JPH11265653A - 電極、及びその電極を有する表示装置 - Google Patents
電極、及びその電極を有する表示装置Info
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- JPH11265653A JPH11265653A JP8936498A JP8936498A JPH11265653A JP H11265653 A JPH11265653 A JP H11265653A JP 8936498 A JP8936498 A JP 8936498A JP 8936498 A JP8936498 A JP 8936498A JP H11265653 A JPH11265653 A JP H11265653A
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- metal
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- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】低電界で電子を放出でき、製造が容易な電極を
提供する。 【解決手段】耐熱性の配線膜１３表面に金属系炭化物を
付着させ、真空加熱し、多孔質炭素膜を形成して電極１
４にする。金属系炭化物を真空加熱する際、大気圧下で
は分解、溶融、又は昇華のいずれかが生じる温度を上限
とすると、金属系炭化物は、大気圧下では分解しないの
にも拘わらず、真空雰囲気中では分解し、多孔質炭素膜
が得られる。その多孔質炭素膜はカーボンチューブやカ
ーボンウィスカーが含まれており、低い電界で電子を放
出することができので、低電圧駆動のＦＥＤ２が得られ
る。
提供する。 【解決手段】耐熱性の配線膜１３表面に金属系炭化物を
付着させ、真空加熱し、多孔質炭素膜を形成して電極１
４にする。金属系炭化物を真空加熱する際、大気圧下で
は分解、溶融、又は昇華のいずれかが生じる温度を上限
とすると、金属系炭化物は、大気圧下では分解しないの
にも拘わらず、真空雰囲気中では分解し、多孔質炭素膜
が得られる。その多孔質炭素膜はカーボンチューブやカ
ーボンウィスカーが含まれており、低い電界で電子を放
出することができので、低電圧駆動のＦＥＤ２が得られ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電極にかかり、特
に、多孔質炭素膜を有する電極に関する。
に、多孔質炭素膜を有する電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年では、液晶ディスプレイやプラズマ
ディスプレイなど、色々な平面型表示装置が開発、実用
化されている。それらのうち、消費電力が小さく、高精
細な表示が可能な装置として、フィールドエミッション
ディスプレイ(ＦＥＤ)が注目されている。
ディスプレイなど、色々な平面型表示装置が開発、実用
化されている。それらのうち、消費電力が小さく、高精
細な表示が可能な装置として、フィールドエミッション
ディスプレイ(ＦＥＤ)が注目されている。
【０００３】図４の符号１０２は、従来技術のＦＥＤで
あり、陰極側パネル１０２1と陽極側パネル１０２2とか
ら構成されている。陽極側パネル１０２2は、透明導電
膜１２２と、三色(ＲＧＢ)の発光体１２３1〜１２３3と
が形成されたガラス基板１２１を有しており、他方、陰
極側パネル１０２1は、配線膜１１２と、電子放出源１
１４と、ゲート電極膜１１５とが形成されたガラス基板
１１１を有している。
あり、陰極側パネル１０２1と陽極側パネル１０２2とか
ら構成されている。陽極側パネル１０２2は、透明導電
膜１２２と、三色(ＲＧＢ)の発光体１２３1〜１２３3と
が形成されたガラス基板１２１を有しており、他方、陰
極側パネル１０２1は、配線膜１１２と、電子放出源１
１４と、ゲート電極膜１１５とが形成されたガラス基板
１１１を有している。
【０００４】その陰極側パネル１０２1の製造工程を説
明すると、図５(ａ)に示すように、先ず、ガラス基板１
１１上に配線膜１１２を形成し、その表面に、絶縁膜１
１７とゲート電極膜１１５とをこの順に形成する。
明すると、図５(ａ)に示すように、先ず、ガラス基板１
１１上に配線膜１１２を形成し、その表面に、絶縁膜１
１７とゲート電極膜１１５とをこの順に形成する。
【０００５】次いで、ゲート電極膜１１５をパターニン
グし、ゲート電極膜１１５の所定位置に円形の窓部１３
５を形成し(図５(ｂ))、その状態でエッチングを行い、
窓部１３５底面下の絶縁膜１１７を除去すると、その部
分に凹部１３６が形成される(同図(ｃ))。
グし、ゲート電極膜１１５の所定位置に円形の窓部１３
５を形成し(図５(ｂ))、その状態でエッチングを行い、
窓部１３５底面下の絶縁膜１１７を除去すると、その部
分に凹部１３６が形成される(同図(ｃ))。
【０００６】その状態では、凹部１３６の底面に配線膜
１１２表面が露出しており、ゲート電極膜１１５上にＮ
ｉ膜１３３とＭｏ膜１３４とをこの順に形成すると、円
錐形形状の電子放出源１１４が形成される(同図(ｄ)、
(ｅ))。
１１２表面が露出しており、ゲート電極膜１１５上にＮ
ｉ膜１３３とＭｏ膜１３４とをこの順に形成すると、円
錐形形状の電子放出源１１４が形成される(同図(ｄ)、
(ｅ))。
【０００７】そして、Ｍｏ膜１３４とＮｉ膜１３３を除
去すると、窓部１３５が開口し、電子放出源１１４が露
出される(同図(ｆ))。
去すると、窓部１３５が開口し、電子放出源１１４が露
出される(同図(ｆ))。
【０００８】陰極側パネル１０２1の形成後、陽極側パ
ネル１０２2を平行に配置し、電子放出源１１４の頂点
