JPH09161697A - 電界放射平面表示装置および電子装置 - Google Patents
電界放射平面表示装置および電子装置Info
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- JPH09161697A JPH09161697A JP32309695A JP32309695A JPH09161697A JP H09161697 A JPH09161697 A JP H09161697A JP 32309695 A JP32309695 A JP 32309695A JP 32309695 A JP32309695 A JP 32309695A JP H09161697 A JPH09161697 A JP H09161697A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電子放射の効率が高く、画像表示特性の良好な
表示装置を可能とし、さらに、電子装置に適用し、良好
な画像表示特性を得る電界放射平面表示装置を提供す
る。 【解決手段】ダイヤモンド薄膜２を構成する結晶粒のう
ち、表面が {111}面あるいはその近傍の面である結晶粒
の割合を、面積比で50％以上とする。また第１の基板１
は {111}面あるいはその近傍の面に平行な結晶面を有
し、ダイヤモンド薄膜２を結晶基板１上に形成させる。
第１の基板１はダイヤモンド型構造もしくは閃亜鉛鉱型
構造の結晶とし、具体的には、シリコン結晶基板（111)
を用いる。また、画素子部分における陰電極３の形状
は、グリッド状、メッシュ状、櫛状のいずれかの形状を
用いる。さらに、上記電界放射平面表示装置を電子装置
に適用する。
表示装置を可能とし、さらに、電子装置に適用し、良好
な画像表示特性を得る電界放射平面表示装置を提供す
る。 【解決手段】ダイヤモンド薄膜２を構成する結晶粒のう
ち、表面が {111}面あるいはその近傍の面である結晶粒
の割合を、面積比で50％以上とする。また第１の基板１
は {111}面あるいはその近傍の面に平行な結晶面を有
し、ダイヤモンド薄膜２を結晶基板１上に形成させる。
第１の基板１はダイヤモンド型構造もしくは閃亜鉛鉱型
構造の結晶とし、具体的には、シリコン結晶基板（111)
を用いる。また、画素子部分における陰電極３の形状
は、グリッド状、メッシュ状、櫛状のいずれかの形状を
用いる。さらに、上記電界放射平面表示装置を電子装置
に適用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電界放射型平面表
示装置および電子装置に関するものである。
示装置および電子装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】平面表示装置（ディスプレイ）として
は、液晶ディスプレイやエレクトロ・ルミネッセンス・
ディスプレイ、プラズマ・ディスプレイが既に実用化さ
れている。次世代の平面表示装置としては、冷陰極を用
いた電界放射型平面表示装置の開発が近年盛んであり、
特に、冷陰極電子源としてダイヤモンド薄膜を用いるこ
とが最近検討されている。
は、液晶ディスプレイやエレクトロ・ルミネッセンス・
ディスプレイ、プラズマ・ディスプレイが既に実用化さ
れている。次世代の平面表示装置としては、冷陰極を用
いた電界放射型平面表示装置の開発が近年盛んであり、
特に、冷陰極電子源としてダイヤモンド薄膜を用いるこ
とが最近検討されている。
【０００３】従来のダイヤモンド薄膜電界放射型平面表
示装置一例は、例えば、1994年情報表示学会論文概要集
（SID94 Digest）の43−46頁に掲載されたＮ．クマー，
Ｋ．シュミット，Ｍ．Ｈ．クラーク，Ａ．ロス，Ｂ．リ
ン，Ｌ．フレーディン，Ｂ．ベイカー，Ｄ．パターソ
ン，Ｗ．ブルックオウバ，Ｃ．ジー，Ｃ．ヒルベルト，
Ｒ．Ｌ．フィンク，Ｃ．Ｎ．ポッタ，Ａ．クリシュナ
ン，Ｄ．エイチマン（N. Kumar, H. K. Schmidt, M. H.
Clark, A. Ross, B. Lin, L. Fredin, B. Baker,D. Pa
tterson, W. Brookover, C. Xie, C. Hilbert, R. L. F
rink, C. N. Potter, A. Krishnan, and D. Eichman）
の共著の「ナノ微結晶ダイヤモンド電界放射ディスプレ
イの開発（Development of Nano-Crystalline Diamond-
Based Field-Emission Displays）」と題する論文の中
で述べられている。
示装置一例は、例えば、1994年情報表示学会論文概要集
（SID94 Digest）の43−46頁に掲載されたＮ．クマー，
Ｋ．シュミット，Ｍ．Ｈ．クラーク，Ａ．ロス，Ｂ．リ
ン，Ｌ．フレーディン，Ｂ．ベイカー，Ｄ．パターソ
ン，Ｗ．ブルックオウバ，Ｃ．ジー，Ｃ．ヒルベルト，
Ｒ．Ｌ．フィンク，Ｃ．Ｎ．ポッタ，Ａ．クリシュナ
ン，Ｄ．エイチマン（N. Kumar, H. K. Schmidt, M. H.
