JPH1092294A - 電子放出源およびその製造方法ならびにこの電子放出源を用いたディスプレイ装置 - Google Patents
電子放出源およびその製造方法ならびにこの電子放出源を用いたディスプレイ装置Info
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- JPH1092294A JPH1092294A JP24324796A JP24324796A JPH1092294A JP H1092294 A JPH1092294 A JP H1092294A JP 24324796 A JP24324796 A JP 24324796A JP 24324796 A JP24324796 A JP 24324796A JP H1092294 A JPH1092294 A JP H1092294A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 極薄型のディスプレイ装置に用いる、低電圧
駆動が可能で長寿命の電子放出源を提供する。 【解決手段】 電子放出源は、例えばガラス材よりなる
下部基板１の表面上に帯状の複数本のカソード電極ライ
ン２が形成され、これらのカソード電極ライン２の上に
絶縁層３が成膜され、さらにその上にカソード電極ライ
ン２と交差して帯状に複数本のゲート電極ライン４が形
成されていて、カソード電極ライン２とゲート電極ライ
ン４とでマトリクス構造を構成している。各カソード電
極ライン２および各ゲート電極ライン４は制御手段１５
にそれぞれ接続されて駆動制御されている。カソード電
極ライン２とゲート電極ライン４との各交差領域におい
ては、ゲート電極ライン４と絶縁層３とを貫通してカソ
ード電極ライン２に達する多数の略円形の孔５が形成さ
れ、これら孔５の底部となるカソード電極ライン２の表
面に薄膜７が設けられて微小冷陰極を形成している。
駆動が可能で長寿命の電子放出源を提供する。 【解決手段】 電子放出源は、例えばガラス材よりなる
下部基板１の表面上に帯状の複数本のカソード電極ライ
ン２が形成され、これらのカソード電極ライン２の上に
絶縁層３が成膜され、さらにその上にカソード電極ライ
ン２と交差して帯状に複数本のゲート電極ライン４が形
成されていて、カソード電極ライン２とゲート電極ライ
ン４とでマトリクス構造を構成している。各カソード電
極ライン２および各ゲート電極ライン４は制御手段１５
にそれぞれ接続されて駆動制御されている。カソード電
極ライン２とゲート電極ライン４との各交差領域におい
ては、ゲート電極ライン４と絶縁層３とを貫通してカソ
ード電極ライン２に達する多数の略円形の孔５が形成さ
れ、これら孔５の底部となるカソード電極ライン２の表
面に薄膜７が設けられて微小冷陰極を形成している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は極薄型のディスプレ
イ装置に用いて好適な電子放出源の構造とその製造方法
に関する。
イ装置に用いて好適な電子放出源の構造とその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、例えば極薄型のディスプレイ装
置としては、スクリーン内部に電子放出源を設け、その
各画素領域内に電子放出材料からなる多数のマイクロチ
ップを形成し、所定の電気信号に応じて対応する画素領
域のマイクロチップを励起することでスクリーンの蛍光
面を光らせるものが案出されている。
置としては、スクリーン内部に電子放出源を設け、その
各画素領域内に電子放出材料からなる多数のマイクロチ
ップを形成し、所定の電気信号に応じて対応する画素領
域のマイクロチップを励起することでスクリーンの蛍光
面を光らせるものが案出されている。
【０００３】この電子放出源は、帯状に形成された複数
本のカソード電極ラインと、このカソード電極ラインの
上部においてカソード電極ラインと交差して帯状に形成
された複数本のゲート電極ラインとが設けられ、前記カ
ソード電極ラインの前記ゲート電極ラインとの各交差領
域がそれぞれ１画素を構成するものである。
本のカソード電極ラインと、このカソード電極ラインの
上部においてカソード電極ラインと交差して帯状に形成
された複数本のゲート電極ラインとが設けられ、前記カ
ソード電極ラインの前記ゲート電極ラインとの各交差領
域がそれぞれ１画素を構成するものである。
【０００４】つぎに、図５および図６を参照して上述し
た電子放出源とディスプレイ装置について説明する。
た電子放出源とディスプレイ装置について説明する。
【０００５】従来の電子放出源は、図５に示すように、
例えばガラス材よりなる下部基板２１の表面上に帯状の
複数本のカソード電極ライン２２が形成されている。こ
れらのカソード電極ライン２２の上に絶縁層２３が成膜
され、さらにその上に各カソード電極ライン２２と交差
して帯状に複数本のゲート電極ライン２４が形成されて
いて、カソード電極ライン２２とゲート電極ライン２４
とでマトリクス構造を構成している。各カソード電極ラ
イン２２および各ゲート電極ライン２４は制御手段２５
にそれぞれ接続されて駆動制御されている。
例えばガラス材よりなる下部基板２１の表面上に帯状の
複数本のカソード電極ライン２２が形成されている。こ
れらのカソード電極ライン２２の上に絶縁層２３が成膜
され、さらにその上に各カソード電極ライン２２と交差
して帯状に複数本のゲート電極ライン２４が形成されて
いて、カソード電極ライン２２とゲート電極ライン２４
とでマトリクス構造を構成している。各カソード電極ラ
イン２２および各ゲート電極ライン２４は制御手段２５
