JP2000306492A - 電界放出型カソード、電子放出装置、および電子放出装置の製造方法 - Google Patents
電界放出型カソード、電子放出装置、および電子放出装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電界放出型カソードの電子放出部のエッジ部
を、電子照射面に対向して先鋭に形成する。 【解決手段】 電界放出型カソードＫの少なくとも電子
放出部４０を、導電性を有する薄板状の微粒子３０が積
層された構成とし、電子放出部４０の薄板状の微粒子３
０の面方向と、電子照射面とが交叉するように形成す
る。
を、電子照射面に対向して先鋭に形成する。 【解決手段】 電界放出型カソードＫの少なくとも電子
放出部４０を、導電性を有する薄板状の微粒子３０が積
層された構成とし、電子放出部４０の薄板状の微粒子３
０の面方向と、電子照射面とが交叉するように形成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電界放出型カソー
ド、電子放出装置、および電子放出装置の製造方法に係
わる。
ド、電子放出装置、および電子放出装置の製造方法に係
わる。
【０００２】
【従来の技術】電界放出型カソードを有する電子放出装
置、例えば平面型表示装置、すなわちパネル型表示装置
として種々のものが提案されているが、明るい画像表示
を行うものにおいては、一般に、画像形成面の蛍光面に
電子ビームを衝撃して発光させる陰極線管型構成が採ら
れている。
置、例えば平面型表示装置、すなわちパネル型表示装置
として種々のものが提案されているが、明るい画像表示
を行うものにおいては、一般に、画像形成面の蛍光面に
電子ビームを衝撃して発光させる陰極線管型構成が採ら
れている。
【０００３】従来の陰極線管型構成の平面型表示装置
は、例えば、特開平１−１７３５５５号公報に提案され
ているように、複数の熱電子放出型のカソードすなわち
フィラメントが、蛍光面に対向して設けられ、このカソ
ードより発生させた熱電子および、これによる２次電子
を蛍光面に向かわしめて電子ビームを映像信号に応じて
各色の蛍光面を励起発光させるものであり、この場合に
おいては大画面化に伴って、フィラメントは多数の絵
素、すなわち蛍光面を形成する多数の赤、緑および青の
蛍光体トリオに対して共通に設けるという構成が採られ
ている。したがって、特に大画面化に伴って、そのフィ
ラメントの配置組み立てが煩雑となってしまっていた。
は、例えば、特開平１−１７３５５５号公報に提案され
ているように、複数の熱電子放出型のカソードすなわち
フィラメントが、蛍光面に対向して設けられ、このカソ
ードより発生させた熱電子および、これによる２次電子
を蛍光面に向かわしめて電子ビームを映像信号に応じて
各色の蛍光面を励起発光させるものであり、この場合に
おいては大画面化に伴って、フィラメントは多数の絵
素、すなわち蛍光面を形成する多数の赤、緑および青の
蛍光体トリオに対して共通に設けるという構成が採られ
ている。したがって、特に大画面化に伴って、そのフィ
ラメントの配置組み立てが煩雑となってしまっていた。
【０００４】また、陰極線管型構成の平面型表示装置を
小型化するために、電子銃を短くしたり、電子の偏向角
を大きくしたりして奥行き寸法の短小化を図っていた
が、最近の平面型表示装置の大画面化に伴い、更に、薄
型構造の平面型表示装置の開発が望まれている。
小型化するために、電子銃を短くしたり、電子の偏向角
を大きくしたりして奥行き寸法の短小化を図っていた
が、最近の平面型表示装置の大画面化に伴い、更に、薄
型構造の平面型表示装置の開発が望まれている。
【０００５】一方、従来における平面型表示装置におい
て、電界放出型カソード、いわゆる冷陰極を用いた平面
型表示装置が提案されている。このような平面型表示装
置の一例の構造について、以下、図を参照して説明す
る。
て、電界放出型カソード、いわゆる冷陰極を用いた平面
型表示装置が提案されている。このような平面型表示装
置の一例の構造について、以下、図を参照して説明す
る。
【０００６】図１５に示す平面型表示装置１００は、蛍
光面１０１を有し、これに対向して電界放出型カソード
Ｋが配列されてなる平面型白色発光表示装置本体１０２
と、その蛍光面１０１の配置側の前面に対接ないしは対
向して配置された平面型カラーシャッター１０３により
構成されている。
光面１０１を有し、これに対向して電界放出型カソード
