JPH1196893A - 電子放出素子およびその製造方法、および画像表示装置およびその製造方法 - Google Patents

電子放出素子およびその製造方法、および画像表示装置およびその製造方法

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JPH1196893A
JPH1196893A JP25197597A JP25197597A JPH1196893A JP H1196893 A JPH1196893 A JP H1196893A JP 25197597 A JP25197597 A JP 25197597A JP 25197597 A JP25197597 A JP 25197597A JP H1196893 A JPH1196893 A JP H1196893A
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利文 佐藤
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真 北畠
Masahiro Deguchi
正洋 出口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低い電圧で高電流の取り出しが可能となる電
子放出素子を得、低電圧駆動・高輝度な平板型画像表示
装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 基板上に形成された導電層1の表面は粗
面化されており、粒子又は粒子の凝集体2は導電層1表
面の凹凸にならって、且つ互いが接触せずに独立して付
着し電子放出部3を形成している。このため、平坦な導
電層上に形成した場合に比べ電界集中が高くなり、対向
電極には低電圧を印加するだけで電子の取出しが可能と
なる。又電子放出部3を構成する粒子又は粒子の凝集体
2は互いに接触することなく独立しているため、各々が
電子放出の起点となり得、電子放出部3からの電子放出
電流は粒子又は粒子の凝集体2各々の複数箇所からの電
子放出の集積となり、大電流となると同時に時間的・空
間的な均一性も得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子を放出する電
子放出素子およびその製造方法、および該電子放出素子
を備えた画像表示装置およびその製造方法に関し、特に
粒子状のダイヤモンドを用いた構成に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】薄型ディスプレィ用の電子源や、高速動
作が可能な微小真空デバイスのエミッター部分として、
微小電子放出素子の開発が盛んである。
【0003】従来、電子放出素子としては、高温に加熱
されたタングステン等の材料に数キロボルト以上の電圧
をかける「熱放出型」のものが用いられていたが、近
年、高温に加熱する必要が無く、低電圧でも電子を放出
することが可能である「冷陰極型」の電子放出素子が、
低消費電力化の意味からも盛んに研究開発がなされてい
る。
【0004】このような冷陰極素子のタイプとしては様
々な報告があるが、電界放出型や、pn及びショットキ
ー接合を用いたアバランシェ増幅型などが一般的であ
る。
【0005】電界放出型の冷陰極素子は、ゲート電極に
電圧をかけて冷陰極部分に電界を印加することにより、
シリコン(Si)やモリブデン(Mo)などの高融点金
属などで作製されたコーン状の先端部分から電子を放出
させるものであり、微細加工技術を用いることによって
小型化、集積化を図ることができるなどの特徴を有して
いる。
【0006】また半導体材料を用いたアバランシェ増幅
型のものは、pn及びショットキー接合部分に逆バイア
ス電圧を印加してアバランシェ増幅を起こすことによ
り、電子をホット化し、エミッター部分より電子を放出
させるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一般的に冷陰極素子と
して要求される特性は、低電圧・低消費電力駆動で高電
流が安定に得られることである。
【0008】ここで、従来、一般的に作製された電界放
出型冷陰極素子の一つである「スピント型」と呼ばれる
ものは、鋭い突起部を有するコーン状のものであり、得
られる電子放出量はその先端形状に大きく依存してい
た。
【0009】すなわち、低電圧・低消費電力駆動で高電
流を安定に得るためには、冷陰極素子に用いる材料とし
て、(1)小さな電界で電子を放出し易くするために、
電子親和力が小さいこと、(2)化学的に安定なこと、
(3)耐摩耗性・耐熱性に優れていること、等が求めら
れる。
