JP2001093404A - 電子源及びその製造方法 - Google Patents
電子源及びその製造方法Info
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- H01J1/02—Main electrodes
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- H01J1/304—Field-emissive cathodes
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- H—ELECTRICITY
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- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
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- H01J2201/30453—Carbon types
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 真空排気及び真空維持が容易で、かつ低電圧
で高い放出電流密度が可能な冷陰極電子源を用いたデバ
イスを安価に提供する。 【解決手段】 冷陰極電子源は、低電界で電子放出が可
能となるカーボンナノチューブ等の冷陰極材料を用い、
必要な構成部品を各々の未焼性セラミックシート（グリ
ーンシート２１，４３，４６）に設け、それらを積層焼
成して一体化した構造とし、また、その製造方法は、平
板にスルーホール２０をあけ、そのスルーホール２０に
カーボンナノチューブ３１を分散させた導電ペースト３
０を吸引して充填することにより、カーボンナノチュー
ブ３１をスルーホール２０方向に容易に配向させて製造
する。
で高い放出電流密度が可能な冷陰極電子源を用いたデバ
イスを安価に提供する。 【解決手段】 冷陰極電子源は、低電界で電子放出が可
能となるカーボンナノチューブ等の冷陰極材料を用い、
必要な構成部品を各々の未焼性セラミックシート（グリ
ーンシート２１，４３，４６）に設け、それらを積層焼
成して一体化した構造とし、また、その製造方法は、平
板にスルーホール２０をあけ、そのスルーホール２０に
カーボンナノチューブ３１を分散させた導電ペースト３
０を吸引して充填することにより、カーボンナノチュー
ブ３１をスルーホール２０方向に容易に配向させて製造
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子源及びその製
造方法に係り、詳細には、液晶デバイス用のバックライ
ト、各種光源だけでなく、コンピュータ、テレビジョン
等のフラットパネルディスプレイに利用可能な冷陰極電
子源及びその製造方法に関する。
造方法に係り、詳細には、液晶デバイス用のバックライ
ト、各種光源だけでなく、コンピュータ、テレビジョン
等のフラットパネルディスプレイに利用可能な冷陰極電
子源及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在使われているＣＲＴ等の電子管で
は、電子源として熱陰極が用いられている。熱陰極は、
熱電子放出により電子を供給する陰極である。熱電子放
出は、物質を１５００〜２７００Ｋまで加熱して、伝導
帯の自由電子に仕事関数以上のエネルギーを与えること
で、電子が表面のポテンシャル障壁を超えて放出される
機構である。材料としては純金属、酸化物等があるが、
現在はＢａ化合物（５ＢａＯ・２Ａｌ2Ｏ3・ＣａＯ等）
とＷ粉末とを混合してプレス焼結した焼結型、又は多孔
性ＷにＢａ化合物を溶融状態で含覆させた含浸型が主流
である。この両者は、電子放出密度が高い他にバリウム
アルミネートを用いているため真空排気中のガス放出が
少ない、大気暴露しても再活性化が可能という長所があ
る。
は、電子源として熱陰極が用いられている。熱陰極は、
熱電子放出により電子を供給する陰極である。熱電子放
出は、物質を１５００〜２７００Ｋまで加熱して、伝導
帯の自由電子に仕事関数以上のエネルギーを与えること
で、電子が表面のポテンシャル障壁を超えて放出される
機構である。材料としては純金属、酸化物等があるが、
現在はＢａ化合物（５ＢａＯ・２Ａｌ2Ｏ3・ＣａＯ等）
とＷ粉末とを混合してプレス焼結した焼結型、又は多孔
性ＷにＢａ化合物を溶融状態で含覆させた含浸型が主流
である。この両者は、電子放出密度が高い他にバリウム
アルミネートを用いているため真空排気中のガス放出が
少ない、大気暴露しても再活性化が可能という長所があ
る。
【０００３】電子放出には、熱電子放出以外に電界放
出、二次電子放出、光電子放出等がある。冷陰極は、電
界放出により電子放出を行う陰極である。電界放出は、
物質の表面近傍に強電界（１０9Ｖ／ｍ）を加え、表面
のポテンシャル障壁を下げることでトンネル効果により
電子放出を行うものである。熱陰極のように加熱を必要
としないので冷陰極と呼ばれる。
出、二次電子放出、光電子放出等がある。冷陰極は、電
界放出により電子放出を行う陰極である。電界放出は、
物質の表面近傍に強電界（１０9Ｖ／ｍ）を加え、表面
のポテンシャル障壁を下げることでトンネル効果により
電子放出を行うものである。熱陰極のように加熱を必要
としないので冷陰極と呼ばれる。
【０００４】また、その電流−電圧特性はファウラ−ノ
ードハイムの式で近似できる。電子放出部は、絶縁を保
ちながら強電界を印加するために、電界集中定数を大き
くする構造（針状等）を持たせている。初期の冷陰極は
ウイスカーのような針状単結晶を電界研磨して用いた二
極管構造だったが、近年、集積回路又は薄膜の分野にお
いて用いられている微細加工技術により、高電界におい
て電子を放出する電界放出型電子源（フィールドエミッ
タアレイ）製造技術の進歩は目覚ましく、特に極めて小
型な構造を有する電界放出型冷陰極が製造されている。
この種の電界放出型冷陰極は、３極管の超小型電子管又
は超小型電子銃を構成する主要部品の内、最も基本的な
電子放出デバイスである。構造の微細化が進んだことに
より、電子源としては熱陰極に比較して高い電流密度を
得られる利点がある。冷陰極を用いたフィールドエミッ
ションディスプレイ（ＦＥＤ）は、自発光型フラットパ
ネルディスプレイヘの応用が期待され、電界放出型電子
源の研究、開発が盛んに行われている。
ードハイムの式で近似できる。電子放出部は、絶縁を保
ちながら強電界を印加するために、電界集中定数を大き
