JPH09283063A - Field emission type display, manufacture thereof and manufacture of metal film for display - Google Patents

Field emission type display, manufacture thereof and manufacture of metal film for display

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JPH09283063A
JPH09283063A JP9696696A JP9696696A JPH09283063A JP H09283063 A JPH09283063 A JP H09283063A JP 9696696 A JP9696696 A JP 9696696A JP 9696696 A JP9696696 A JP 9696696A JP H09283063 A JPH09283063 A JP H09283063A
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JP
Japan
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field emission
substrate
phosphor layer
metal film
cathode
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Application number
JP9696696A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Tonegawa
武 利根川
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Original Assignee
Futaba Corp
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  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a thin uniform Al film on a fluorescent material layer of a field emission type display of small drive voltage. SOLUTION: Al20 and an anode substrate 2 are stored in the inside of a vacuum vessel. The inside of the vacuum vessel is placed in a high vacuum condition of 1×10<-5> Torr or more, He gas is introduced by a degree from several Torr to 1×10<-2> Torr. The Al20 is evaporated, the anode substrate 2 is heated to about 400 deg.C. An evaporated Al molecule Δ, repeating collision against an He molecule O with energy damped and a temperature difference from the anode substrate 2 decreased, leads thereto. The Al molecule grows as a flat large particle in a surface of a fluorescent material particle of a fluorescent material layer 6, an extremely thin fine holeless Al film 7 is uniformly formed in a surface of the fluorescent material layer 6. This anode substrate is used, a field emission type display is formed. Even by setting drive voltage of the field emission type display to several hundred to several kV higher than in the past, the fluorescent material layer 6 is coated with the Al film, so as to prevent worsening of a life characteristic of the fluorescent material layer 6, high emitting efficiency can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電界放出形ディス
プレイとその製造方法、さらに発光部に蛍光体を有する
ディスプイレイに有用なアルミニウム膜の製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field emission display, a method of manufacturing the same, and a method of manufacturing an aluminum film useful for a display having a phosphor in a light emitting portion.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来の電界放出形ディスプレイ1
00の構造を示す断面図である。電界放出形ディスプレ
イ100は、透光性を有するガラス等の絶縁材料からな
る陽極基板101と、陽極基板101に所定の間隔をお
いて対面する絶縁性の陰極基板102を有している。両
基板101,102の外周部の間には図示しないスペー
サ部材があり、両基板101,102の間の空間は高真
空状態に保持されている。前記陽極基板101の内面に
は、ITO(Indium Tin Oxide)等の透光性を有する導
電膜からなる陽極導体103が形成されている。陽極導
体103の表面には蛍光体層104が被着され、表示部
である陽極105が構成されている。前記陰極基板10
2の内面には、電子源である電界放出形陰極106( F
EC, FieldEmission Cathode)が形成されている。電界
放出形陰極106は、陰極基板102の内面に形成され
た陰極導体107と、陰極導体107の表面に形成され
た抵抗層108と、抵抗層108の表面に形成された絶
縁層109と、絶縁層109の表面に形成されたゲート
110と、ゲート110と絶縁層109に形成された孔
の内部で抵抗層108の上に形成されたコーン形状のエ
ミッタ111とを有している。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a conventional field emission display 1
It is sectional drawing which shows the structure of 00. The field emission display 100 has an anode substrate 101 made of a translucent insulating material such as glass, and an insulative cathode substrate 102 facing the anode substrate 101 at a predetermined interval. There is a spacer member (not shown) between the outer peripheral portions of the substrates 101 and 102, and the space between the substrates 101 and 102 is maintained in a high vacuum state. On the inner surface of the anode substrate 101, an anode conductor 103 made of a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide) is formed. A phosphor layer 104 is deposited on the surface of the anode conductor 103 to form an anode 105 which is a display section. The cathode substrate 10
On the inner surface of 2, the field emission cathode 106 (F
EC, Field Emission Cathode) has been formed. The field emission cathode 106 is insulated from the cathode conductor 107 formed on the inner surface of the cathode substrate 102, the resistance layer 108 formed on the surface of the cathode conductor 107, and the insulating layer 109 formed on the surface of the resistance layer 108. It has a gate 110 formed on the surface of the layer 109, and a cone-shaped emitter 111 formed on the resistance layer 108 inside the hole formed in the gate 110 and the insulating layer 109.

【0003】上述した従来の電界放出形ディスプレイ1
00においては、ゲート110が形成する電界によって
エミッタ111から電子が放出され、電子は正電位が与
えられた陽極105に射突して蛍光体層104を発光さ
せる。蛍光体層104の発光は陽極導体103と陽極基
板101を介して陽極基板101の外面側から観察され
る。
The conventional field emission display 1 described above
At 00, electrons are emitted from the emitter 111 due to the electric field formed by the gate 110, and the electrons strike the anode 105 to which a positive potential is applied, causing the phosphor layer 104 to emit light. Light emission of the phosphor layer 104 is observed from the outer surface side of the anode substrate 101 via the anode conductor 103 and the anode substrate 101.