【0010】しかしながら、従来材料では、これらの要
件を全て満たすようなものはなかった。すなわち、以上
のような観点で従来技術をみた場合、電界放出型素子は
放出電流量のエミッター部形状依存性が大きく、その作
製、制御が非常に困難であると共に、用いられている材
料の表面安定性の面からも課題があった。
【0011】またこの方式では、個々の素子は電界の集
中するコーン状の先端部分からの点の電子放出源であ
り、大電流を取り出すことの出来る面状の電子放出流を
得ることは困難であった。
【0012】一方、アバランシェ増幅型冷陰極素子は、
一般的に非常に大きな電流量を素子に印加する必要があ
るので素子の発熱が起こり、そのため電子放出特性が不
安定になったり素子寿命が短くなったりするといった問
題点があった。
【0013】さらに、アバランシェ増幅型ではエミッタ
ー部表面にセシウム層等を設けることによって電子放出
部分の仕事関数量を小さくしているが、セシウム等の仕
事関数が小さい材料は化学的に不安定なため表面状態が
安定でなく、結果、電子放出特性が安定でないといった
問題点もあった。
【0014】以上のようにこれまで用いられてきた材料
および構造は、電子放出素子に要求される特性を十分に
満たすものではなかった。
【0015】そこで本発明は、従来技術における前記課
題を解決するため、低電圧駆動で高電流が安定に得るこ
とが可能な電子放出素子およびその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0016】また本発明は、上述の電子放出素子を用い
た画像表示装置およびその製造方法を提供することを目
的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めの本発明の電子放出素子およびその製造方法、および
該電子放出素子を備えた画像表示装置およびその製造方
法手段は以下の通りである。
【0018】請求項1の本発明は、少なくとも、導電層
と、前記導電層上に形成された粒子もしくは粒子の凝集
体からなる電子放出部とを備えた電子放出素子であっ
て、前記導電層の表面が粗面化されていることを特徴と
する電子放出素子である。
【0019】請求項2の本発明は、少なくとも、導電層
と、前記導電層上に形成された粒子もしくは粒子の凝集
体からなる電子放出部と、前記電子放出部から電子を引
き出すための引き出し電極とを備えた電子放出素子であ
って、前記導電層部の表面が粗面化されていることを特
徴とする電子放出素子である。
【0020】請求項3の本発明は、少なくとも、導電層
と、前記導電層上に形成された粒子もしくは粒子の凝集
体からなる電子放出部とを備えた電子放出素子であっ
て、前記導電層が多孔質であることを特徴とする電子放
出素子である。
【0021】請求項4の本発明は、少なくとも、導電層
と、前記導電層上に形成された粒子もしくは粒子の凝集
体からなる電子放出部と、前記電子放出部から電子を引
き出すための引き出し電極とを備えた電子放出素子であ
って、前記導電層が多孔質であることを特徴とする電子
放出素子である。
【0022】請求項18の本発明は、少なくとも、導電
層をその表面を粗面化して形成する工程と、前記導電層
上に粒子もしくは粒子の凝集体からなる電子放出部を形
成する工程とを含むことを特徴とした電子放出素子の製
造方法である。
【0023】請求項19の本発明は、少なくとも、導電
層をその表面を粗面化して形成する工程と、前記導電層
上に粒子もしくは粒子の凝集体からなる電子放出部を形
成する工程と、前記電子放出部から電子を引き出すため
の引き出し電極を形成する工程とを含むことを特徴とし
た電子放出素子の製造方法である。
【0024】請求項20の本発明は、少なくとも、多孔
質な導電層を形成する工程と、前記導電層上に粒子もし
くは粒子の凝集体からなる電子放出部を形成する工程と
を含むことを特徴とした電子放出素子の製造方法であ
る。
【0025】請求項21の本発明は、少なくとも、多孔
質な導電層を形成する工程と、前記導電層上に粒子もし
くは粒子の凝集体からなる電子放出部を形成する工程
と、前記電子放出部から電子を引き出すための引き出し
電極を形成する工程とを含むことを特徴とした電子放出
素子の製造方法である。
【0026】請求項19の本発明は、少なくとも、複数
個の電子放出素子と、前記複数個の電子放出素子から放
出された電子により画像を形成する画像形成部とを備え
た画像表示装置であって、前記電子放出素子が請求項
1,2,3,4のいずれかに記載した電子放出素子であ
ることを特徴とする画像表示装置である。
【0027】請求項31の本発明は、少なくとも、複数
個の電子放出素子を製造・配設する工程と、前記電子放