Ｋが配列されてなる平面型白色発光表示装置本体１０２
と、その蛍光面１０１の配置側の前面に対接ないしは対
向して配置された平面型カラーシャッター１０３により
構成されている。
【０００７】表示装置本体１０２は、図１５に示すよう
に、光透過性の前面パネル１０４と、背面パネル１０５
とが、両パネル１０４及び１０５間を所定の間隔で保持
するスペーサー（図示せず）を介して対向され、その周
縁部がガラスフリット等によって気密的に封着され、パ
ネル１０４および１０５間に偏平空間を形成している。
に、光透過性の前面パネル１０４と、背面パネル１０５
とが、両パネル１０４及び１０５間を所定の間隔で保持
するスペーサー（図示せず）を介して対向され、その周
縁部がガラスフリット等によって気密的に封着され、パ
ネル１０４および１０５間に偏平空間を形成している。
【０００８】前面パネル１０４の内面には、アノードメ
タル層１６０と、予め例えば白色発光蛍光体が全面的に
塗布されて成る蛍光面１０１が形成され、その表面に
は、通常の陰極線管におけるように、Ａｌ膜等のメタル
バック層１０６が被着されて成る。
タル層１６０と、予め例えば白色発光蛍光体が全面的に
塗布されて成る蛍光面１０１が形成され、その表面に
は、通常の陰極線管におけるように、Ａｌ膜等のメタル
バック層１０６が被着されて成る。
【０００９】一方、背面パネル１０５の内面には、例え
ば帯状に垂直方向に伸びる多数のカソード電極１０７が
平行配列されて被着形成されている。そして、これらカ
ソード電極１０７上に、絶縁膜１０８が被覆され、これ
の上にカソード電極１０７の延長方向と、ほぼ直交する
例えば水平方向に延長するゲート電極１０９が平行配列
されて成る。
ば帯状に垂直方向に伸びる多数のカソード電極１０７が
平行配列されて被着形成されている。そして、これらカ
ソード電極１０７上に、絶縁膜１０８が被覆され、これ
の上にカソード電極１０７の延長方向と、ほぼ直交する
例えば水平方向に延長するゲート電極１０９が平行配列
されて成る。
【００１０】そして、各カソード電極１０７と、ゲート
電極１０９との互いの交叉部に、開孔１１０が穿設さ
れ、これら開孔１１０内において、カソード電極１０７
上に、それぞれ、円錐状の電界放出型カソードＫが被着
形成されている。
電極１０９との互いの交叉部に、開孔１１０が穿設さ
れ、これら開孔１１０内において、カソード電極１０７
上に、それぞれ、円錐状の電界放出型カソードＫが被着
形成されている。
【００１１】この電界放出型カソードＫは、Ｍｏ、Ｗ、
Ｃｒ等の電界印加、例えば１０6 〜１０7 （Ｖ／ｃｍ）
程度の電界印加により、トンネル効果によって電子放出
がなされる材料によって構成されている。
Ｃｒ等の電界印加、例えば１０6 〜１０7 （Ｖ／ｃｍ）
程度の電界印加により、トンネル効果によって電子放出
がなされる材料によって構成されている。
【００１２】この従来構造における平面型表示装置１０
０を構成する電界放出型カソードＫおよびゲート電極等
を服務カソード構体の構成を、その理解を容易にするた
めに、図１６〜図１９に示す製造工程図を参照してその
一例の製造方法とともに説明する。
０を構成する電界放出型カソードＫおよびゲート電極等
を服務カソード構体の構成を、その理解を容易にするた
めに、図１６〜図１９に示す製造工程図を参照してその
一例の製造方法とともに説明する。
【００１３】先ず、図１５で説明したように、背面パネ
ル１０５の内面に、一方向、例えば垂直走査方向に沿っ
てカソード電極１０７を形成する。このカソード電極１
０７は、例えばＣｒ等の金属層を全面的に蒸着、スパッ
タ等によって形成した後、これをフォトリソグライフィ
ーにより選択的エッチングを行うことによって所定のパ
ターンに形成する。
ル１０５の内面に、一方向、例えば垂直走査方向に沿っ
てカソード電極１０７を形成する。このカソード電極１
０７は、例えばＣｒ等の金属層を全面的に蒸着、スパッ
タ等によって形成した後、これをフォトリソグライフィ
ーにより選択的エッチングを行うことによって所定のパ
ターンに形成する。
【００１４】次に、図１６に示すように、このパターン
化されたカソード電極１０７上において、絶縁層１０８
を全面的にスパッタ等により被着し、更に、この上に最
終的にゲート電極１０９を構成する金属１１１、例えば
高融点金属のＭｏ、Ｗ等を、蒸着、スパッタ等によって
形成する。
化されたカソード電極１０７上において、絶縁層１０８
を全面的にスパッタ等により被着し、更に、この上に最