【0004】上述した電界放出形ディスプレイ100の
駆動において、陽極導体103に与える駆動電圧は例え
ば400V程度であり、CRT等の駆動電圧である10
〜30kVに比べてかなり低い。このように低電圧で駆
動される従来の電界放出形ディスプレイ100において
は、電子は蛍光体層104の表面付近にしか入らず、発
光するのは蛍光体の表面近傍のみである。そこで従来の
電界放出形ディスプレイ100では、導電性の高い(即
ち抵抗の低い)蛍光体を使用しており、蛍光体層104
に電子が帯電しにくくなっている。
In driving the field emission display 100 described above, the drive voltage applied to the anode conductor 103 is, for example, about 400 V, which is the drive voltage for the CRT or the like 10.
Significantly lower than ~ 30kV. In the conventional field emission display 100 driven at such a low voltage, electrons enter only near the surface of the phosphor layer 104 and emit light only near the surface of the phosphor. Therefore, in the conventional field emission display 100, a phosphor having high conductivity (that is, low resistance) is used, and the phosphor layer 104 is used.
It is difficult for the electrons to be charged.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の電界放出形ディ
スプレイ100では、前述したように蛍光体層104が
剥き出しの状態であるため、発光輝度等の改善のために
駆動電圧を上げると、高電圧で加速された電子の入射に
よって蛍光体表面に電子がチャージしてしまい、寿命特
性が著しく低下してしまう。前述した高電圧駆動のCR
Tにおいては、蛍光体層の表面はメタルバックと呼ばれ
るアルミニウム膜で覆われており、高電圧で加速された
電子はこのアルミニウム膜を通過して蛍光体層に射突
し、これを発光させている。本発明者は、電界放出形デ
ィスプレイを従来よりも高い駆動電圧で支障なく駆動す
るため、このようなアルミニウム膜を電界放出形ディス
プレイに応用し、蛍光体層をアルミニウム膜で覆うこと
により、比較的高電圧で加速された電子の射突から蛍光
体層を保護するという着想を得た。この着想を進展させ
るべく、本発明者は蛍光体層にアルミニウム膜を形成す
る各種の方法について鋭意研究した。
In the conventional field emission display 100, since the phosphor layer 104 is exposed as described above, if the driving voltage is increased to improve the emission brightness and the like, a high voltage is applied. Electrons are charged on the surface of the phosphor due to the injection of electrons accelerated by, and life characteristics are significantly reduced. CR of high voltage drive mentioned above
At T, the surface of the phosphor layer is covered with an aluminum film called a metal back, and electrons accelerated by a high voltage pass through the aluminum film and strike the phosphor layer to emit light. There is. The present inventor applies such an aluminum film to a field emission display in order to drive a field emission display with a higher drive voltage than before, without any problem, and by covering the phosphor layer with an aluminum film, The idea was to protect the phosphor layer from high-voltage accelerated electron bombardment. In order to develop this idea, the inventor diligently studied various methods of forming an aluminum film on the phosphor layer.

【0006】図5は、本発明者が検討した蛍光体層にア
ルミニウム膜を形成する方法を示す図である。図5の方
法においては、同図(a)に示すように、陽極基板10
1側に形成された蛍光体層104の表面に中間膜112
をコーティングして蛍光体層104の表面を平坦にし、
その上にアルミニウム膜113を蒸着する。同図(b)
の拡大図に示すように、形成されるアルミニウム膜11
3は、径が0.01μm〜0.1μm程度の略球形のア
ルミニウム粒子が積層しており、その厚さは0.2μm
〜1μmとなる。この厚さでは、CRTの高い駆動電圧
で加速された電子ならば突き抜けることができるが、せ
いぜい10kV以下の駆動電圧で加速された電界放出形
ディスプレイの電子がこれを通過して下層の蛍光体を発
光させることはできない。
FIG. 5 is a diagram showing a method of forming an aluminum film on a phosphor layer which the present inventors have studied. In the method shown in FIG. 5, as shown in FIG.
The intermediate film 112 is formed on the surface of the phosphor layer 104 formed on the first side.
To flatten the surface of the phosphor layer 104,
An aluminum film 113 is vapor-deposited on it. FIG.
As shown in the enlarged view of FIG.
No. 3 is a stack of substantially spherical aluminum particles having a diameter of about 0.01 μm to 0.1 μm and a thickness of 0.2 μm.
It becomes 1 μm. With this thickness, electrons accelerated by a high driving voltage of the CRT can penetrate, but at most, electrons of a field emission display accelerated by a driving voltage of 10 kV or less pass through this to pass through the phosphor in the lower layer. It cannot emit light.

【0007】陽極側に形成された蛍光体層の表面にアル
ミニウムを蒸着したシートを転写し、アルミニウム膜を
形成する方法も検討したが、この方法でもアルミニウム
膜の構造及び厚さは図5(a)の方法と略同様となって
しまう。
A method for transferring an aluminum vapor-deposited sheet to the surface of the phosphor layer formed on the anode side to form an aluminum film was also examined. However, even with this method, the structure and thickness of the aluminum film are shown in FIG. ) Method becomes almost the same.

【0008】図6の方法においては、陽極側に形成され
た蛍光体層120の表面に中間膜を塗布せずに直接アル
ミニウム121を蒸着する。この方法でも被着するアル
ミニウム粒子は径が小さい球形であり、平坦で均一なア
ルミニウム膜は形成できない。特に電界放出形ディスプ
レイに適用しうる薄さに形成しようとすると多孔質にな
り、コーティングとしての役目を果たせない状態になっ
てしまう。
In the method of FIG. 6, aluminum 121 is directly deposited on the surface of the phosphor layer 120 formed on the anode side without applying an intermediate film. Even with this method, the aluminum particles deposited are spherical with a small diameter, and a flat and uniform aluminum film cannot be formed. In particular, if it is made thin enough to be applied to a field emission display, it becomes porous and cannot serve as a coating.