が、発光体１２３1〜１２３3に対向するように位置合わ
せし、その間を真空状態にすると、ＦＥＤ１０２ができ
あがる。
ネル１０２2を平行に配置し、電子放出源１１４の頂点
が、発光体１２３1〜１２３3に対向するように位置合わ
せし、その間を真空状態にすると、ＦＥＤ１０２ができ
あがる。
【０００９】このようなＦＥＤ１０２では、透明導電膜
１２２に正電圧(例えば２００Ｖ)、配線膜１１２を介し
て電子放出源１１４に負電圧(例えば−３５Ｖ)を印加し
た状態で、ゲート電極膜１１５に正電圧(例えば３５Ｖ)
を印加すると、ゲート電極膜１１５が引き出し電極とし
て作用し、電子放出源１１４の頂点から電子が放射され
る。
１２２に正電圧(例えば２００Ｖ)、配線膜１１２を介し
て電子放出源１１４に負電圧(例えば−３５Ｖ)を印加し
た状態で、ゲート電極膜１１５に正電圧(例えば３５Ｖ)
を印加すると、ゲート電極膜１１５が引き出し電極とし
て作用し、電子放出源１１４の頂点から電子が放射され
る。
【００１０】この場合、配線膜１１２と透明電極膜１２
２を選択して電圧を印加すると、所望位置の発光体１２
３1〜１２３3に電子が入射し、それらの発光体１２３1
〜１２３3から放射された光は、陽極側パネル１０２2の
ガラス基板１２１を透過して外部に放出される。
２を選択して電圧を印加すると、所望位置の発光体１２
３1〜１２３3に電子が入射し、それらの発光体１２３1
〜１２３3から放射された光は、陽極側パネル１０２2の
ガラス基板１２１を透過して外部に放出される。
【００１１】上記のような電子放出源１１４は、電界を
印加するだけで真空中に電子を放出するため、高温に加
熱する必要が無く、また、電子放出源１１４は陰極側パ
ネル１０２1表面に均一に配置されているため、陰極側
パネル１０２1と陽極側パネル１０２2とを近接させるこ
とができ、更に、液晶等のフィルタを必要としないこと
から、低消費電力、高集積化が可能、且つ視野角が広い
という利点があり、近年、薄型表示装置のうちでも特に
注目されている。
印加するだけで真空中に電子を放出するため、高温に加
熱する必要が無く、また、電子放出源１１４は陰極側パ
ネル１０２1表面に均一に配置されているため、陰極側
パネル１０２1と陽極側パネル１０２2とを近接させるこ
とができ、更に、液晶等のフィルタを必要としないこと
から、低消費電力、高集積化が可能、且つ視野角が広い
という利点があり、近年、薄型表示装置のうちでも特に
注目されている。
【００１２】しかしながら、上記のようなＦＥＤ１０２
は、陰極側パネル１０２1の構造が複雑であり、特に、
円錐形形状の電子放出源１１４を形成することが困難で
ある。
は、陰極側パネル１０２1の構造が複雑であり、特に、
円錐形形状の電子放出源１１４を形成することが困難で
ある。
【００１３】また、表示装置としての動作中には、陽イ
オンの入射によって電子放出源１１４がスパッタリング
されてしまうが、電子は電子放出源１１４の頂点部分か
ら放射されるため、頂点部分が削られてしまうと電子が
放出できなくなり、表示装置としての寿命が短い、ある
いは電子放出の安定性に欠けるという問題点がある。更
に、円錐形形状の冷陰極１４では、電子を放出させるた
めに高電界(１００Ｖ／μｍ以上)を必要とするという欠
点がある。
オンの入射によって電子放出源１１４がスパッタリング
されてしまうが、電子は電子放出源１１４の頂点部分か
ら放射されるため、頂点部分が削られてしまうと電子が
放出できなくなり、表示装置としての寿命が短い、ある
いは電子放出の安定性に欠けるという問題点がある。更
に、円錐形形状の冷陰極１４では、電子を放出させるた
めに高電界(１００Ｖ／μｍ以上)を必要とするという欠
点がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、低電界で電子を放出できる電極、また、製造が
容易な電極を提供することにある。
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、低電界で電子を放出できる電極、また、製造が
容易な電極を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、耐熱物質と、前記耐熱物質
上に形成された多孔質炭素膜を有する電極であって、前
記炭素膜は、前記耐熱物質表面に付着された金属系炭化
物が、大気圧下では分解、溶融、又は昇華のいずれかが
生じる温度を上限として、真空雰囲気中で加熱されて形
成されたことを特徴とする。
に、請求項１記載の発明は、耐熱物質と、前記耐熱物質
上に形成された多孔質炭素膜を有する電極であって、前
記炭素膜は、前記耐熱物質表面に付着された金属系炭化
物が、大気圧下では分解、溶融、又は昇華のいずれかが
生じる温度を上限として、真空雰囲気中で加熱されて形
成されたことを特徴とする。
【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の電
極であって、前記耐熱物質は導電性の高融点金属を有
し、前記多孔質炭素膜は、前記高融点金属表面に形成さ
れたことを特徴とする。
極であって、前記耐熱物質は導電性の高融点金属を有
し、前記多孔質炭素膜は、前記高融点金属表面に形成さ
れたことを特徴とする。
【００１７】請求項３記載の発明は、請求項２記載の電
極であって、前記高融点金属は、セラミックス基板表面
に薄膜状に形成され、所定形状にパターニングされ、配
線膜が形成されていることを特徴とする。
極であって、前記高融点金属は、セラミックス基板表面
に薄膜状に形成され、所定形状にパターニングされ、配
線膜が形成されていることを特徴とする。
【００１８】請求項４記載の発明は、所定形状にパター
ニングされた複数の透明導電膜と、前記透明導電膜上に
