JP3024539B2 - 電子線励起発光素子 - Google Patents

電子線励起発光素子

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JP3024539B2
JP3024539B2 JP8031199A JP3119996A JP3024539B2 JP 3024539 B2 JP3024539 B2 JP 3024539B2 JP 8031199 A JP8031199 A JP 8031199A JP 3119996 A JP3119996 A JP 3119996A JP 3024539 B2 JP3024539 B2 JP 3024539B2
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照男 渡辺
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    • H01J2201/304Field emission cathodes
    • H01J2201/30403Field emission cathodes characterised by the emitter shape
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    • H01J2329/18Luminescent screens
    • H01J2329/28Luminescent screens with protective, conductive or reflective layers

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空気密容器が少
なくとも、電子を放出する電子放出手段を備えるカソー
ド基板と、この電子放出手段からの電子により励起され
る蛍光体とアノード電極とが形成されたアノード基板と
により形成された電子線励起発光素子に関するものであ
る。

【0002】

【従来の技術】金属または半導体表面の印加電界を10
9 [V/m]程度にするとトンネル効果により、電子が
障壁を通過して常温でも真空中に電子放出が行われる。
これを電界放出(Field Emission)と云い、このような
原理で電子を放出するカソードを電界放出型カソードと
呼んでいる。近年、半導体加工技術を駆使して、μmサ
イズの電界放出型カソード(以下、FECという)アレ
イからなる面放出型のFECを作ることが可能となって
いる。

【0003】図11に、その一例であるスピント(Spin
dt)型と呼ばれる電界放出カソードを用いた表示素子の
断面図を示す。この図において、カソード基板103上
にカソード電極109が蒸着等により形成されており、
このカソード電極109上にコーン状のエミッタコーン
114が形成されている。カソード電極109上には、
さらに2酸化シリコン(SiO2 )からなる絶縁層11
1を介してゲ−ト電極112が設けられており、ゲート
電極112にあけられた丸い開口部113の中に上記エ
ミッタコーン114が配置されている。すなわち、この
エミッタコーン114の先端部分がゲート電極112に
あけられた開口部113から臨んでいる。

【0004】このエミッタコーン114とエミッタコー
ン114間のピッチは微細加工技術を利用して10μm
以下で作製することが出来、数万から数10万個のFE
Cを1枚のカソード基板103上に設けることが出来
る。さらに、ゲート電極112とエミッタコーン114
のコーンの先端との距離をサブμmとすることが出来る
ため、ゲート電極112とカソード電極109間とに僅
か数10ボルトの電圧を印加することにより、電子をエ
ミッタコーン114から電界放出することが出来る。な
お、カソード電極109とエミッタコーン114との間
には動作を安定化するための抵抗層110が設けられて
いる。

【0005】そして、カソード基板103と所定間隔離
隔してアノード基板102が対向して設けられている。
このアノード基板102の内側にはストライプ状のアノ
ード電極115が複数本形成されており、その上に蛍光
体層116が形成されている。このアノード基板102
とカソード基板103とを所定間隔で対向させるように
両者の端部には側板104が設けられている。そして、
アノード基板102とカソード基板103および側板1
04とで真空気密容器が形成されて、その内部108は
高真空とされている。

【0006】このように構成された表示素子において、
カソード電極109とゲート電極112間に所定の電圧
を印加すると、エミッタコーン114の先端から電子が
電界放出される。この電子は正電圧の印加されたアノー
ド電極115に引き寄せられてアノード電極115の表
面に形成された蛍光体層116に達する。すると、蛍光
体層116は電子により励起されて発光するようにな
る。この場合、アノード電極115はITO(Indium-T
in Oxide)等を用いた透明電極とされており、アノード
基板102はガラス製とされているので、この発光の様
子をアノード基板102を通して観察することができ
る。そして、エミッタコーン114を画素単位として発
光を制御することにより、アノード電極115上の蛍光
体層116に画像を表示することができる。

