JPH0436922A - 電子放出素子の製造方法 - Google Patents

電子放出素子の製造方法

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JPH0436922A
JPH0436922A JP2142491A JP14249190A JPH0436922A JP H0436922 A JPH0436922 A JP H0436922A JP 2142491 A JP2142491 A JP 2142491A JP 14249190 A JP14249190 A JP 14249190A JP H0436922 A JPH0436922 A JP H0436922A
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    • H01J1/00Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子放出素子およびその製造方法に係り、詳
しくは表示デバイスやマイクロッアプリケーションに用
いられ、具体的にはCRT等に利用される電子放出素子
およびその製造方法に関する。
〔従来の技術〕
フラン)CRT等に利用可能な従来の電子放出素子およ
びその製造方法としては、例えば特開昭64−8642
7号公報に記載のものが知られている。このものは、8
.02等の酸化膜に凹部を形成し、凹部に尖端部を有す
るカソードとしてのチップを形成するととも酸化膜の表
面上にゲートを形成したものである。」二速のフラット
CRT自体はまだ市場には受は入れられていないのが現
状であるが、フランI−CRTが市場に受は入れられる
ためには、表示性能を向上するだけでなく表示性能の向
上以」−にコスI・を低減する必要がある。
フランl−CRTの表示性能は輝度の均一性に左右され
るため、表示性能を向」二するには1画素を多数のカソ
ード・アレイにより構成することにより各チップからの
放出電流の変化を平均化し2で、CRT全体として輝度
の不均一・が観測されないようにするのが有効な手段で
ある。現在可能なカソード′・アレイの密度(電子放出
部の密度)は例えば105〜IQ7/cr+?である。
また、コストを低減するためには、電子放出部の構成を
簡mにして歩留り良く製造する必要がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来の電子放出素子およびその製造方法
にあっては、実現可能な電子放出部の密度が低(、また
、−船釣にチップやケートの形成時にフォトマスクを用
いる必要があるため、フランl−CRTを市場に受は入
らせるのに必要な電子放出部の高密度化および電子放出
部の製造における歩留りの向上を実現することがてきな
いといった問題点があった。
〔発明の目的〕
そこで本発明は、A6の陽極酸化膜の孔内にチップを形
成することにより、高密度ピンチで形成された電子放出
部を歩留り良く製造することができる電子放出素子およ
びその製造方法を提供することを目的とし゛でいる。
(発明の構成〕 本発明による電子放出素子は、上記目的を達成するため
、表面および裏面を有するとともに表面で開口する孔を
有する絶縁部材と、尖端部を有するとともに導電材料か
らなり、絶縁部材の孔内に設けられたチップと、導電材
料からなり、絶縁部材の孔内または絶縁部材の表面上の
少なくとも一方にチップから離隔するように設げられた
ケートと、を備え、前記絶縁部材がAβをl陽極酸化し
て形成される陽極酸化膜により構成されることを特徴と
するものである。
また、本発明による電子放出素子の製造方法は、上記目
的を達成するため、導電部材を収納した絶縁部材の孔の
軸線方向がイオンビームの照射方向に対して傾斜するよ
うに、絶縁部材を配設し、孔の軸線回りに絶縁部材を回
転させながら絶縁部材および導電部材にイオンビームを
照射して尖端部を有するチップを形成する工程と、絶縁
部材の孔の軸線方向が導電材料の蒸発方向に対して傾斜
するように、絶縁部材を配設し、孔の軸線回りに絶縁部
材を回転させながら絶縁部材に導電材料を蒸着させてケ
ートを形成する工程と、を含むことを特徴とするもので
ある。
以下、本発明を実施例に基ついて具体的に説明する。
第1〜12図は本発明に係る電子放出素子の一実施例を
示す図である。
まず、電子放出素子の構成を説明する。
第1図において、1は電界放出の電子放出素子であり、
電界放出とは印加電界がl、Q9V/rn程度に達する
と常温で電子放出が得られることを意味する。電子放出
素子1は絶縁部材2、チップ3、ゲー1〜4およびアド
レスライン5から構成される。
絶縁部材2は表面2aおよび裏面2bを有するとともに
表面2aで開口する孔2Cを有し、Anを陽極酸化して
形成されるA (t z O3からなる陽極酸化膜によ
り構成される。チップ3は尖端部3aを有するとともに
導電材料、例えばAuからなり、絶縁部材2の孔2C内
に設けられている。ゲート4は導電材料、例えばAuか
らなり、絶縁部材2の孔2C内および絶縁部材2の表面
2a上の少なくとも一方に、本実施例では両方にチップ
3から離隔するように設けられている。アドレスライン
5は導電材料、例えばAuからなり、絶縁部材2の裏面
2bおよびチップ3に当接して、チップ3に電気的に接
続されている。したがって、アドレスライン5およびゲ
ート4に電界を印加するごとにより、チップ3の尖端部
3aから電子が放出されるようになっている。なお、ゲ
ート4は三極管ではグリッドと呼ばれる。
次に、電子放出素子1の製造方法を第2〜12図に従っ
て説明する。
まず、Aβ基板(図示しない)の表層を陽極酸化処理す
る。すなわら、例えば5〜20%の硫酸を用い温度を0
〜20℃の範囲て変動rlJをゴニ2℃以内に保ち、電
流密度を0.6〜3 A / d mにして、5〜60
分間陽極酸化処理をすると、へβ基板の表層1〜100
μm厚さには、第2.3図に示すよ・うな多数の微細孔
11aを有するAnzC)+からなる陽極酸化膜11が