Clark, A. Ross, B. Lin, L. Fredin, B. Baker,D. Pa
tterson, W. Brookover, C. Xie, C. Hilbert, R. L. F
rink, C. N. Potter, A. Krishnan, and D. Eichman）
の共著の「ナノ微結晶ダイヤモンド電界放射ディスプレ
イの開発（Development of Nano-Crystalline Diamond-
Based Field-Emission Displays）」と題する論文の中
で述べられている。
【０００４】上記の従来の技術においては、第１の基板
上に複数の陰電極（垂直（Ｙ）電極）が設けられ、この
上にダイヤモンド薄膜からなる冷陰極画素面電子源がマ
トリックス状に設けられている。第２の基板上には、透
明導電膜から成る複数の陽電極（水平（Ｘ）電極）が設
けられ、この上に画素蛍光体がマトリックス状に配置さ
れている。上記第１の基板と上記第２の基板を対向さ
せ、上記画素面電子源と上記画素蛍光体が向き合うよう
に位置合わせし、両基板で挟まれた間隙を真空としてい
る。選択した画素に相当する陰電極と陽電極の間に、順
次、200−400 Vの電圧を印加して、電子を放射、加速
し、加速された電子の衝撃によって画素蛍光体が発光
し、２次元情報を表示する。上記従来例においては、冷
陰極電子源としてダイヤモンド薄膜を用いている。ダイ
ヤモンド薄膜は電子親和力が負であるため、電子の補給
源がある限り、伝導帯にある電子は容易に物質の表面か
ら真空中に飛び出すので、電子を放射するための高電界
が不要となる。このため、上記従来例のダイヤモンド薄
膜電界放射平面表示装置においては、電界印加のための
ゲート電極（あるいは、グリッド電極）も電界集中のた
めの微小チップも不要となり、単純な面電子源構造と単
純な電極構造が実現された。
上に複数の陰電極（垂直（Ｙ）電極）が設けられ、この
上にダイヤモンド薄膜からなる冷陰極画素面電子源がマ
トリックス状に設けられている。第２の基板上には、透
明導電膜から成る複数の陽電極（水平（Ｘ）電極）が設
けられ、この上に画素蛍光体がマトリックス状に配置さ
れている。上記第１の基板と上記第２の基板を対向さ
せ、上記画素面電子源と上記画素蛍光体が向き合うよう
に位置合わせし、両基板で挟まれた間隙を真空としてい
る。選択した画素に相当する陰電極と陽電極の間に、順
次、200−400 Vの電圧を印加して、電子を放射、加速
し、加速された電子の衝撃によって画素蛍光体が発光
し、２次元情報を表示する。上記従来例においては、冷
陰極電子源としてダイヤモンド薄膜を用いている。ダイ
ヤモンド薄膜は電子親和力が負であるため、電子の補給
源がある限り、伝導帯にある電子は容易に物質の表面か
ら真空中に飛び出すので、電子を放射するための高電界
が不要となる。このため、上記従来例のダイヤモンド薄
膜電界放射平面表示装置においては、電界印加のための
ゲート電極（あるいは、グリッド電極）も電界集中のた
めの微小チップも不要となり、単純な面電子源構造と単
純な電極構造が実現された。
【０００５】なお、この種の従来技術について記載され
ている文献としては、特開平６−２０８８３５号公報を
挙げることができる。上記公報においては、結晶配向性
には触れているが、具体的な結晶面については触れてい
ない。
ている文献としては、特開平６−２０８８３５号公報を
挙げることができる。上記公報においては、結晶配向性
には触れているが、具体的な結晶面については触れてい
ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような電
界放射平面表示装置においては、ダイヤモンド薄膜中の
結晶粒の配向性については、具体的に考慮されておら
ず、そのため、ダイヤモンド薄膜の特徴を生かし切れ
ず、電子放射の効率が低く、画像表示特性の向上には貢
献が少ないという問題点があった。
界放射平面表示装置においては、ダイヤモンド薄膜中の
結晶粒の配向性については、具体的に考慮されておら
ず、そのため、ダイヤモンド薄膜の特徴を生かし切れ
ず、電子放射の効率が低く、画像表示特性の向上には貢
献が少ないという問題点があった。
【０００７】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、電子放射の効率が高く、画像表示特性の良
好な電界放射平面表示装置および電子装置を提供するこ
とを目的とする。
れたもので、電子放射の効率が高く、画像表示特性の良