終的にゲート電極１０９を構成する金属１１１、例えば
高融点金属のＭｏ、Ｗ等を、蒸着、スパッタ等によって
形成する。
【００１５】図１７に示すように、図示しないが、フォ
トレジスト等によるレジストパターンを形成して、これ
をマスクに金属層１１１に対して異方性エッチング例え
ばＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を行って、所定の
パターンに、すなわち図１５に示したカソード電極１０
７の延長方向と直交する水平方向に延長する帯状のゲー
ト電極１０９を形成するとともに、このゲート電極１０
９のカソード電極１０７と交叉する部分に、例えば、そ
れぞれ複数個の小孔１１１ｈを穿設する。
トレジスト等によるレジストパターンを形成して、これ
をマスクに金属層１１１に対して異方性エッチング例え
ばＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を行って、所定の
パターンに、すなわち図１５に示したカソード電極１０
７の延長方向と直交する水平方向に延長する帯状のゲー
ト電極１０９を形成するとともに、このゲート電極１０
９のカソード電極１０７と交叉する部分に、例えば、そ
れぞれ複数個の小孔１１１ｈを穿設する。
【００１６】次に、これら小孔１１１ｈを通じて、ゲー
ト電極１０９すなわち金属層１１１に対してエッチング
性を示さず、絶縁層１０８に対して等方性のエッチング
性を示す、例えば化学的エッチングを行って、小孔１１
１ｈの開孔幅より大なる開孔幅を有する開孔１１２を絶
縁層１０８の全厚さに亘る深さをもって形成する。
ト電極１０９すなわち金属層１１１に対してエッチング
性を示さず、絶縁層１０８に対して等方性のエッチング
性を示す、例えば化学的エッチングを行って、小孔１１
１ｈの開孔幅より大なる開孔幅を有する開孔１１２を絶
縁層１０８の全厚さに亘る深さをもって形成する。
【００１７】このようにして図１５に示すように、カソ
ード電極１０７とゲート電極１０９の交叉部に開孔１１
２と小孔１１１ｈによる開孔１１０を形成する。
ード電極１０７とゲート電極１０９の交叉部に開孔１１
２と小孔１１１ｈによる開孔１１０を形成する。
【００１８】次に、図１８に示すように、ゲート電極１
０９上に、例えば、Ａｌ、Ｎｉ等よりなる金属層１１３
を斜め蒸着により被着する。この斜め蒸着は、背面パネ
ル１０５を、その面内に於いて回転させながら行って、
小孔１１１ｈ上の周囲に円錐面上の内周形状を有する円
孔１１４が生じるように形成する。
０９上に、例えば、Ａｌ、Ｎｉ等よりなる金属層１１３
を斜め蒸着により被着する。この斜め蒸着は、背面パネ
ル１０５を、その面内に於いて回転させながら行って、
小孔１１１ｈ上の周囲に円錐面上の内周形状を有する円
孔１１４が生じるように形成する。
【００１９】また、この場合、金属層１１３の蒸着は、
小孔１１１ｈを通じて開孔１１２内には、被着されるこ
とがないような角度に選定して行う。
小孔１１１ｈを通じて開孔１１２内には、被着されるこ
とがないような角度に選定して行う。
【００２０】そして、この円孔１１４を通じて電界放出
型カソード材すなわちＷ、Ｍｏ等の高融点かつ低仕事関
数を有する金属を、蒸着、スパッタ等によって円孔１１
４内を通じて開孔部１１２内のカソード電極１０７上
に、このカソード電極面に対し、垂直に蒸着する。この
場合、その蒸着は垂直に行っても、そのカソード材は円
孔１１４上の周囲で金属層１１３の斜面に続くような斜
面が形成されることから、或る厚さに達すると、円孔１
１４が塞がる状態となることによって、各開孔１１２内
に於いて、カソード電極１０７上に、それぞれ断面が三
角形状の円錐形状をなすドット状のカソードＫが形成さ
れる。
型カソード材すなわちＷ、Ｍｏ等の高融点かつ低仕事関
数を有する金属を、蒸着、スパッタ等によって円孔１１
４内を通じて開孔部１１２内のカソード電極１０７上
に、このカソード電極面に対し、垂直に蒸着する。この
場合、その蒸着は垂直に行っても、そのカソード材は円
孔１１４上の周囲で金属層１１３の斜面に続くような斜
面が形成されることから、或る厚さに達すると、円孔１
１４が塞がる状態となることによって、各開孔１１２内
に於いて、カソード電極１０７上に、それぞれ断面が三
角形状の円錐形状をなすドット状のカソードＫが形成さ
れる。
【００２１】その後、図１９に示すように、図１８にお
ける金属層１１３及びこれの上に形成されたカソード材