くする構造（針状等）を持たせている。初期の冷陰極は
ウイスカーのような針状単結晶を電界研磨して用いた二
極管構造だったが、近年、集積回路又は薄膜の分野にお
いて用いられている微細加工技術により、高電界におい
て電子を放出する電界放出型電子源（フィールドエミッ
タアレイ）製造技術の進歩は目覚ましく、特に極めて小
型な構造を有する電界放出型冷陰極が製造されている。
この種の電界放出型冷陰極は、３極管の超小型電子管又
は超小型電子銃を構成する主要部品の内、最も基本的な
電子放出デバイスである。構造の微細化が進んだことに
より、電子源としては熱陰極に比較して高い電流密度を
得られる利点がある。冷陰極を用いたフィールドエミッ
ションディスプレイ（ＦＥＤ）は、自発光型フラットパ
ネルディスプレイヘの応用が期待され、電界放出型電子
源の研究、開発が盛んに行われている。
【０００５】図１４は、従来のＦＥＤの基本構成を示す
断面図である。図１４において、ＦＥＤは、電子放出を
行うバックプレート１８、バックプレート１８からの電
子ビーム１２により蛍光体１１を発光させ、像を表示す
るフェースプレート１０、バックプレート１８とフェー
スプレート１０間を真空封止するための側壁１９、バッ
クプレート１８とフェースプレート１０間のギャップを
維持し、大気圧に対する強度を保つためのスペーサ１５
より構成される。バックプレート１８には、冷陰極１３
に電界を印加するためのゲート電極１４が絶縁体１６を
介して構成され、通常、冷陰極配線とゲート配線とは、
画素のアドレッシングのため、Ｘ−Ｙマトリクスを形成
している。さらに、バックプレート１８とフェースプレ
ート１０間のギャップが大きい場合、電子ビーム集束の
ための集束電極１７が必要となる。ＦＥＤは、ＣＲＴや
真空管と同じ真空デバイスのため、真空封止後の真空維
持のため、ゲッタと呼ばれるマイクロポンプが内部に設
置される。ゲッタには、蒸発型ゲッタと非蒸発型ゲッタ
がある。蒸発型ゲッタは、加熱蒸発等により新鮮で活性
なゲッタ面を生成し、表面化学吸着により排気を行う。
一方、非蒸発型ゲッタは、高温にしたゲッタ面において
化学吸着した気体をゲッタ材内部に拡散することにより
ゲッタ面を活性にし、排気を行う。非蒸発型ゲッタの排
気能力は、材料が同じ場合、その容積と表面積により決
定され、より大きい容積と表面積を持つものが排気能力
が高い。
断面図である。図１４において、ＦＥＤは、電子放出を
行うバックプレート１８、バックプレート１８からの電
子ビーム１２により蛍光体１１を発光させ、像を表示す
るフェースプレート１０、バックプレート１８とフェー
スプレート１０間を真空封止するための側壁１９、バッ
クプレート１８とフェースプレート１０間のギャップを
維持し、大気圧に対する強度を保つためのスペーサ１５
より構成される。バックプレート１８には、冷陰極１３
に電界を印加するためのゲート電極１４が絶縁体１６を
介して構成され、通常、冷陰極配線とゲート配線とは、
画素のアドレッシングのため、Ｘ−Ｙマトリクスを形成
している。さらに、バックプレート１８とフェースプレ
ート１０間のギャップが大きい場合、電子ビーム集束の
ための集束電極１７が必要となる。ＦＥＤは、ＣＲＴや
真空管と同じ真空デバイスのため、真空封止後の真空維
持のため、ゲッタと呼ばれるマイクロポンプが内部に設
置される。ゲッタには、蒸発型ゲッタと非蒸発型ゲッタ
がある。蒸発型ゲッタは、加熱蒸発等により新鮮で活性
なゲッタ面を生成し、表面化学吸着により排気を行う。
一方、非蒸発型ゲッタは、高温にしたゲッタ面において
化学吸着した気体をゲッタ材内部に拡散することにより
ゲッタ面を活性にし、排気を行う。非蒸発型ゲッタの排
気能力は、材料が同じ場合、その容積と表面積により決
定され、より大きい容積と表面積を持つものが排気能力
が高い。
【０００６】フィールドエミッションは、２〜３％の電
界変化に対して放出電流量が２〜３倍に変化するため、
ＦＥＤに用いる場合、バラスト抵抗層導入等の様々な制
限機構を導入する必要がある。また、貫通孔を有する金
属板を積層し、電子ビームの制御電極とすることが熱陰
極電子源との組み合わせとして報告されている（米国特
許第２５５８９９３号）。
界変化に対して放出電流量が２〜３倍に変化するため、
ＦＥＤに用いる場合、バラスト抵抗層導入等の様々な制
限機構を導入する必要がある。また、貫通孔を有する金
属板を積層し、電子ビームの制御電極とすることが熱陰
極電子源との組み合わせとして報告されている（米国特
許第２５５８９９３号）。
【０００７】セラミック基板の積層としては、プラズマ
ディスプレイのリブ形成に用いることが報告されている
（特開平３−４５５６５号公報参照）。ＦＥＤに用いら
れる電界放出型電子源の材料としては、様々のものが知
られており、近年、電子放出材料として、カーボンナノ
チューブ（ＣＮＴ）が注目されている。
ディスプレイのリブ形成に用いることが報告されている
（特開平３−４５５６５号公報参照）。ＦＥＤに用いら
れる電界放出型電子源の材料としては、様々のものが知
られており、近年、電子放出材料として、カーボンナノ
チューブ（ＣＮＴ）が注目されている。
【０００８】カーボンナノチューブは、１９９１年、飯
島らにより発見（S.Iijima,Nature,354,56.1991）され
た。このカーボンナノチューブは、円筒状に巻いたグラ
ファイト層が入れ子状になったもので、その先端径が約
１０ｎｍ程度であり、耐酸化性、耐イオン衝撃性が強い
点で電子源アレイとしては非常に優れた特徴を有する材
料と考えられている。実際、カーボンナノチューブから
の電界放出実験が、１９９５年にR.E.Smalleyら（A.G.R
inzler,Science,269,1550,1995）とW.A.de Heerら（W.
A.de Heer,Science,270,1179,1995）の研究グループか
ら報告されている。これらの電界放出実験に用いられた
カーボンナノチューブは、金属薄板上にキャスティング
されたものだった。
島らにより発見（S.Iijima,Nature,354,56.1991）され
た。このカーボンナノチューブは、円筒状に巻いたグラ
ファイト層が入れ子状になったもので、その先端径が約
１０ｎｍ程度であり、耐酸化性、耐イオン衝撃性が強い
点で電子源アレイとしては非常に優れた特徴を有する材
料と考えられている。実際、カーボンナノチューブから
の電界放出実験が、１９９５年にR.E.Smalleyら（A.G.R
inzler,Science,269,1550,1995）とW.A.de Heerら（W.