好な電界放射平面表示装置および電子装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、ダイヤモンド薄膜を構成する結
晶粒のうち、表面が {111}面あるいはその近傍の面であ
る結晶粒の割合を、面積比で50％以上とする。
め、本発明においては、ダイヤモンド薄膜を構成する結
晶粒のうち、表面が {111}面あるいはその近傍の面であ
る結晶粒の割合を、面積比で50％以上とする。
【０００９】また第１の基板はほぼ平坦な面を有する結
晶基板とし、上記結晶基盤は {111}面あるいはその近傍
の面に平行な結晶面を有し、上記ダイヤモンド薄膜を上
記結晶基板上に形成させる。
晶基板とし、上記結晶基盤は {111}面あるいはその近傍
の面に平行な結晶面を有し、上記ダイヤモンド薄膜を上
記結晶基板上に形成させる。
【００１０】また上記第１の基板はダイヤモンド型構造
もしくは閃亜鉛鉱型構造を有する結晶基板とし、具体的
には、シリコン結晶基板を用いる。
もしくは閃亜鉛鉱型構造を有する結晶基板とし、具体的
には、シリコン結晶基板を用いる。
【００１１】さらに、断面構造としては、上記第１の基
板と上記陰電極との間に上記面電子源があり、かつ、平
面構造としては、上記面電子源は存在するが上記陰電極
は存在しないような領域がある様な構成とする。
板と上記陰電極との間に上記面電子源があり、かつ、平
面構造としては、上記面電子源は存在するが上記陰電極
は存在しないような領域がある様な構成とする。
【００１２】また、画素子部分における上記陰電極の形
状は、グリッド状、メッシュ状、櫛状のいずれかの形状
を用いる。
状は、グリッド状、メッシュ状、櫛状のいずれかの形状
を用いる。
【００１３】上記の手段により構成された電界放射平面
表示装置を電子装置に搭載する。
表示装置を電子装置に搭載する。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る電界放射平面
表示装置の構成を示す概略図、図２は図１の電界放射平
面表示装置のＡ−Ａ断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面
図、図４は図２のＣ−Ｃ断面図、図５は図２のＤ−Ｄ断
面図である。
表示装置の構成を示す概略図、図２は図１の電界放射平
面表示装置のＡ−Ａ断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面
図、図４は図２のＣ−Ｃ断面図、図５は図２のＤ−Ｄ断
面図である。
【００１５】図に示すように、第１の基板１上にダイヤ
モンド薄膜２および陰電極３を形成し、第２の基板４上
に陽電極５および蛍光体膜６、７、８を形成する。第１
の基板１と第２の基板４はスペーサ９を介して対向して
構成され、両基板１、４の周辺部はフリットガラス１０
で封止され、両基板１、４間は真空にされている。陰電
極３と陽電極５が構成するマトリックスをマルチプレッ
クス駆動して、各画素毎に陰電極３と陽電極５との間に
電位差を与えて画像表示を行わせる。
モンド薄膜２および陰電極３を形成し、第２の基板４上
に陽電極５および蛍光体膜６、７、８を形成する。第１
の基板１と第２の基板４はスペーサ９を介して対向して
構成され、両基板１、４の周辺部はフリットガラス１０
で封止され、両基板１、４間は真空にされている。陰電
極３と陽電極５が構成するマトリックスをマルチプレッ
クス駆動して、各画素毎に陰電極３と陽電極５との間に
電位差を与えて画像表示を行わせる。
【００１６】つぎに、図１〜図５に示した電界放射平面
表示装置の製造方法を説明する。まず、ほぼ平坦な面を
有する石英基板１の表面に、有磁場マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法を用いてダイヤモンド膜２を 1 μm の厚みに
被着した。この際、、原料ガスとしては、H2で希釈したC
Oを用い、CO 濃度を10％とし、圧力 2 × 103Pa、基板
温度 850℃、マイクロ波電力 900 Wの条件でダイヤモン
ド膜２を形成した。得られたダイヤモンド膜２は、強い
{111}配向と弱い{110}配向が混合した配向性を示した。
すなわち、ダイヤモンド膜２の表面層を構成する結晶粒
の多くは、{111}面あるいはその近傍の面が基板１表面
に平行であり、{110} 面あるいはその近傍の面が基板１
表面に平行であるような結晶粒も、上記２つの結晶面以
外の結晶面が基板１に平行であるような結晶粒に較べれ
ば多く存在した。上記ダイヤモンド膜２をストライプ状
に加工した後、この上に、厚さ10 nm のモリブデン膜と