【0009】さらに、陽極側に形成された蛍光体層の表
面に中間膜を塗布せずに直接アルミニウムをスパッタリ
ング法で被着させる方法も検討したが、この方法で得ら
れたアルミニウム膜も径の小さい球形のアルミニウム粒
子から構成されて多孔質になり、コーティングとしての
役目を果たせない。
Further, a method of directly depositing aluminum by a sputtering method without applying an intermediate film on the surface of the phosphor layer formed on the anode side was also studied, but the aluminum film obtained by this method also has a large diameter. It is made up of small spherical aluminum particles that become porous and cannot serve as a coating.

【0010】本発明は、以上説明した本発明者の知見に
立脚して成されたものであり、CRT等よりも駆動電圧
の小さい電界放出形ディスプレイに適用しうる薄くて均
一なアルミニウム膜等の金属膜を蛍光体層上に形成する
ことを目的としている。
The present invention was made on the basis of the knowledge of the present inventor described above, and is a thin and uniform aluminum film or the like which can be applied to a field emission display having a driving voltage smaller than that of a CRT or the like. The purpose is to form a metal film on the phosphor layer.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載された電
界放出形ディスプレイは、透光性を有する第1の基板
と、前記第1の基板の内面に形成された透光性を有する
陽極導体と、前記陽極導体の表面に形成された蛍光体層
と、前記蛍光体層の表面に形成された金属膜と、前記金
属膜に対面する第2の基板と、前記第2の基板の内面に
形成された電界放出形陰極とを有することを特徴として
いる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a field emission display in which a first substrate having a light transmitting property and an anode having a light transmitting property formed on an inner surface of the first substrate. A conductor, a phosphor layer formed on the surface of the anode conductor, a metal film formed on the surface of the phosphor layer, a second substrate facing the metal film, and an inner surface of the second substrate And a field emission type cathode formed on.

【0012】請求項2に記載された電界放出形ディスプ
レイは、請求項1記載の電界放出形ディスプレイにおい
て、前記金属膜が、前記蛍光体層に被着した多数の偏平
な金属粒子から構成されることを特徴としている。
A field emission display according to a second aspect is the field emission display according to the first aspect, wherein the metal film is composed of a large number of flat metal particles deposited on the phosphor layer. It is characterized by that.

【0013】請求項3に記載された電界放出形ディスプ
レイは、請求項1又は2記載の電界放出形ディスプレイ
において、前記金属膜がアルミニウム及び銅から選択さ
れた一の金属からなることを特徴としている。
A field emission display according to a third aspect is the field emission display according to the first or second aspect, characterized in that the metal film is made of one metal selected from aluminum and copper. .

【0014】請求項4に記載された電界放出形ディスプ
レイは、請求項1又は2又は3記載の電界放出形ディス
プレイにおいて、前記金属膜と前記電界放出形陰極の間
に、前記電界放出形陰極から放出された電子を制御する
制御電極が設けられたことを特徴としている。
The field emission display according to claim 4 is the field emission display according to claim 1, 2 or 3, wherein the field emission cathode is provided between the metal film and the field emission cathode. It is characterized in that a control electrode for controlling the emitted electrons is provided.

【0015】請求項5に記載された電界放出形ディスプ
レイの製造方法は、透光性を有する第1の基板の内面に
透光性を有する陽極導体を形成する工程と、前記陽極導
体の上に蛍光体層を形成する工程と、真空内に不活性ガ
スが導入された不活性ガス雰囲気内において、前記第1
の基板を加熱するとともに蒸着金属を加熱蒸発させ、前
記蛍光体層の表面に金属膜を形成する工程とを有してい
る。
According to a fifth aspect of the method for manufacturing a field emission display, a step of forming a transparent anode conductor on an inner surface of a transparent first substrate, and a step of forming the transparent anode conductor on the anode conductor. In the step of forming the phosphor layer and in the inert gas atmosphere in which the inert gas is introduced into the vacuum, the first
And heating the substrate to vaporize the deposited metal to form a metal film on the surface of the phosphor layer.

【0016】請求項6に記載されたディスプイレイ用金
属膜の製造方法は、透光性を有する基体上に形成された
蛍光体層の表面に金属膜を形成するディスプイレイ用金
属膜の製造方法において、真空内に不活性ガスが導入さ
れた不活性ガス雰囲気内において、前記基体を加熱する
とともに蒸着金属を加熱蒸発させ、前記蛍光体層の表面
に金属膜を形成することを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a metal film for a display, which comprises forming a metal film on a surface of a phosphor layer formed on a substrate having a light-transmitting property. In the inert gas atmosphere in which the inert gas is introduced into the vacuum, the substrate is heated and the vapor deposition metal is heated and evaporated to form a metal film on the surface of the phosphor layer.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例である
電界放出形ディスプレイ1( Field Emission Display
) の構造を図1〜図3を参照して説明する。図1に示
すように、この電界放出形ディスプレイ1は、透光性を
有するガラス等の絶縁材料からなる陽極基板2(第1の
基板)と、陽極基板2に所定の間隔をおいて対面する絶
縁性の陰極基板3(第2の基板)を有している。両基板
2,3の外周部の間には図示しないスペーサ部材があ
り、両基板2,3の間の空間は高真空状態に保持されて
いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A field emission display 1 (Field Emission Display) which is an example of an embodiment of the present invention.
) Will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the field emission display 1 faces an anode substrate 2 (first substrate) made of a translucent insulating material such as glass and the anode substrate 2 at a predetermined interval. It has an insulating cathode substrate 3 (second substrate). There is a spacer member (not shown) between the outer peripheral portions of the substrates 2 and 3, and the space between the substrates 2 and 3 is maintained in a high vacuum state.