A.de Heer,Science,270,1179,1995）の研究グループか
ら報告されている。これらの電界放出実験に用いられた
カーボンナノチューブは、金属薄板上にキャスティング
されたものだった。
【０００９】カーボンナノチューブは、高アスペクト比
を有する構造を持つので、その軸方向が電界の方向に配
向した場合の方がより高効率の電子放出を期待できる。
配向させたカーボンナノチューブを用いた電子放出素子
としては、陽極酸化膜の細孔に選択成長した３極管構造
のものが知られており、画素内の各々の電子源の特性バ
ラツキを低減し、画素当たりの電流強度の安定性を改善
されている（特開平１０−１２１２４号公報参照）。そ
の他に、真空下でＳｉＣ結晶上に配向したカーボンナノ
チューブを形成することも報告されている（特開平１０
−２６５２０８号公報参照）。
を有する構造を持つので、その軸方向が電界の方向に配
向した場合の方がより高効率の電子放出を期待できる。
配向させたカーボンナノチューブを用いた電子放出素子
としては、陽極酸化膜の細孔に選択成長した３極管構造
のものが知られており、画素内の各々の電子源の特性バ
ラツキを低減し、画素当たりの電流強度の安定性を改善
されている（特開平１０−１２１２４号公報参照）。そ
の他に、真空下でＳｉＣ結晶上に配向したカーボンナノ
チューブを形成することも報告されている（特開平１０
−２６５２０８号公報参照）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＦＥＤは、バックプレート形成のため、バラスト抵抗、
陰極配線、ゲート配線、絶縁層を順次成膜していく工程
となり、真空装置を用いた成膜では、工程が複雑なもの
になってしまう。また、ＦＥＤの場合、画面サイズが大
きくなっても、バックプレートとフェースプレート間の
ギャップは変わらないため、大画面化した場合、真空維
持のためのゲッタを側壁付近や四隅に配置するだけで
は、真空維持が困難になる。プラズマディスプレイのリ
ブ形成も形状造り込みのためであり、電気配線、真空維
持という面では考慮されていない。
ＦＥＤは、バックプレート形成のため、バラスト抵抗、
陰極配線、ゲート配線、絶縁層を順次成膜していく工程
となり、真空装置を用いた成膜では、工程が複雑なもの
になってしまう。また、ＦＥＤの場合、画面サイズが大
きくなっても、バックプレートとフェースプレート間の
ギャップは変わらないため、大画面化した場合、真空維
持のためのゲッタを側壁付近や四隅に配置するだけで
は、真空維持が困難になる。プラズマディスプレイのリ
ブ形成も形状造り込みのためであり、電気配線、真空維
持という面では考慮されていない。
【００１１】また、金属板の積層では、各電極間距離を
近接させることが絶縁維持のため困難であり、冷陰極の
引出電極としてＸ−Ｙマトリクスを形成することも困難
である。また、従来の陽極酸化膜細孔を用いたカーボン
ナノチューブ冷陰極電子源においては、カーボンナノチ
ューブ生成条件が高温であるため基板のＡｌへのダメー
ジが問題となる。一方、ＳｉＣ結晶上にカーボンナノチ
ューブを配向させることは、カーボンナノチューブ形
成、パターン化を真空装置内で行うため特別な装置を必
要とし、また、カーボンナノチューブの密度が高いた
め、カーボンナノチューブの形状因子による電界集中の
度合いが小さくなることが考えられ、低電圧で電子放出
を行うカーボンナノチューブのメリットを利用できな
い。本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので
あって、真空排気及び真空維持が容易で、かつ低電圧で
高い放出電流密度が可能な冷陰極電子源を用いたデバイ
スを安価に提供することを目的とする。
近接させることが絶縁維持のため困難であり、冷陰極の
引出電極としてＸ−Ｙマトリクスを形成することも困難
である。また、従来の陽極酸化膜細孔を用いたカーボン
ナノチューブ冷陰極電子源においては、カーボンナノチ
ューブ生成条件が高温であるため基板のＡｌへのダメー
ジが問題となる。一方、ＳｉＣ結晶上にカーボンナノチ
ューブを配向させることは、カーボンナノチューブ形
成、パターン化を真空装置内で行うため特別な装置を必
要とし、また、カーボンナノチューブの密度が高いた
め、カーボンナノチューブの形状因子による電界集中の
度合いが小さくなることが考えられ、低電圧で電子放出
を行うカーボンナノチューブのメリットを利用できな
い。本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので
あって、真空排気及び真空維持が容易で、かつ低電圧で
高い放出電流密度が可能な冷陰極電子源を用いたデバイ
スを安価に提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の電子源は、少な
くともカソード電極、エミッタ部を設けた第１の層と、
制御電極を設けた第２の層とがシート状に積層され、そ
の上部にスペーサを配置し、前記第１の層及び第２の層
が焼成され、更に該スペーサを上部に配して一体化形成
されたことを特徴とする。
くともカソード電極、エミッタ部を設けた第１の層と、
制御電極を設けた第２の層とがシート状に積層され、そ
の上部にスペーサを配置し、前記第１の層及び第２の層
が焼成され、更に該スペーサを上部に配して一体化形成
されたことを特徴とする。
【００１３】このように、構成部品を複数の未焼成セラ
ミックシートに設け、積層焼成して一体化することによ
り、真空成膜装置、印刷機等による多層成膜を使用せず
に、積層構造形成を可能にする。また、前記第１の層に
複数の貫通孔を形成し、該第１の層の背面にゲッタ室を
設けることで、真空維持及びゲート配線との絶縁を容易
にすることを可能にする。また、好ましい具体的な態様
としては、前記エミッタ部が、１０Ｖ／μｍ以下の電界
強度で電子放出を行う材料により構成されるものであっ
てもよく、また、前記エミッタ部が、カーボンナノチュ
ーブを用いて構成されるものであってもよい。
ミックシートに設け、積層焼成して一体化することによ
り、真空成膜装置、印刷機等による多層成膜を使用せず
に、積層構造形成を可能にする。また、前記第１の層に
複数の貫通孔を形成し、該第１の層の背面にゲッタ室を
設けることで、真空維持及びゲート配線との絶縁を容易
にすることを可能にする。また、好ましい具体的な態様
としては、前記エミッタ部が、１０Ｖ／μｍ以下の電界
強度で電子放出を行う材料により構成されるものであっ
てもよく、また、前記エミッタ部が、カーボンナノチュ
ーブを用いて構成されるものであってもよい。
【００１４】本発明の電子源の製造方法は、カーボンナ
ノチューブを分散させた物質を平板上にあけたスルーホ
ールに吸引して、前記物質中のカーボンナノチューブを