厚さ160nm の金膜から成る２層膜を、リフト・オフ法等
により加工して、陰電極３のパターンを形成し、空気中
で 100 ℃、20 分間の熱処理を行い、さらに、水素雰囲
気中で950 ℃で熱処理を行い、ダイヤモンド膜２と陰電
極３の間でオーミック接触を実現した。陰電極３は、複
数のストライプ状の電極から成る。陰電極３の画素部分
は、グリッド（格子）状とした。グリッド状の電極部分
の隙間から上記ダイヤモンド膜２が顔をのぞかせている
部分が電子源となる。第２の基板４としては透明基板を
用い、この透明基板４の表面に酸化インジウム錫（IT
O） 透明導電膜を 300 nm の厚みに被着し、この透明導
電膜をストライプ状に加工して、複数の陽電極５を形成
する。
表示装置の製造方法を説明する。まず、ほぼ平坦な面を
有する石英基板１の表面に、有磁場マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法を用いてダイヤモンド膜２を 1 μm の厚みに
被着した。この際、、原料ガスとしては、H2で希釈したC
Oを用い、CO 濃度を10％とし、圧力 2 × 103Pa、基板
温度 850℃、マイクロ波電力 900 Wの条件でダイヤモン
ド膜２を形成した。得られたダイヤモンド膜２は、強い
{111}配向と弱い{110}配向が混合した配向性を示した。
すなわち、ダイヤモンド膜２の表面層を構成する結晶粒
の多くは、{111}面あるいはその近傍の面が基板１表面
に平行であり、{110} 面あるいはその近傍の面が基板１
表面に平行であるような結晶粒も、上記２つの結晶面以
外の結晶面が基板１に平行であるような結晶粒に較べれ
ば多く存在した。上記ダイヤモンド膜２をストライプ状
に加工した後、この上に、厚さ10 nm のモリブデン膜と
厚さ160nm の金膜から成る２層膜を、リフト・オフ法等
により加工して、陰電極３のパターンを形成し、空気中
で 100 ℃、20 分間の熱処理を行い、さらに、水素雰囲
気中で950 ℃で熱処理を行い、ダイヤモンド膜２と陰電
極３の間でオーミック接触を実現した。陰電極３は、複
数のストライプ状の電極から成る。陰電極３の画素部分
は、グリッド（格子）状とした。グリッド状の電極部分
の隙間から上記ダイヤモンド膜２が顔をのぞかせている
部分が電子源となる。第２の基板４としては透明基板を
用い、この透明基板４の表面に酸化インジウム錫（IT
O） 透明導電膜を 300 nm の厚みに被着し、この透明導
電膜をストライプ状に加工して、複数の陽電極５を形成
する。
【００１７】次に、三原色のひとつＦ色の光を発する蛍
光体膜を全面に塗布した後、上記Ｆ色蛍光体膜が所望の
画素部分にのみ残るように不要部分の上記Ｆ色蛍光体膜
を除去して、Ｆ色蛍光部６を作成する。同様にして、Ｇ
色蛍光部７、Ｈ色蛍光部８を作成する。ただし、Ｆ色以
外の三原色の色を、Ｇ色，Ｈ色とした。３色の配置は、
入力電気信号の入れ方と合致するようにする。また、３
色の作成の順序は任意である。作製した２枚の基板１、
４のうちのいずれかに真空封止用排気口を設けた後、基
板１、４を、電子源部と蛍光部が内側になるように対向
させ、スペーサー９によって30 μmの間隙を保たせ、基
板１、４の周辺部をフリットガラス１０で封止し、十分
に真空排気した後、排気口を封止する。
光体膜を全面に塗布した後、上記Ｆ色蛍光体膜が所望の
画素部分にのみ残るように不要部分の上記Ｆ色蛍光体膜
を除去して、Ｆ色蛍光部６を作成する。同様にして、Ｇ
色蛍光部７、Ｈ色蛍光部８を作成する。ただし、Ｆ色以
外の三原色の色を、Ｇ色，Ｈ色とした。３色の配置は、
入力電気信号の入れ方と合致するようにする。また、３
色の作成の順序は任意である。作製した２枚の基板１、
４のうちのいずれかに真空封止用排気口を設けた後、基
板１、４を、電子源部と蛍光部が内側になるように対向
させ、スペーサー９によって30 μmの間隙を保たせ、基
板１、４の周辺部をフリットガラス１０で封止し、十分
に真空排気した後、排気口を封止する。
【００１８】このようにして作製した表示パネルにおい
て、ストライプ状の陰電極３とストライプ状の陽電極５
の交差部分が画素部分となり、陰電極３の隙間からダイ
ヤモンド薄膜２が顔を覗かせている部分が電子源とな
る。図４は第１の基板１の平面図であるが、陰電極３と
陽電極５の位置関係を明らかにするために、第２の基板
上の陽電極５を第１の基板上に投影した像を、図４にお
いて、太い破線で示した。同様に、図５は第２の基板４
の平面図であるが、第１の基板上の陰電極３を第２の基
板上に投影した像を、図５において、太い破線で示し