形成される。微細孔月aの径はlO〜30nm、孔ピン
チは30〜]、OOnm以下であり、微細孔1.1.2
は1cmあたり109〜1011個存在する。
なお、12はA6部材である。
次いて、第4図に示すように、電解析出により陽極酸化
膜1]の微細孔11a内に例えばAuを析出させA、 
u部材】3を形成する。電解析出の条件は電流密度0.
]〜15A / d m、浴温50〜70’C1時間1
0分〜120分である。
次いで、第5図に示すように、蒸着やスパッタ等により
微細孔11aを覆うようにA、 u膜14を陽極酸化膜
11に膜付けし、ΔU膜14にフォトプロセスを用いて
所望のラインパターンを形成する。ずなわら、アドレス
ライン5を形成する。
次いで、第6図に示すように、AI部材12を除去、例
えば臭素−メタノール溶液で溶解除去する。
次いで、陽極酸化膜11の一部を例えば温度20〜50
°Cのリン酸溶液中に10〜60分浸して除去し、第7
.8図に示すよう、Au部材13を露出させるとともに
、孔2cを有する絶縁部材2を形成する。
次いで、第9図に示すように、孔2cの軸線りがイオン
ビームの照射方向に対して角度θI傾斜するように、絶
縁部材2を配設し、絶縁部材2を軸線り回りに回転させ
ながら、イオンビームを絶縁部材2およびAu部材13
に照射し、イオンビームエツチングあるいはイオンビー
ムミリングによりAu部材]3の露出端の一部を除去し
、第10図に示すシャープな尖端部3aを有するチップ
3を形成する。なお、絶縁部材2はシャープな尖端部3
aを形成するためのマスクとして機能し、」二連の角度
θ、は10〜45°である。すなわち、本工程が、本発
明による導電部材を収納した絶縁部材の孔の軸線方向が
イオンビームの照射方向に対して傾斜するように、絶縁
部材を配設し、孔の軸線回りに絶縁部材を回転させなが
ら絶縁部材および導電部材にイオンビームを照射して尖
端部を有するチップを形成する工程である。
次いで、第11図に示すように、孔2Cの軸線りが導電
材料、例えばAu材15の蒸発方向に対して角度θ2傾
斜するように、絶縁部材2を配設し、Au材15を絶縁
部材2に厚さ500人程度蒸着させ、第12図に示すゲ
ート4を形成する。ただし、θ2は前述のθ1より大き
くする必要がある。すなわち、本工程が、本発明による
絶縁部材の孔の軸線方向が導電材料の蒸発方向に対して
傾斜するように、絶縁部材を配設し、孔の軸線回りに絶
縁部材を回転させながら絶縁部材に導電材料を蒸着させ
てゲートを形成する工程である。以上の工程により電子
放出素子1が製造される。
上述のように本実施例では、絶縁部材2が陽極酸化膜1
1により構成され、陽極酸化膜11が有する微細孔11
aを絶縁部材2の孔2Cとして利用するごとができるの
で、チップ3の密度すなわち電子放出部の密度を前述し
たように109〜IQ”7cmにすることができる。し
たがって、電子放出素子度が105〜IQ7/cmであ
った従来のものに比較すると、電子放出部を桁違いに高
密度にすることができ、1画素に対して非常に多くの電
子放出部を提供することができる。
また、チップ3やゲート4を形成するとき、フォトマス
クを用いる必要がないので、すなわぢ、絶縁部材2自体
がマスクとして機能するので、電子放出部の製造を容易
にするとともにコストを低減することができる。したが
って、電子放出部の製造における歩留りを向上すること
ができる。
さらに、絶縁部材2をAnの陽極酸化膜により構成して
いるので、電子放出素子1を容易に大面積化することが
できる。
〔効果〕
本発明によれば、絶縁部材が陽極酸化膜により構成され
るので、陽極酸化膜が有する微細孔を絶縁部材の孔とし
て利用することができ、電子放出部を高密度にすること
ができる。
また、チップやゲートを形成するとき、フォトマスクを
用いる必要がないので、電子放出部の製造を容易にする
とともにコス1−を低減することができる。
したがって、高密度ピッチで形成された電子放出部を歩
留り良く製造することができる
【図面の簡単な説明】
第1〜12図は本発明に係る電子放出素子の一実施例を
示す図であり、第1図はその断面図、第2.3図はその
陽極酸化膜を説明するための図、第4〜12図はその電
子放出素子の製造方法を説明するための断面図である。 2・・・・・−絶縁部材、 2a・・・・・・表面、 2b・・・・・・裏面、 2C・・・・・・孔、 3・・・・・・チップ、 3a・・・・・・尖端部、 4・・・・・・ゲート、 11・・・・・・陽極酸化膜、 13・・・・・・Au部材(導電部材)、15・・・・
・・A u材(導電材料)。 代 理 人 弁理士 有我

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)表面および裏面を有するとともに表面で開口する
    孔を有する絶縁部材と、尖端部を有するとともに導電材
    料からなり、絶縁部材の孔内に設けられたチップと、導
    電材料からなり、絶縁部材の孔内および絶縁部材の表面
    上の少なくとも一方にチップから離隔するように設けら
    れたゲートと、を備え、前記絶縁部材がAlを陽極酸化
    して形成される陽極酸化膜により構成されることを特徴
    とする電子放出素子。
  2. (2)導電部材を収納した絶縁部材の孔の軸線方向がイ
    オンビームの照射方向に対して傾斜するように、絶縁部
    材を配設し、孔の軸線回りに絶縁部材を回転させながら
    絶縁部材および導電部材にイオンビームを照射して尖端
    部を有するチップを形成する工程と、絶縁部材の孔の軸
    線方向が導電材料の蒸発方向に対して傾斜するように、
    絶縁部材を配設し、孔の軸線回りに絶縁部材を回転させ
    ながら絶縁部材に導電材料を蒸着させてゲートを形成す
    る工程と、を含むことを特徴とする電子放出素子の製造
    方法。
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