前記スルーホール方向に配向してなることを特徴とす
る。あるいは、本発明の電子源の製造方法は、カーボン
ナノチューブを分散させた物質を平板上にあけたスルー
ホールに圧入して、前記物質中のカーボンナノチューブ
を前記スルーホール方向に配向してなることを特徴とす
る。
ノチューブを分散させた物質を平板上にあけたスルーホ
ールに吸引して、前記物質中のカーボンナノチューブを
前記スルーホール方向に配向してなることを特徴とす
る。あるいは、本発明の電子源の製造方法は、カーボン
ナノチューブを分散させた物質を平板上にあけたスルー
ホールに圧入して、前記物質中のカーボンナノチューブ
を前記スルーホール方向に配向してなることを特徴とす
る。
【００１５】このように、カーボンナノチューブを分散
させた物質をスルーホールに吸引あるいは圧入すること
により、配向工程、配向処理を別途必要とせず、カーボ
ンナノチューブの配向を行うことを可能とする。また、
好ましい具体的な態様としては、前記スルーホールの先
端部にテーパーを設けたものであってもよく、また、カ
ーボンナノチューブを分散させた物質が高抵抗材料であ
ってもよい。
させた物質をスルーホールに吸引あるいは圧入すること
により、配向工程、配向処理を別途必要とせず、カーボ
ンナノチューブの配向を行うことを可能とする。また、
好ましい具体的な態様としては、前記スルーホールの先
端部にテーパーを設けたものであってもよく、また、カ
ーボンナノチューブを分散させた物質が高抵抗材料であ
ってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、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。 第１の実施の形態 図１は、本発明の第１の実施の形態の冷陰極電子源の導
電ペースト塗布時のメタルマスクの配置を示す平面図で
あり、図１（ｂ）はその全体構成を示す図、図１（ａ）
はその要部拡大図である。
発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。 第１の実施の形態 図１は、本発明の第１の実施の形態の冷陰極電子源の導
電ペースト塗布時のメタルマスクの配置を示す平面図で
あり、図１（ｂ）はその全体構成を示す図、図１（ａ）
はその要部拡大図である。
【００１７】図１において、２１は未焼結低温焼成セラ
ミックシート（グリーンシート、例えば８７ｃｍｘ５０
ｃｍ、厚さ１００μｍ）であり、グリーンシート２１に
パンチャー（多軸高速孔空け加工機）によりφ２５μｍ
スルーホール２０（貫通孔）を形成する。孔ピッチは、
例えば、６２．５μｍ、１画素当たりの孔数は３６個
（サブピクセル１２当たり１２個）、全画素数は、１３
１万個（１２８０個×１０２４個）である。ピクセル当
たりのスルーホールの数は、１個でもよく、必要電流密
度及びピクセルサイズにより選択することができる。ま
た、スルーホール形成には、パンチャー以外にレーザ加
工、放電加工、マイクロ波加工等を用いてもよい。ま
た、図１（ｂ）に示すように、スルーホール２０を形成
したグリーンシート２１には、メタルマスク２２が取り
付けられており、この上から次に説明する導電ペースト
を塗布する。導電ペーストは電子放出材料を含み、例え
ば、φ２０ｎｍ、長さ５μｍのカーボンナノチューブ、
銀微粒子、エチルセルロース（有機バインダー）をテレ
ビネオール（希釈剤）に分散させてなるものである。
ミックシート（グリーンシート、例えば８７ｃｍｘ５０
ｃｍ、厚さ１００μｍ）であり、グリーンシート２１に
パンチャー（多軸高速孔空け加工機）によりφ２５μｍ
スルーホール２０（貫通孔）を形成する。孔ピッチは、
例えば、６２．５μｍ、１画素当たりの孔数は３６個
（サブピクセル１２当たり１２個）、全画素数は、１３
１万個（１２８０個×１０２４個）である。ピクセル当
たりのスルーホールの数は、１個でもよく、必要電流密
度及びピクセルサイズにより選択することができる。ま
た、スルーホール形成には、パンチャー以外にレーザ加
工、放電加工、マイクロ波加工等を用いてもよい。ま
た、図１（ｂ）に示すように、スルーホール２０を形成
したグリーンシート２１には、メタルマスク２２が取り
付けられており、この上から次に説明する導電ペースト
を塗布する。導電ペーストは電子放出材料を含み、例え
ば、φ２０ｎｍ、長さ５μｍのカーボンナノチューブ、
銀微粒子、エチルセルロース（有機バインダー）をテレ
ビネオール（希釈剤）に分散させてなるものである。
【００１８】図２は、導電ペーストの充填及びカーボン
ナノチューブの配向プロセスを示す断面図である。真空
排気の様子を図２に拡大して示す。図２に明らかなよう
に、裏面からの真空排気により、グリーンシート２１の
スルーホール２０中に導電ペースト３０が吸引され充填
される。その際、導電ペースト３０中のカーボンナノチ
ューブ３１がスルーホール方向に配向して充填され、か
つその先端はスルーホール２０外に露出する。冷陰極ア
レイにおいて、スルーホール２０より露出するカーボン
ナノチューブ３１がエミッタとして機能することとな
る。
ナノチューブの配向プロセスを示す断面図である。真空
排気の様子を図２に拡大して示す。図２に明らかなよう
に、裏面からの真空排気により、グリーンシート２１の
スルーホール２０中に導電ペースト３０が吸引され充填
される。その際、導電ペースト３０中のカーボンナノチ
ューブ３１がスルーホール方向に配向して充填され、か
つその先端はスルーホール２０外に露出する。冷陰極ア
レイにおいて、スルーホール２０より露出するカーボン
ナノチューブ３１がエミッタとして機能することとな
る。
【００１９】図３は、積層構成例を示す斜視図である。
図３において、前述のグリーンシート２１（第１の層）
にエミッタ部４０が形成され、裏面にはエミッタ配線４
１が形成されている。本実施の形態では、省いている
が、エミッタ部とエミッタ配線との間に、バラスト抵抗
層を形成してもよい。その上にゲート電極とのギャップ
を維持するため、孔４２を空けたギャップ調整用グリー
ンシート４３を積層し、さらに、裏面にゲート電極４
４、表面に集束電極４５を形成した電極基板用グリーン
シート４６（第２の層）を積層する。電極基板用グリー
ンシート４６には、スペーサ４８はめ込み用の溝４７が
形成され、溝４７には、接合及びギャップ調整用の接合
剤を塗布してある。
図３において、前述のグリーンシート２１（第１の層）
にエミッタ部４０が形成され、裏面にはエミッタ配線４
１が形成されている。本実施の形態では、省いている
が、エミッタ部とエミッタ配線との間に、バラスト抵抗
層を形成してもよい。その上にゲート電極とのギャップ
を維持するため、孔４２を空けたギャップ調整用グリー
ンシート４３を積層し、さらに、裏面にゲート電極４
４、表面に集束電極４５を形成した電極基板用グリーン