を排除することによって、帯状、すなわちストライプ状
のカソード電極１０７上の開孔１１０内に、それぞれ円
錐状、すなわち断面三角形状のドット状にカソードＫが
形成される。
ける金属層１１３及びこれの上に形成されたカソード材
を排除することによって、帯状、すなわちストライプ状
のカソード電極１０７上の開孔１１０内に、それぞれ円
錐状、すなわち断面三角形状のドット状にカソードＫが
形成される。
【００２２】そして、その周囲には、絶縁層１０８が存
在し、これによってカソード電極１０７と電気的に絶縁
されて各カソードＫに対向するように、上述の小孔１１
１ｈによる電子ビーム透過孔が穿設されたゲート電極１
０９が配置されたカソード構体が構成される。
在し、これによってカソード電極１０７と電気的に絶縁
されて各カソードＫに対向するように、上述の小孔１１
１ｈによる電子ビーム透過孔が穿設されたゲート電極１
０９が配置されたカソード構体が構成される。
【００２３】このようにしてカソード電極１０７上に電
界放出型カソードＫが形成され、更に、これの上を横切
ってゲート電極１０９が形成されてなるカソード構体
が、白色蛍光面１０１に対向して配置されるようにす
る。
界放出型カソードＫが形成され、更に、これの上を横切
ってゲート電極１０９が形成されてなるカソード構体
が、白色蛍光面１０１に対向して配置されるようにす
る。
【００２４】上述のような構成による表示装置本体１０
２においては、蛍光面１０１すなわちメタルバック層１
０６にカソードに対し正の高圧の陽極電圧を与えるとと
もに、例えばそのカソード電極１０７とゲート電極１０
９との間に、例えば順次その交叉部の電界放出型カソー
ドから電子を放出し得る電圧例えばゲート電極１０９
に、カソード電極１０７に対して１００Ｖの電圧を順次
かつ表示内容に応じて変調してカソードＫの先端部から
の電子ビームを白色蛍光面１０１に向かわしめる。
２においては、蛍光面１０１すなわちメタルバック層１
０６にカソードに対し正の高圧の陽極電圧を与えるとと
もに、例えばそのカソード電極１０７とゲート電極１０
９との間に、例えば順次その交叉部の電界放出型カソー
ドから電子を放出し得る電圧例えばゲート電極１０９
に、カソード電極１０７に対して１００Ｖの電圧を順次
かつ表示内容に応じて変調してカソードＫの先端部から
の電子ビームを白色蛍光面１０１に向かわしめる。
【００２５】このようにして表示装置本体１０２によっ
て時分割的に各色に対応する発光パターンの白色映像を
得ると共に、その時分割表示に同期して、カラーシャッ
ター１０３を切り換えて、各色に対応する光を取り出
す。つまり、順次赤、緑、青の光学像を取り出すもので
あり、このようにして全体としてカラー画像表示を行
う。
て時分割的に各色に対応する発光パターンの白色映像を
得ると共に、その時分割表示に同期して、カラーシャッ
ター１０３を切り換えて、各色に対応する光を取り出
す。つまり、順次赤、緑、青の光学像を取り出すもので
あり、このようにして全体としてカラー画像表示を行
う。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、図１
５に示した従来構造の平面型表示装置１００において
は、蛍光面１０１に対向する電界放出型カソードＫは、
図１６〜図１９を示して説明した製造工程により、断面
が三角形状の円錐形状とされ、この円錐の先端部に於い
て、電界を集中させて電子放出が起こるようになされて
いる。
５に示した従来構造の平面型表示装置１００において
は、蛍光面１０１に対向する電界放出型カソードＫは、
図１６〜図１９を示して説明した製造工程により、断面
が三角形状の円錐形状とされ、この円錐の先端部に於い
て、電界を集中させて電子放出が起こるようになされて
いる。
【００２７】しかしながら、今日の技術高度化により、
この平面型表示装置１００を構成する電界放出型カソー
ドＫの電子放出部をより効率的に鋭く形成することが望
まれている。また、図１６〜図１９を示して説明したよ
うに、カソードＫの形成を行うと、その先端部における
曲率半径は、数十ｎｍ、例えば６０ｎｍ程度の比較的曲
率が緩やかな形状となり、最近の高解像度化を図るため
には、さらにこれを微細に形成して、効率的な電界集
中、電子放出を行う必要が生じている。
この平面型表示装置１００を構成する電界放出型カソー
ドＫの電子放出部をより効率的に鋭く形成することが望
まれている。また、図１６〜図１９を示して説明したよ