にそれぞれ接続されて駆動制御されている。
【０００６】カソード電極ライン２２とゲート電極ライ
ン２４との各交差領域においては、ゲート電極ライン２
４と絶縁層２３とを貫通してカソード電極ライン２２に
達する多数の孔２６が形成され、これら孔２６の底部と
なるカソード電極ライン２２の表面にマイクロチップ２
７が設けられている。このマイクロチップ２７が微小冷
陰極を構成する。
ン２４との各交差領域においては、ゲート電極ライン２
４と絶縁層２３とを貫通してカソード電極ライン２２に
達する多数の孔２６が形成され、これら孔２６の底部と
なるカソード電極ライン２２の表面にマイクロチップ２
７が設けられている。このマイクロチップ２７が微小冷
陰極を構成する。
【０００７】これらのマイクロチップ２７は、電子放出
材料、例えばモリブデンよりなり、略円錐体に形成され
ている。そして、マイクロチップ２７の円錐体の先端部
は、ゲート電極ライン２４に形成されている電子通過用
のゲート部２４ａの高さに略位置している。このよう
に、カソード電極ライン２２とゲート電極ライン２４と
の交差領域には多数のマイクロチップ２７が設けられて
一つの画素領域が形成され、各々の画素領域が１つの画
素（ピクセル）に対応している。
材料、例えばモリブデンよりなり、略円錐体に形成され
ている。そして、マイクロチップ２７の円錐体の先端部
は、ゲート電極ライン２４に形成されている電子通過用
のゲート部２４ａの高さに略位置している。このよう
に、カソード電極ライン２２とゲート電極ライン２４と
の交差領域には多数のマイクロチップ２７が設けられて
一つの画素領域が形成され、各々の画素領域が１つの画
素（ピクセル）に対応している。
【０００８】上述した電子放出源においては、制御手段
２５により所定のカソード電極ライン２２とゲート電極
ライン２４を選択し、これらの間に所定の電圧をかける
ことで、カソード電極ライン２２とゲート電極ライン２
４との交差領域、即ち、画素領域内の全てのマイクロチ
ップ２７とゲート部２４ａとの間に所定の電界が生じ、
マイクロチップ２７の先端からトンネル効果によって電
子が放出される。尚、このときの印加電圧は、マイクロ
チップ２７の材料がモリブデンである場合、マイクロチ
ップ２７の円錐体の先端部付近の電界の強さが１０8 〜
１０10Ｖ／ｍ程度となる電圧値にする。
２５により所定のカソード電極ライン２２とゲート電極
ライン２４を選択し、これらの間に所定の電圧をかける
ことで、カソード電極ライン２２とゲート電極ライン２
４との交差領域、即ち、画素領域内の全てのマイクロチ
ップ２７とゲート部２４ａとの間に所定の電界が生じ、
マイクロチップ２７の先端からトンネル効果によって電
子が放出される。尚、このときの印加電圧は、マイクロ
チップ２７の材料がモリブデンである場合、マイクロチ
ップ２７の円錐体の先端部付近の電界の強さが１０8 〜
１０10Ｖ／ｍ程度となる電圧値にする。
【０００９】上述した電子放出源を用いたディスプレイ
装置の例を図６に示す。ディスプレイ装置２０は上述し
た電子放出源１２を画面を構成するように多数配置した
部材と、この部材の電子放出方向に所定の間隔をもって
配置された上部基板２８が設けられている。この上部基
板２８の電子放出源１２と対向する位置にゲート電極ラ
イン２４と平行な帯状の蛍光体が塗布された蛍光面２９
が形成され、また、電子放出源１２と蛍光面２９との間
は真空に保たれた構成になっている。
装置の例を図６に示す。ディスプレイ装置２０は上述し
た電子放出源１２を画面を構成するように多数配置した
部材と、この部材の電子放出方向に所定の間隔をもって
配置された上部基板２８が設けられている。この上部基
板２８の電子放出源１２と対向する位置にゲート電極ラ
イン２４と平行な帯状の蛍光体が塗布された蛍光面２９
が形成され、また、電子放出源１２と蛍光面２９との間
は真空に保たれた構成になっている。
【００１０】つぎに、このディスプレイ装置２０の動作
について述べる。画像を構成する所定の画素領域の電子
放出源１２を、その電子放出源１２と一致する交差領域
を有するカソード電極ライン２２とゲート電極ライン２
４を制御手段２５によって選択し、所定の電圧をかけ
る。これにより、この電子放出源１２は励起し、その電
子放出源１２のマイクロチップ２７からは電子が放出さ
れ、更にカソード電極ライン２２とアノードである上部
基板２８の間に印加された電圧によって電子は加速さ
れ、蛍光面２９の蛍光体と衝突して可視光を放出し、画
像を形成するものである。
について述べる。画像を構成する所定の画素領域の電子
放出源１２を、その電子放出源１２と一致する交差領域
を有するカソード電極ライン２２とゲート電極ライン２
４を制御手段２５によって選択し、所定の電圧をかけ
る。これにより、この電子放出源１２は励起し、その電
子放出源１２のマイクロチップ２７からは電子が放出さ
れ、更にカソード電極ライン２２とアノードである上部
基板２８の間に印加された電圧によって電子は加速さ
れ、蛍光面２９の蛍光体と衝突して可視光を放出し、画
像を形成するものである。
【００１１】しかしながら、前記電子放出源１２におい
ては剥離した金属膜の小片等により、マイクロチップ２
７とゲート電極ライン２４とが接続し、カソード電極ラ
イン２２とゲート電極ライン２４とが短絡し、マイクロ
チップ２７が破壊されることがあった。
ては剥離した金属膜の小片等により、マイクロチップ２
７とゲート電極ライン２４とが接続し、カソード電極ラ
イン２２とゲート電極ライン２４とが短絡し、マイクロ
チップ２７が破壊されることがあった。
【００１２】また、ゲート電極ライン２４と蛍光面２９