シート４６（第２の層）を積層する。電極基板用グリー
ンシート４６には、スペーサ４８はめ込み用の溝４７が
形成され、溝４７には、接合及びギャップ調整用の接合
剤を塗布してある。
【００２０】図４は、図３のＡ−Ｂ断面図、図５は、図
３のＣ−Ｄ断面図であり、図３のＡ−Ｂ断面及びＣ−Ｄ
断面でのスペーサ接合時の状況をそれぞれ示す。これら
の図に示すように、スペーサ４８接合時には接合剤５０
の一部５１がスルーホール２０から逃げることにより、
ギャップのずれが解消される。断面図積層構成は、この
構成に限定されることはなく、エミッタ面をグリーンシ
ート２１表面より下げることで、ギャップ調整用グリー
ンシート４３を省くこともできる。ゲート電極４４、集
束電極４５もその名称に機能は限定されず、遮蔽等の用
途に用いてもよい。
３のＣ−Ｄ断面図であり、図３のＡ−Ｂ断面及びＣ−Ｄ
断面でのスペーサ接合時の状況をそれぞれ示す。これら
の図に示すように、スペーサ４８接合時には接合剤５０
の一部５１がスルーホール２０から逃げることにより、
ギャップのずれが解消される。断面図積層構成は、この
構成に限定されることはなく、エミッタ面をグリーンシ
ート２１表面より下げることで、ギャップ調整用グリー
ンシート４３を省くこともできる。ゲート電極４４、集
束電極４５もその名称に機能は限定されず、遮蔽等の用
途に用いてもよい。
【００２１】図６は、積層構成例を示す断面図である。
これら３つのグリーンシート２１，４３，４６を、図６
に示す順番で積層し、８００℃で焼成を行い、積層一体
基板を形成した。また、図３において、エミッタ配線４
１と、放出電流制御電極のライン４４とが、Ｘ−Ｙマト
リクスを形成するので、Ｘ−Ｙマトリクス駆動が可能と
なる。また、各シートの接合面は積層焼成時に極めて密
に接合するので、真空排気時のガス放出もない。フラッ
トディスプレイのバックプレートが一体化されるため、
その後の工程での取扱い、位置決めも容易になる。
これら３つのグリーンシート２１，４３，４６を、図６
に示す順番で積層し、８００℃で焼成を行い、積層一体
基板を形成した。また、図３において、エミッタ配線４
１と、放出電流制御電極のライン４４とが、Ｘ−Ｙマト
リクスを形成するので、Ｘ−Ｙマトリクス駆動が可能と
なる。また、各シートの接合面は積層焼成時に極めて密
に接合するので、真空排気時のガス放出もない。フラッ
トディスプレイのバックプレートが一体化されるため、
その後の工程での取扱い、位置決めも容易になる。
【００２２】以上に説明したように、本実施の形態の冷
陰極電子源は、低電界で電子放出が可能となるカーボン
ナノチューブ等の冷陰極材料を用い、必要な構成部品を
各々の未焼性セラミックシート（グリーンシート２１，
４３，４６）に設け、それらを積層焼成して一体化した
構造としたので、エミッタ配線が真空封止管内に存在し
ないため、真空維持に有利であり、ゲート配線との絶縁
も容易に行うことができ、真空排気及び真空維持が容易
な電界放出型電子源アレイを用いたデバイスを安価に実
現することができる。
陰極電子源は、低電界で電子放出が可能となるカーボン
ナノチューブ等の冷陰極材料を用い、必要な構成部品を
各々の未焼性セラミックシート（グリーンシート２１，
４３，４６）に設け、それらを積層焼成して一体化した
構造としたので、エミッタ配線が真空封止管内に存在し
ないため、真空維持に有利であり、ゲート配線との絶縁
も容易に行うことができ、真空排気及び真空維持が容易
な電界放出型電子源アレイを用いたデバイスを安価に実
現することができる。
【００２３】また、その製造方法は、平板にスルーホー
ル２０をあけ、そのスルーホール２０にカーボンナノチ
ューブ３１を分散させた導電ペースト３０を吸引して充
填することにより、カーボンナノチューブ３１をスルー
ホール２０方向に容易に配向させて製造するので、カー
ボンナノチューブを容易に平板のスルーホール方向に配
向させることができ、低電圧で、高い放出電流密度が可
能な電界放出型電子源アレイを用いたデバイスを安価に
実現することができる。
ル２０をあけ、そのスルーホール２０にカーボンナノチ
ューブ３１を分散させた導電ペースト３０を吸引して充
填することにより、カーボンナノチューブ３１をスルー
ホール２０方向に容易に配向させて製造するので、カー
ボンナノチューブを容易に平板のスルーホール方向に配
向させることができ、低電圧で、高い放出電流密度が可
能な電界放出型電子源アレイを用いたデバイスを安価に
実現することができる。
【００２４】さらに、低温焼成セラミック基板でもその
積層焼成温度は、８００℃〜９００℃と高いため、真空
排気時の部材内部からのガス放出が低減され、その温度
により、カーボンナノチューブ先端のキャップ除去を行
うことができるため、先端の閉じたカーボンナノチュー
ブを材料に用いてもそのエミッション特性を向上させる
工程を必要としない利点がある。
積層焼成温度は、８００℃〜９００℃と高いため、真空
排気時の部材内部からのガス放出が低減され、その温度
により、カーボンナノチューブ先端のキャップ除去を行
うことができるため、先端の閉じたカーボンナノチュー
ブを材料に用いてもそのエミッション特性を向上させる
工程を必要としない利点がある。
【００２５】第２の実施の形態 図７は、本発明の第２の実施の形態の冷陰極電子源の積
層構成例を示す斜視図、図８は、積層構成例を示す断面
図である。図３と同一構成部分には同一符号を付してい
る。本実施の形態は、ゲッタ室を設ける場合の積層構成
例を示すものである。図７において、マスキングによ
り、セラミックシート２１のスルーホール２０ヘの冷陰
極材料充填時に未充填部８０を設けて、これを排気用ス
ルーホール８０（貫通孔）とし、さらに、セラミックシ
ート４６にも排気用スルーホール８１を形成する。これ
ら３つのグリーンシート２１，４３，４６とゲッタ室９
０を、図８に示す順番で積層し、８００℃で焼成を行
い、積層一体基板を形成した。このように、バックプレ
ートに冷陰極材料未充填の排気用スルーホール８０（貫
通孔）を複数形成し、バックプレート背面にゲッタ室９
０を設けることにより、真空排気及び真空維持が容易な
電解電子放出型電子源アレイを用いたデバイスを安価に
実現することができる。
層構成例を示す斜視図、図８は、積層構成例を示す断面
図である。図３と同一構成部分には同一符号を付してい
る。本実施の形態は、ゲッタ室を設ける場合の積層構成
例を示すものである。図７において、マスキングによ
り、セラミックシート２１のスルーホール２０ヘの冷陰
極材料充填時に未充填部８０を設けて、これを排気用ス
ルーホール８０（貫通孔）とし、さらに、セラミックシ
ート４６にも排気用スルーホール８１を形成する。これ
ら３つのグリーンシート２１，４３，４６とゲッタ室９
０を、図８に示す順番で積層し、８００℃で焼成を行