【0018】前記陽極基板2の内面には、発光表示面を
構成する陽極4が形成されている。陽極4は、赤緑青の
各色に発光する蛍光体ごとに所定のパターンに分割され
ている。まず、陽極基板2の内面には、ITO(Indium
Tin Oxide)等の透光性を有する導電膜からなる陽極導
体5が形成されている。陽極導体5の表面には蛍光体層
6が被着され、蛍光体層6の表面には金属膜としてのア
ルミニウム膜7が形成されている。
An anode 4 constituting a light emitting display surface is formed on the inner surface of the anode substrate 2. The anode 4 is divided into a predetermined pattern for each phosphor that emits red, green and blue colors. First, on the inner surface of the anode substrate 2, ITO (Indium
The anode conductor 5 made of a light-transmitting conductive film such as tin oxide) is formed. A phosphor layer 6 is deposited on the surface of the anode conductor 5, and an aluminum film 7 as a metal film is formed on the surface of the phosphor layer 6.

【0019】従来のCRT等でメタルバックとして使用
されているアルミニウム膜は、径の小さい球状のアルミ
ニウム粒子が2000オングストローム〜1μmもの厚
さに積層したものである。これに対し、本例における前
記アルミニウム膜7は、後述する製造方法の説明図であ
る図3にも示すように、偏平に変形したアルミニウム粒
子が、蛍光体粒子の表面に密に被着した構造である。そ
の厚さは従来よりも薄い数百オングストロームから20
00オングストローム未満(好ましくは400オングス
トロームから500オングストローム程度)である。
The aluminum film used as a metal back in a conventional CRT or the like is formed by laminating spherical aluminum particles having a small diameter to a thickness of 2000 angstrom to 1 μm. On the other hand, the aluminum film 7 in this example has a structure in which flatly deformed aluminum particles are densely adhered to the surface of the phosphor particles, as shown in FIG. 3 which is an explanatory view of the manufacturing method described later. Is. The thickness is several hundred angstroms, which is thinner than before, and 20
It is less than 00 angstroms (preferably about 400 angstroms to 500 angstroms).

【0020】図1及び図2に示すように、前記陰極基板
3の内面には、電子源である電界放出形陰極8( FEC,
Field Emission Cathode)が形成されている。電界放出
形陰極8は、陰極導体9と、陰極導体9上に形成された
エミッタ10と、エミッタ10の上方に形成されたゲー
ト11等から構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a field emission cathode 8 (FEC, which is an electron source) is formed on the inner surface of the cathode substrate 3.
Field Emission Cathode) has been formed. The field emission cathode 8 is composed of a cathode conductor 9, an emitter 10 formed on the cathode conductor 9, a gate 11 formed above the emitter 10, and the like.

【0021】陰極基板3の内面には、複数本のストライ
プ状の陰極配線12が所定の間隔をおいて形成されてい
る。各陰極配線12には、陰極基板3に達する矩形の孔
が所定の間隔で形成されている。陰極配線12の各孔内
の陰極基板3上には、陰極配線12の孔の内周と一定の
間隔をおいて、矩形の陰極導体9が形成されている。即
ち、この陰極導体9は、陰極配線12に直接接続され
ず、陰極配線12の孔内に陰極配線12とは離れて配置
された島状の陰極導体9となっている。前記陰極配線1
2と前記陰極導体9の上面には、抵抗層13が形成され
ている。抵抗層13は陰極導体9と陰極配線12の間に
も充填される。陰極導体9及び抵抗層13の上には、絶
縁層14を介してゲート11が形成されている。ゲート
11は、前記陰極配線12と直交するストライプ状であ
る。各陰極導体9の上方において、ゲート11と絶縁層
14には多数の空孔が形成されている。各空孔の内部の
抵抗層13上にはコーン形状のエミッタ10が形成され
ている。
On the inner surface of the cathode substrate 3, a plurality of striped cathode wirings 12 are formed at a predetermined interval. In each cathode wiring 12, rectangular holes reaching the cathode substrate 3 are formed at predetermined intervals. A rectangular cathode conductor 9 is formed on the cathode substrate 3 in each hole of the cathode wiring 12 at a constant distance from the inner circumference of the hole of the cathode wiring 12. That is, the cathode conductor 9 is not directly connected to the cathode wiring 12, but is an island-shaped cathode conductor 9 arranged in the hole of the cathode wiring 12 apart from the cathode wiring 12. The cathode wiring 1
A resistance layer 13 is formed on the upper surfaces of 2 and the cathode conductor 9. The resistance layer 13 is also filled between the cathode conductor 9 and the cathode wiring 12. A gate 11 is formed on the cathode conductor 9 and the resistance layer 13 via an insulating layer 14. The gate 11 has a stripe shape orthogonal to the cathode wiring 12. A large number of holes are formed in the gate 11 and the insulating layer 14 above each cathode conductor 9. A cone-shaped emitter 10 is formed on the resistance layer 13 inside each hole.