出素子から放出された電子により画像を形成する画像形
成部を製造・配設する工程とを含む画像表示装置の製造
方法であって、前記電子放出素子を製造・配設する工程
が請求項18,19,20,21のいずれかに記載した
製造方法で製造されることを特徴とする画像表示装置の
製造方法である。
【0028】
【発明の実施の形態】第1の発明は、少なくとも、導電
層と、前記導電層上に形成された粒子もしくは粒子の凝
集体からなる電子放出部とを備えた電子放出素子であっ
て、前記導電層の表面が粗面化されていることを特徴と
する。
【0029】第2の発明は、少なくとも、導電層と、前
記導電層上に形成された粒子もしくは粒子の凝集体から
なる電子放出部と、前記電子放出部から電子を引き出す
ための引き出し電極とを備えた電子放出素子であって、
前記導電層部の表面が粗面化されていることを特徴とす
る。
【0030】第3の発明は、少なくとも、導電層と、前
記導電層上に形成された粒子もしくは粒子の凝集体から
なる電子放出部とを備えた電子放出素子であって、前記
導電層が多孔質であることを特徴とする。
【0031】第4の発明は、少なくとも、導電層と、前
記導電層上に形成された粒子もしくは粒子の凝集体から
なる電子放出部と、前記電子放出部から電子を引き出す
ための引き出し電極とを備えた電子放出素子であって、
前記導電層が多孔質であることを特徴とする。
【0032】第5の発明は、少なくとも、導電層をその
表面を粗面化して形成する工程と、前記導電層上に粒子
もしくは粒子の凝集体からなる電子放出部を形成する工
程とを含むことを特徴とした電子放出素子の製造方法で
ある。
【0033】第6の発明は、少なくとも、導電層をその
表面を粗面化して形成する工程と、前記導電層上に粒子
もしくは粒子の凝集体からなる電子放出部を形成する工
程と、前記電子放出部から電子を引き出すための引き出
し電極を形成する工程とを含むことを特徴とした電子放
出素子の製造方法である。
【0034】第7の発明は、少なくとも、多孔質な導電
層を形成する工程と、前記導電層上に粒子もしくは粒子
の凝集体からなる電子放出部を形成する工程とを含むこ
とを特徴とした電子放出素子の製造方法である。
【0035】第8の発明は、少なくとも、多孔質な導電
層を形成する工程と、前記導電層上に粒子もしくは粒子
の凝集体からなる電子放出部を形成する工程と、前記電
子放出部から電子を引き出すための引き出し電極を形成
する工程とを含むことを特徴とした電子放出素子の製造
方法である。
【0036】第9の発明は、少なくとも、複数個の電子
放出素子と、前記複数個の電子放出素子から放出された
電子により画像を形成する画像形成部とを備えた画像表
示装置であって、前記電子放出素子が第1〜第4の発明
のいずれかに記載した電子放出素子であることを特徴と
する画像表示装置である。
【0037】第10の発明は、少なくとも、複数個の電
子放出素子を製造・配設する工程と、前記電子放出素子
から放出された電子により画像を形成する画像形成部を
製造・配設する工程とを含む画像表示装置の製造方法で
あって、前記電子放出素子を製造・配設する工程が第5
〜第8の発明のいずれかに記載した製造方法で製造され
ることを特徴とする画像表示装置の製造方法である。
【0038】本発明は上記した構成によって、電子放出
部3を構成する粒子もしくは粒子の凝集体2への電界集
中が高まるため、低い電圧を印加するだけで電子を取り
出すことが可能となる。
【0039】また、電子放出部3を構成する粒子もしく
は粒子の凝集体2は互いに接触することなく独立してい
るため、各々が電子放出の起点となり得、結果、電子放
出部3からの電子放出電流は粒子もしくは粒子の凝集体
2各々の複数箇所からの電子放出の集積となり、大電流
となると同時に時間的・空間的な均一性も得ることが可
能となる。
【0040】また本発明により、上記の電子放出素子を
用いた、低電圧駆動・高輝度の平板型画像表示装置が可
能となる。
【0041】
【実施例】
(第1の実施例)図1は本発明の電子放出素子の第1の
実施例における断面図を示すものである。
【0042】図1に示すように、基板101上に導電層
1が形成されているが、その導電層1の表面は粗面化さ
れており、粒子もしくは粒子の凝集体2は導電層1表面
の凹凸にならって、且つ、互いが接触せずに独立して付
着し電子放出部3を形成している。
【0043】図1の構成は一般的にダイオ−ド構成と呼
ばれるもので、電子放出部3に対向した電極(図示せ
ず)に電圧を印加し、電子放出部3を構成する粒子もし
くは粒子の凝集体2に電界を集中させ電子を取り出すも
のである。
【0044】ここで、電子放出部3を構成する粒子もし