うに、カソードＫの形成を行うと、その先端部における
曲率半径は、数十ｎｍ、例えば６０ｎｍ程度の比較的曲
率が緩やかな形状となり、最近の高解像度化を図るため
には、さらにこれを微細に形成して、効率的な電界集
中、電子放出を行う必要が生じている。
【００２８】そこで、本発明者等は、鋭意研究を重ねた
結果、平面型表示装置を構成する電界放出型カソードＫ
の、電子放出部の微細化、先鋭化を図り、さらなる効率
的な電界集中を行うことができるようにした電界放出型
カソード、電子放出装置、および電子放出装置の製造方
法を提供するに至った。
結果、平面型表示装置を構成する電界放出型カソードＫ
の、電子放出部の微細化、先鋭化を図り、さらなる効率
的な電界集中を行うことができるようにした電界放出型
カソード、電子放出装置、および電子放出装置の製造方
法を提供するに至った。
【００２９】
【課題を解決するための手段】本発明の電界放出型カソ
ードは、電子照射面に対向して配置されてなる電界放出
型カソードであり、少なくとも電子放出部が、導電性を
有する薄板状の微粒子により形成されてなるものとし、
電子放出部の薄板状の微粒子の板面方向が、主として電
子照射面に交叉する方向に配置されて成るものとする。
ードは、電子照射面に対向して配置されてなる電界放出
型カソードであり、少なくとも電子放出部が、導電性を
有する薄板状の微粒子により形成されてなるものとし、
電子放出部の薄板状の微粒子の板面方向が、主として電
子照射面に交叉する方向に配置されて成るものとする。
【００３０】本発明の電子放出装置は、電界放出型カソ
ードが、電子照射面に対向して配置されてなる電子放出
装置であり、電界放出型カソードは、少なくとも電子放
出部を、導電性を有する薄板状の微粒子により形成する
ものとし、電子放出部の薄板状の微粒子の板面方向を、
主として電子照射面に交叉する方向に配置することと
し、電界をかけることにより、電界放出型カソードの電
子放出部の薄板状の微粒子の端面から、電子が放出され
るものとする。
ードが、電子照射面に対向して配置されてなる電子放出
装置であり、電界放出型カソードは、少なくとも電子放
出部を、導電性を有する薄板状の微粒子により形成する
ものとし、電子放出部の薄板状の微粒子の板面方向を、
主として電子照射面に交叉する方向に配置することと
し、電界をかけることにより、電界放出型カソードの電
子放出部の薄板状の微粒子の端面から、電子が放出され
るものとする。
【００３１】本発明の電子放出装置の製造方法は、電子
放出装置を構成する電界放出型カソード形成面上に、所
定の開孔を有するフォトレジストパターンを形成し、導
電性を有する薄板状の微粒子を、溶媒中に分散させて作
製した塗布剤をフォトレジストパターン上に塗布、乾燥
させ、その後フォトレジストパターンを除去する工程を
有するものとし、フォトレジストの開孔内の薄板状の微
粒子であって、開孔壁部の薄板状の微粒子の板面方向
が、主として電子照射面に交叉する方向に配置するもの
とする。
放出装置を構成する電界放出型カソード形成面上に、所
定の開孔を有するフォトレジストパターンを形成し、導
電性を有する薄板状の微粒子を、溶媒中に分散させて作
製した塗布剤をフォトレジストパターン上に塗布、乾燥
させ、その後フォトレジストパターンを除去する工程を
有するものとし、フォトレジストの開孔内の薄板状の微
粒子であって、開孔壁部の薄板状の微粒子の板面方向
が、主として電子照射面に交叉する方向に配置するもの
とする。
【００３２】本発明の電界放出型カソードおよび本発明
の電界放出型カソードをその構成要素とする電子放出装
置においては、電界放出型カソードの、電子放出部が、
薄板状の微粒子により形成されたものとし、さらには、
この薄板状の微粒子の板面方向を、主として電子照射面
に交叉する方向に配置することとしたため、これに電界
をかけることにより電子ビーム放出部が先鋭化し、効率
的な電界集中が行なわれるようになる。
の電界放出型カソードをその構成要素とする電子放出装
置においては、電界放出型カソードの、電子放出部が、
薄板状の微粒子により形成されたものとし、さらには、
この薄板状の微粒子の板面方向を、主として電子照射面
に交叉する方向に配置することとしたため、これに電界
をかけることにより電子ビーム放出部が先鋭化し、効率
的な電界集中が行なわれるようになる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下において詳述する本発明の電