い、積層一体基板を形成した。このように、バックプレ
ートに冷陰極材料未充填の排気用スルーホール８０（貫
通孔）を複数形成し、バックプレート背面にゲッタ室９
０を設けることにより、真空排気及び真空維持が容易な
電解電子放出型電子源アレイを用いたデバイスを安価に
実現することができる。
【００２６】第３の実施の形態 図９は、本発明の第３の実施の形態の冷陰極電子源の導
電ペーストの充填及びカーボンナノチューブの配向プロ
セスを示す断面図である。図２と同一構成部分には同一
符号を付している。本実施の形態は、グリーンシートに
形成するスルーホールにテーパーをつけたものである。
すなわち、図９に示すようにグリーンシート２１に先端
部にテーパーをつけたスルーホール２０’を形成する。
これにより、第１の実施の形態と同様にして、裏面から
の真空排気してスルーホール２０’に導電ペースト３０
を充填するとき、導電ペースト３０中に分散したカーボ
ンナノチューブ３１を、よりスルーホール２０、の軸中
心に向かって配向させることができる。この構成は、放
出電流制御電極を引出電極として用いる場合、電界集中
係数βが大きくなるので、より低電圧での駆動が可能と
なる。
電ペーストの充填及びカーボンナノチューブの配向プロ
セスを示す断面図である。図２と同一構成部分には同一
符号を付している。本実施の形態は、グリーンシートに
形成するスルーホールにテーパーをつけたものである。
すなわち、図９に示すようにグリーンシート２１に先端
部にテーパーをつけたスルーホール２０’を形成する。
これにより、第１の実施の形態と同様にして、裏面から
の真空排気してスルーホール２０’に導電ペースト３０
を充填するとき、導電ペースト３０中に分散したカーボ
ンナノチューブ３１を、よりスルーホール２０、の軸中
心に向かって配向させることができる。この構成は、放
出電流制御電極を引出電極として用いる場合、電界集中
係数βが大きくなるので、より低電圧での駆動が可能と
なる。
【００２７】第４の実施の形態 図１０は、本発明の第４の実施の形態の冷陰極電子源の
導電ペーストの充填及びカーボンナノチューブの配向プ
ロセスを示す断面図である。本実施の形態は、スルーホ
ール形成及び導電ペーストに打ち抜きニードルを利用し
たものである。第１の実施の形態のグリーンシート２１
にスルーホールを形成するとき、図１０（ａ），（ｂ）
に示すように、押さえ治具１１１を有する打ち抜き用ニ
ードル１１２を用いてスルーホール２０を形成する。そ
して、打ち抜き用ニードル１１２がグリーンシート２１
を貫通した状態（図１０（ｂ）参照）で、カーボンナノ
チューブ３１を分散させた導電ペースト３０を塗布する
（図１０（ｃ）参照）。
導電ペーストの充填及びカーボンナノチューブの配向プ
ロセスを示す断面図である。本実施の形態は、スルーホ
ール形成及び導電ペーストに打ち抜きニードルを利用し
たものである。第１の実施の形態のグリーンシート２１
にスルーホールを形成するとき、図１０（ａ），（ｂ）
に示すように、押さえ治具１１１を有する打ち抜き用ニ
ードル１１２を用いてスルーホール２０を形成する。そ
して、打ち抜き用ニードル１１２がグリーンシート２１
を貫通した状態（図１０（ｂ）参照）で、カーボンナノ
チューブ３１を分散させた導電ペースト３０を塗布する
（図１０（ｃ）参照）。
【００２８】次に、図１０（ｄ）に示すように、打ち抜
き用ニードル１１２をゆっくり引き抜くことで、注射器
と同じ原理により導電ペースト３０がスルーホール２０
内に吸引され充填される。その際、導電ペースト３０中
のカーボンナノチューブ３１が、スルーホール方向に配
向して充填される（図１０（ｅ）参照）。このように、
本実施の形態では、スルーホール２０ヘの導電ペースト
の充填制御が容易になるため、スルーホール端面からの
導電ペーストのはみ出しを防ぐことができる。
き用ニードル１１２をゆっくり引き抜くことで、注射器
と同じ原理により導電ペースト３０がスルーホール２０
内に吸引され充填される。その際、導電ペースト３０中
のカーボンナノチューブ３１が、スルーホール方向に配
向して充填される（図１０（ｅ）参照）。このように、
本実施の形態では、スルーホール２０ヘの導電ペースト
の充填制御が容易になるため、スルーホール端面からの
導電ペーストのはみ出しを防ぐことができる。
【００２９】第５の実施の形態 図１１は、本発明の第５の実施の形態の冷陰極電子源の
導電ペーストの充填及びカーボンナノチューブの配向プ
ロセスを示す断面図である。図２と同一構成部分には同
一符号を付している。本実施の形態は、導電ペーストの
充填に加圧具を利用したものである。第１の実施の形態
と同様にして、グリーンシート２１にスルーホール２０
を形成した後、図１１に示すように導電ペースト３０を
塗布し、グリーンシート２ノ１の表面から加圧具１２１
により加圧を行い、スルーホール２０中に導電ペースト
３０を圧入充填する。これにより導電ペースト３０中の
カーボンナノチューブ３１をスルーホール方向に配向し
て充填させることができる。圧入の手段は、本実施の形
態に限定されず、ペーストを加圧してノズルから射出す
る等の手法を用いてもよい。本実施の形態では、スルー
ホールヘの導電ペーストの充填制御がさらに容易になる
ため、スルーホール端面からの導電ペーストのはみ出し
を防ぐことができる。
導電ペーストの充填及びカーボンナノチューブの配向プ
ロセスを示す断面図である。図２と同一構成部分には同
一符号を付している。本実施の形態は、導電ペーストの
充填に加圧具を利用したものである。第１の実施の形態
と同様にして、グリーンシート２１にスルーホール２０
を形成した後、図１１に示すように導電ペースト３０を
塗布し、グリーンシート２ノ１の表面から加圧具１２１
により加圧を行い、スルーホール２０中に導電ペースト
３０を圧入充填する。これにより導電ペースト３０中の
カーボンナノチューブ３１をスルーホール方向に配向し
て充填させることができる。圧入の手段は、本実施の形
態に限定されず、ペーストを加圧してノズルから射出す
る等の手法を用いてもよい。本実施の形態では、スルー
ホールヘの導電ペーストの充填制御がさらに容易になる
ため、スルーホール端面からの導電ペーストのはみ出し
を防ぐことができる。
【００３０】第６の実施の形態 図１２は、本発明の第６の実施の形態の冷陰極電子源の
Ｘ−Ｙマトリクス配置の冷陰極電子源の各基板及び組立
構造例を示す断面図である。本実施の形態は、第１の実
施の形態において、図３に示すギャップ調整用部材のグ
リーンシート４３を省略できるようにしたものである。
図１２に示すように、グリーンシート２１にプレス加工
により、高さ２５μｍ、幅２５μｍ、ピッチ１２５μｍ
のストライプ状のリブ１３１を形成した。これを用い、
第１乃至第５の実施の形態と同様にして冷陰極アレイを