くはその凝集体2は表面が粗面化された導電層1上に形
成されているため、平坦な導電層上に形成した場合に比
べ電界集中が高くなり、結果、対向電極(図示せず)に
は低い電圧を印加するだけで電子を取り出すことが可能
となる。
【0045】また、電子放出部3を構成する粒子もしく
は粒子の凝集体2は互いに接触することなく独立してい
るため、各々が電子放出の起点となり得、結果、電子放
出部3からの電子放出電流は粒子もしくは粒子の凝集体
2各々の複数箇所からの電子放出の集積となり、大電流
となると同時に時間的・空間的な均一性も得ることが可
能となる。
【0046】ここで、前記粒子もしくは粒子の凝集体2
として、ダイヤモンドを用いることにより、物質面の安
定性が得られ、結果、電子放出の経時的な安定性がさら
に増す。
【0047】また、一般的に、ダイヤモンドの表面を水
素終端にすると、電子親和力が負になるという報告があ
り、そういった観点から、電子放出部3を形成する粒子
もしくは粒子の凝集体2がダイヤモンドで、さらにその
表面が水素終端されたものであるならば、本発明の効果
をさらに大きくすることが可能となる。
【0048】このようなダイヤモンド粒子は、例えば気
相合成で得られるような人工ダイヤモンドを粉砕した
後、水素プラズマに曝すことによって得られる。
【0049】また、前記粒子もしくは粒子の凝集体2と
して、ダイヤモンド構造を部分的に備えたカーボン粒子
を用いても同様の効果を得ることができる。
【0050】またこの場合にも、水素終端にすることに
より、同様に本発明の効果を大きくすることができる。
【0051】導電層1は電子放出部3を構成する粒子も
しくは粒子の凝集体2に電子を供給する電極として作用
するものであり、通常の金属をはじめとする導電物の薄
膜・厚膜、1層構造・多層構造などは問わない。
【0052】ただ、導電層1から粒子もしくは粒子の凝
集体2への電子の注入の際の障壁を考慮して、導電層1
としては低仕事関数材料を用いた方が好ましい。
【0053】また、構造上許容されるのであれば、基板
101と導電層1とを兼ねた構成も可能である。
【0054】(第2の実施例)図2は本発明の電子放出
素子の第2の実施例における断面図を示すものである。
【0055】基板101上に導電層1が形成されている
が、その導電層1の表面は粗面化されており、粒子もし
くは粒子の凝集体2は導電層1表面の凹凸にならって付
着し電子放出部3を形成している。
【0056】電子放出部3に対応した箇所に開口部があ
る引き出し電極4が電子放出部3と所定の間隔を隔てて
設けられている。
【0057】図2の構成は一般的にトライオード構成と
呼ばれるもので、引き出し電極4に電圧を印加し、電子
放出部3表面に電界を集中させ電子を引き出し、開口部
を通過させ、前方に取り出すものであり、図1のダイオ
ード方式に比べ電子放出素子としての構成は若干複雑に
はなるが、電子を取り出すための印加電圧は低くて済
む。
【0058】図2の構成は図1の構成と同様、電子放出
部3を構成する粒子もしくはその凝集体2は表面が粗面
化された導電層1上に形成されているため、平坦な導電
層上に形成した場合に比べ電界集中が高くなり、その結
果、引き出し電極4には低い電圧を印加するだけで電子
を取り出すことが可能となる。
【0059】また、電子放出部3を構成する粒子もしく
は粒子の凝集体2は互いに接触することなく独立してい
るため、各々が電子放出の起点となり得、結果、電子放
出部3からの電子放出電流は粒子もしくは粒子の凝集体
2各々の複数箇所からの電子放出の集積となり、大電流
となると同時に時間的・空間的な均一性も得ることが可
能となる。
【0060】また、粒子もしくは粒子の凝集体2に対し
ての具体的な実施例およびその際の効果に関しては図1
と同様である。
【0061】(第3の実施例)図3は本発明の電子放出
素子の第3の実施例における断面図を示すものである。
【0062】基板101上に導電層1が形成されている
が、その導電層1は多孔質であり、その表面には凹凸が
存在する。
【0063】粒子もしくは粒子の凝集体はその導電層1
表面の凹凸にならって付着し電子放出部3を形成してい
る。
【0064】この構成は一般にダイオ−ド構成と呼ばれ
るものであり、この構成に於ける動作およびその特徴は
前の図1でのそれと同様である。
【0065】(第4の実施例)図4は本発明の電子放出
素子の第4の実施例における断面図を示すものである。
【0066】基板11上に導電層1が形成されている
が、その導電層1は多孔質であり、その表面には凹凸が
存在する。
【0067】粒子もしくは粒子の凝集体はその導電層1
表面の凹凸にならって付着し電子放出部2を形成してい
る。