界放出型カソードは、電子照射面に対向して配置されて
なる電界放出型カソードであって、少なくともその電子
放出部が、導電性を有する薄板状の微粒子により形成さ
れてなるものとし、電子放出部の薄板状の微粒子の板面
方向が、主として電子照射面に交叉する方向に配置され
て成るものとする。
界放出型カソードは、電子照射面に対向して配置されて
なる電界放出型カソードであって、少なくともその電子
放出部が、導電性を有する薄板状の微粒子により形成さ
れてなるものとし、電子放出部の薄板状の微粒子の板面
方向が、主として電子照射面に交叉する方向に配置され
て成るものとする。
【００３４】また、本発明の電界放出型カソードをその
構成要素とする電子放出装置は、電界放出型カソード
が、電子照射面に対向して配置されてなる電子放出装置
であって、電界放出型カソードは、少なくとも電子放出
部を、導電性を有する薄板状の微粒子により形成するも
のとし、電子放出部の薄板状の微粒子の板面方向を、主
として電子照射面に交叉する方向に配置することとし、
電界をかけることにより、電界放出型カソードの電子放
出部の薄板状の微粒子の端面から、電子が放出されるも
のとする。
構成要素とする電子放出装置は、電界放出型カソード
が、電子照射面に対向して配置されてなる電子放出装置
であって、電界放出型カソードは、少なくとも電子放出
部を、導電性を有する薄板状の微粒子により形成するも
のとし、電子放出部の薄板状の微粒子の板面方向を、主
として電子照射面に交叉する方向に配置することとし、
電界をかけることにより、電界放出型カソードの電子放
出部の薄板状の微粒子の端面から、電子が放出されるも
のとする。
【００３５】以下、本発明の電界放出型カソード、およ
び本発明の電子放出装置の実施の形態として、平面型表
示装置２０の一例の構造について、以下、図を参照して
説明するが、本発明は、以下に示す例に限定されるもの
ではない。
び本発明の電子放出装置の実施の形態として、平面型表
示装置２０の一例の構造について、以下、図を参照して
説明するが、本発明は、以下に示す例に限定されるもの
ではない。
【００３６】図１に示す本発明の平面型表示装置２０
は、蛍光面１に対向して電界放出型カソードＫが配置さ
れてなる表示装置本体２と、蛍光面１の配置側の前面に
対接ないしは対向して配置された平面型カラーシャッタ
ー３により構成されている。
は、蛍光面１に対向して電界放出型カソードＫが配置さ
れてなる表示装置本体２と、蛍光面１の配置側の前面に
対接ないしは対向して配置された平面型カラーシャッタ
ー３により構成されている。
【００３７】表示装置本体２は、図１５で説明したと同
様に、図１に示すように、光透過性の前面パネル４と背
面パネル５とが、所定の間隔に保持するスペーサー（図
示せず）を介して対向されて構成されている。また、前
面パネル４と背面パネル５とは、それらの周縁部がガラ
スフリット等によって気密的に封着され、前面パネル４
と背面パネル５との間には空間が形成されている。
様に、図１に示すように、光透過性の前面パネル４と背
面パネル５とが、所定の間隔に保持するスペーサー（図
示せず）を介して対向されて構成されている。また、前
面パネル４と背面パネル５とは、それらの周縁部がガラ
スフリット等によって気密的に封着され、前面パネル４
と背面パネル５との間には空間が形成されている。
【００３８】図１中、前面パネル４の内面には、その表
面に通常の陰極線管におけるように、アノードメタル層
６０、発光蛍光体が全面的に塗布されてなる蛍光面１、
Ａｌ膜等のメタルバック層６が被着形成されている。
面に通常の陰極線管におけるように、アノードメタル層
６０、発光蛍光体が全面的に塗布されてなる蛍光面１、
Ａｌ膜等のメタルバック層６が被着形成されている。
【００３９】一方、前面パネル４に対向して配置されて
いる背面パネル５の内面には、例えば帯状に伸びる多数
のカソード電極７が平行配列されて被着形成されてい
る。そして、これらカソード電極７の延長方向と、ほぼ
直交する例えば水平方向に、絶縁層８を介して、ゲート
電極９が平行配列されている。そして、各カソード電極
７上であって、ゲート電極９間において、それぞれ、電
界放出型カソードＫが形成されている。
いる背面パネル５の内面には、例えば帯状に伸びる多数
のカソード電極７が平行配列されて被着形成されてい
る。そして、これらカソード電極７の延長方向と、ほぼ
直交する例えば水平方向に、絶縁層８を介して、ゲート