との間の高真空領域に存在するイオンがマイクロチップ
２７の先端部をスパッタし、ディスプレイとしての寿命
を縮めることが知られていた。
との間の高真空領域に存在するイオンがマイクロチップ
２７の先端部をスパッタし、ディスプレイとしての寿命
を縮めることが知られていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、低電圧駆動が可能で、長寿命、高精細化が容易な、
しかも大型な極薄型ディスプレイ装置を構成することが
できる電子放出源とその製造方法を提供しようとするも
のである。
は、低電圧駆動が可能で、長寿命、高精細化が容易な、
しかも大型な極薄型ディスプレイ装置を構成することが
できる電子放出源とその製造方法を提供しようとするも
のである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
成されたものであり、基板上に互いに交差するゲート電
極ラインとカソード電極ラインとを絶縁層を介して積層
し、ゲート電極ラインとカソード電極ラインとが交差す
る部位に、ゲート電極ラインと絶縁層を貫通してカソー
ド電極ラインに達する略円形、またはスリット状の微細
孔を設けると共に、前記微細孔内にカソード電極ライン
と電気的に接続した、微粒子を材料とする薄膜状の微小
冷陰極を形成する。
成されたものであり、基板上に互いに交差するゲート電
極ラインとカソード電極ラインとを絶縁層を介して積層
し、ゲート電極ラインとカソード電極ラインとが交差す
る部位に、ゲート電極ラインと絶縁層を貫通してカソー
ド電極ラインに達する略円形、またはスリット状の微細
孔を設けると共に、前記微細孔内にカソード電極ライン
と電気的に接続した、微粒子を材料とする薄膜状の微小
冷陰極を形成する。
【００１５】また、前記微小冷陰極は、カソード電極ラ
インの材料より仕事関数が小さい電子放出物質の微粒子
を含んだ複数の材料の微粒子から形成されていること、
もしくはカソード電極ライン材料より仕事関数が小さい
電子放出物質の微粒子と導電性材料の微粒子とを混在し
て形成する。
インの材料より仕事関数が小さい電子放出物質の微粒子
を含んだ複数の材料の微粒子から形成されていること、
もしくはカソード電極ライン材料より仕事関数が小さい
電子放出物質の微粒子と導電性材料の微粒子とを混在し
て形成する。
【００１６】また、前記電子放出物質の微粒子材料をダ
イヤモンド微粒子とすること、および前記導電性物質の
微粒子材料を金属粒子とする。
イヤモンド微粒子とすること、および前記導電性物質の
微粒子材料を金属粒子とする。
【００１７】また、前記電子放出物質の微粒子の粒径を
１μｍ以下とすること、および前記導電性物質の微粒子
の粒径を１μｍ以下とする。
１μｍ以下とすること、および前記導電性物質の微粒子
の粒径を１μｍ以下とする。
【００１８】更に、上述した構成の電子放出源を用いて
薄型で大画面のディスプレイ装置を構成する。
薄型で大画面のディスプレイ装置を構成する。
【００１９】更にまた、基板上に互いに交差するゲート
電極ラインとカソード電極ラインとを絶縁層を介して積
層形成する工程と、ゲート電極ラインとカソード電極ラ
インとが交差する部位に、ゲート電極ラインと絶縁層を
貫通してカソード電極ラインに達する略円形もしくはス
リット状の微細孔を形成する工程と、微粒子を蓄えた容
器から微粒子を高圧ガスの流れに乗せて真空容器内に導
き、真空容器内に置かれた前記微細孔を形成した基板に
向けてノズルから高圧ガスと共に微粒子を噴射し、前記
微細孔の底面であるカソード電極ラインの表面に冷陰極
用の薄膜を形成する工程と、前記薄膜を形成する工程に
おいて前記微細孔の底面を除く部位に付着した薄膜を除
去する工程とから成る微小冷陰極の製造方法を提供して
上記課題を解決する。
電極ラインとカソード電極ラインとを絶縁層を介して積
層形成する工程と、ゲート電極ラインとカソード電極ラ
インとが交差する部位に、ゲート電極ラインと絶縁層を
貫通してカソード電極ラインに達する略円形もしくはス
リット状の微細孔を形成する工程と、微粒子を蓄えた容
器から微粒子を高圧ガスの流れに乗せて真空容器内に導
き、真空容器内に置かれた前記微細孔を形成した基板に
向けてノズルから高圧ガスと共に微粒子を噴射し、前記
微細孔の底面であるカソード電極ラインの表面に冷陰極
用の薄膜を形成する工程と、前記薄膜を形成する工程に
おいて前記微細孔の底面を除く部位に付着した薄膜を除
去する工程とから成る微小冷陰極の製造方法を提供して
上記課題を解決する。
【００２０】本発明に係わる電子放出源においては、カ
ソード電極ラインに到達している複数の円形またはスリ
ット状の微細孔の底部にカソード電極ラインと接してカ
ソード電極ライン材料より仕事関数が小さい電子放出物
質の微粒子の薄膜、または電子放出物質の微粒子と導電
性物質の微粒子とが混在した薄膜が形成されているた
め、電子放出物質の微粒子の仕事関数が十分小さけれ
ば、カソード電極ラインとゲート電極ラインとの間の印
加電圧が数十Ｖで、ディスプレイとして必要な電流量を
得ることができる。また、電子放出物質の微粒子がダイ
ヤモンド微粒子である場合には、５×１０7 Ｖ／ｍ以下
の電界の強さでディスプレイとして必要な電流量を得る
ことができ、低電圧駆動が可能となる。
ソード電極ラインに到達している複数の円形またはスリ
ット状の微細孔の底部にカソード電極ラインと接してカ
ソード電極ライン材料より仕事関数が小さい電子放出物
質の微粒子の薄膜、または電子放出物質の微粒子と導電
性物質の微粒子とが混在した薄膜が形成されているた
め、電子放出物質の微粒子の仕事関数が十分小さけれ