【0007】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図11
に示す従来の表示素子においては、エミッタコーン11
4のエミッションが短期間で劣化し、長期間の寿命の表
示素子を得にくいと云う問題点があった。そこで、本発
明は長期間に渡ってエミッタコーンのエミッションが低
下しない長寿命の電子線励起発光素子を提供することを
目的としている。

【0008】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子線励起発光素子は、少なくとも、電子
を放出する電子放出手段を備えるガラス製のカソード基
板と、該カソード基板に対向して配置されたガラス製の
アノード基板とで真空気密容器が形成され、前記アノー
ド基板には、ストライプ状のアノード電極とアノード電
極上に形成された前記電子放出手段から放出された電子
で励起される蛍光体層が設けられており、このアノード
基板におけるガラス露出面を例えばSiNからなる疎水
性絶縁膜によって覆うようにしたものである。

【0009】また、前記電子線励起発光素子において、
SiNからなる疎水性の絶縁膜とする部分は、アノード
基板において電子線が照射される前記アノード電極の近
傍のガラス表面、アノード電極上に形成された前記蛍光
体層以外の部分のガラス表面、アノード基板状に形成さ
れた前記蛍光体層以外の部分で、前記電子放出手段から
放出された電子線が照射される前記アノード電極の近傍
ガラス表面、あるいはカソード基板であって電子線が
照射される電子放出手段が形成されていない真空気密容
器内のガラス表面としている。また、SiNからなる疎
水性絶縁膜を、窒化物、炭化物、あるいはフッ化物、ま
たはそれらの混合物としたものである。また、疎水性絶
縁膜は、この疎水性絶縁膜が形成されるべき被形成部位
と当該疎水性絶縁膜との両者に親和性を有する物質によ
り形成される内部層を介在するようにして設ける、ある
いは、疎水性絶縁膜を形成すべき被形成部位に対して親
和性を有する物質の含有量が、当該疎水性絶縁膜の内層
から表面にかけて減少するようにされた層構造となるよ
うにして設けることとした。

【0010】そして本発明によれば、電子線が照射され
る発光に寄与しない部分を疎水性の絶縁膜(SiN)と
して、電子線が照射されても酸素等のガスが放出される
ことを防止するよにしているので、エミッタコーンにガ
スが吸着されることを極力防止することができる。この
ため、エミッタコーンのエミッションが低下しにくくな
り、電子線励起発光素子の寿命を格段に伸ばすことがで
きる。また、疎水性絶縁膜で覆うことにより疎水性とす
る場合に、疎水性絶縁膜と例えばガラス基板面等の被形
成部位との両者に親和性を有する物質を介在して疎水性
絶縁膜が形成するようにされるため、疎水性絶縁膜の剥
離の可能性を低減することができる。

【0011】

【発明の実施の形態】本発明の電子線励起発光素子は、
電子線で励起される発光素子だけでなく、電子線で励起
される発光素子からなる表示素子も含むものである。こ
こで、本発明の構成を説明する前に本発明に至った経緯
を説明する。前記説明した図11に示すようなストライ
プ状のアノード電極とした表示素子の寿命は、例えば図
10に黒丸でつないだ特性で示されるように、アノード
電流Iaの低下が激しい。すなわち、エミッタコーンの
エミッションが短時間で劣化することが示されている。
ところで、表示素子の寿命はその構造と関係があり、ア
ノード電極をストライプ状にした構造に比較して、アノ
ード電極を一面(ベタ)状とした構造の表示素子とする
と、図10に黒角でつないだ特性として示されるように
寿命が長いと云うことが本発明者らにおいて発見され
た。

【0012】そこで、別の面から考察してみる。図8は
高真空チャンバー内にセットされたセット基板におい
て、電子線をそのアノード基板に照射した時にアノード
基板から放出されるガスを分析した結果のグラフであ
る。この図において、FECとして示すものはアノード
電極には通電せずバックグランドを測定するためのセッ
トであり、ITOベタとして示すものはITO製のアノ
ード電極をベタに構成したセットであり、ITO間隔6
0μmとして示すものはストライプ状のITO製のアノ
ード電極間の間隔が60μmとされたセットであり、I
TO間隔160μmとして示すものはストライプ状のI
TO製のアノード電極間の間隔が160μmとされたセ
ットである。