形成された発光体と、請求項３記載の電極とを有し、前
記多孔質炭素膜と前記発光体とは対向配置され、前記配
線膜と前記透明導電膜とを選択して電圧を印加し、前記
多孔質炭素膜から電子を放出させると、前記発光体の所
望位置のものを発光させられるように構成されたことを
特徴とする。
ニングされた複数の透明導電膜と、前記透明導電膜上に
形成された発光体と、請求項３記載の電極とを有し、前
記多孔質炭素膜と前記発光体とは対向配置され、前記配
線膜と前記透明導電膜とを選択して電圧を印加し、前記
多孔質炭素膜から電子を放出させると、前記発光体の所
望位置のものを発光させられるように構成されたことを
特徴とする。
【００１９】請求項５記載の発明は、請求項２記載の電
極であって、前記高融点金属は導線に成形されているこ
とを特徴とする。
極であって、前記高融点金属は導線に成形されているこ
とを特徴とする。
【００２０】請求項６記載の発明は、多孔質炭素膜から
成る電極を耐熱物質表面に形成する電極製造方法であっ
て、前記耐熱物質上に金属系炭化物を付着させ、大気圧
下では前記金属系炭化物が分解、溶融又は昇華のいずれ
かが生じる温度を上限として、真空雰囲気中で加熱する
ことを特徴とする。
成る電極を耐熱物質表面に形成する電極製造方法であっ
て、前記耐熱物質上に金属系炭化物を付着させ、大気圧
下では前記金属系炭化物が分解、溶融又は昇華のいずれ
かが生じる温度を上限として、真空雰囲気中で加熱する
ことを特徴とする。
【００２１】請求項７記載の発明は、請求項６記載の電
極製造方法であって、前記金属系炭化物から成るターゲ
ットをスパッタリングし、前記耐熱物質表面に、前記金
属系炭化物の薄膜を形成することで、前記金属系炭化物
を付着させることを特徴とする。
極製造方法であって、前記金属系炭化物から成るターゲ
ットをスパッタリングし、前記耐熱物質表面に、前記金
属系炭化物の薄膜を形成することで、前記金属系炭化物
を付着させることを特徴とする。
【００２２】請求項８記載の発明は、請求項６記載の電
極製造方法であって、前記金属系炭化物の粉末を溶剤に
分散させてペーストを作成し、前記耐熱物質上に前記ペ
ーストを塗布することで、前記金属系炭化物を付着させ
ることを特徴とする。
極製造方法であって、前記金属系炭化物の粉末を溶剤に
分散させてペーストを作成し、前記耐熱物質上に前記ペ
ーストを塗布することで、前記金属系炭化物を付着させ
ることを特徴とする。
【００２３】本発明は上記のように構成されており、耐
熱物質上に多孔質炭素膜から成る電極が形成されてい
る。その多孔質炭素膜は、耐熱物質上に金属系炭化物
(本発明では、金属炭化物の他、ＳｉＣ等の半導体物質
の炭化物を含むものとする)を付着させ、真空雰囲気中
で加熱すること(真空加熱)で形成されている。
熱物質上に多孔質炭素膜から成る電極が形成されてい
る。その多孔質炭素膜は、耐熱物質上に金属系炭化物
(本発明では、金属炭化物の他、ＳｉＣ等の半導体物質
の炭化物を含むものとする)を付着させ、真空雰囲気中
で加熱すること(真空加熱)で形成されている。
【００２４】その加熱の際には、金属系炭化物は、大気
圧下では金属系炭化物が分解、溶融、昇華のいずれかが
生じる温度を上限とされている。従って、大気圧下で
は、分解、溶融、昇華のいずれも生じないため、炭素膜
は形成されないが、本発明では真空雰囲気中で加熱する
ため、分解温度、溶融温度、又は昇華温度が低温にな
り、金属系炭化物を構成する炭素以外の物質が蒸発し、
その結果、耐熱性物質表面に多孔質炭素膜が形成され
る。
圧下では金属系炭化物が分解、溶融、昇華のいずれかが
生じる温度を上限とされている。従って、大気圧下で
は、分解、溶融、昇華のいずれも生じないため、炭素膜
は形成されないが、本発明では真空雰囲気中で加熱する
ため、分解温度、溶融温度、又は昇華温度が低温にな
り、金属系炭化物を構成する炭素以外の物質が蒸発し、
その結果、耐熱性物質表面に多孔質炭素膜が形成され
る。
【００２５】本発明の発明者等は、形成された多孔質炭
素膜を真空雰囲気中に置き、電圧を印加すると、非常に
低い電界で電子が放出されることを確認した。その理由
は、多孔質炭素膜中には、図３の符号５０に示すような
カーボンナノチューブ(●や○は炭素原子を示す)や、カ
ーボンウィスカーが多量に含まれているためと推測して
いる。(de Heer(Science,268,845-47(1995)，Smalley(S
cience,269,1550-53(1997)，Saito(Nature,389,554-55
(1997)等の報告によると、カーボンナノチューブは低電
界で電子を放出できると記載されている。)。
素膜を真空雰囲気中に置き、電圧を印加すると、非常に
低い電界で電子が放出されることを確認した。その理由
は、多孔質炭素膜中には、図３の符号５０に示すような
カーボンナノチューブ(●や○は炭素原子を示す)や、カ
ーボンウィスカーが多量に含まれているためと推測して
いる。(de Heer(Science,268,845-47(1995)，Smalley(S
cience,269,1550-53(1997)，Saito(Nature,389,554-55
(1997)等の報告によると、カーボンナノチューブは低電
界で電子を放出できると記載されている。)。
【００２６】従来技術では、アーク放電や、大気中での
レーザー加熱によって炭素膜を形成し、電極として評価
しており、従って、形成された炭素膜中にはグラファイ
ト層やフラーレン等が多量に含まれていると考えられ
る。そのような炭素膜は多孔質ではないため、電子を放
出させるためには、高電界を必要とすると考えられる。
レーザー加熱によって炭素膜を形成し、電極として評価
しており、従って、形成された炭素膜中にはグラファイ
ト層やフラーレン等が多量に含まれていると考えられ
