JP2005050829A - 薄膜型電子源および薄膜型電子源応用機器 - Google Patents
薄膜型電子源および薄膜型電子源応用機器 Download PDFInfo
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Abstract
下部電極、絶縁層、上部電極をこの順に積層した薄膜型電子源において、絶縁層の劣化を起こり難くする。
【解決手段】
上部電極を絶縁層側から界面層,中間層,表面層の3層構造とし、中間層材料の昇華エンタルピーが表面層のそれより大きく,界面層のそれより小さくなるように構成する。または、表面層を省略して2層構造にする。
【効果】
長寿命で高輝度の画像表示装置や高速の電子線描画装置が実現できる。
【選択図】 図3
Description
図3に、本発明の実施例1のMIM型電子源を示す。図3(b)は平面図で,図3(a)はA-B間での断面図である。ガラスなどの絶縁性の基板14上に下部電極13としてAl膜を例えば100nmの膜厚で形成する。Al膜の形成には、例えば、RFマグネトロンスパッタリング法を用いる。このAl膜の表面を陽極酸化し、膜厚5.5nm程度の絶縁層12を形成する。陽極酸化の化成電流を小さな値に制限することにより、絶縁層12の膜質を向上させることができる。つぎにSiO2やAl2O3などの絶縁体をRFマグネトロンスパッタリング法などで50nm程度形成し、保護層15とする。続いてRFマグネトロンスパッタリング法などにより、3層の上部電極を真空中で連続成膜し形成する。このとき、界面層16としてIrを1nmの厚さ、中間層17としてPtを2nmの厚さ、表面層18としてAuを3nmの厚さ成膜し、全体で6nmの厚さとする。
最後にAuなどで上部電極バスライン32を形成する。
実施例1において、表面層18が無くても上部電極の電気抵抗が「十分」低い場合には、表面層18を形成する必要は無い。このような例を図6に示した。図6(b)は平面図であり,図6(a)はA-B間での断面図である。図6(a)に示したように、絶縁層12上に界面層16と中間層17とを積層した構造になる。この場合,表面層を設けた場合よりも上部電極の電気抵抗が高くなるので,上部電極バスライン32により給電端子と上部電極とを電気的に接続し,上部電極の抵抗値がある程度高くても問題ないようにする。
図7に、本発明の実施例3のMIS型電子源を示す。n型Si基板を下部電極13とし、その表面を熱酸化などの方法で酸化し、絶縁層12を形成する。つぎにCVD法やスパッタ法などにより SiO2を 50 nm の膜厚で蒸着し、保護層15とする。その上に、RFマグネトロンスパッタリングなどの方法で、3層の上部電極を連続成膜し形成する。このとき、界面層16としてIrを1nmの厚さ、中間層17としてPtを2nmの厚さ、表面層18としてAuを3nmの厚さ成膜し、全体で6nmの厚さとする。最後にAuなどで上部電極バスライン32を形成する。
図8および図9は、表示装置の実施例を示す。図8は図9のA-B間での断面図である。図9は基板上に形成した薄膜型電子源の電極配置を描いた平面図である。図9において,基板14は省略してある。ガラスなどの絶縁性の基板14上に、下部電極13をRFスパッタリング法などにより形成する。この際、マスクを用いたり、あるいは、フォトリソグラフィーとエッチングを併用することにより、図9に示したようにパターン化する。続いて、陽極酸化により絶縁層12を形成する。次に、RFスパッタリング法などの方法で、SiO2などの絶縁体からなる保護層15を形成する。保護層15は、下部電極13の辺または角部に電界が集中して絶縁破壊が発生するのを防ぎ、素子を長寿命化する働きがある。
時刻t0ではいずれの電極も電圧ゼロであるので電子は放出されず、したがって、蛍光体114は発光しない。
次に,図12,図13,図14,図15を用いて本発明を用いた表示装置の別の例を説明する。図13は表示パネルを面板側から見た平面図,図14は基板14を面板側から見た平面図である。図13,図14中のA-B間の断面図が図12(a)であり,C-D間の左半分の断面図が図12(b)である。
図16に実施例6の電子線描画装置を示す。電子線描画装置の場合、電子源は少なくとも1つあればよいが、本実施例では薄膜型電子源を格子状に2次元配列して作製したマルチ電子線源200を搭載した電子線描画装置について説明する。
Claims (17)
- 下部電極、絶縁層、上部電極をこの順に積層した構造を有し、前記下部電極と前記上部電極の間に、前記上部電極が正電圧になる極性の電圧を印加した際に、前記上部電極の表面から真空中に電子を放出する薄膜型電子源において、前記上部電極は、前記絶縁層側から界面層、中間層および表面層を積層した3層構造であり,前記中間層の昇華エンタルピーは前記界面層のそれよりも小さく,かつ前記表面層のそれよりも大きいことを特徴とする薄膜型電子源。
- 前記中間層の材料はPtであることを特徴とする請求項1に記載の薄膜型電子源。