【0022】陰極導体9が前述のような島状であると、
各陰極導体9毎に形成されている多数のエミッタ10の
それぞれについて、抵抗層13による抵抗値を適当な値
に保持しながらほぼ一定にすることができる。各エミッ
タ10が陰極配線12との間に有する抵抗値は、該エミ
ッタ10と陰極導体9の間にある抵抗層13と、陰極導
体9の外周と陰極配線12の孔の内周との間にある抵抗
層13とによって決まる。本例では、陰極導体9が陰極
配線12の孔内に島状に形成されているから、陰極導体
9の上にある各エミッタ10は抵抗の条件が同一にな
る。従って、電界放出形陰極8の駆動時の単位である各
陰極導体9においては、各エミッタ10の駆動条件が同
一になって電子放出が均一になる。
When the cathode conductor 9 has an island shape as described above,
With respect to each of the multiple emitters 10 formed for each cathode conductor 9, the resistance value of the resistance layer 13 can be kept substantially constant while maintaining an appropriate value. The resistance value that each emitter 10 has with the cathode wiring 12 is between the resistance layer 13 between the emitter 10 and the cathode conductor 9 and the outer circumference of the cathode conductor 9 and the inner circumference of the hole of the cathode wiring 12. It depends on a certain resistance layer 13. In this example, the cathode conductor 9 is formed in an island shape in the hole of the cathode wiring 12, so that the emitters 10 on the cathode conductor 9 have the same resistance condition. Therefore, in each cathode conductor 9 which is a unit when driving the field emission cathode 8, the driving conditions of each emitter 10 are the same and the electron emission is uniform.

【0023】前記電界放出形陰極8と、前記陽極4との
間には、電界放出形陰極8から放出された電子を制御す
る制御電極としての保護電極15が設けられている。こ
の保護電極15は、陽極4から電界放出形陰極8へ放電
が発生してエミッタ10が損傷するのを防止する。この
保護電極15は駆動電圧等とのかねあいにおいて必要に
応じて設ければよい。また、必要によっては、電子を収
束して陽極4に射突させるための収束電極を制御電極と
して設けてもよい。
A protective electrode 15 as a control electrode for controlling the electrons emitted from the field emission cathode 8 is provided between the field emission cathode 8 and the anode 4. The protective electrode 15 prevents the emitter 10 from being damaged due to discharge from the anode 4 to the field emission cathode 8. The protective electrode 15 may be provided as necessary in consideration of the driving voltage and the like. Further, if necessary, a focusing electrode for focusing the electrons and causing them to strike the anode 4 may be provided as a control electrode.

【0024】本電界放出形ディスプレイ1を駆動して表
示を行う。陽極4に印加する駆動電圧は、陽極4の発光
輝度等の改善のため、従来の電界放出形ディスプレイ1
よりも高く、CRT等の駆動電圧よりは低い1〜10k
V程度の範囲とするが、本例においては2〜5kVとす
る。陰極配線12を順次走査するとともに、これに同期
してゲート11に選択信号を与えれば、任意の陰極導体
9のエミッタ10から電子を放出させることができる。
放出された電子は陽極4の対向する部分に射突し、薄い
アルミニウム膜7を容易に突き抜け、少なくともアルミ
ニウム膜7で被覆しない場合と同程度の高い輝度で蛍光
体層6を発光させる。この蛍光体層6の発光は陽極導体
5と陽極基板2を介して陽極基板2の外面側から観察さ
れる。本例の電界放出形ディスプレイ1では陽極4に与
える駆動電圧は高いが、蛍光体層6はアルミニウム膜7
で隙間なく被覆されているので損傷をうけにくく、実用
上問題になるほど寿命が急速に劣化することはない。ま
た、もちろんアルミニウム膜7は高い導電性があるの
で、本例のように従来の電界放出形ディスプレイより駆
動電圧が高くても、電子による帯電の問題は発生しな
い。
The field emission display 1 is driven to display. The drive voltage applied to the anode 4 is a conventional field emission display 1 in order to improve the emission brightness of the anode 4.
1 to 10k higher than the drive voltage of CRT etc.
The range is about V, but in this example, it is set to 2 to 5 kV. By sequentially scanning the cathode wiring 12 and applying a selection signal to the gate 11 in synchronization with this, electrons can be emitted from the emitter 10 of an arbitrary cathode conductor 9.
The emitted electrons impinge on the opposing portions of the anode 4, easily penetrate the thin aluminum film 7, and cause the phosphor layer 6 to emit light with at least as high brightness as when not covered with the aluminum film 7. The light emission of the phosphor layer 6 is observed from the outer surface side of the anode substrate 2 via the anode conductor 5 and the anode substrate 2. In the field emission display 1 of this example, the driving voltage applied to the anode 4 is high, but the phosphor layer 6 is the aluminum film 7
Since it is covered with no gaps, it is less susceptible to damage, and its life does not deteriorate rapidly enough to pose a practical problem. Further, of course, the aluminum film 7 has high conductivity, so that the problem of charging by electrons does not occur even if the driving voltage is higher than that of the conventional field emission display as in this example.

【0025】また、電界放出形ディスプレイ1は、電子
源にフィラメント状の陰極を使用する蛍光表示管に比
べ、電子源に要するエネルギーが小さくてすむ。またフ
ィラメント状の陰極の場合には、電子は線状の放出源か
ら出るので電子を拡散させるために陽極との間隔をある
程度大きくとらなければならないが、電界放出形陰極8
は面状の放出源なので陽極4との間隔を小さくでき、薄
型の表示素子となる。
Further, the field emission display 1 requires less energy for the electron source than a fluorescent display tube using a filament cathode as the electron source. In the case of a filament cathode, the electrons are emitted from a linear emission source, and therefore the distance between the cathode and the anode must be set to some extent in order to diffuse the electrons.
Is a planar emission source, the distance between it and the anode 4 can be reduced, and a thin display element is obtained.