ば、カソード電極ラインとゲート電極ラインとの間の印
加電圧が数十Ｖで、ディスプレイとして必要な電流量を
得ることができる。また、電子放出物質の微粒子がダイ
ヤモンド微粒子である場合には、５×１０7 Ｖ／ｍ以下
の電界の強さでディスプレイとして必要な電流量を得る
ことができ、低電圧駆動が可能となる。
【００２１】また、カソード電極ライン材料より仕事関
数が小さい電子放出物質の微粒子がダイヤモンド微粒子
であると、ダイヤモンドは化学的に不活性で、スパッタ
リングされにくいため、安定なエミッションを長い時間
維持することができる。
数が小さい電子放出物質の微粒子がダイヤモンド微粒子
であると、ダイヤモンドは化学的に不活性で、スパッタ
リングされにくいため、安定なエミッションを長い時間
維持することができる。
【００２２】更に、電子放出物質と導電性物質の微粒子
を混合して薄膜形状に形成した場合、一般的に絶縁性で
ある電子放出物質の微粒子にカソード電極ラインから効
率よく電子を供給することができ、十分な大きさと安定
した放出電流を得ることができる。
を混合して薄膜形状に形成した場合、一般的に絶縁性で
ある電子放出物質の微粒子にカソード電極ラインから効
率よく電子を供給することができ、十分な大きさと安定
した放出電流を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態例に
ついて図１ないし図４を参照して説明する。図１は本発
明の電子放出源の第一の実施形態例の断面側面図であ
り、図２はその平面図である。また、図３は本発明の電
子放出源の第二の実施形態例の断面側面図であり、図４
はその平面図である。
ついて図１ないし図４を参照して説明する。図１は本発
明の電子放出源の第一の実施形態例の断面側面図であ
り、図２はその平面図である。また、図３は本発明の電
子放出源の第二の実施形態例の断面側面図であり、図４
はその平面図である。
【００２４】第一の実施形態例 まず、第一の実施形態例について説明すると、図１およ
び図２に示すように電子放出源１０は、例えばガラス材
よりなる下部基板１の表面上に帯状の複数本のカソード
電極ライン２が形成されている。これらのカソード電極
ライン２の上に絶縁層３が成膜され、さらにその上に各
カソード電極ライン２と交差して帯状に複数本のゲート
電極ライン４が形成されていて、カソード電極ライン２
とゲート電極ライン４とでマトリクス構造を構成してい
る。各カソード電極ライン２および各ゲート電極ライン
４は制御手段１５にそれぞれ接続されて駆動制御されて
いる。
び図２に示すように電子放出源１０は、例えばガラス材
よりなる下部基板１の表面上に帯状の複数本のカソード
電極ライン２が形成されている。これらのカソード電極
ライン２の上に絶縁層３が成膜され、さらにその上に各
カソード電極ライン２と交差して帯状に複数本のゲート
電極ライン４が形成されていて、カソード電極ライン２
とゲート電極ライン４とでマトリクス構造を構成してい
る。各カソード電極ライン２および各ゲート電極ライン
４は制御手段１５にそれぞれ接続されて駆動制御されて
いる。
【００２５】カソード電極ライン２とゲート電極ライン
４との各交差領域においては、ゲート電極ライン４と絶
縁層３とを貫通してカソード電極ライン２に達する多数
の略円形の孔５が形成され、これら孔５の底部となるカ
ソード電極ライン２の表面に薄膜７が設けられている。
この薄膜７は、例えばダイヤモンド微粒子からなる電子
放出物質、および、例えば金属微粒子からなる導電性物
質とが混在した薄膜であって、微小冷陰極を形成してい
る。尚、このダイヤモンド微粒子および金属微粒子の粒
径は、その電子放出の特性上、１μｍ以下が好ましい。
４との各交差領域においては、ゲート電極ライン４と絶
縁層３とを貫通してカソード電極ライン２に達する多数
の略円形の孔５が形成され、これら孔５の底部となるカ
ソード電極ライン２の表面に薄膜７が設けられている。
この薄膜７は、例えばダイヤモンド微粒子からなる電子
放出物質、および、例えば金属微粒子からなる導電性物
質とが混在した薄膜であって、微小冷陰極を形成してい
る。尚、このダイヤモンド微粒子および金属微粒子の粒
径は、その電子放出の特性上、１μｍ以下が好ましい。
【００２６】この第一の実施形態例による電子放出源１
０を用いたディスプレイ装置の構成とその表示動作は、
図６を参照して説明した従来例とは、電子放出源の微小
冷陰極の構造においてのみ異なるものであって、その他
の構成と動作は従来例と同一である。
０を用いたディスプレイ装置の構成とその表示動作は、
図６を参照して説明した従来例とは、電子放出源の微小
冷陰極の構造においてのみ異なるものであって、その他
の構成と動作は従来例と同一である。
【００２７】即ち、、制御手段１５により所定のカソー
ド電極ライン２とゲート電極ライン４を選択し、これら
の間に所定の電圧をかけることで、カソード電極ライン
２とゲート電極ライン４との交差領域、即ち、画素領域
内の全ての薄膜７とゲート部４ａとの間に所定の電界が
生じ、薄膜７からトンネル効果によって電子が放出され
る。
ド電極ライン２とゲート電極ライン４を選択し、これら
の間に所定の電圧をかけることで、カソード電極ライン
２とゲート電極ライン４との交差領域、即ち、画素領域
内の全ての薄膜７とゲート部４ａとの間に所定の電界が
生じ、薄膜７からトンネル効果によって電子が放出され
る。
【００２８】ディスプレイ装置においては、画像を構成
する所定の画素領域の電子放出源１０を、その電子放出
源１０と一致する交差領域を有するカソード電極ライン
２とゲート電極ライン４を制御手段１５によって選択