【0013】この時、種々のマスナンバーのものが現れ
るが、図8においてはマスナンバー18とマスナンバー
32のものだけを示している。なお、マスナンバー18
は水(H2 O)で、マスナンバー32は酸素(O2 )と
考えられる。図4の特性を見ると、マスナンバー18の
水分については表示素子の構造において、アノード電極
間の間隔が広い、すなわちガラスの露出面が多くなるに
つれて減少していくが、マスナンバー32の酸素につい
てはガラス面が露出している部分が増えるにつれて急激
に増加していることがわかる。

【0014】また、電界放出エミッタからのエミッショ
ンに特定のガスが悪影響を及ぼすことがすでに確認され
ており、そのガスのひとつとして酸素(O2 )がわかっ
ている。すなわち、マスナンバー32の酸素(O2 )が
増加することが寿命の低下の原因と思われる。そこで、
水分が減少して酸素が増加することについて考察する
と、水分が分解して酸素が放出されるものと思われる。
これは次のことからも理解される。表示素子をベーキン
グしない場合は、真空気密容器内に残留しているガス中
において、水分が多くまた酸素も多く含まれているが、
ベーキングを施したものについては、真空気密容器内の
残留ガス中において、水分が減少していると共に酸素も
減少している。すなわち、酸素は水分が分解して放出さ
れたものと考えられるのである。

【0015】次に、図8に示すようにアノード基板が露
出するにつれて酸素が増加する原因について考察する
と、アノード基板はガラス製とされており、ガラスの表
面は水分やガスの影響でその状態が変化した変質層が生
成されている。この表面変質層には含まれている水分、
表面吸着された水分等が存在しており、ガラス中のガス
としては水分が最も多量とされる。また、ガラス表面に
はSiO2 rich の水和層が生成されており、この表面
水和層は低温でクラックが生じ易く、クラックが生じる
とSi−O−Siネットワークの加水分解、Si−O−
Si+H2 O→Si−OH+HO−Si、それに引き続
く脱水縮合、2SiOH→Si−O−Si+H2 Oによ
る構造再編成が生じる。それが電子線によって叩かれ、
またはITO電極(アノード電極)間のガラス露出面で
の表面電流等により、残留ガス中のH2 O分子の吸着お
よびガラス表面でのOHおよびO+ への分解のサイクル
が活発に行われた結果、O2 のガス放出につながるもの
と考えられる。

【0016】以上の考察に基づいて、本発明はなされた
ものであるが、本発明の電子線励起発光素子の実施の形
態である表示素子を用いて説明する。本発明の表示素子
の第1の実施の形態の構成を図1に示す。この図におい
て、1は表示素子、2はアノード電極15および蛍光体
層16が形成されているアノード基板、3はカソード電
極9、抵抗層10、絶縁層11、ゲート電極12、エミ
ッタコーン14により構成される電子放出手段の形成さ
れたカソード基板、4はアノード基板2とカソード基板
3とを所定間隔で対向させる側板、8はアノード基板
2、カソード基板3および側板4とにより形成される真
空気密容器の内部、13はゲート電極12に形成された
開口部、14は開口部13内に形成されている電子を電
界放出するエミッタコーン、17は疎水性絶縁膜であ
る。

【0017】図1に示す表示素子の特徴点は疎水性絶縁
膜17をガラス製のアノード基板2の内表面の全面に形
成し、その上にストライプ状のアノード電極15および
蛍光体層16を形成するようにした点である。これによ
り、アノード基板2におけるガラス露出面は存在しなく
なる。すなわち、カソード電極9とゲート電極12間に
所定の電圧を印加してエミッタコーン14から電子を電
界放出させた場合、放出された電子線は正電圧の印加さ
れているアノード電極15に引き寄せられるが、放出電
子の放出角度は約60°の広がりを持って放出されるこ
とから、アノード電極15だけに収束されて照射され
ず、アノード電極15間にも照射されることになる。