【0068】この構成は一般にトライオード構成と呼ば
れるものであり、この構成に於ける動作およびその特徴
は前の図2でのそれと同様である。
【0069】(第1の実施例「電子放出素子の製造方
法」)図5(a),(b)は本発明の電子放出素子の製
造方法の第1の実施例を説明するための工程の簡略図で
ある。
【0070】具体的には、本発明の電子放出素子の第1
の実施例の構成の製造方法である。1は導電層であり、
その表面を粗面化させて形成し(図5(a))、その上
に少なくとも1個の粒子もしくは粒子の凝集体2からな
る電子放出部3を形成する(図5(b))。
【0071】ここで、導電層1の表面を粗面化した状態
で形成する方法としては、例えば、以下の方法が挙げら
れる。
【0072】まず第1の方法は、導電層1の形成方法と
して「溶射」を用いることである。溶射によれば、その
成膜表面は必然的に荒れてしまうため、その表面の荒れ
を利用するものである。
【0073】荒れの程度はその成膜条件で制御可能であ
る。また溶射は真空プロセスが不必要で大気圧下で成膜
できるという特徴を持ち、導電層1の形成コスト低減に
もなる。
【0074】導電層1表面粗面化の第2の方法は、何ら
かの方法で形成した導電層1をブラストすることにより
表面を粗面化する方法である。
【0075】この方法によると、鋭利な突起形状を有す
る導電層表面が得られる。導電層1表面粗面化の第3の
方法は、何らかの方法で形成した導電層1を化学的にエ
ッチングすることにより表面を粗面化する方法である。
【0076】この際、湿式エッチングの場合、突起の凹
凸をより大きく得るために、エッチング液を噴霧状に吹
き付ける等のエッチング方法を採用することが望まし
い。
【0077】導電層1表面の粗面化の第4の方法は、基
板101を粗面化し、そこに導電層1を形成することに
より、導電層1の形成面に凹凸を与える方法である。
【0078】基板101を粗面化する方法は、上述の導
電層1を粗面化する方法の一つであった、ブラスト法、
エッチング法等が挙げられる。
【0079】また、粒子もしくは粒子の凝集体2を導電
層1上に形成する方法としては、例えば以下の方法が挙
げられる。
【0080】一つは、粒子もしくは粒子の凝集体2を分
散させた溶液を導電層1上に、例えばスピンコート等の
方法で塗布する方法である。
【0081】また別の方法として、粒子もしくは粒子の
凝集体2を分散させた溶液中に導電層1を形成した部材
を浸して設置し、溶液に超音波振動を印加することによ
り溶液中の粒子を導電層に付着させる方法である。
【0082】第3の方法としては、電気泳動法により、
粒子を付着させる方法である。これらの方法によれば、
粒子もしくは粒子の凝集体2を互いが接触せずに独立し
た状態で導電層1上に分布・形成させることが可能とな
る。
【0083】以上の製造方法によれば、少なくとも1個
の粒子もしくは粒子の凝集体2が粗面化された導電層1
上に形成された電子放出部3を有する電子放出素子が得
られ、この構成により電子放出部3への電界集中が効率
的になることにより低電圧印加で電子の取り出しが可能
な電子放出素子の製造が可能となる。
【0084】また、この製造方法によれば、粒子もしく
は粒子の凝集体2は互いに接触せずに独立した状態で導
電層1上に塗布されるため、粒子もしくは粒子の凝集体
2の個々が電子放出源となり、電子放出部3から取り出
される電子は、粒子もしくは粒子の凝集体2個々からの
電子の集積となる。従って大電流の取り出しが可能な電
子放出素子の製造が可能となる。
【0085】(第2の実施例「電子放出素子の製造方
法」)図6(a)〜(c)は本発明の電子放出素子の製
造方法の第2の実施例を説明するための工程の簡略図で
ある。
【0086】具体的には、本発明の電子放出素子の第2
の実施例の構成の製造方法である。1は導電層であり、
その表面を粗面化させて形成し(図6(a))、その上
に少なくとも1個の粒子もしくは粒子の凝集体2からな
る電子放出部3を形成する(図6(b))。
【0087】そして電子放出部3に対応した箇所に開口
部がある引き出し電極4を前記電子放出部3と所定の間
隔を隔てて設ける(図6(c))。
【0088】ここで、導電層1の表面を粗面化した状態
で形成する方法としては、前の図5での構成と同様の方
法が挙げられる。
【0089】また、粒子もしくは粒子の凝集体2を導電
層1状に形成する方法としても、前の図5での構成と同
様の方法が挙げられる。
【0090】また、図6(a)〜(c)において、少な
くとも1個の粒子もしくは粒子の凝集体2からなる電子
放出部3を形成する工程(図6(b))と、電子放出部
3に対応した箇所に開口部がある引き出し電極4を電子