し、所定の電圧をかける。これにより、この電子放出源
１０は励起し、その電子放出源１０の薄膜７からは電子
が放出され、更にカソード電極ライン２とアノードであ
る上部基板２８の間に印加された電圧によって電子は加
速され、蛍光面２９の蛍光体と衝突して可視光を放出
し、画像を形成するものである。
する所定の画素領域の電子放出源１０を、その電子放出
源１０と一致する交差領域を有するカソード電極ライン
２とゲート電極ライン４を制御手段１５によって選択
し、所定の電圧をかける。これにより、この電子放出源
１０は励起し、その電子放出源１０の薄膜７からは電子
が放出され、更にカソード電極ライン２とアノードであ
る上部基板２８の間に印加された電圧によって電子は加
速され、蛍光面２９の蛍光体と衝突して可視光を放出
し、画像を形成するものである。
【００２９】上述した電子放出源１０の構成によるとゲ
ート電極ライン４と絶縁層３を貫通してカソード電極ラ
イン２に達する多数の孔５内に、仕事関数の小さなダイ
ヤモンド微粒子と金属微粒子とが混在した薄膜７の微小
冷陰極が形成されているので低電圧駆動が可能となる。
ート電極ライン４と絶縁層３を貫通してカソード電極ラ
イン２に達する多数の孔５内に、仕事関数の小さなダイ
ヤモンド微粒子と金属微粒子とが混在した薄膜７の微小
冷陰極が形成されているので低電圧駆動が可能となる。
【００３０】また、ダイヤモンド微粒子は化学的に不活
性で、スパッタリングされにくいため安定なエミッショ
ンが長い時間維持できる。
性で、スパッタリングされにくいため安定なエミッショ
ンが長い時間維持できる。
【００３１】更に、電子放出物質と導電性物質の微粒子
を混合して薄膜７を形成することから、一般的に絶縁性
である電子放出物質の微粒子に効率よく電子を供給する
ことができ、十分な大きさと安定した放出電流を得るこ
とができる。
を混合して薄膜７を形成することから、一般的に絶縁性
である電子放出物質の微粒子に効率よく電子を供給する
ことができ、十分な大きさと安定した放出電流を得るこ
とができる。
【００３２】第二の実施形態例 第二の実施形態例は図３および図４に示すように、第一
の実施形態例における電子放出源１０の孔５の形状をス
リット状孔６にして電子放出源１１を構成したことにお
いてのみ異なり、また、これを用いたディスプレイ装置
の構成と表示動作も第一の実施形態例で述べたことと同
一であり、その構成と動作についてのここでの説明は省
略する。
の実施形態例における電子放出源１０の孔５の形状をス
リット状孔６にして電子放出源１１を構成したことにお
いてのみ異なり、また、これを用いたディスプレイ装置
の構成と表示動作も第一の実施形態例で述べたことと同
一であり、その構成と動作についてのここでの説明は省
略する。
【００３３】孔をスリット状孔にしたことにより、第二
の実施形態例においては第一の実施形態例で得られる効
果のほかに次の効果が得られる。即ち、微小冷陰極の薄
膜７の表面での電界強度は円形の孔５の場合とほとんど
等しく、従って微小冷陰極は略同一の電圧で駆動でき、
また、スリット状孔６の場合はエミッション領域が大き
いので、同一の電圧で駆動してもより大きな電流密度を
得ることができる。このようにスリット状孔６を有する
微小冷陰極は、低い電圧の印加でより大きな放出電流を
獲得することが可能となる。
の実施形態例においては第一の実施形態例で得られる効
果のほかに次の効果が得られる。即ち、微小冷陰極の薄
膜７の表面での電界強度は円形の孔５の場合とほとんど
等しく、従って微小冷陰極は略同一の電圧で駆動でき、
また、スリット状孔６の場合はエミッション領域が大き
いので、同一の電圧で駆動してもより大きな電流密度を
得ることができる。このようにスリット状孔６を有する
微小冷陰極は、低い電圧の印加でより大きな放出電流を
獲得することが可能となる。
【００３４】微細孔の形状は種々考えられるが、微小冷
陰極の表面に印加される電界強度と微小冷陰極表面の面
積から考えて、より低い電圧の印加で、より大きな放出
電流を獲得するには、スリット状が最も効果的と考えら
れる。
陰極の表面に印加される電界強度と微小冷陰極表面の面
積から考えて、より低い電圧の印加で、より大きな放出
電流を獲得するには、スリット状が最も効果的と考えら
れる。
【００３５】つぎに、電子放出源の製造方法について図
１を参照して説明する。
１を参照して説明する。
【００３６】まず、ガラス等よりなる下部基板１上にニ
オビウム、モリブデンまたはクロム等を材料として厚さ
約２０００Å程の導体膜を成膜する。その後、写真製版
法および反応性イオンエッチング法によりこの導体膜を
ライン形状にしてカソード電極ライン２を形成する。
オビウム、モリブデンまたはクロム等を材料として厚さ
約２０００Å程の導体膜を成膜する。その後、写真製版
法および反応性イオンエッチング法によりこの導体膜を
ライン形状にしてカソード電極ライン２を形成する。
【００３７】つぎに、例えば二酸化珪素をスパッタリン
グ、或いは化学蒸着法により下部基板１およびカソード
電極ライン２の上に成膜して絶縁層３を形成し、更に絶
縁層３上に、例えばニオビウムおよびモリブデンを成膜
する。その後、写真製版法および反応性イオンエッチン
グ法によりこの導体膜をカソード電極ライン２と交差す
るようにライン形状にしてゲート電極ライン４を構成す
る。
グ、或いは化学蒸着法により下部基板１およびカソード
電極ライン２の上に成膜して絶縁層３を形成し、更に絶
縁層３上に、例えばニオビウムおよびモリブデンを成膜
する。その後、写真製版法および反応性イオンエッチン
グ法によりこの導体膜をカソード電極ライン２と交差す
るようにライン形状にしてゲート電極ライン４を構成す