【0018】すると、前記したようにアノード電極15
間に存在する露出されたガラス表面から酸素ガスが放出
されるのであるが、本発明においては疎水性絶縁膜17
がガラス表面に形成されているため、アノード基板2に
おいてガラスが露出しておらず、電子線は疎水性絶縁膜
17に照射されることになる。疎水性絶縁膜17はその
名のとおり水分を吸着しない性質を有しているので、電
子線が照射されても水分が存在せず酸素ガスが放出され
ることを防止することができる。

【0019】このような本発明の作用を図9を用いて説
明する。図9は高真空チャンバー内にセットされたセッ
ト基板において、電子線をアノード基板に照射した時に
アノード基板から放出されるガスを分析した結果のグラ
フである。この図において、SiNとして示すものは図
1に示す絶縁膜17を疎水性の窒化シリコン(SiN)
で形成した本発明のセットであり、SiOとして示すも
のは図1に示す絶縁膜17を親水性の酸化シリコン(S
i0)で形成したセットである。図9を参照すると、マ
スナンバー18で示される水分は、親水性の酸化シリコ
ンとした場合に比較して、疎水性の窒化シリコンとした
場合は数分の1とされる。さらに、放出されるマスナン
バー32で示される酸素は、親水性の酸化シリコンに比
較して疎水性の窒化シリコンとした場合は略100分の
1と激減する。これにより、表示素子が長寿命化される
ことを十分予測することができる。

【0020】次に、図1に示す表示素子の製造方法につ
いて概略説明すると、ガラス製のアノード基板2の表面
にSiH4 とNH3 をガス種として使用したプラズマC
VD法あるいはSiNをターゲットにN2 をキャリアガ
スとして反応性スパッタ法により作成したSixy
およびスパッタ法により作成されたAlN,BN等の窒
化膜を疎水性絶縁膜17として成膜する。この疎水性絶
縁膜17の厚さは、例えば0.1μm程度に形成する。
そして、透明アノード電極15のITO膜をスパッタ法
あるいはEB蒸着法で0.05〜0.1μmの厚さに成
膜し、フォトリソグラフィ法およびエッチング法により
ストライプ状にパターニングする。

【0021】そして、蛍光体層16をスラリー法または
電着法等によりアノード電極15上に形成する。これに
より、アノード基板2が作成する。また、ガラス製のカ
ソード基板3上にスパッタ法を用い、Nb,W,Mo等
を用いて、例えば0.4μmの厚さでカソード電極9を
成膜し、CVD法で抵抗層10を例えば1.0μmの厚
さで成膜し、スパッタ法でゲート電極12をNbを用い
て、例えば0.4μmの厚さで成膜する。

【0022】さらに、ゲート電極12にSF6 等を用い
てドライエッチングにより開口部13が形成される。そ
の後、Alの剥離層を斜め蒸着し、その上からエミッタ
材料であるMoが正蒸着され、次いで剥離層をウエット
エッチングにより除去すると、エミッタコーン14が開
口部13内に形成され、カソード基板3が作成される。
次に、作成したアノード基板2と作成したカソード基板
3とを側板4を挟んでPbO等のシールガラスにより封
着することにより、真空気密容器を作成してその内部8
を真空に排気する。続いて、図示しない排気孔を封止し
て表示素子1を完成する。

【0023】次に、本発明の第2の実施の形態の表示装
置の構成を図2に示す。この図において、図1と同符号
で示す部分は同じ部分は同一符号で示しており、その説
明は省略する。図2に示す第2実施の形態の表示装置1
は、図1に示す第1の実施の形態と比較して疎水性絶縁
層17の設け方が異なる。すなわち、第2の実施の形態
においてはストライプ状に形成されたアノード電極15
間の露出しているガラス製のアノード基板2を覆うよう
に疎水性絶縁膜17を設けるようにしている。