【0026】次に、前記電界放出形ディスプレイ1の製
造工程について説明する。まず、陰極基板3に電界放出
形陰極8を形成する工程を説明する。 (1) 陰極基板3を洗浄して表面の有機物を除去する。洗
浄方法としては、水を用いる湿式とオゾンを用いる乾式
がある。乾式の場合には、ベルト式の搬送機構で陰極基
板3を搬送しながらオゾンを吹き掛けて洗浄を行う洗浄
装置を用いることができる。
Next, the manufacturing process of the field emission display 1 will be described. First, the process of forming the field emission cathode 8 on the cathode substrate 3 will be described. (1) The cathode substrate 3 is washed to remove organic substances on the surface. As a cleaning method, there are a wet method using water and a dry method using ozone. In the case of the dry type, it is possible to use a cleaning device that sprays ozone while cleaning the cathode substrate 3 by a belt type transfer mechanism.

【0027】(2) 前記陰極基板3の内面となる側に、ス
パッタリング法によって0.4μmの厚さでNbを全面
に被着する。このNbの膜をフォトリソグラフィの手法
によってパターニングする。これによって前述したスト
ライプ状の陰極配線12と島状の陰極導体9を形成す
る。
(2) On the inner surface of the cathode substrate 3, Nb is deposited on the entire surface by sputtering to a thickness of 0.4 μm. This Nb film is patterned by a photolithography technique. As a result, the stripe-shaped cathode wiring 12 and the island-shaped cathode conductor 9 described above are formed.

【0028】(3) 陰極導体9と陰極配線12の上にアモ
ルファスシリコンの膜をCVD法で0.8μmの厚さに
成膜し、これをフォトリソグラフィ法によってパターニ
ングし、抵抗層13を形成する。なお、フォトリソグラ
フィ法で用いるエッチングによって抵抗層13の表面が
荒れ、後工程で形成するエミッタ10が抵抗層13に被
着しにくくなる場合等には、必要に応じてエミッタ10
を形成する抵抗層13の部分のみにCr層を形成しても
よい。
(3) A film of amorphous silicon having a thickness of 0.8 μm is formed on the cathode conductor 9 and the cathode wiring 12 by the CVD method and is patterned by the photolithography method to form the resistance layer 13. . If the surface of the resistance layer 13 is roughened by the etching used in the photolithography method and it becomes difficult for the emitter 10 formed in a later step to adhere to the resistance layer 13, the emitter 10 may be formed as necessary.
The Cr layer may be formed only on the portion of the resistance layer 13 that forms.

【0029】(4) プラズマCVD法でSiO2 を全面に
1μmの厚さで形成し、絶縁層14を形成する。その上
にスパッタリング法でNbを0.4μmの厚さに形成
し、RIE法でパターニングしてゲート11を形成す
る。
(4) SiO 2 is formed on the entire surface by plasma CVD to a thickness of 1 μm to form the insulating layer 14. Then, Nb is formed to a thickness of 0.4 μm by the sputtering method and patterned by the RIE method to form the gate 11.

【0030】(5) フォトリソグラフィ法、RIE法でゲ
ート11と絶縁層14に直径約1μmの空孔を形成す
る。各陰極導体9毎に約100〜数千個形成する。ゲー
ト11の表面にアルミニウムの剥離膜を形成する。EB
蒸着法によって剥離膜の側からMoを斜め蒸着し、空孔
の内部の抵抗層13上にコーン形状のエミッタ10を形
成する。剥離膜をゲート11から剥がし、剥離膜及び剥
離膜に蒸着したMoを除去する。
(5) A hole having a diameter of about 1 μm is formed in the gate 11 and the insulating layer 14 by the photolithography method and the RIE method. About 100 to several thousands are formed for each cathode conductor 9. An aluminum peeling film is formed on the surface of the gate 11. EB
Mo is obliquely vapor-deposited from the peeling film side by the vapor deposition method to form the cone-shaped emitter 10 on the resistance layer 13 inside the holes. The peeling film is peeled off from the gate 11 to remove the peeling film and Mo deposited on the peeling film.

【0031】次に、陽極基板2に陽極4を形成する工程
を説明する。 (1) 陽極基板2を洗浄する。洗浄方法は陰極基板3の場
合と同一である。 (2) 陽極基板4の内面となる側に、スパッタリング法に
よってITO膜を0.15μmの厚さで形成し、フォト
リソグラフィ法でパターニングして陽極導体5を形成す
る。スラリー法で陽極導体5の上に蛍光体層6を形成す
る。即ち、蛍光体を含有する蛍光体層形成液を陽極基板
2の上に載せ、陽極基板2を適当な回転速度で回転させ
て蛍光体層形成液を遠心力で陽極基板2上に広げ、パタ
ーニングして蛍光体層6を形成する。
Next, the process of forming the anode 4 on the anode substrate 2 will be described. (1) The anode substrate 2 is washed. The cleaning method is the same as that for the cathode substrate 3. (2) An ITO film having a thickness of 0.15 μm is formed on the inner surface of the anode substrate 4 by a sputtering method, and patterned by a photolithography method to form an anode conductor 5. The phosphor layer 6 is formed on the anode conductor 5 by the slurry method. That is, a phosphor layer forming liquid containing a phosphor is placed on the anode substrate 2, the anode substrate 2 is rotated at an appropriate rotation speed to spread the phosphor layer forming liquid on the anode substrate 2 by centrifugal force, and patterning is performed. Then, the phosphor layer 6 is formed.