る。
【００３８】つぎに、ゲート電極ライン４と絶縁層３を
貫通してカソード電極ライン２に達する円形の微細な孔
５（図３においてはスリット状孔６）を写真製版法およ
び反応性イオンエッチング法により形成する。
貫通してカソード電極ライン２に達する円形の微細な孔
５（図３においてはスリット状孔６）を写真製版法およ
び反応性イオンエッチング法により形成する。
【００３９】つぎに、剥離層を、例えばアルミニウムま
たはニッケルを電子放出源の孔５に対して斜め方向から
真空蒸着により成膜する。斜め方向から蒸着するのは孔
５内、特に孔５の底部に剥離層が付着しないようにする
ためである。
たはニッケルを電子放出源の孔５に対して斜め方向から
真空蒸着により成膜する。斜め方向から蒸着するのは孔
５内、特に孔５の底部に剥離層が付着しないようにする
ためである。
【００４０】その後、孔５底部のカソード電極上に、例
えばダイヤモンド微粒子と金属微粒子とが混在する薄膜
７の微小冷陰極を形成する。
えばダイヤモンド微粒子と金属微粒子とが混在する薄膜
７の微小冷陰極を形成する。
【００４１】孔５内に微小冷陰極の薄膜を作製するに
は、ダイヤモンド微粒子と金属微粒子との混合体を高圧
ガスに乗せて真空容器内に導き、真空容器内に置かれた
基板に向けて噴射することで、微粒子が凝集し、微小冷
陰極が形成される。
は、ダイヤモンド微粒子と金属微粒子との混合体を高圧
ガスに乗せて真空容器内に導き、真空容器内に置かれた
基板に向けて噴射することで、微粒子が凝集し、微小冷
陰極が形成される。
【００４２】微小冷陰極を形成する工程において、基板
表面等に形成された薄膜は、前述した斜め方向からの真
空蒸着により形成した剥離層を、リフトオフで剥離して
除去し、微小冷陰極が完成する。
表面等に形成された薄膜は、前述した斜め方向からの真
空蒸着により形成した剥離層を、リフトオフで剥離して
除去し、微小冷陰極が完成する。
【００４３】この微粒子による薄膜形成法は、微粒子の
吹き出しノズルを固定し、このノズルの前面を、基板を
前後左右に移動することで、薄膜を基板上の任意の場所
に形成することができるため、必要最小限の場所にだけ
成膜することができ、微粒子材料の資源の有効利用が図
れる。また、大面積の基板にも用いることが可能であ
る。
吹き出しノズルを固定し、このノズルの前面を、基板を
前後左右に移動することで、薄膜を基板上の任意の場所
に形成することができるため、必要最小限の場所にだけ
成膜することができ、微粒子材料の資源の有効利用が図
れる。また、大面積の基板にも用いることが可能であ
る。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ゲ
ート電極ラインと絶縁層を貫通してカソード電極ライン
に達する多数の微細孔の底部にダイヤモンド微粒子と金
属微粒子とが混在した薄膜の微小冷陰極を形成して電子
放出源を構成するが、ダイヤモンド微粒子と金属微粒子
とが混在した薄膜は仕事関数が小さいため低電圧駆動が
可能となる。
ート電極ラインと絶縁層を貫通してカソード電極ライン
に達する多数の微細孔の底部にダイヤモンド微粒子と金
属微粒子とが混在した薄膜の微小冷陰極を形成して電子
放出源を構成するが、ダイヤモンド微粒子と金属微粒子
とが混在した薄膜は仕事関数が小さいため低電圧駆動が
可能となる。
【００４５】また、ダイヤモンド微粒子は化学的に不活
性で、スパッタリングされにくいため安定なエミッショ
ンが長い時間維持できる。
性で、スパッタリングされにくいため安定なエミッショ
ンが長い時間維持できる。
【００４６】また、高圧ガスに乗せてノズルから微粒子
を噴射して薄膜を形成する方法を採るので、基板を前後
左右に移動させることで、大面積の基板にも用いること
が可能である。
を噴射して薄膜を形成する方法を採るので、基板を前後
左右に移動させることで、大面積の基板にも用いること
が可能である。
【００４７】また、電子放出物質と導電性電物質の微粒
子を混合して薄膜状に形成することから、一般的に絶縁
性である電子放出物質の微粒子に効率よく電子を供給す
ることができ、十分な大きさと安定した放出電流を得る
ことができる。
子を混合して薄膜状に形成することから、一般的に絶縁
性である電子放出物質の微粒子に効率よく電子を供給す
ることができ、十分な大きさと安定した放出電流を得る
ことができる。
【００４８】更に、スリット状の微細孔にした場合、微
小冷陰極の薄膜表面での電界強度は円形の微細孔の場合
とほとんど等しく、略同一の電圧でその微小冷陰極を駆
動することができ、また、円形の微細孔の場合と比較し
て、エミッション領域が大きいため、同一の電圧で駆動
してもより大きな電流密度を得ることができる。
小冷陰極の薄膜表面での電界強度は円形の微細孔の場合
とほとんど等しく、略同一の電圧でその微小冷陰極を駆
動することができ、また、円形の微細孔の場合と比較し
て、エミッション領域が大きいため、同一の電圧で駆動
してもより大きな電流密度を得ることができる。
【図１】 本発明の電子放出源の第一の実施形態例の断
面側面図である。
面側面図である。
【図２】 本発明の電子放出源の第一の実施形態例の平
面図である。
面図である。
【図３】 本発明の電子放出源の第二の実施形態例の断
面側面図である。
面側面図である。
【図４】 本発明の電子放出源の第二の実施形態例の平
面図である。
面図である。
【図５】 従来の電子放出源の断面側面図である。
【図６】 電子放出源を用いたディスプレイ装置の構成
の一部を示す斜視図である。
の一部を示す斜視図である。
１…下部基板、２…カソード電極ライン、３…絶縁層、