る。そのような炭素膜は多孔質ではないため、電子を放
出させるためには、高電界を必要とすると考えられる。
【００２７】一般に、金属系炭化物は、高温に加熱され
た場合には、溶融するものばかりではなく、昇華するも
のや、あるいは分解するものもあり、その挙動は区々で
あるが、本発明に用いることができる金属系炭化物は、
大気圧下(一般には窒素雰囲気)では分解、溶融、又は昇
華のいずれも生じない温度まで昇温させた場合に、真空
雰囲気中では分解し、炭素と結合している物質が蒸発す
る性質を有することが重要である。
た場合には、溶融するものばかりではなく、昇華するも
のや、あるいは分解するものもあり、その挙動は区々で
あるが、本発明に用いることができる金属系炭化物は、
大気圧下(一般には窒素雰囲気)では分解、溶融、又は昇
華のいずれも生じない温度まで昇温させた場合に、真空
雰囲気中では分解し、炭素と結合している物質が蒸発す
る性質を有することが重要である。
【００２８】そのような金属系炭化物には、ＳｉＣの
他、ＨｆＣ、ＮｂＣ、Ｔａ2Ｃ、ＴａＣ、ＴｉＣ、Ｖ
Ｃ、Ｗ2Ｃ、ＷＣ、ＺｒＣ、ＭｏＣ、Ｍｏ2Ｃ、Ａｌ
4Ｃ3、Ｆｅ3Ｃ等がある。
他、ＨｆＣ、ＮｂＣ、Ｔａ2Ｃ、ＴａＣ、ＴｉＣ、Ｖ
Ｃ、Ｗ2Ｃ、ＷＣ、ＺｒＣ、ＭｏＣ、Ｍｏ2Ｃ、Ａｌ
4Ｃ3、Ｆｅ3Ｃ等がある。
【００２９】上記金属系炭化物の、窒素雰囲気、大気圧
下での分解、溶融、又は昇華温度を下記に示す。 ＳｉＣ：２２８０℃、 ＨｆＣ：３０００〜３８９０
℃、 ＮｂＣ：３５００℃、 Ｔａ2Ｃ：３４００℃、
ＴａＣ：３８００℃、 ＴｉＣ：３２００℃、ＶＣ：
２５００℃、 Ｗ2Ｃ：２８００℃、 ＷＣ：２６００
℃、 ＺｒＣ：３２００℃、ＭｏＣ：２６００℃、Ｍｏ
2Ｃ：２５００℃、 Ａｌ4Ｃ3：２５００℃ Ｆｅ3Ｃ：１２３０℃
下での分解、溶融、又は昇華温度を下記に示す。 ＳｉＣ：２２８０℃、 ＨｆＣ：３０００〜３８９０
℃、 ＮｂＣ：３５００℃、 Ｔａ2Ｃ：３４００℃、
ＴａＣ：３８００℃、 ＴｉＣ：３２００℃、ＶＣ：
２５００℃、 Ｗ2Ｃ：２８００℃、 ＷＣ：２６００
℃、 ＺｒＣ：３２００℃、ＭｏＣ：２６００℃、Ｍｏ
2Ｃ：２５００℃、 Ａｌ4Ｃ3：２５００℃ Ｆｅ3Ｃ：１２３０℃
【００３０】また、炭素と結合している金属単体の、窒
素雰囲気、大気圧下での融点を下記に示す。炭化物より
も低温であることが分かる。 Ｓｉ：１４１２℃、 Ｈｆ：２２２２ ℃、 Ｎｂ：２
４６０ ℃、 Ｔａ：２９８０℃、 Ｔｉ：１６６７
℃、 Ｖ：１９１５℃、 Ｗ：３３８０℃、Ｚｒ：１８
５７℃、 Ｍｏ：１６２０℃、 Ａｌ：６６０℃、 Ｆ
ｅ：１５３５℃
素雰囲気、大気圧下での融点を下記に示す。炭化物より
も低温であることが分かる。 Ｓｉ：１４１２℃、 Ｈｆ：２２２２ ℃、 Ｎｂ：２
４６０ ℃、 Ｔａ：２９８０℃、 Ｔｉ：１６６７
℃、 Ｖ：１９１５℃、 Ｗ：３３８０℃、Ｚｒ：１８
５７℃、 Ｍｏ：１６２０℃、 Ａｌ：６６０℃、 Ｆ
ｅ：１５３５℃
【００３１】以上の金属形炭化物を真空雰囲気中で分解
させる場合には、５００℃〜１８００℃の温度範囲がよ
く、製造工程上は低温で加熱することが望ましい。
させる場合には、５００℃〜１８００℃の温度範囲がよ
く、製造工程上は低温で加熱することが望ましい。
【００３２】また、金属系炭化物を高融点金属やセラミ
ックス基板等の耐熱性物質表面に付着させておくために
は、耐熱物質表面にスパッタリング法によって薄膜を形
成したり、粉体状の金属系炭化物をそのまま、又はペー
スト状にして耐熱物質に付着させ、又は塗布してもよ
い。
ックス基板等の耐熱性物質表面に付着させておくために
は、耐熱物質表面にスパッタリング法によって薄膜を形
成したり、粉体状の金属系炭化物をそのまま、又はペー
スト状にして耐熱物質に付着させ、又は塗布してもよ
い。
【００３３】なお、上記のような多孔質炭素膜を電極と
し、発光体と組合わせると、高効率のＦＥＤの陰極側パ
ネルが構成できる。他方、導線表面に多孔質炭素膜を形
成し、電極にすると、フィラメントに代わる冷陰極源を
構成できる。また、多孔質炭素膜から成る電極を直接セ
ラミックス基板表面に形成すると、蓄電池等の電極とし
て用いることができる。
し、発光体と組合わせると、高効率のＦＥＤの陰極側パ
ネルが構成できる。他方、導線表面に多孔質炭素膜を形
成し、電極にすると、フィラメントに代わる冷陰極源を
構成できる。また、多孔質炭素膜から成る電極を直接セ
ラミックス基板表面に形成すると、蓄電池等の電極とし
て用いることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を説明する。図
１の符号２は、本発明の一例のフィールドエミッション
ディスプレイ(ＦＥＤ)であり、陰極側パネル２1と陽極
側パネル２2とから構成されている。陽極側パネル２2は
ガラス基板２１を有しており、該ガラス基板２１上に
は、直線状にパターニングされた複数の透明導電膜２２
1〜２２3が形成されており、また、各透明導電膜２２1
〜２２3表面には、三色(ＲＧＢ)の発光体２３1〜２３3
が形成されている。
１の符号２は、本発明の一例のフィールドエミッション
ディスプレイ(ＦＥＤ)であり、陰極側パネル２1と陽極
側パネル２2とから構成されている。陽極側パネル２2は
ガラス基板２１を有しており、該ガラス基板２１上に
は、直線状にパターニングされた複数の透明導電膜２２
1〜２２3が形成されており、また、各透明導電膜２２1
〜２２3表面には、三色(ＲＧＢ)の発光体２３1〜２３3
が形成されている。
【００３５】陰極側パネル２1は、セラミックス基板(ア
ルミナ基板)１２を有しており、その表面には、直線状
にパターニングされた複数のタングステン配線膜１３が
形成されており、また、各タングステン配線膜１３表面