【0032】(3) 蒸着法によって蛍光体層6の上にアル
ミニウム膜7を形成する。本工程においては、蒸着物質
の加熱手段と、被蒸着体の加熱手段と、真空装置を備え
た真空容器を用いる。図3に示すように、真空容器の内
部に、蒸着物質であるアルミニウム20と被蒸着体であ
る前記陽極基板2を収納し、それぞれ所定の位置に設置
する。真空容器の内部を1×10-5Torr以上の高真空状
態とする。この中にHe等の不活性ガスを数Torrから1
×10-2Torr程度導入し、不活性ガス雰囲気とする。
(3) An aluminum film 7 is formed on the phosphor layer 6 by a vapor deposition method. In this step, a vacuum container equipped with a heating means for the vapor deposition substance, a heating means for the vapor-deposited body, and a vacuum device is used. As shown in FIG. 3, aluminum 20 as a vapor deposition material and the anode substrate 2 as an object to be vapor-deposited are housed in a vacuum container and placed at predetermined positions. The inside of the vacuum vessel is set to a high vacuum state of 1 × 10 −5 Torr or more. In this, an inert gas such as He is added from several Torr to 1
About 10 -2 Torr is introduced to make an inert gas atmosphere.

【0033】真空容器内においてアルミニウム20を電
子ビームや抵抗加熱等の加熱手段によって融点を越える
まで加熱し、蒸発させる。この時、真空容器内の陽極基
板2も加熱しておく。陽極基板2の加熱温度は、蒸着物
質の融点に近く、かつ陽極基板2が熱で破損しない程度
の温度がよい。本例では、アルミニウムの融点である6
60℃よりも300℃低い360℃から400℃とし
た。
In the vacuum container, the aluminum 20 is heated by a heating means such as an electron beam or resistance heating until it exceeds the melting point, and evaporated. At this time, the anode substrate 2 in the vacuum container is also heated. The heating temperature of the anode substrate 2 is preferably close to the melting point of the vapor deposition material, and is a temperature at which the anode substrate 2 is not damaged by heat. In this example, the melting point of aluminum is 6
The temperature was changed from 360 ° C, which is 300 ° C lower than 60 ° C, to 400 ° C.

【0034】図3に示すように、アルミニウムから蒸発
したアルミニウム分子(図中△で示す)は、He分子
(図中○で示す)と衝突を繰り返してエネルギーが減衰
し、陽極基板2に到達する時には、400℃程度に加熱
されている該陽極基板2との間の温度差が小さくなって
いる。このため、アルミニウム分子は図示のように蛍光
体層6の蛍光体粒子表面において偏平な大きな粒子とし
て成長し、蛍光体層6の表面には極めて薄く緻密で孔の
ないアルミニウム膜7が均一に形成される。
As shown in FIG. 3, aluminum molecules evaporated from aluminum (indicated by Δ in the figure) repeatedly collide with He molecules (indicated by ○ in the figure), energy is attenuated, and reaches the anode substrate 2. At times, the temperature difference between the anode substrate 2 heated to about 400 ° C. is small. Therefore, the aluminum molecules grow as flat large particles on the surface of the phosphor particles of the phosphor layer 6 as shown in the drawing, and an extremely thin and dense aluminum film 7 having no pores is uniformly formed on the surface of the phosphor layer 6. To be done.

【0035】このアルミニウム粒子の偏平の程度は、例
えば厚さ1に対して長い方向の偏平長が10〜30程で
ある。従って、アルミニウム膜7が一層の粒子からな
り、その厚さが400〜500オングストローム(0.
04〜0.05μm)程度であれば、このアルミニウム
粒子の半径は、4000〜15000オングストローム
(0.4〜1.5μm)程度となる。
The degree of flatness of the aluminum particles is, for example, about 10 to 30 in the long direction with respect to the thickness 1. Therefore, the aluminum film 7 is composed of a single layer of particles having a thickness of 400 to 500 angstroms (0.
If it is about 04 to 0.05 μm), the radius of the aluminum particles is about 4000 to 15000 angstroms (0.4 to 1.5 μm).

【0036】以上説明した電界放出形ディスプレイ1の
製造方法では、アルミニウム膜7を形成するために真空
容器内をHe雰囲気にしたが、他の不活性ガス(Ne、
Ar、Kr、Xe、Rn)を用いてもよい。また、金属
膜としてアルミニウム膜7を形成したが、蛍光体と反応
せず比較的融点の低い金属であれば、前記製造方法によ
って前記アルミニウム膜7と同様の構造の金属膜を生成
することができる。例えば、銅を用いることもできる。
In the method of manufacturing the field emission display 1 described above, the inside of the vacuum chamber is set to the He atmosphere in order to form the aluminum film 7, but another inert gas (Ne,
Ar, Kr, Xe, Rn) may be used. Further, although the aluminum film 7 is formed as the metal film, if the metal does not react with the phosphor and has a relatively low melting point, the metal film having the same structure as the aluminum film 7 can be produced by the manufacturing method. . For example, copper can be used.