電極９が平行配列されている。そして、各カソード電極
７上であって、ゲート電極９間において、それぞれ、電
界放出型カソードＫが形成されている。
【００４０】図２に、本発明の平面型表示装置２０を構
成するカソード電極７と、ゲート電極９と、電界放出型
カソードＫの相対的位置関係を示す概略図を示す。図２
においては、カソード電極７上に形成された電界放出型
カソードＫが、ゲート電極９間において、９個形成され
て成る例について示すが、本発明の電子放出装置は、こ
の例に限定されるものではなく、適宜変更が可能であ
る。
成するカソード電極７と、ゲート電極９と、電界放出型
カソードＫの相対的位置関係を示す概略図を示す。図２
においては、カソード電極７上に形成された電界放出型
カソードＫが、ゲート電極９間において、９個形成され
て成る例について示すが、本発明の電子放出装置は、こ
の例に限定されるものではなく、適宜変更が可能であ
る。
【００４１】図３に、カソード電極７とゲート電極９と
電界放出型カソードＫの相対的位置関係を示す概略断面
図を示す。
電界放出型カソードＫの相対的位置関係を示す概略断面
図を示す。
【００４２】図２および図３に示した電界放出型カソー
ドＫは、図４に示すような形状、例えば円形薄板形状、
例えば鱗片状の、炭素結合体、例えばグラファイト、無
定型炭素、ダイヤモンドライクカーボン等よりなる薄板
状の微粒子３０が、積層集合されて形成されてなるもの
とする。この薄板状の微粒子３０は、例えば直径５００
〔ｎｍ〕程度、厚さ２０〔ｎｍ〕程度の円形板形状のも
のを適用することができる。
ドＫは、図４に示すような形状、例えば円形薄板形状、
例えば鱗片状の、炭素結合体、例えばグラファイト、無
定型炭素、ダイヤモンドライクカーボン等よりなる薄板
状の微粒子３０が、積層集合されて形成されてなるもの
とする。この薄板状の微粒子３０は、例えば直径５００
〔ｎｍ〕程度、厚さ２０〔ｎｍ〕程度の円形板形状のも
のを適用することができる。
【００４３】この電界放出型カソードＫの電子放出部４
０の薄板状の微粒子３０は、図１１に示すように、その
板面方向を、主として電子照射面に交叉する方向に配置
されるものとする。すなわち、平面型表示装置２０にお
ける画像形成面に対して、ほぼ垂直に立った状態となる
ようになされる。これにより、電界放出型カソードＫの
電子放出部４０における端部すなわちエッジ部３０ａは
先鋭化されている。
０の薄板状の微粒子３０は、図１１に示すように、その
板面方向を、主として電子照射面に交叉する方向に配置
されるものとする。すなわち、平面型表示装置２０にお
ける画像形成面に対して、ほぼ垂直に立った状態となる
ようになされる。これにより、電界放出型カソードＫの
電子放出部４０における端部すなわちエッジ部３０ａは
先鋭化されている。
【００４４】この図４に示す薄板状の微粒子３０は、例
えばその平均粒子径が、例えば５〔μｍ〕以下で、その
平均アスペクト比（薄板状の微粒子の面積の平方根を厚
さで割った値）が５以上であるものを適用することがで
きるが、望ましくは、その粒子径が３〔μｍ〕以下で、
かつ粒子径が０．１〔μｍ〕以下である薄板状の微粒子
が、電界放出型カソードＫを構成する薄板状の微粒子３
０全体の４０〜９５重量％であり、電界放出型カソード
Ｋを構成する薄板状の微粒子３０の平均粒子径が、０．
０５〜０．０８〔μｍ〕であり、平均アスペクト比（薄
板状の微粒子の面積の平方根を厚さで割った値）が１０
以上であるものがよい。
えばその平均粒子径が、例えば５〔μｍ〕以下で、その
平均アスペクト比（薄板状の微粒子の面積の平方根を厚
さで割った値）が５以上であるものを適用することがで
きるが、望ましくは、その粒子径が３〔μｍ〕以下で、
かつ粒子径が０．１〔μｍ〕以下である薄板状の微粒子
が、電界放出型カソードＫを構成する薄板状の微粒子３
０全体の４０〜９５重量％であり、電界放出型カソード
Ｋを構成する薄板状の微粒子３０の平均粒子径が、０．
０５〜０．０８〔μｍ〕であり、平均アスペクト比（薄
板状の微粒子の面積の平方根を厚さで割った値）が１０
以上であるものがよい。
【００４５】なお、薄板状の微粒子３０の平均粒子径
は、ストークス径とし、例えば遠心沈降光透過型粒度分
布測定装置で測定することができる。
は、ストークス径とし、例えば遠心沈降光透過型粒度分
布測定装置で測定することができる。
【００４６】薄板状の微粒子３０の粒度は、その平均粒
子径が、５〔μｍ〕より大きいと、電界放出型カソード