【0024】この場合、疎水性絶縁膜17を蛍光体層1
6以外でエミッタコーン14から放出された電子線が照
射されるアノード基板2の部分に設けるようにしてもよ
い。さらに、疎水性絶縁膜17に色素を含有させたりあ
るいは混合物を添加したり、または表面処理により黒化
処理を施すことにより、発光する部分以外をブラックマ
トリクスとしてコントラストを向上するようにしてもよ
い。

【0025】次に、本発明の第3の実施の形態の表示装
置の構成を図3に示す。この図において、図1と同符号
で示す部分は同じ部分は同一符号で示しており、その説
明は省略する。図3に示す第3の実施の形態の表示装置
1は、図2に示す第2の実施の形態と比較して疎水性絶
縁層17の設け方が異なる。すなわち、第3の実施の形
態においてはアノード基板2上だけでなくカソード基板
3上にも疎水性絶縁膜17を設けるようにしたものであ
る。これは、エミッタコーン14から放出された電子が
アノード基板2に衝突した時に、図示するようにアノー
ド基板2側から2次電子が放出され、この2次電子がカ
ソード基板3に衝突して、カソード基板3から酸素ガス
が放出されることを防止するためである。また、エミッ
タコーン14から放出された電子は反跳電子としてカソ
ード基板3側へ戻ることもあり、この反跳電子がカソー
ド基板3に衝突して、酸素ガスが放出されることを防止
するためである。

【0026】この場合、図示していないが、側板4の側
面も疎水性絶縁膜17で覆うようにしてもよい。ただ
し、PbO材のシールガラスに対して疎水性絶縁膜17
は悪影響を与えるので、シールガラスの部分には疎水性
絶縁膜17を設けないようにした方がよい。このよう
に、第3の実施の形態の表示装置はアノード基板2以外
に電子線が照射されるカソード基板3等の部分を疎水性
としたものである。

【0027】なお、疎水性絶縁膜17は、Sixy
AlN,BN等の窒化物、SiC,AlC,BC,W
C,TiC等の炭化物、フッ化物あるいは、これらの一
つを少なくとも含む混合物により形成することができ
る。また、これらの疎水性絶縁膜17は、CVD反応性
スパッタ、イオンプレーティング法等を用いて蒸着する
ことにより形成することができる。また、疎水性絶縁膜
17により疎水性とすることに替えて、化学処理、ある
いはイオン注入等の物理的処理によりアノード基板2、
カソード基板3そのものを疎水性としてもよい。

【0028】ところで、これまで説明した第1〜第3の
実施の形態のように疎水性絶縁膜を実際に設けた場合
に、例えばその材質等によっては、アノード基板2及び
カソード基板3のガラス基板に対する親和性が低いとい
う特性を有する。このため上記ガラス基板に対する疎水
性絶縁膜の密着強度が充分に得られずに、疎水性絶縁膜
がガラス基板から剥離する可能性があることが確認され
ている。このような現象は、例えば図1に示した第1の
実施の形態のようにガラス基板(アノード基板2)に対
して疎水性絶縁膜17をベタで形成するような場合に
は、ガラス基板面と疎水性絶縁膜との接触面積が広く得
られることから特に問題とはならないが、図2及び図3
の実施の形態のように、ライン状に形成されたアノード
電極15間に露出するアノード基板2に対して疎水性絶
縁膜を形成するような場合には、ガラス基板面との接触
面積が小さくなるなどの要因により、充分な密着強度が
得られなくなるために、疎水性絶縁膜の剥離が発生する
可能性が高くなることが分かっている。そこで以下、上
記ガラス基板と疎水性絶縁膜の剥離の可能性を解消する
ように構成された実施の形態について説明する。

【0029】図4は、第4の実施の形態の表示装置の構
成例を示すものとされ、図1〜図3と同一部分には同一
符号を付して説明を省略する。なお、この図には表示素
子1における上部側、即ちアノード基板側の一部分が示
されている。この図に示す実施の形態の場合、疎水性絶
縁膜17Aは2層により形成されている。疎水性絶縁膜
17Aを形成するためには、先ず、Siの酸化物である
SiOx によりアノード基板2の露出面に対してSiO
x 層17aを形成し、次にこのSiOx 層17aを覆う
ようにして疎水性及び絶縁性を有するSiN層17bを
形成する。この場合SiOx 層17aは、アノード基板
2とSiN層17b間を介在するバッファ層として設け
られ、ガラス製のアノード基板2とSiN層17bの両
者に対して相応の親和性を有するものとされる。この結
果、本実施の形態の疎水性絶縁膜17Aとアノード基板
2は、内層部のSiOx 層17aを介在することで互い
の密着強度が保たれることになり、疎水性絶縁膜17A
が剥離する可能性は著しく低くなる。