【0037】以上説明した例では、電界放出形ディスプ
レイ1を説明したが、偏平で大きな金属粒子からなる薄
く緻密な金属膜を蛍光体層に形成する技術は、表示部に
蛍光体層を有する他の表示素子、例えば偏平CRT、高
電圧VFD、大形表示装置用発光素子等にも適用でき
る。
Although the field emission type display 1 has been described in the above-mentioned example, the technique of forming a thin and dense metal film made of flat and large metal particles on the phosphor layer has a phosphor layer in the display portion. Can also be applied to flat display devices such as flat CRTs, high voltage VFDs, and light emitting devices for large-sized display devices.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、蛍光体層に偏平な金属
粒子からなる緻密な金属膜を形成することができるの
で、電界放出形ディスプレイの駆動電圧を従来よりも高
い数百〜数kVとしても、蛍光体層の寿命特性を損なう
ことなく高い発光効率を実現することができる。
According to the present invention, since a dense metal film made of flat metal particles can be formed on the phosphor layer, the driving voltage of the field emission display is higher than the conventional one by several hundreds to several kV. Even in this case, high luminous efficiency can be realized without impairing the life characteristics of the phosphor layer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態の第1の例を示す断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view showing a first example of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の第1の例を示す平面図で
ある。
FIG. 2 is a plan view showing a first example of an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態の第1の例におけるアルミ
ニウム膜7の生成工程を模式的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a step of forming an aluminum film 7 in the first example of the embodiment of the present invention.

【図4】従来の電界放出形ディスプレイの断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional field emission display.

【図5】従来のアルミニウム膜の製造方法を説明するた
めの図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional method of manufacturing an aluminum film.

【図6】従来のアルミニウム膜の製造方法を説明するた
めの図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional method of manufacturing an aluminum film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電界放出形ディスプレイ 2 第1の基板としての陽極基板 3 第2の基板としての陰極基板 5 陽極導体 6 蛍光体層 7 金属膜としてのアルミニウム膜 8 電界放出形陰極 15 制御電極としての保護電極 1 Field Emission Display 2 Anode Substrate as First Substrate 3 Cathode Substrate as Second Substrate 5 Anode Conductor 6 Phosphor Layer 7 Aluminum Film as Metal Film 8 Field Emission Cathode 15 Protective Electrode as Control Electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透光性を有する第1の基板と、前記第1
の基板の内面に形成された透光性を有する陽極導体と、
前記陽極導体の表面に形成された蛍光体層と、前記蛍光
体層の表面に形成された金属膜と、前記金属膜に対面す
る第2の基板と、前記第2の基板の内面に形成された電
界放出形陰極とを有する電界放出形ディスプレイ。
1. A first substrate having a light-transmitting property, and the first substrate.
A transparent anode conductor formed on the inner surface of the substrate of
A phosphor layer formed on the surface of the anode conductor, a metal film formed on the surface of the phosphor layer, a second substrate facing the metal film, and an inner surface of the second substrate. Field emission display having an improved field emission cathode.
【請求項2】 前記金属膜が、前記蛍光体層に被着した
多数の偏平な金属粒子から構成される請求項1記載の電
界放出形ディスプレイ。
2. The field emission display according to claim 1, wherein the metal film is composed of a large number of flat metal particles adhered to the phosphor layer.
【請求項3】 前記金属膜がアルミニウム及び銅から選
択された一の金属からなる請求項1又は2記載の電界放
出形ディスプレイ。
3. The field emission display according to claim 1, wherein the metal film is made of one metal selected from aluminum and copper.
【請求項4】 前記金属膜と前記電界放出形陰極の間
に、前記電界放出形陰極から放出された電子を制御する
制御電極が設けられた請求項1又は2又は3記載の電界
放出形ディスプレイ。
4. The field emission display according to claim 1, wherein a control electrode for controlling electrons emitted from the field emission cathode is provided between the metal film and the field emission cathode. .
【請求項5】 透光性を有する第1の基板の内面に透光
性を有する陽極導体を形成する工程と、 前記陽極導体の上に蛍光体層を形成する工程と、 真空内に不活性ガスが導入された不活性ガス雰囲気内に
おいて、前記第1の基板を加熱するとともに蒸着金属を
加熱蒸発させ、前記蛍光体層の表面に金属膜を形成する
工程と、 を有する電界放出形ディスプレイの製造方法。
5. A step of forming a transparent anode conductor on the inner surface of a transparent first substrate, a step of forming a phosphor layer on the anode conductor, and an inert gas in a vacuum. A step of heating the first substrate and heating and evaporating the deposited metal in an inert gas atmosphere into which a gas has been introduced to form a metal film on the surface of the phosphor layer. Production method.
【請求項6】 透光性を有する基体上に形成された蛍光
体層の表面に金属膜を形成するディスプイレイ用金属膜
の製造方法において、 真空内に不活性ガスが導入された不活性ガス雰囲気内に
おいて、前記基体を加熱するとともに蒸着金属を加熱蒸
発させ、前記蛍光体層の表面に金属膜を形成するディス
プイレイ用金属膜の製造方法。
6. A method of manufacturing a metal film for a display, which comprises forming a metal film on the surface of a phosphor layer formed on a light-transmitting substrate, wherein an inert gas atmosphere in which an inert gas is introduced A method for producing a metal film for display, wherein the metal film is formed on the surface of the phosphor layer by heating the substrate and heating and evaporating the deposited metal.
JP9696696A 1996-04-18 1996-04-18 Field emission type display, manufacture thereof and manufacture of metal film for display Pending JPH09283063A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002037522A1 (en) * 2000-10-31 2002-05-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Fluorescent material layer with metal back, method of forming the fluorescent material layer, and image display device
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