た。陽電極５と陰電極３が構成するマトリックスをマル
チプレックス駆動して、各画素毎に、陽電極５と陰電極
３との間に電位差を与え、ダイヤモンド薄膜３の電子源
から電子を放射させ、また、放射された電子を加速し
て、加速された電子の衝撃によって蛍光部６，７，８を
発光させて、カラーの画像表示を行った。ここで、陰電
位を0 Vとし、陽電位を 300 V とした。
て、ストライプ状の陰電極３とストライプ状の陽電極５
の交差部分が画素部分となり、陰電極３の隙間からダイ
ヤモンド薄膜２が顔を覗かせている部分が電子源とな
る。図４は第１の基板１の平面図であるが、陰電極３と
陽電極５の位置関係を明らかにするために、第２の基板
上の陽電極５を第１の基板上に投影した像を、図４にお
いて、太い破線で示した。同様に、図５は第２の基板４
の平面図であるが、第１の基板上の陰電極３を第２の基
板上に投影した像を、図５において、太い破線で示し
た。陽電極５と陰電極３が構成するマトリックスをマル
チプレックス駆動して、各画素毎に、陽電極５と陰電極
３との間に電位差を与え、ダイヤモンド薄膜３の電子源
から電子を放射させ、また、放射された電子を加速し
て、加速された電子の衝撃によって蛍光部６，７，８を
発光させて、カラーの画像表示を行った。ここで、陰電
位を0 Vとし、陽電位を 300 V とした。
【００１９】以上述べたような製作例においては、面電
子源として用いたダイヤモンド薄膜２が{111} 配向して
おり、すなわち、ダイヤモンド薄膜２の表面層を構成す
る結晶粒の多くが、{111} 面あるいはその近傍の面が基
板１表面に平行であるので、電子源の中で電子親和力が
負である領域が大きいので、配向性のないダイヤモンド
薄膜を面電子源に用いた場合に較べて、電子放射の効率
が高く、平面表示装置として良好な表示特性を示した。
定量的に言えば、{111} 面又はその近傍の面が表面に平
行であるような結晶粒の割合が、体積比で50％以上存在
する場合に、電子放射の効率向上の効果が高く、表示特
性向上の効果が高かった。
子源として用いたダイヤモンド薄膜２が{111} 配向して
おり、すなわち、ダイヤモンド薄膜２の表面層を構成す
る結晶粒の多くが、{111} 面あるいはその近傍の面が基
板１表面に平行であるので、電子源の中で電子親和力が
負である領域が大きいので、配向性のないダイヤモンド
薄膜を面電子源に用いた場合に較べて、電子放射の効率
が高く、平面表示装置として良好な表示特性を示した。
定量的に言えば、{111} 面又はその近傍の面が表面に平
行であるような結晶粒の割合が、体積比で50％以上存在
する場合に、電子放射の効率向上の効果が高く、表示特
性向上の効果が高かった。
【００２０】つぎに、図１〜図５に示した電界放射平面
表示装置の他の製造方法を説明する。まず、第１の基板
１として鏡面研磨した単結晶シリコン（111）基板を用
い、このシリコン結晶基板１の表面に、マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法を用いてダイヤモンド薄膜２を 1 μm の
厚みに被着した。この際、原料ガスとしては、H2で希釈
したCH4を用い、CH4濃度を 0.5 ％とし、マイクロ波入
力電力 800 W、基板温度 800 ℃の条件で、ダイヤモン
ド薄膜２を形成した。得られたダイヤモンド薄膜２は、
多結晶のエピタキシャル膜であり、各結晶粒の結晶面は
単結晶シリコン（111）基板の結晶面を反映し、{111}面
が基板表面に平行であるような結晶粒がほとんどであっ
た。この後、実施の形態と全く同様にして、上記ダイヤ
モンド薄膜２のストライプ状加工以降の製作工程を行
い、電界放射平面表示装置を作製した。
表示装置の他の製造方法を説明する。まず、第１の基板
１として鏡面研磨した単結晶シリコン（111）基板を用
い、このシリコン結晶基板１の表面に、マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法を用いてダイヤモンド薄膜２を 1 μm の
厚みに被着した。この際、原料ガスとしては、H2で希釈
したCH4を用い、CH4濃度を 0.5 ％とし、マイクロ波入
力電力 800 W、基板温度 800 ℃の条件で、ダイヤモン
ド薄膜２を形成した。得られたダイヤモンド薄膜２は、
多結晶のエピタキシャル膜であり、各結晶粒の結晶面は
単結晶シリコン（111）基板の結晶面を反映し、{111}面
が基板表面に平行であるような結晶粒がほとんどであっ
た。この後、実施の形態と全く同様にして、上記ダイヤ
モンド薄膜２のストライプ状加工以降の製作工程を行