には、多孔質炭素膜１４から成る電子放出源１４が形成
されている。
ルミナ基板)１２を有しており、その表面には、直線状
にパターニングされた複数のタングステン配線膜１３が
形成されており、また、各タングステン配線膜１３表面
には、多孔質炭素膜１４から成る電子放出源１４が形成
されている。
【００３６】陰極側パネル２1と、陽極側パネル２2は、
電子放出源１４と発光体２３1〜２３3とが対向して平行
配置されており、電子放出源１４と、発光体２３1〜２
３3は、互いに直交するように、パネル２1、２2同士が
位置合わせされている。
電子放出源１４と発光体２３1〜２３3とが対向して平行
配置されており、電子放出源１４と、発光体２３1〜２
３3は、互いに直交するように、パネル２1、２2同士が
位置合わせされている。
【００３７】
【実施例】＜実施例１＞このような陰極側パネル２1の
製造方法を説明すると、先ず、セラミックス基板１２表
面にタングステン薄膜を全面成膜した後、直線状にパタ
ーニングし、複数のタングステン配線膜１３(図１で
は、２本のタングステン配線膜１３1、１３2を示す。)
を形成する。
製造方法を説明すると、先ず、セラミックス基板１２表
面にタングステン薄膜を全面成膜した後、直線状にパタ
ーニングし、複数のタングステン配線膜１３(図１で
は、２本のタングステン配線膜１３1、１３2を示す。)
を形成する。
【００３８】次に、市販のＳｉＣ粉末(０．５μ)とニト
ロセルロースをアセトン中に分散・混合し、混合ペース
トを作製した後、各タングステン配線膜１３表面に、ス
クリーン印刷法により塗布する。
ロセルロースをアセトン中に分散・混合し、混合ペース
トを作製した後、各タングステン配線膜１３表面に、ス
クリーン印刷法により塗布する。
【００３９】この状態では、タングステン配線膜１３上
にＳｉＣが付着しており、そのセラミックス基板１２を
真空電気炉内に搬入し、その内部を１×１０-4Ｐａ程度
の高真空状態まで真空排気した後、セラミックス基板１
２を加熱する。
にＳｉＣが付着しており、そのセラミックス基板１２を
真空電気炉内に搬入し、その内部を１×１０-4Ｐａ程度
の高真空状態まで真空排気した後、セラミックス基板１
２を加熱する。
【００４０】セラミックス基板１２が１６００℃まで昇
温したところでその状態を１時間維持し(真空熱処理)、
次いで、真空電気炉内から搬出し、ＳＥＭ(走査型電子
顕微鏡)、及びＸＰＳ(Electron Stimulated Desorptio
n)又はＥＥＬＳ(Electron Energy Loss Spectroscopy)
を用いてタングステン配線膜１３表面を観察・分析した
ところ、タングステン配線膜１３表面には、多孔質炭素
膜が形成されていることが確認された。
温したところでその状態を１時間維持し(真空熱処理)、
次いで、真空電気炉内から搬出し、ＳＥＭ(走査型電子
顕微鏡)、及びＸＰＳ(Electron Stimulated Desorptio
n)又はＥＥＬＳ(Electron Energy Loss Spectroscopy)
を用いてタングステン配線膜１３表面を観察・分析した
ところ、タングステン配線膜１３表面には、多孔質炭素
膜が形成されていることが確認された。
【００４１】ところで、ＳｉＣは、常圧・窒素雰囲気下
では２０００℃以上に昇温させないと分解しないはずで
あるが、タングステン基板表面に、ＳｉＣの残留物から
成る多孔質炭素膜が形成されたのは、真空雰囲気内で熱
処理することにより、分解温度よりも大幅に低温な１６
００℃程度の温度で熱分解し、その結果Ｓｉが蒸発した
からであると考えられる。
では２０００℃以上に昇温させないと分解しないはずで
あるが、タングステン基板表面に、ＳｉＣの残留物から
成る多孔質炭素膜が形成されたのは、真空雰囲気内で熱
処理することにより、分解温度よりも大幅に低温な１６
００℃程度の温度で熱分解し、その結果Ｓｉが蒸発した
からであると考えられる。
【００４２】そのような多孔質炭素膜から成る電子放出
源１４(図１では、２個の電子放出源１４1、１４2を示
す。)の電子放出特性を測定したところ、１Ｖ／μｍと
いう非常に低い電界をかけただけで電子が放出された。
源１４(図１では、２個の電子放出源１４1、１４2を示
す。)の電子放出特性を測定したところ、１Ｖ／μｍと
いう非常に低い電界をかけただけで電子が放出された。
【００４３】従って、透明導電膜２２1〜２２3と、タン
グステン配線膜１３1、１３2とを選択して電圧を印加
し、所望位置の発光体２３1〜２３3を発光させる際、低
電界でＦＥＤ２を表示装置として用いることができる。
グステン配線膜１３1、１３2とを選択して電圧を印加
し、所望位置の発光体２３1〜２３3を発光させる際、低
電界でＦＥＤ２を表示装置として用いることができる。
【００４４】
【実施例】＜実施例２＞図２に示すように、タングステ
ン配線膜１３に替え、タングステンワイヤー３２に上記
混合ペーストを塗布し、前記電子放出源１４を形成した
ときと同じ真空電気炉内に搬入し、１×１０-4Ｐａの高
真空状態で、１７００℃、１時間の真空熱処理を行い、
フィラメント３を得た。
ン配線膜１３に替え、タングステンワイヤー３２に上記
混合ペーストを塗布し、前記電子放出源１４を形成した
ときと同じ真空電気炉内に搬入し、１×１０-4Ｐａの高
真空状態で、１７００℃、１時間の真空熱処理を行い、
フィラメント３を得た。
【００４５】ＳＥＭ及びＸＰＳ又はＥＥＬＳの観察・分
析結果によると、タングステンワイヤー３２周囲には多
孔質炭素膜が形成されており、上記ＦＥＤパネルと同
様、１Ｖ／μｍという非常に低い電界で電子が放出され
ることが確認された。
析結果によると、タングステンワイヤー３２周囲には多