放出部3と所定の間隔を隔てて設ける工程(図6
(c))とが逆であっても、引き出し電極4への粒子も
しくは粒子の凝集体2の付着を防いでやれば、いっこう
に構わない。
【0091】(第3の実施例「電子放出素子の製造方
法」)図7(a)〜(b)は本発明の電子放出素子の製
造方法の第3の実施例を説明するための工程の簡略図で
ある。
【0092】具体的には、本発明の電子放出素子の第3
の実施例の構成の製造方法である。1は導電層であり、
導電層1は多孔質になっており(図7(a))、その上
に少なくとも1個の粒子もしくは粒子の凝集体1からな
る電子放出部3を形成する(図7(b))。
【0093】ここで導電層1を多孔質に形成する方法と
しては、例えば、「溶射」による方法が挙げられる。
【0094】溶射によればその膜は必然的に気孔を含ん
だ多孔質になる。また溶射は真空プロセスが不必要で大
気圧下で成膜できるという特徴を持ち、導電層1の形成
コスト低減にも繋がる。
【0095】また、粒子もしくは粒子の凝集体2を導電
層1状に形成する方法としては、前の図5での構成と同
様の方法が挙げられる。
【0096】(第4の実施例「電子放出素子の製造方
法」)図8(a)〜(c)は本発明の電子放出素子の製
造方法の第4の実施例を説明するための工程の簡略図で
ある。
【0097】具体的には、本発明の電子放出素子の第4
の実施例の構成の製造方法である。1は導電層であり、
導電層1は多孔質になっており(図8(a))、その上
に少なくとも1個の粒子もしくは粒子の凝集体1からな
る電子放出部3を形成する(図8(b))。
【0098】そして電子放出部3に対応した箇所に開口
部がある引き出し電極4を電子放出部3と所定の間隔を
隔てて設ける(図8(c))。
【0099】ここで、導電層1を多孔質に形成する方法
としては、前の図7での説明と同様の方法が挙げられ
る。
【0100】また、粒子もしくは粒子の凝集体2を導電
層1状に形成する方法としては、前の(図5)での構成
と同様の方法が挙げられる。
【0101】また、図8(a)〜(c)において、少な
くとも1個の粒子もしくは粒子の凝集体2からなる電子
放出部3を形成する工程(図8(b))と、電子放出部
3に対応した箇所に開口部がある引き出し電極4を前記
電子放出部3と所定の間隔を隔てて設ける工程(図8
(c))とが逆であっても、引き出し電極4への粒子も
しくは粒子の凝集体2の付着を防いでやれば、いっこう
に構わないのも同様である。
【0102】図9は本発明の平板型画像表示装置の1実
施例である。本発明の電子放出素子11が、外囲器12
の一部を兼ねた基板12a上に形成されている。
【0103】13は画像形成部であり、電子放出素子1
1からの電子に対し加速・偏向・変調等の駆動・制御を
行う電子駆動電極13aと、外囲器12の一部12bの
内面に塗布された蛍光体13bとからなり、前記駆動さ
れた電子により蛍光体13bを発光させ画像を表示す
る。
【0104】ここで、電子放出素子11としては、本発
明の電子放出素子を用いているため、低電圧で且つ大電
流の取り出しが可能であり、従って、低電圧駆動且つ高
輝度な平板型画像表示装置が実現できる。
【0105】図10(a)〜(d)は本発明の平板型画
像表示装置の製造方法の1実施例である。例えば、外囲
器12の一部を兼ねる基板12aに、本発明の電子放出
素子11を形成する(図10(a))。
【0106】次に画像形成部の一部である電子駆動電極
13aを配設し(図10(b))、内面に蛍光体13b
を塗布した外囲器の一部12bを設置し(図10
(c))、内部を真空にして画像表示装置を製造する
(図10(d))。
【0107】この製造方法によれば、本発明の電子放出
素子を用いた平板型画像表示装置を製造することが可能
となり、従って、低電圧駆動且つ高輝度な平板型画像表
示装置の製造が可能となる。
【0108】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、粗面化
されたもしくは多孔質な導電層上に粒子もしくは粒子の
凝集体が互いに接触せずに独立して塗布された構成であ
ることを特徴とし、低い電圧で高電流の取り出しが可能
となる電子放出素子およびその製造方法の提供が可能と
なる。
【0109】さらに、本発明により、前記電子放出素子
を用いた、低電圧駆動・高輝度な平板型画像表示装置お
よびその製造方法の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子放出素子の第1の実施例における
断面図
【図2】本発明の電子放出素子の第2の実施例における
断面図
【図3】本発明の電子放出素子の第3の実施例における
断面図