４…ゲート電極ライン、４ａ…ゲート部、５…孔、６…
スリット状孔、７…薄膜、１０，１１，１２…電子放出
源、１５…制御手段、２０…ディスプレイ装置、２１…
下部基板、２２…カソード電極ライン、２３…絶縁層、
２４…ゲート電極ライン、２４ａ…ゲート部、２５…制
御手段、２６…孔、２７…マイクロチップ、２８…上部
基板、２９…蛍光面
４…ゲート電極ライン、４ａ…ゲート部、５…孔、６…
スリット状孔、７…薄膜、１０，１１，１２…電子放出
源、１５…制御手段、２０…ディスプレイ装置、２１…
下部基板、２２…カソード電極ライン、２３…絶縁層、
２４…ゲート電極ライン、２４ａ…ゲート部、２５…制
御手段、２６…孔、２７…マイクロチップ、２８…上部
基板、２９…蛍光面
Claims (14)
- 【請求項１】 基板上に互いに交差するゲート電極ライ
ンとカソード電極ラインとを絶縁層を介して積層し、 ゲート電極ラインとカソード電極ラインとが交差する部
位に、ゲート電極ラインと絶縁層を貫通してカソード電
極ラインに達する略円形の微細孔を設けると共に、 前記微細孔内にカソード電極ラインと電気的に接続し
た、微粒子を材料とする薄膜状の微小冷陰極を形成する
ことを特徴とする電子放出源。 - 【請求項２】 前記微小冷陰極は、 カソード電極ラインの材料より仕事関数が小さい電子放
出物質の微粒子を含んだ複数の材料の微粒子から形成さ
れていることを特徴とする、請求項１に記載の電子放出
源。 - 【請求項３】 前記微小冷陰極は、 カソード電極ライン材料より仕事関数が小さい電子放出
物質の微粒子と導電性材料の微粒子とが混在して形成さ
れていることを特徴とする、請求項１に記載の電子放出
源。 - 【請求項４】 基板上に互いに交差するゲート電極ライ
ンとカソード電極ラインとを絶縁層を介して積層し、 ゲート電極ラインとカソード電極ラインとが交差する部
位に、ゲート電極ラインと絶縁層を貫通してカソード電
極ラインに達するスリット状の微細孔を設けると共に、 前記スリット状の微細孔内にカソード電極ラインと電気
的に接続した、微粒子を材料とする薄膜状の微小冷陰極
を形成することを特徴とする電子放出源。 - 【請求項５】 前記微小冷陰極は、 カソード電極ラインの材料より仕事関数が小さい電子放
出物質の微粒子を含んだ複数の材料の微粒子から形成さ
れていることを特徴とする、請求項４に記載の電子放出
源。 - 【請求項６】 前記微小冷陰極は、 カソード電極ライン材料より仕事関数が小さい電子放出
物質の微粒子と導電性材料の微粒子とが混在して形成さ
れていることを特徴とする、請求項４に記載の電子放出
源。 - 【請求項７】 前記電子放出物質の微粒子材料がダイヤ
モンド微粒子であることを特徴とする、請求項２または
請求項３に記載の電子放出源。 - 【請求項８】 前記電子放出物質の微粒子材料がダイヤ
モンド微粒子であることを特徴とする、請求項５または
請求項６に記載の電子放出源。 - 【請求項９】 前記導電性物質の微粒子材料が金属粒子
であることを特徴とする、請求項３または請求項６に記
載の電子放出源。 - 【請求項１０】 前記電子放出物質の微粒子の粒径が１
μｍ以下であることを特徴とする、請求項２または請求
項３に記載の電子放出源。 - 【請求項１１】 前記電子放出物質の微粒子の粒径が１
μｍ以下であることを特徴とする、請求項５または請求
項６に記載の電子放出源。 - 【請求項１２】 前記導電性物質の微粒子の粒径が１μ
ｍ以下であることを特徴とする、請求項３または請求項
６に記載の電子放出源。 - 【請求項１３】 基板上に互いに交差するゲート電極ラ
インとカソード電極ラインとを絶縁層を介して積層形成
する工程と、 ゲート電極ラインとカソード電極ラインとが交差する部
位に、ゲート電極ラインと絶縁層を貫通してカソード電
極ラインに達する略円形もしくはスリット状の微細孔を
形成する工程と、 微粒子を蓄えた容器から微粒子を高圧ガスの流れに乗せ
て真空容器内に導き、真空容器内に置かれた前記微細孔
を形成した基板に向けてノズルから高圧ガスと共に微粒
子を噴射し、前記微細孔の底面であるカソード電極ライ
ンの表面に冷陰極用の薄膜を形成する工程と、 前記薄膜を形成する工程において前記微細孔の底面を除
く部位に付着した薄膜を除去する工程とから成ることを
特徴とする電子放出源の製造方法。 - 【請求項１４】 前記請求項１ないし請求項１２に記載
した電子放出源を用いて形成することを特徴とするディ
スプレイ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24324796A JPH1092294A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 電子放出源およびその製造方法ならびにこの電子放出源を用いたディスプレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24324796A JPH1092294A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 電子放出源およびその製造方法ならびにこの電子放出源を用いたディスプレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1092294A true JPH1092294A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17101035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24324796A Pending JPH1092294A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 電子放出源およびその製造方法ならびにこの電子放出源を用いたディスプレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1092294A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100322606B1 (ko) * | 1999-06-14 | 2002-03-18 | 구자홍 | 마이크로홀이 형성된 전극을 가지는 표시소자 |