い、電界放射平面表示装置を作製した。
【００２１】上記の電子源を構成するダイヤモンド薄膜
２の各結晶粒は結晶面が揃っており、ほとんどの結晶粒
の{111}面が基板表面に平行であるので、電子源の中で
電子親和力が負である領域がほとんどであるので、電子
放射の効率が非常に高く、平面表示装置として良好な表
示特性を示した。
２の各結晶粒は結晶面が揃っており、ほとんどの結晶粒
の{111}面が基板表面に平行であるので、電子源の中で
電子親和力が負である領域がほとんどであるので、電子
放射の効率が非常に高く、平面表示装置として良好な表
示特性を示した。
【００２２】また、上記の例においては、基板１とし
て、単結晶シリコン基板を用いたが、多結晶シリコンの
{111} 基板を用いても、同様な効果が得られた。また、
上記の例においては、結晶シリコン基板を用いたが、Ge
や灰色錫（Sn）等のダイヤモンド型構造の結晶の{111}
基板や、GaAsやBNやβ-SiC等の閃亜鉛鉱型構造の結晶の
{111} 基板を用いても、同様な効果が得られた。ここ
で、結晶とは、単結晶と多結晶の両方を指す。また、上
記の例においては、第１の基板１と陰電極３との間に面
電子源があるような断面構造としたので、第１の基板１
として単結晶シリコンの（111） 基板を選ぶことが任意
であり、また、この上に直接にダイヤモンド薄膜２を成
長させることも任意であり、その結果、{111} 面が基板
に平行であるような結晶粒が多い多結晶ダイヤモンドの
エピタキシャル膜を得ることができ、電子放射の効率の
良い面電子源を形成することができた。
て、単結晶シリコン基板を用いたが、多結晶シリコンの
{111} 基板を用いても、同様な効果が得られた。また、
上記の例においては、結晶シリコン基板を用いたが、Ge
や灰色錫（Sn）等のダイヤモンド型構造の結晶の{111}
基板や、GaAsやBNやβ-SiC等の閃亜鉛鉱型構造の結晶の
{111} 基板を用いても、同様な効果が得られた。ここ
で、結晶とは、単結晶と多結晶の両方を指す。また、上
記の例においては、第１の基板１と陰電極３との間に面
電子源があるような断面構造としたので、第１の基板１
として単結晶シリコンの（111） 基板を選ぶことが任意
であり、また、この上に直接にダイヤモンド薄膜２を成
長させることも任意であり、その結果、{111} 面が基板
に平行であるような結晶粒が多い多結晶ダイヤモンドの
エピタキシャル膜を得ることができ、電子放射の効率の
良い面電子源を形成することができた。
【００２３】さらに、本実施の形態においては、第１の
基板１と陰電極３との間に面電子源があるような断面構
造とした。その結果、ダイヤモンド薄膜２の形成条件の
自由度が増し、{111} 配向したダイヤモンド薄膜２を形
成するための条件を見出すことが容易となった。更に、
陰電極３の画素部分は、グリッド（格子）状とした。陰
電極３の画素部分をグリッド状とすることによって、面
電子源面積は減少するが、面電子源面積の中で、電子の
補給源である陰電極３に近接する部分が大きくなり、結
果として放射される電子数が増える。陰電極３の画素部
分を、図６に示すようなメッシュ状や、図７、図８に示
すような櫛状としても同様な効果が得られる。もちろ
ん、図９のような単なる目開き構造の画素電極によって
十分な電子が放射される場合は、グリッド状やメッシュ
状や櫛状にする必要はなく、図９のような目開き構造の
画素電極として良いことは言うまでもない。上記のグリ
ッド状もしくはメッシュ状もしくは櫛状もしくは目開き
構造の電極部分の隙間から上記ダイヤモンド薄膜２が顔
をのぞかせている部分が電子源となる。なお、図６、図
７、図８、図９においては、陰電極３の形状のみを図示
し、これに加えて、陽電極５の投影位置を破線で示し
た。このような陰電極の構造により、効率のよい電子放
射特性が可能となった。
基板１と陰電極３との間に面電子源があるような断面構
造とした。その結果、ダイヤモンド薄膜２の形成条件の
自由度が増し、{111} 配向したダイヤモンド薄膜２を形
成するための条件を見出すことが容易となった。更に、
陰電極３の画素部分は、グリッド（格子）状とした。陰
電極３の画素部分をグリッド状とすることによって、面
電子源面積は減少するが、面電子源面積の中で、電子の
補給源である陰電極３に近接する部分が大きくなり、結
果として放射される電子数が増える。陰電極３の画素部
分を、図６に示すようなメッシュ状や、図７、図８に示
すような櫛状としても同様な効果が得られる。もちろ
ん、図９のような単なる目開き構造の画素電極によって