【図4】本発明の電子放出素子の第4の実施例における
断面図
【図5】(a),(b) 本発明の電子放出素子の製造方法の
第1の実施例を示す簡略工程図
【図6】(a)〜(c)本発明の電子放出素子の製造方法の
第2の実施例を示す簡略工程図
【図7】(a),(b) 本発明の電子放出素子の製造方法の
第3の実施例を示す簡略工程図
【図8】(a)〜(c)本発明の電子放出素子の製造方法の
第4の実施例を示す簡略工程図
【図9】本発明の平板型画像表示装置の1実施例を示す
【図10】(a)〜(d)本発明の平板型画像表示装置の製
造方法の1実施例を示す簡略工程図
【符号の説明】
1 導電層 2 粒子もしくは粒子の凝集体 3 電子放出部 4 引き出し電極 13 画像形成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北畠 真 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 出口 正洋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも、導電層と、前記導電層上に形
    成された粒子もしくは粒子の凝集体からなる電子放出部
    とを備えた電子放出素子であって、前記導電層の表面が
    粗面化されていることを特徴とする電子放出素子。
  2. 【請求項2】少なくとも、導電層と、前記導電層上に形
    成された粒子もしくは粒子の凝集体からなる電子放出部
    と、前記電子放出部から電子を引き出すための引き出し
    電極とを備え、前記導電層部の表面が粗面化されている
    ことを特徴とする電子放出素子。
  3. 【請求項3】少なくとも、導電層と、前記導電層上に形
    成された粒子もしくは粒子の凝集体からなる電子放出部
    とを備え、前記導電層が多孔質であることを特徴とする
    電子放出素子。
  4. 【請求項4】少なくとも、導電層と、前記導電層上に形
    成された粒子もしくは粒子の凝集体からなる電子放出部
    と、前記電子放出部から電子を引き出すための引き出し
    電極とを備え、前記導電層が多孔質であることを特徴と
    する電子放出素子。
  5. 【請求項5】前記粒子もしくは粒子の凝集体が互いには
    接触することなく独立していることを特徴とする請求項
    1〜4のいずれかに記載の電子放出素子。
  6. 【請求項6】前記粒子もしくは粒子の凝集体がダイヤモ
    ンドであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに
    記載の電子放出素子。
  7. 【請求項7】前記粒子もしくは粒子の凝集体が人工ダイ
    ヤモンドであることを特徴とする請求項1〜4のいずれ
    かに記載の電子放出素子。
  8. 【請求項8】前記粒子もしくは粒子の凝集体が気相合成
    法により合成されたダイヤモンドであることを特徴とす
    る請求項1〜4のいずれかに記載の電子放出素子。
  9. 【請求項9】前記粒子もしくは粒子の凝集体がダイヤモ
    ンド構造を部分的に備えたカーボン粒子であることを特
    徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電子放出素
    子。
  10. 【請求項10】前記ダイヤモンドの最表面の炭素原子
    が、水素原子と結合した終端構造を有することを特徴と
    する請求項6〜8のいずれかに記載の電子放出素子。
  11. 【請求項11】前記カーボン粒子の最表面の炭素原子が
    水素原子と結合した終端構造を有することを特徴とする
    請求項9記載の電子放出素子。
  12. 【請求項12】前記ダイヤモンド粒子の表面に不純物が
    存在することを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記
    載の電子放出素子。
  13. 【請求項13】前記カーボン粒子の表面に不純物が存在
    することを特徴とする請求項9記載の電子放出素子。
  14. 【請求項14】前記不純物をイオン注入により形成した
    ことを特徴とする請求項12または13記載の電子放出
    素子。
  15. 【請求項15】前記導電層の表面粗度が、前記導電層と
    前記導電層に対向する電極との間隔の0.1%以上であ
    ることを特徴とする請求項1または3記載の電子放出素
    子。
  16. 【請求項16】前記導電層の表面粗度が、前記導電層と
    前記引き出し電極との間隔の0.1%以上であることを