- 下部電極、絶縁層、上部電極をこの順に積層した構造を有し、前記下部電極と前記上部電極の間に、前記上部電極が正電圧になる極性の電圧を印加した際に、前記上部電極の表面から真空中に電子を放出する薄膜型電子源において、前記上部電極は、前記絶縁層側から界面層、中間層および表面層を積層した3層構造であり,前記界面層の材料は、Zr, Hf, Ru, Mo, Ir、Nb、Ta、Re、Os、Wのいずれか、またはこれらの合金であり、前記中間層の材料はPtであり、前記表面層の材料は、Au、Ag、Cuのいずれか、またはこれらの合金であることを特徴とする薄膜型電子源。
- 下部電極、絶縁層、上部電極をこの順に積層した構造を有し、前記下部電極と前記上部電極の間に、前記上部電極が正電圧になる極性の電圧を印加した際に、前記上部電極の表面から真空中に電子を放出する薄膜型電子源において、前記上部電極は、前記絶縁層側から界面層、中間層を積層した2層構造であり、前記中間層の材料はPtであり,かつ前記界面層の材料はその昇華エンタルピーが前記
Ptのそれよりも大きいことを特徴とする薄膜型電子源。 - 下部電極、絶縁層、上部電極をこの順に積層した構造を有し、前記下部電極と前記上部電極の間に、前記上部電極が正電圧になる極性の電圧を印加した際に、前記上部電極の表面から真空中に電子を放出する薄膜型電子源において、前記上部電極は、前記絶縁層側から界面層、中間層を積層した2層構造であり、前記界面層の材料はその昇華エンタルピーが前記中間層の材料のそれよりも大きく、かつ,前記上部電極に物理的に接続された前記上部電極に電圧を供給する給電線層を有していることを特徴とする薄膜型電子源。
- 前記中間層の材料はPtであることを特徴とする請求項5に記載の薄膜型電子源。
- 前記界面層の膜厚は3nm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の薄膜型電子源。
- 前記薄膜型電子源は、前記下部電極の辺および角部と前記上部電極との間に設置された絶縁体からなる保護層を有し、該保護層は前記絶縁層より厚いことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の薄膜型電子源。
- 前記下部電極は金属であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の薄膜型電子源。
- 前記下部電極は半導体であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の薄膜型電子源。
- 請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の薄膜型電子源を複数個配列してなる薄膜型電子源配列基板を、電子源として備えていることを特徴とする薄膜型電子源応用機器。
- 請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の薄膜型電子源を2次元配列してなる薄膜型電子源配列基板を、電子源として備えていることを特徴とする薄膜型電子源応用機器。
- 請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の薄膜型電子源と、蛍光体を塗布した面板を有し、前記薄膜型電子源と前記面板とは前記薄膜型電子源から放出された電子が前記蛍光体に照射されるように配置されていることを特徴とする薄膜型電子源応用表示装置。
- 前記薄膜型電子源と前記面板とは厚さ1mm以上3mm以下のスペーサを介して封着されていることを特徴とする請求項13に記載の薄膜型電子源応用表示装置。
- 請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の薄膜型電子源を少なくとも1つと、前記薄膜型電子源から放出された電子の通る電子レンズを備えていることを特徴とする電子線描画装置。
- 請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の薄膜型電子源を複数個配列してなる薄膜型電子源配列基板と、前記薄膜型電子源から放出された電子の通る電子レンズを備えていることを特徴とする電子線描画装置。
- 請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の薄膜型電子源をを2次元配列してなる薄膜型電子源配列基板と、前記薄膜型電子源から放出された電子の通る電子レンズを備えていることを特徴とする電子線描画装置。
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2004
- 2004-11-19 JP JP2004335288A patent/JP2005050829A/ja active Pending
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KR100893173B1 (ko) | 2006-04-14 | 2009-04-17 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 박막형 전자원과 그 제조방법 및 박막형 전자원 응용기기 |
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