請求項6】 前記第2の電子源の電子放出部の下層に
抵抗層を設けない請求項1記載の表示発光素子。
6. The display light emitting device according to claim 1, wherein a resistance layer is not provided below an electron emission portion of the second electron source.
【請求項7】 前記第2の電子源の電子放出部の下層の
抵抗層の抵抗値が前記第1の電子源より小さい請求項1
記載の表示発光素子。
7. The resistance value of a resistive layer below an electron emission portion of the second electron source is smaller than that of the first electron source.
The display light-emitting device according to any one of the preceding claims.
【請求項8】 前記第2の電子源が蛍光体ドットに対応
した電子源の領域内に前記第1の電子源と混在して配
置、形成される請求項1記載の表示発光素子。
8. The display light emitting device according to claim 1, wherein the second electron source is arranged and formed in a region of the electron source corresponding to the phosphor dot, mixedly with the first electron source.
【請求項9】 前記第2の電子源の領域が前記第1の蛍
光体ドットに対応する領域とは離れた同じゲート電極上
に配置、形成された請求項1記載の表示発光素子。
9. The display light emitting device according to claim 1, wherein the region of the second electron source is arranged and formed on the same gate electrode that is separated from the region corresponding to the first phosphor dot.
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