| US6400091B1 (en) | 1999-03-18 | 2002-06-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electron emission element and image output device |
| US6563260B1 (en) | 1999-03-15 | 2003-05-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electron emission element having resistance layer of particular particles |
| FR2836279A1 (fr) * | 2002-02-19 | 2003-08-22 | Commissariat Energie Atomique | Structure de cathode pour ecran emissif |
| US6692327B1 (en) | 1999-01-13 | 2004-02-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for producing electron emitting element |
| EP1821329A3 (en) * | 2006-02-20 | 2010-04-07 | Samsung SDI Co., Ltd. | Electron emission device and electron emission display using the same |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP24324796A patent/JPH1092294A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6692327B1 (en) | 1999-01-13 | 2004-02-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for producing electron emitting element |
| US6563260B1 (en) | 1999-03-15 | 2003-05-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electron emission element having resistance layer of particular particles |
| US6626724B2 (en) | 1999-03-15 | 2003-09-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing electron emitter and associated display |
| US6400091B1 (en) | 1999-03-18 | 2002-06-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electron emission element and image output device |
| KR100322606B1 (ko) * | 1999-06-14 | 2002-03-18 | 구자홍 | 마이크로홀이 형성된 전극을 가지는 표시소자 |
| FR2836279A1 (fr) * | 2002-02-19 | 2003-08-22 | Commissariat Energie Atomique | Structure de cathode pour ecran emissif |
| WO2003071571A1 (fr) * | 2002-02-19 | 2003-08-28 | Commissariat A L'energie Atomique | Structure de cathode pour ecran emissif |
| CN1316533C (zh) * | 2002-02-19 | 2007-05-16 | 法国原子能委员会 | 三极管类型的阴极结构以及场致发射的平面屏幕 |
| US7759851B2 (en) | 2002-02-19 | 2010-07-20 | Commissariat A L'energie Atomique | Cathode structure for emissive screen |
| EP1821329A3 (en) * | 2006-02-20 | 2010-04-07 | Samsung SDI Co., Ltd. | Electron emission device and electron emission display using the same |
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