【0030】ここで図5は、上記図4に示した表示装置
の形成過程として、アノード基板面部を抜き出して示す
斜視図とされる。アノード基板2に対しては、先ず図の
ようにアノード電極15が前述した形成方法によりスト
ライプ状に形成される。そして、本実施の形態ではアノ
ード電極15が形成されたアノード基板2上に対してS
iOx 層17aをベタで形成し、この後にSiN層17
bを同様にベタで形成する。なお、これらSiOx 層1
7a及びSiN層17bを形成するには、例えばロール
コータ法などによりベタで塗布するという手段を採用す
ることができる。この後、本実施の形態ではエッチング
等の処理工程によって、アノード電極15上の所定位置
に対して、図のように、蛍光体層16を設けるための蛍
光体用窓部18を形成する処理を行ってアノード電極1
5を露出させる。そして、次に上記蛍光体用窓部18の
部分に対して、前述のようにして蛍光体層16を形成す
る処理工程を行うことによって、アノード基板2上に対
して、図4の断面に示した層構造が形成されることにな
る。

【0031】図6は、本発明の第5の実施の形態の表示
装置の構成を示すものとされ、図4と同一部分は同一符
号を付して説明を省略する。本実施の形態においては、
アノード基板2の露出面に対して疎水性絶縁膜17Bが
設けられる。この疎水性絶縁膜17Bは、例えばCVD
(Chemical Vapor Deposition)法により形成され、最初
の段階ではSiNに対して所定割合のO(酸素)成分を
混入したガスにより、アノード基板2の直上に対しては
図に示すようにSiN+SiOにより表される成分によ
る膜を形成していくようにされる。そして、ガスから徐
々にO(酸素)成分を減少させながらCVDによる層の
形成を継続し、最終的にはO(酸素)成分を完全に無く
してSiNのみによる層が形成されるようにして得られ
るものである。即ち、疎水性絶縁膜17Bはアノード基
板2に対向する側の層から表面に掛けて、SiN+Si
O層から徐々にSiN層に変化するようにして形成され
る、いわゆるグレーデッド層として形成される。このよ
うにして形成される疎水性絶縁膜17Bによっても、先
の図4に示した第4の実施の形態と同様に、アノード基
板2とSiN層間に対して両者に親和性を有するSiO
層が介在する状態が得られることになって、疎水性絶縁
膜17B自体がアノード基板2から剥離する可能性を低
減することが可能となる。

【0032】図7は、本発明の第6の実施の形態の表示
装置の構成を示すものとされ、図6と同一部分は同一符
号を付して説明を省略する。この図に示す表示装置にお
いては、アノード電極15のパターン間、即ち、アノー
ド基板2上においてアノード電極15が形成されている
以外の部分に対してブラックマスク18が形成されてい
る。このブラックマスク18は、Si系若しくはCrの
酸化化合物等が用いられ、表示画像のコントラストの向
上を図ることが可能とされる。本実施の形態において
は、このブラックマスク18上に対して、図6の第5の
実施の形態により説明した疎水性絶縁膜17Bが設けら
れ、この場合にも図6で説明したのと同様の理由によっ
て、ブラックマスク18に対する疎水性絶縁膜17Bの
剥離が起こらないようにされる。なお、この図7におい
てはブラックマスク18上に疎水性絶縁膜17Bが形成
される構成を例に説明したが、代わりに図4に示した2
層構造の疎水性絶縁膜17Aが形成されても構わない。