孔質炭素膜が形成されており、上記ＦＥＤパネルと同
様、１Ｖ／μｍという非常に低い電界で電子が放出され
ることが確認された。
【００４６】
【実施例】＜実施例３＞次に、タングステン基板をＳｉ
Ｃターゲットが配置されたスパッタリング装置中に搬入
し、そのタングステン基板表面に、スパッタ法によって
ＳｉＣを薄膜を作製した。
Ｃターゲットが配置されたスパッタリング装置中に搬入
し、そのタングステン基板表面に、スパッタ法によって
ＳｉＣを薄膜を作製した。
【００４７】次いで、タングステン基板をスパッタリン
グ装置中から搬出し、真空電気炉内に搬入し、実施例１
と同様の条件で真空熱処理を行ったところ、タングステ
ン基板表面に薄膜が形成された。ＳＥＭ及びＸＰＳ又は
ＥＥＬＳによって観察・分析したところ、形成された薄
膜は、多孔質炭素膜であった。
グ装置中から搬出し、真空電気炉内に搬入し、実施例１
と同様の条件で真空熱処理を行ったところ、タングステ
ン基板表面に薄膜が形成された。ＳＥＭ及びＸＰＳ又は
ＥＥＬＳによって観察・分析したところ、形成された薄
膜は、多孔質炭素膜であった。
【００４８】この基板からの電子放出を測定したとこ
ろ、１Ｖ/μｍと、実施例１と同様の低電界で電子が放
出された。
ろ、１Ｖ/μｍと、実施例１と同様の低電界で電子が放
出された。
【００４９】
【実施例】＜実施例４＞市販のＳｉＣ単結晶をタングス
テン基板上に薄く乗せ、上記実施例１と同様に真空熱処
理を行ったところ、タングステン基板上に被膜が形成さ
れた。その被膜をＳＥＭ及びＸＰＳ又はＥＥＬＳによっ
て、観察・分析したところ、多孔質炭素膜であることが
確認された。また、電子放出を測定したところ、１Ｖ／
μｍであった。
テン基板上に薄く乗せ、上記実施例１と同様に真空熱処
理を行ったところ、タングステン基板上に被膜が形成さ
れた。その被膜をＳＥＭ及びＸＰＳ又はＥＥＬＳによっ
て、観察・分析したところ、多孔質炭素膜であることが
確認された。また、電子放出を測定したところ、１Ｖ／
μｍであった。
【００５０】
【実施例】＜実施例５＞市販のＴｉＣ粉末(粒径0.5μ)
とニトロセルロースをアセトンに分散・混合し、ペース
トを作製した後、タングステン基板状に塗布した。その
基板を、電気真空炉中に搬入し、１×１０-4Ｐａ程度の
高真空状態で、１７００℃に昇温させ、１時間の真空熱
処理を行った。
とニトロセルロースをアセトンに分散・混合し、ペース
トを作製した後、タングステン基板状に塗布した。その
基板を、電気真空炉中に搬入し、１×１０-4Ｐａ程度の
高真空状態で、１７００℃に昇温させ、１時間の真空熱
処理を行った。
【００５１】真空熱処理後、電気真空炉から搬出し、Ｓ
ＥＭ及びＸＰＳ又はＥＥＬＳによって観察・分析したと
ころ、多孔質炭素膜が形成されていることを確認した。
これは、ＴｉＣの熱分解と同時に、チタンが蒸発した結
果と考えられる。
ＥＭ及びＸＰＳ又はＥＥＬＳによって観察・分析したと
ころ、多孔質炭素膜が形成されていることを確認した。
これは、ＴｉＣの熱分解と同時に、チタンが蒸発した結
果と考えられる。
【００５２】この基板からの電子放出を測定したとこ
ろ、ＳｉＣから作成した多孔質炭素膜と同様、１Ｖ／μ
ｍの低電界を印加するだけで電子放出が確認された。
ろ、ＳｉＣから作成した多孔質炭素膜と同様、１Ｖ／μ
ｍの低電界を印加するだけで電子放出が確認された。
【００５３】
【実施例】上記各実施例では、耐熱物質に、アルミナか
ら成るセラミックス基板や、タングステン配線膜、又は
タングステン導線を用いたが、アルミナに替え、ジルコ
ニア等の、炭素膜よりも高温に耐えるセラミックス基板
を広く用いることができる。また、配線膜や導線には、
タングステンの他、タンタル、モリブデン、チタン等の
高融点金属を用いることができる。
ら成るセラミックス基板や、タングステン配線膜、又は
タングステン導線を用いたが、アルミナに替え、ジルコ
ニア等の、炭素膜よりも高温に耐えるセラミックス基板
を広く用いることができる。また、配線膜や導線には、
タングステンの他、タンタル、モリブデン、チタン等の
高融点金属を用いることができる。
【００５４】また、本発明に用いることができる金属系
炭化物には、ＳｉＣの他、 ＨｆＣ、ＮｂＣ、Ｔａ
2Ｃ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＶＣ、Ｗ2Ｃ、ＷＣ、ＺｒＣ、Ｍ
ｏＣ、Ｍｏ2Ｃ、Ａｌ4Ｃ3、Ｆｅ3Ｃ等がある。それらは
スパッタリング法によって薄膜を形成し、耐熱物質表面
に付着させてもよいし、粉体、又はペーストの状態で付
着させてもよい。
炭化物には、ＳｉＣの他、 ＨｆＣ、ＮｂＣ、Ｔａ
2Ｃ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＶＣ、Ｗ2Ｃ、ＷＣ、ＺｒＣ、Ｍ
ｏＣ、Ｍｏ2Ｃ、Ａｌ4Ｃ3、Ｆｅ3Ｃ等がある。それらは
スパッタリング法によって薄膜を形成し、耐熱物質表面
に付着させてもよいし、粉体、又はペーストの状態で付
着させてもよい。
【００５５】なお、本発明の電極は、ＦＥＤの用いるこ
とができる他、フィラメントに代わる冷陰極源や、蓄電
池等の多孔質電極に用いることができる。
とができる他、フィラメントに代わる冷陰極源や、蓄電
池等の多孔質電極に用いることができる。
【００５６】
【発明の効果】低電界で電子を放出できるので、低電圧
駆動のＦＥＤが得られる。また、電子が頂点ではなく、
面から放出されるので電極寿命が長い。その電極の膜厚
は簡単に厚くすることができるので、膜減りがあった場
合でも長寿命化できる。
駆動のＦＥＤが得られる。また、電子が頂点ではなく、
面から放出されるので電極寿命が長い。その電極の膜厚
は簡単に厚くすることができるので、膜減りがあった場
合でも長寿命化できる。