十分な電子が放射される場合は、グリッド状やメッシュ
状や櫛状にする必要はなく、図９のような目開き構造の
画素電極として良いことは言うまでもない。上記のグリ
ッド状もしくはメッシュ状もしくは櫛状もしくは目開き
構造の電極部分の隙間から上記ダイヤモンド薄膜２が顔
をのぞかせている部分が電子源となる。なお、図６、図
７、図８、図９においては、陰電極３の形状のみを図示
し、これに加えて、陽電極５の投影位置を破線で示し
た。このような陰電極の構造により、効率のよい電子放
射特性が可能となった。
【００２４】本実施の形態においては、上記陰電極３は
画素のマトリックス状二次元配列の各列の画素を繋ぐ複
数の垂直電極から成り、上記陽電極５は画素のマトリッ
クス状２次元配列の各行の画素を繋ぐ複数の水平電極か
ら成り、上記垂直電極と上記水平電極の交差部分が画素
を構成している。別の電極構造としては、上記陰電極３
が画素のマトリックス状二次元配列の各行の画素を繋ぐ
複数の水平電極から成り、上記陽電極５が画素のマトリ
ックス状２次元配列の各列の画素を繋ぐ複数の垂直電極
から成るような構成としても、同様の効果が得られた。
画素のマトリックス状二次元配列の各列の画素を繋ぐ複
数の垂直電極から成り、上記陽電極５は画素のマトリッ
クス状２次元配列の各行の画素を繋ぐ複数の水平電極か
ら成り、上記垂直電極と上記水平電極の交差部分が画素
を構成している。別の電極構造としては、上記陰電極３
が画素のマトリックス状二次元配列の各行の画素を繋ぐ
複数の水平電極から成り、上記陽電極５が画素のマトリ
ックス状２次元配列の各列の画素を繋ぐ複数の垂直電極
から成るような構成としても、同様の効果が得られた。
【００２５】本発明の電界放射平面表示装置を電子装置
（たとえば、テレビジョン受像装置、情報処理装置、文
章処理装置、コンピューター利用学習機器、コンピュー
ター・ゲーム機）の表示装置として用いたところ、平面
表示装置として良好な表示特性を示し、また、それぞれ
の装置として良好な動作を示した。
（たとえば、テレビジョン受像装置、情報処理装置、文
章処理装置、コンピューター利用学習機器、コンピュー
ター・ゲーム機）の表示装置として用いたところ、平面
表示装置として良好な表示特性を示し、また、それぞれ
の装置として良好な動作を示した。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電界
放射平面表示装置においては、ダイヤモンド薄膜中の結
晶粒配向性を｛111｝面あるいはその近傍の面に揃え、
体積比で５０％以上にしたので、電子放射の効率が高
く、画像表示特性の良好な表示装置が可能となった。
放射平面表示装置においては、ダイヤモンド薄膜中の結
晶粒配向性を｛111｝面あるいはその近傍の面に揃え、
体積比で５０％以上にしたので、電子放射の効率が高
く、画像表示特性の良好な表示装置が可能となった。
【００２７】また、第１の基板に｛111｝面の結晶構造
面、具体的にはダイヤモンド型構造もしくは閃亜鉛鉱型
構造の｛111｝面、あるいは、シリコン結晶の｛111｝面
を用いたので、ダイヤモンド薄膜中の結晶粒配向性を
｛111｝面あるいはその近傍の面に揃えることが可能と
なった。
面、具体的にはダイヤモンド型構造もしくは閃亜鉛鉱型
構造の｛111｝面、あるいは、シリコン結晶の｛111｝面
を用いたので、ダイヤモンド薄膜中の結晶粒配向性を
｛111｝面あるいはその近傍の面に揃えることが可能と
なった。
【００２８】また、断面構造として、第１の基板と陰電
極との間に面電子源があり、かつ、平面構造として、面
電子源は存在するが陰電極は存在しないような領域を持
つ構造とし、陰電極の形状を、グリッド状、メッシュ
状、櫛状のいずれかにしたので、効率のよい電子放射特
性を得ることが可能となった。
極との間に面電子源があり、かつ、平面構造として、面
電子源は存在するが陰電極は存在しないような領域を持
つ構造とし、陰電極の形状を、グリッド状、メッシュ
状、櫛状のいずれかにしたので、効率のよい電子放射特
性を得ることが可能となった。
【００２９】さらに、上記電界放射平面表示装置を電子
装置に適用し、良好な画像表示特性を得ることができ
た。
装置に適用し、良好な画像表示特性を得ることができ
た。
【図１】本発明に係る電界放射平面表示装置の構成を示
す平面図である。
す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】陰電極のメッシュ状構造例の平面図である。
【図７】陰電極の櫛状構造例の平面図である。
【図８】陰電極の他の櫛状構造例の平面図である。