【0033】また、これまで説明してきた第4〜第6の
実施の形態においては、特にパターン配列されたアノー
ド電極15が形成されているアノード基板2側に疎水性
絶縁膜17A又は17Bを形成する例が示されている
が、図1に示した第1の実施の形態のように、例えばア
ノード基板2に対してベタで疎水性絶縁膜17A又は1
7Bを設けても構わなく、この場合にも密着強度の向上
が図られることになる。またアノード基板2側の対向面
であるカソード基板3側の露出面に対して疎水性絶縁膜
17A又は17Bが形成されても良い。また、第4〜第
6の実施の形態においては、疎水性絶縁膜17A、17
Bは、共にSiNとその酸化化合物とされるSiOx
はSiN+SiOx の成分により成るものとして説明し
ているが、疎水性絶縁膜の剥離が防止される限り、例え
ばSiN以外の他のSi化合物などの材質が用いられて
も構わなく、更にはSi化合物以外の絶縁性を有する他
の材質が用いられることも考えられる。

【0034】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように電子線が
照射される発光に寄与しないガラスの表面をSiN
らなる絶縁膜で覆い疎水性となるようにしたので、電子
線が照射されても酸素等のガスが放出されることを防止
することができ、エミッタコーンにガスが吸着されるこ
とを極力防止することができる。従って、エミッタコー
ンのエミッションの低下がおさえられ、電子線励起発光
素子の寿命を格段に伸ばすことができる。また、上記電
子線が照射される発光に寄与しない部分を疎水性とする
のに際して疎水性絶縁膜を形成する場合、例えば、酸素
成分を含むシリコン化合物などのガラス基板面に対して
も親和性を有するとされる物質を介在するようにして疎
水性絶縁膜を形成するようにしたことで、ガラス基板に
対する疎水性絶縁膜の剥離を防止することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の第1の実施の形態の表示装置の構成を
示す図である。

【図2】本発明の第2の実施の形態の表示装置の構成を
示す図である。

【図3】本発明の第3の実施の形態の表示装置の構成を
示す図である。

【図4】本発明の第4の実施の形態の表示装置の構成を
示す図である。

【図5】第4の実施の形態における疎水性絶縁膜の形成
過程を説明するための斜視図である。

【図6】本発明の第5の実施の形態の表示装置の構成を
示す図である。

【図7】本発明の第6の実施の形態の表示装置の構成を
示す図である。

【図8】高真空チャンバー内にセットされたセット基板
において、電子線をアノード基板に照射した時にアノー
ド基板から放出されるガスを分析した結果のグラフであ
る。

【図9】高真空チャンバー内にセットされた絶縁膜を形
成したセット基板において、電子線をアノード基板に照
射した時にアノード基板から放出されるガスを分析した
結果のグラフである。

【図10】アノード電極をストライプ状としたときと、
ベタ状とした時の表示装置のエミッション特性を示す図
である。

【図11】従来の表示装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

1 表示素子 2 アノード基板 3 カソード基板 4 側板 8 真空気密容器の内部 9 カソード電極 10 抵抗層 11 絶縁層 12 ゲート電極 13 開口部 14 エミッタコーン 15 アノード電極 16 蛍光体層 17、17A,17B 疎水性絶縁膜 17a SiOx 層 17b SiN層 18 ブラックマスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 利根川 武 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株 式会社内 (72)発明者 新山 剛宏 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株 式会社内 (72)発明者 野村 裕司 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株 式会社内 (56)参考文献 特開 平4−370634(JP,A) 特開 平5−307940(JP,A) 特開 昭52−123867(JP,A) 特開 昭54−124671(JP,A) 特開 昭63−202819(JP,A) 実開 平2−80958(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 29/88 H01J 29/86 H01J 31/12