【図１】本発明の電極及びＦＥＤの一例
【図２】本発明の電極の他の例
【図３】カーボンナノチューブの構造を説明するための
図
図
【図４】従来技術のＦＥＤ
【図５】(ａ)〜(ｆ)：その製造工程を説明するための図
２……ＦＥＤ １２……セラミックス基板(耐熱性物
質) １３……配線膜(耐熱性物質) １４……多孔
質炭素膜から成る電極 ２２1、２２2、２２3……透
明導電膜 ２３1、２３2、２３3……発光体 ３２
……導線
質) １３……配線膜(耐熱性物質) １４……多孔
質炭素膜から成る電極 ２２1、２２2、２２3……透
明導電膜 ２３1、２３2、２３3……発光体 ３２
……導線
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｊ 9/02 Ｈ０１Ｊ 9/02 Ｂ 31/12 31/12 Ｃ
Claims (8)
- 【請求項１】耐熱物質と、前記耐熱物質上に形成された
多孔質炭素膜を有する電極であって、 前記炭素膜は、前記耐熱物質表面に付着された金属系炭
化物が、大気圧下では分解、溶融、又は昇華のいずれか
が生じる温度を上限として、真空雰囲気中で加熱されて
形成されたことを特徴とする電極。 - 【請求項２】前記耐熱物質は導電性の高融点金属を有
し、 前記多孔質炭素膜は、前記高融点金属表面に形成された
ことを特徴とする請求項１記載の電極。 - 【請求項３】前記高融点金属は、セラミックス基板表面
に薄膜状に形成され、所定形状にパターニングされ、配
線膜が形成されていることを特徴とする請求項２記載の
電極。 - 【請求項４】所定形状にパターニングされた複数の透明
導電膜と、 前記透明導電膜上に形成された発光体と、 請求項３記載の電極とを有し、 前記多孔質炭素膜と前記発光体とは対向配置され、 前記配線膜と前記透明導電膜とを選択して電圧を印加
し、前記多孔質炭素膜から電子を放出させると、前記発
光体の所望位置のものを発光させられるように構成され
たことを特徴とする表示装置。 - 【請求項５】前記高融点金属は導線に成形されているこ
とを特徴とする請求項２記載の電極。 - 【請求項６】多孔質炭素膜から成る電極を耐熱物質表面
に形成する電極製造方法であって、 前記耐熱物質上に金属系炭化物を付着させ、大気圧下で
は前記金属系炭化物が分解、溶融又は昇華のいずれかが
生じる温度を上限として、真空雰囲気中で加熱すること
を特徴とする電極製造方法。 - 【請求項７】前記金属系炭化物から成るターゲットをス
パッタリングし、前記耐熱物質表面に、前記金属系炭化
物の薄膜を形成することで、前記金属系炭化物を付着さ
せることを特徴とする請求項６記載の電極製造方法。 - 【請求項８】前記金属系炭化物の粉末を溶剤に分散させ
てペーストを作成し、 前記耐熱物質上に前記ペーストを塗布することで、前記
金属系炭化物を付着させることを特徴とする請求項６記
載の電極製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8936498A JPH11265653A (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 電極、及びその電極を有する表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8936498A JPH11265653A (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 電極、及びその電極を有する表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11265653A true JPH11265653A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13968659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8936498A Pending JPH11265653A (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 電極、及びその電極を有する表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11265653A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1096532A1 (en) * | 1999-10-27 | 2001-05-02 | Pioneer Corporation | Electron emission device |
| JP2001236907A (ja) * | 2000-02-15 | 2001-08-31 | Samsung Sdi Co Ltd | 隔壁リブを用いた３極管カーボンナノチューブ電界放出素子及びその製造方法 |
| JP2001519076A (ja) * | 1997-04-02 | 2001-10-16 | イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 金属−酸素−炭素電界エミッタ |
| US6741017B1 (en) | 1999-07-21 | 2004-05-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electron source having first and second layers |
| US7259511B2 (en) | 2003-02-26 | 2007-08-21 | Hitachi Displays, Ltd. | Flat panel display device with surfaces of cathodes and control electrodes lying in the same flat plane |