【図９】陰電極の他の構造例の平面図である。
1：第１の基板 2：ダイヤモンド薄膜 3：陰電極 4：第２の基板 5：陽電極 6：Ｆ色蛍光部 7：Ｇ色蛍光部 8：Ｈ色蛍光部 9：スペーサー 10：フリットガラス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大和田 淳一 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内
Claims (7)
- 【請求項１】第１の基板上に陰電極とダイヤモンド薄膜
より成る面電子源を備え、第２の基板上に陽電極を備
え、上記第１の基板と上記第２の基板とを対向させて成
る間隙を真空にした電界放射平面表示装置において、上
記ダイヤモンド薄膜を構成する結晶粒のうち、表面が
{111}面あるいはその近傍の面である結晶粒の割合が、
面積比で50％以上であることを特徴とする電界放射平面
表示装置。 - 【請求項２】上記第１の基板はほぼ平坦な面を有する結
晶基板で、上記結晶基板は {111}面あるいはその近傍の
面に平行な結晶面を有し、上記ダイヤモンド薄膜は上記
結晶基板上に形成されていることを特徴とする請求項１
に記載の電界放射平面表示装置。 - 【請求項３】上記第１の基板はダイヤモンド型構造もし
くは閃亜鉛鉱型構造を有する結晶基板であることを特徴
とする請求項２に記載の電界放射平面表示装置。 - 【請求項４】上記第１の基板はシリコン結晶基板である
ことを特徴とする請求項２に記載の電界放射平面表示装
置。 - 【請求項５】第１の基板上に陰電極と面電子源を備え、
第２の基板上に陽電極を備え、第１および第２の基板を
対向させて成る間隙を真空にした電界放射平面表示装置
において、断面構造としては、上記第１の基板と上記陰
電極との間に上記面電子源があり、かつ、平面構造とし
ては、上記面電子源は存在するが上記陰電極は存在しな
いような領域があることを特徴とする電界放射平面表示
装置。 - 【請求項６】画素部分における上記陰電極の形状は、グ
リッド状、メッシュ状、櫛状のいずれかであることを特
徴とする請求項５に記載の電界放射平面表示装置。 - 【請求項７】請求項１から請求項６に記載の電界放射平
面表示装置を有することを特徴とする電子装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32309695A JPH09161697A (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | 電界放射平面表示装置および電子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32309695A JPH09161697A (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | 電界放射平面表示装置および電子装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09161697A true JPH09161697A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18151039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32309695A Pending JPH09161697A (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | 電界放射平面表示装置および電子装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09161697A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100434555B1 (ko) * | 1997-10-20 | 2004-07-16 | 삼성전자주식회사 | 다이아몬드막필드에미터를이용한표시소자 |
-
1995
- 1995-12-12 JP JP32309695A patent/JPH09161697A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100434555B1 (ko) * | 1997-10-20 | 2004-07-16 | 삼성전자주식회사 | 다이아몬드막필드에미터를이용한표시소자 |
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