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも、電子を放出する電子放出手
    段を備えるガラス製のカソード基板と、該カソード基板
    に対向して配置されたガラス製のアノード基板とで真空
    気密容器が形成され、前記アノード基板を構成するガラス基板は、その内側表
    面が疎水性絶縁膜で覆われており、該疎水性絶縁膜の表
    面にストライプ状のアノード電極と、前記電子放出手段
    から放出された電子で励起される蛍光体層が設けられて
    いる ことを特徴とする電子線励起発光素子。
  2. 【請求項2】 少なくとも、電子を放出する電子放出手
    段を備えるガラス製のカソード基板と、該カソード基板
    に対向して配置されたガラス製のアノード基板とで真空
    気密容器が形成され、前記アノード基板には、ストライプ状のアノード電極
    と、該アノード電極を含んだガラス表面に成膜されてい
    る疎水性絶縁膜と、前記アノード電極上の疎水性絶縁膜
    の所定の個所をエッチングした蛍光体窓部に埋設されて
    いる蛍光体層によって構成されている ことを特徴とする
    電子線励起発光素子。
  3. 【請求項3】 少なくとも、電子を放出する電子放出手
    段を備えるガラス製のカソード基板と、該カソード基板
    に対向して配置されたガラス製のアノード基板とで真空
    気密容器が形成され、 前記アノード基板には、ストライプ状のアノード電極と
    アノード電極上に形成された前記電子放出手段から放出
    された電子で励起される蛍光体層が設けられており、 前記アノード電極上の前記蛍光体層以外の領域と、該領
    域に隣接するガラス表面を含んだ領域が疎水性絶縁膜で
    覆われていることを特徴とする電子線励起発光素子。
  4. 【請求項4】 前記カソード基板の前記電子放出手段の
    領域を除いた領域が疎水性絶縁膜で覆われていることを
    特徴とする請求項3に記載の電子線励起発光素子。
  5. 【請求項5】 前記疎水性絶縁膜が黒化処理されている
    ことを特徴とする請求項1、2、3、4のいずれかに記
    載の電子線励起発光素子。
  6. 【請求項6】 前記疎水性絶縁膜がSiN、またはSi
    Nを含む混合物とされていることを特徴とする請求項
    1、2、3,4、5のいずれかに記載の電子線励起発光
    素子。
  7. 【請求項7】 前記疎水性絶縁膜が炭化物あるいは少な
    くとも炭化物を含む混合物とされていることを特徴とす
    る請求項1、2、3、4、5のいずれかに記載の電子線
    励起発光素子。
  8. 【請求項8】 前記疎水性絶縁膜がフッ化物あるいは少
    なくともフッ化物を含む混合物とされていることを特徴
    とする請求項1、2、3、4、5のいずれかに記載の電
    子線励起発光素子。
  9. 【請求項9】 前記疎水性絶縁膜は、当該疎水性絶縁膜
    が形成されるべき被形成部位に対して、該被形成部位と
    当該疎水性絶縁膜との両者に親和性を有する物質により
    形成される内部層を介在するようにして設けられること
    を特徴とする請求項1、2、3、4、5、のいずれかに
    記載の電子線励起発光素子。
  10. 【請求項10】 前記内部層は、前記疎水性絶縁膜に用
    いる物質の酸化化合物とされていることを特徴とする請
    求項9に記載の電子線励起発光素子。
  11. 【請求項11】 前記疎水性絶縁膜は、当該疎水性絶縁
    膜が形成されるべき被形成部位に対して親和性を有する
    物質の含有量が、当該疎水性絶縁膜の内層から表面にか
    けて減少するようにされた層構造とされていることを特
    徴とする請求項1、2、3、4、5のいずれかに記載の
    電子線励起発光素子。
  12. 【請求項12】 前記疎水性絶縁膜に対して少なくとも
    酸素成分を含有させることにより、前記被形成部位に対
    する親和性を与えるようにされていることを特徴とする
    請求項9又は請求項11に記載の電子線励起発光素子。
  13. 【請求項13】 前記疎水性絶縁膜は、気相成長法によ
    り形成されることを特徴とする請求項9、10又は請求
    項12に記載の電子線励起発光素子。
  14. 【請求項14】 前記疎水性絶縁膜は、ブラックマトリ
    クス上に対して設けられていることを特徴とする請求項
    1、2、3、4、9、11、13の何れかに記載の電子
    線励起発光素子。
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