形成するとともに、第１の実施の形態で説明したグリー
ンシート４６からなる電極基板を形成し、これら２つの
グリーンシート２１，４６を、図１２に示す順番で積層
し、８００℃で焼成を行い、積層一体基板を形成した。
この構成によれば、リブ１３１がギャップ調整用部材と
しての機能を果たす。このように本実施の形態では、ギ
ャップ調節用部材４３を省くことができる。また、放出
電流制御電極４４を冷陰極アレイに近接させる場合にも
有利である。
Ｘ−Ｙマトリクス配置の冷陰極電子源の各基板及び組立
構造例を示す断面図である。本実施の形態は、第１の実
施の形態において、図３に示すギャップ調整用部材のグ
リーンシート４３を省略できるようにしたものである。
図１２に示すように、グリーンシート２１にプレス加工
により、高さ２５μｍ、幅２５μｍ、ピッチ１２５μｍ
のストライプ状のリブ１３１を形成した。これを用い、
第１乃至第５の実施の形態と同様にして冷陰極アレイを
形成するとともに、第１の実施の形態で説明したグリー
ンシート４６からなる電極基板を形成し、これら２つの
グリーンシート２１，４６を、図１２に示す順番で積層
し、８００℃で焼成を行い、積層一体基板を形成した。
この構成によれば、リブ１３１がギャップ調整用部材と
しての機能を果たす。このように本実施の形態では、ギ
ャップ調節用部材４３を省くことができる。また、放出
電流制御電極４４を冷陰極アレイに近接させる場合にも
有利である。
【００３１】第７の実施の形態 図１３は、本発明の第７の実施の形態の冷陰極電子源の
Ｘ−Ｙマトリクス配置の冷陰極電子源の各基板及び組立
構造例を示す断面図である。第１乃至第５の実施の形態
と同様にして形成した冷陰極アレイについて、図１３に
示すように充填された導電ペースト３０を２５μｍ深さ
まで除去した（符号１４１参照）。そして、第６の実施
の形態と同様に電極基板を構成するグリーンシート４６
を準備し、これら２つのグリーンシート２１，４６を図
１３に示す順番で積層し、８００℃で焼成を行い、積層
一体基板を形成した。この構成によれば、導電ペースト
３０を除去する深さでギャップが調整できる。ここで
は、突起のないシート同士の接合のため取扱いが容易で
あり、また、第６の実施の形態と同様に、放出電流制御
電極４４を冷陰極アレイに近接させる場合にも有利であ
る。
Ｘ−Ｙマトリクス配置の冷陰極電子源の各基板及び組立
構造例を示す断面図である。第１乃至第５の実施の形態
と同様にして形成した冷陰極アレイについて、図１３に
示すように充填された導電ペースト３０を２５μｍ深さ
まで除去した（符号１４１参照）。そして、第６の実施
の形態と同様に電極基板を構成するグリーンシート４６
を準備し、これら２つのグリーンシート２１，４６を図
１３に示す順番で積層し、８００℃で焼成を行い、積層
一体基板を形成した。この構成によれば、導電ペースト
３０を除去する深さでギャップが調整できる。ここで
は、突起のないシート同士の接合のため取扱いが容易で
あり、また、第６の実施の形態と同様に、放出電流制御
電極４４を冷陰極アレイに近接させる場合にも有利であ
る。
【００３２】第８の実施の形態 第１乃至第５の実施の形態において、銀微粒子を用いた
導電ペーストではなく、銀−パラジウム−ガラス系の抵
抗ペーストを用い、冷陰極アレイを形成してもよい。抵
抗ペーストは、例えば、焼成時の抵抗率が２００Ω・ｃ
ｍになるものを用いた。これにより、各スルーホールに
抵抗値で１．２ＭΩの抵抗が並列に挿入されたことにな
る。このように、各スルーホールにバラスト抵抗が挿入
されるため、各スルーホールでの電子放出特性のばらつ
きを抑制し、面内の電流均一性向上、電子放出部の破壊
抑制を行うことができる。また、新たにバラスト抵抗層
を形成する必要がなくなり、工程の簡略化を図ることが
できる。
導電ペーストではなく、銀−パラジウム−ガラス系の抵
抗ペーストを用い、冷陰極アレイを形成してもよい。抵
抗ペーストは、例えば、焼成時の抵抗率が２００Ω・ｃ
ｍになるものを用いた。これにより、各スルーホールに
抵抗値で１．２ＭΩの抵抗が並列に挿入されたことにな
る。このように、各スルーホールにバラスト抵抗が挿入
されるため、各スルーホールでの電子放出特性のばらつ
きを抑制し、面内の電流均一性向上、電子放出部の破壊
抑制を行うことができる。また、新たにバラスト抵抗層
を形成する必要がなくなり、工程の簡略化を図ることが
できる。
【００３３】なお、カーボンナノチューブを分散させた
導電ペーストを絶縁体として、カーボンナノチューブ表
面を導電体で覆ってもよい。これにより、カーボンナノ
チューブを分散させたペーストの抵抗値を下げることが
でき、このペーストをそのまま印刷配線の材料に用いる
ことで、工程の簡略化を図ることができる。また、導電
性微粒子をペーストに加える必要がなくなるので、より
単純な分散系となり、カーボンナノチューブの均一分散
を行うことができる。
導電ペーストを絶縁体として、カーボンナノチューブ表
面を導電体で覆ってもよい。これにより、カーボンナノ
チューブを分散させたペーストの抵抗値を下げることが
でき、このペーストをそのまま印刷配線の材料に用いる
ことで、工程の簡略化を図ることができる。また、導電
性微粒子をペーストに加える必要がなくなるので、より
単純な分散系となり、カーボンナノチューブの均一分散
を行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、真空装置を用いた抵抗、配線、絶縁層の成膜を必要
としないため、複雑な工程、高価な装置を必要とせず
に、バックプレートを形成することができる。また、各
層を別個に作成した後、最後に積層焼成すればよいた
め、スループットを向上させることができる。また、カ
ーボンナノチューブ等の材料との組み合わせにより、低
電圧で、高い放出電流密度が可能な電界放出型電子源ア
レイを用いたデバイスを安価に提供できる。
ば、真空装置を用いた抵抗、配線、絶縁層の成膜を必要
としないため、複雑な工程、高価な装置を必要とせず
に、バックプレートを形成することができる。また、各
層を別個に作成した後、最後に積層焼成すればよいた
め、スループットを向上させることができる。また、カ
ーボンナノチューブ等の材料との組み合わせにより、低
電圧で、高い放出電流密度が可能な電界放出型電子源ア
レイを用いたデバイスを安価に提供できる。
【００３５】また、エミッタ配線が真空封止管内に存在
しないため、真空維持に有利であり、ゲート配線との絶
縁も容易に行うことができる。また、低温焼成セラミッ
ク基板でもその積層焼成温度は、８００℃〜９００℃と
高いため、真空排気時の部材内部からのガス放出が低減
される。また、バックプレートに形成された冷陰極材料
未充填の貫通孔により、バックプレート背面から排気を
行うことができるため、大画面化に対しても、排気コン