| KR100822206B1 (ko) | 2006-11-01 | 2008-04-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 카바이드 유도 탄소를 포함하는 전자 방출원 형성용조성물, 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 이용한 전자방출원의 제조방법, 상기 방법에 의해서 제조된 전자방출원 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자 |
| KR100838069B1 (ko) * | 2006-09-11 | 2008-06-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전자 방출 소자, 이를 구비한 전자 방출형 백라이트 유닛및 그 제조 방법 |
| KR100869108B1 (ko) | 2007-07-19 | 2008-11-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전자 방출 소자 및 이를 구비한 전자 방출형 백라이트 유닛 |
| KR100869804B1 (ko) | 2007-07-03 | 2008-11-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 발광 장치 및 표시 장치 |
| KR100889773B1 (ko) * | 2007-01-02 | 2009-03-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 표시장치 |
-
1998
- 1998-03-18 JP JP8936498A patent/JPH11265653A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001519076A (ja) * | 1997-04-02 | 2001-10-16 | イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 金属−酸素−炭素電界エミッタ |
| US6741017B1 (en) | 1999-07-21 | 2004-05-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electron source having first and second layers |
| EP1096532A1 (en) * | 1999-10-27 | 2001-05-02 | Pioneer Corporation | Electron emission device |
| JP2001236907A (ja) * | 2000-02-15 | 2001-08-31 | Samsung Sdi Co Ltd | 隔壁リブを用いた３極管カーボンナノチューブ電界放出素子及びその製造方法 |
| JP4700200B2 (ja) * | 2000-02-15 | 2011-06-15 | 三星エスディアイ株式会社 | 隔壁リブを用いた３極管カーボンナノチューブ電界放出素子及びその製造方法 |
| US7259511B2 (en) | 2003-02-26 | 2007-08-21 | Hitachi Displays, Ltd. | Flat panel display device with surfaces of cathodes and control electrodes lying in the same flat plane |
| KR100838069B1 (ko) * | 2006-09-11 | 2008-06-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전자 방출 소자, 이를 구비한 전자 방출형 백라이트 유닛및 그 제조 방법 |
| KR100822206B1 (ko) | 2006-11-01 | 2008-04-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 카바이드 유도 탄소를 포함하는 전자 방출원 형성용조성물, 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 이용한 전자방출원의 제조방법, 상기 방법에 의해서 제조된 전자방출원 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자 |
| KR100889773B1 (ko) * | 2007-01-02 | 2009-03-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 표시장치 |
| KR100869804B1 (ko) | 2007-07-03 | 2008-11-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 발광 장치 및 표시 장치 |
| KR100869108B1 (ko) | 2007-07-19 | 2008-11-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전자 방출 소자 및 이를 구비한 전자 방출형 백라이트 유닛 |
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