    特徴とする請求項2または4記載の電子放出素子。
  17. 【請求項17】前記導電層を低仕事関数材料としたこと
    を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電子放出
    素子。
  18. 【請求項18】少なくとも、導電層をその表面を粗面化
    して形成する工程と、前記導電層上に粒子もしくは粒子
    の凝集体からなる電子放出部を形成する工程とを含むこ
    とを特徴とした電子放出素子の製造方法。
  19. 【請求項19】少なくとも、導電層をその表面を粗面化
    して形成する工程と、前記導電層上に粒子もしくは粒子
    の凝集体からなる電子放出部を形成する工程と、前記電
    子放出部から電子を引き出すための引き出し電極を形成
    する工程とを含むことを特徴とした電子放出素子の製造
    方法。
  20. 【請求項20】少なくとも、多孔質な導電層を形成する
    工程と、前記導電層上に粒子もしくは粒子の凝集体から
    なる電子放出部を形成する工程とを含むことを特徴とし
    た電子放出素子の製造方法。
  21. 【請求項21】少なくとも、多孔質な導電層を形成する
    工程と、前記導電層上に粒子もしくは粒子の凝集体から
    なる電子放出部を形成する工程と、前記電子放出部から
    電子を引き出すための引き出し電極を形成する工程とを
    含むことを特徴とした電子放出素子の製造方法。
  22. 【請求項22】前記電子放出部を形成する工程が、粒子
    を分散させた溶液中に前記導電層が形成された部材を設
    置し前記溶液に超音波振動を印加する工程を含むことを
    特徴とする請求項18〜21のいずれかに記載の電子放
    出素子の製造方法。
  23. 【請求項23】前記電子放出部を形成する工程が、粒子
    を分散させた溶液を前記導電層に塗布する工程を含むこ
    とを特徴とする請求項18〜21のいずれかに記載の電
    子放出素子の製造方法。
  24. 【請求項24】前記電子放出部を形成する工程が、粒子
    を分散させた溶液を用いた電気泳動法による工程を含む
    ことを特徴とする請求項18〜21のいずれかに記載の
    電子放出素子の製造方法。
  25. 【請求項25】前記導電層の表面を粗面化して形成する
    工程が、導電層の形成を溶射法により行う工程を含むこ
    とを特徴とする請求項18または19記載の電子放出素
    子の製造方法。
  26. 【請求項26】前記導電層の表面を粗面化して形成する
    工程が、形成した導電層をブラストする工程を含むこと
    を特徴とする請求項18または19記載の電子放出素子
    の製造方法。
  27. 【請求項27】前記導電層の表面を粗面化して形成する
    工程が、形成した導電層を化学的にエッチングする工程
    を含むことを特徴とする請求項18または19記載の電
    子放出素子の製造方法。
  28. 【請求項28】前記導電層の表面を粗面化して形成する
    工程が、表面を粗面化した基板に導電層を形成する工程
    を含むことを特徴とする請求項18または19記載の電
    子放出素子の製造方法。
  29. 【請求項29】前記多孔質な導電層を形成する工程が、
    溶射法による工程を含むことを特徴とする請求項21記
    載の電子放出素子の製造方法。
  30. 【請求項30】少なくとも、複数個の電子放出素子と、
    前記複数個の電子放出素子から放出された電子により画
    像を形成する画像形成部とを備えた画像表示装置であっ
    て、前記電子放出素子が請求項1〜4のいずれかに記載
    した電子放出素子であることを特徴とする画像表示装
    置。
  31. 【請求項31】前記複数個の電子放出素子が、導電層と
    引き出し電極とが互いに交差するようにストライプ状に
    形成された該交差部の前記導電層上に電子放出部が設け
    られている構造であることを特徴とする請求項24記載
    の画像表示装置。
  32. 【請求項32】少なくとも、複数個の電子放出素子を製
    造・配設する工程と、前記電子放出素子から放出された
    電子により画像を形成する画像形成部を製造・配設する
    工程とを含む画像表示装置の製造方法であって、前記電
    子放出素子を製造・配設する工程が請求項18〜21の
    いずれかに記載した製造方法で製造されることを特徴と
    する画像表示装置の製造方法。
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