ダクタンスが低下せず、ゲッタ配置スペースの制限もな
くなるため、十分な排気速度を得ることができる。
しないため、真空維持に有利であり、ゲート配線との絶
縁も容易に行うことができる。また、低温焼成セラミッ
ク基板でもその積層焼成温度は、８００℃〜９００℃と
高いため、真空排気時の部材内部からのガス放出が低減
される。また、バックプレートに形成された冷陰極材料
未充填の貫通孔により、バックプレート背面から排気を
行うことができるため、大画面化に対しても、排気コン
ダクタンスが低下せず、ゲッタ配置スペースの制限もな
くなるため、十分な排気速度を得ることができる。
【００３６】また、本発明の電子源の製造方法によれ
ば、カーボンナノチューブを容易に平板のスルーホール
方向に配向させることができる。また、低温焼成セラミ
ック基板でもその積層焼成温度は、８００℃〜９００℃
と高いため、その温度により、カーボンナノチューブ先
端のキャップ除去を行うことができるため、先端の閉じ
たカーボンナノチューブを材料に用いてもそのエミッシ
ョン特性を向上させる工程を必要としない利点がある。
ば、カーボンナノチューブを容易に平板のスルーホール
方向に配向させることができる。また、低温焼成セラミ
ック基板でもその積層焼成温度は、８００℃〜９００℃
と高いため、その温度により、カーボンナノチューブ先
端のキャップ除去を行うことができるため、先端の閉じ
たカーボンナノチューブを材料に用いてもそのエミッシ
ョン特性を向上させる工程を必要としない利点がある。
【図１】本発明の第１の実施の形態の冷陰極電子源の導
電ペースト塗布時のメタルマスクの配置を示す平面図で
ある。
電ペースト塗布時のメタルマスクの配置を示す平面図で
ある。
【図２】本実施の形態の冷陰極電子源の導電ペーストの
充填及びカーボンナノチューブの配向プロセスを示す断
面図である。
充填及びカーボンナノチューブの配向プロセスを示す断
面図である。
【図３】本実施の形態の冷陰極電子源の積層構成例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ｂ断面図である。
【図５】図３のＣ−Ｄ断面図である。
【図６】本実施の形態の冷陰極電子源の積層構成例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の冷陰極電子源の積
層構成例を示す斜視図である。
層構成例を示す斜視図である。
【図８】本実施の形態の冷陰極電子源の積層構成例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態の冷陰極電子源の導
電ペーストの充填及びカーボンナノチューブの配向プロ
セスを示す断面図である。
電ペーストの充填及びカーボンナノチューブの配向プロ
セスを示す断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態の冷陰極電子源の
導電ペーストの充填及びカーボンナノチューブの配向プ
ロセスを示す断面図である。
導電ペーストの充填及びカーボンナノチューブの配向プ
ロセスを示す断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態の冷陰極電子源の
導電ペーストの充填及びカーボンナノチューブの配向プ
ロセスを示す断面図である。
導電ペーストの充填及びカーボンナノチューブの配向プ
ロセスを示す断面図である。
【図１２】本発明の第６の実施の形態の冷陰極電子源の
Ｘ−Ｙマトリクス配置の冷陰極電子源の各基板及び組立
構造例を示す断面図である。
Ｘ−Ｙマトリクス配置の冷陰極電子源の各基板及び組立
構造例を示す断面図である。
【図１３】本発明の第７の実施の形態の冷陰極電子源の
Ｘ−Ｙマトリクス配置の冷陰極電子源の各基板及び組立
構造例を示す断面図である。
Ｘ−Ｙマトリクス配置の冷陰極電子源の各基板及び組立
構造例を示す断面図である。
【図１４】従来のカーボンナノチューブを用いた冷陰極
の断面図である。
の断面図である。
２０ スルーホール ２０’ テーパー付きスルーホール ２１ グリーンシート（第１の層） ２２ メタルマスク ３０ 導電ペースト（カーボンナノチューブを分散させ
た物質） ３１ カーボンナノチューブ ４０ エミッタ部 ４１ エミッタ配線 ４２ 孔 ４３ ギャップ調節用グリーンシート ４４ ゲート電極 ４５ 集束電極 ４６ 電極基板用グリーンシート（第２の層） ４７ スペーサはめ込み用溝 ４８ スペーサ ５０ 接合剤 ８０，８１ 排気用スルーホール ９０ ゲッタ室 １１１ 押さえ治具 １１２ 打ち抜き用ニードル １２１ 加圧具 １３１ ストライプ状リブ
た物質） ３１ カーボンナノチューブ ４０ エミッタ部 ４１ エミッタ配線 ４２ 孔 ４３ ギャップ調節用グリーンシート ４４ ゲート電極 ４５ 集束電極 ４６ 電極基板用グリーンシート（第２の層） ４７ スペーサはめ込み用溝 ４８ スペーサ ５０ 接合剤 ８０，８１ 排気用スルーホール ９０ ゲッタ室 １１１ 押さえ治具 １１２ 打ち抜き用ニードル １２１ 加圧具 １３１ ストライプ状リブ
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくともカソード電極、エミッタ部を
設けた第１の層と、制御電極を設けた第２の層とがシー
ト状に積層され、その上部にスペーサを配置し、前記第
１の層及び第２の層が焼成され、更に該スペーサを上部
に配して一体化形成されたことを特徴とする電子源。 - 【請求項２】 前記第１の層に複数の貫通孔を形成し、
該第１の層の背面にゲッタ室を設けることを特徴とする
請求項１記載の電子源。 - 【請求項３】 前記エミッタ部が、１０Ｖ／μｍ以下の
電界強度で電子放出を行う材料により構成されることを
特徴とする請求項１記載の電子源。 - 【請求項４】 前記エミッタ部が、カーボンナノチュー
ブを用いて構成されることを特徴とする請求項１に記載
の電子源。 - 【請求項５】 カーボンナノチューブを分散させた物質
を平板上にあけたスルーホールに吸引して、前記物質中
のカーボンナノチューブを前記スルーホール方向に配向
してなることを特徴とする電子源の製造方法。 - 【請求項６】 カーボンナノチューブを分散させた物質
を平板上にあけたスルーホールに圧入して、前記物質中
のカーボンナノチューブを前記スルーホール方向に配向
してなることを特徴とする電子源の製造方法。 - 【請求項７】 前記スルーホールの先端部にテーパーを
設けたことを特徴とする請求項５又は６に記載の電子源
の製造方法。 - 【請求項８】 カーボンナノチューブを分散させた物質
が高抵抗材料であることを特徴とする５又は６に記載の
電子源の製造方法。
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