Ｋを構成したときに、その電子放出部において、充分な
微細化を図ることができない。このことから、電界放出
型カソードＫを構成する薄板状の微粒子３０は、その大
部分において、粒子径が０．１〔μｍ〕以下であること
が好ましく、粒子径が０．１〔μｍ〕以下の粒子が電界
放出型カソードＫを構成する薄板状の微粒子３０全体の
４０重量％よりも少ないと、これを溶媒に分散させた塗
布剤により、電界放出型カソードＫを形成すると、その
形状が不均一になるという不都合がある。
子径が、５〔μｍ〕より大きいと、電界放出型カソード
Ｋを構成したときに、その電子放出部において、充分な
微細化を図ることができない。このことから、電界放出
型カソードＫを構成する薄板状の微粒子３０は、その大
部分において、粒子径が０．１〔μｍ〕以下であること
が好ましく、粒子径が０．１〔μｍ〕以下の粒子が電界
放出型カソードＫを構成する薄板状の微粒子３０全体の
４０重量％よりも少ないと、これを溶媒に分散させた塗
布剤により、電界放出型カソードＫを形成すると、その
形状が不均一になるという不都合がある。
【００４７】上述したことから、電界放出型カソードＫ
を構成する薄板状の微粒子３０の平均粒子径が、０．０
５〜０．０８〔μｍ〕程度であることが好適である。な
お、粒度分布は、光透過式粒度分布測定装置で測定する
ことができる。
を構成する薄板状の微粒子３０の平均粒子径が、０．０
５〜０．０８〔μｍ〕程度であることが好適である。な
お、粒度分布は、光透過式粒度分布測定装置で測定する
ことができる。
【００４８】また、電界放出型カソードＫの電子放出部
４０の先端すなわちエッジ部３０ａの曲率半径をρと
し、電界放出型カソードＫの先端の電界をＥとし、電界
放出型カソードＫの先端の電位をＶとすると、以下の関
係式が成立する。 Ｅ＝Ｖ／（５ρ） ここで、電界放出型カソードＫの電位Ｖが、電界放出型
カソードＫの電子放出閾値電圧Ｖｔである場合を考え
る。カソードの駆動回路の電圧は、トランジスタの性能
と価格の点から数十Ｖ〜１００Ｖであることが好まし
い。Ｖｔに対応する閾値電界Ｅｔは、材質によって決ま
り、メタル材料の場合は、１０7 〔Ｖ／ｃｍ〕以下、カ
ーボン系材料では、１０6 〔Ｖ／ｃｍ〕以下である。例
えば、閾値電圧Ｖｔ＝１０〔Ｖ〕とし、Ｅｔ＝１０
6 〔Ｖ／ｃｍ〕とすると、上式から、ρ＝１０〔Ｖ〕／
５×１０6 〔Ｖ／ｃｍ〕＝０．０２〔μｍ〕となる。こ
れが、薄板状の微粒子３０の厚さ方向のオーダーとな
る。
４０の先端すなわちエッジ部３０ａの曲率半径をρと
し、電界放出型カソードＫの先端の電界をＥとし、電界
放出型カソードＫの先端の電位をＶとすると、以下の関
係式が成立する。 Ｅ＝Ｖ／（５ρ） ここで、電界放出型カソードＫの電位Ｖが、電界放出型
カソードＫの電子放出閾値電圧Ｖｔである場合を考え
る。カソードの駆動回路の電圧は、トランジスタの性能
と価格の点から数十Ｖ〜１００Ｖであることが好まし
い。Ｖｔに対応する閾値電界Ｅｔは、材質によって決ま
り、メタル材料の場合は、１０7 〔Ｖ／ｃｍ〕以下、カ
ーボン系材料では、１０6 〔Ｖ／ｃｍ〕以下である。例
えば、閾値電圧Ｖｔ＝１０〔Ｖ〕とし、Ｅｔ＝１０
6 〔Ｖ／ｃｍ〕とすると、上式から、ρ＝１０〔Ｖ〕／
５×１０6 〔Ｖ／ｃｍ〕＝０．０２〔μｍ〕となる。こ
れが、薄板状の微粒子３０の厚さ方向のオーダーとな
る。
【００４９】一方、薄板状の微粒子３０の板面方向の大
きさは、エミッタの大きさに依存する。また、エミッタ
の大きさは、平面型表示装置のディスプレイの大きさに
依存する。ディスプレイの画素の大きさは、ディスプレ
イの大きさと画素の密度（解像度）に依存する。解像度
の高い典型例として、ＸＧＡの１７インチ〜２０インチ
のコンピューター用ディスプレイでは、画素数１０２４
×７６８で、１サブピクセルの大きさは、約６０〔μ
ｍ〕×１００〔μｍ〕である。エミッタは、この中に数
十から数百個作製されることになる。したがって、一個
のエミッタの大きさは、１０数〔μｍ〕〜数〔μｍ〕に
なる。この程度の大きさのエミッタを、精度良くパター
ンニングするには、薄板状の微粒子３０のサイズは、サ
ブミクロン、すなわち、０．１〜０．５〔μｍ〕程度で
ある必要がある。 したがって、上述したようにρ＝
０．０２〔μｍ〕となることから、アスペクト比を考え
ると、（０．１〜０．５）／０．０２＝５〜２５とな
る。以上のことから、アスペクト比は、５以上であるこ
とが好ましく、さらには１０以上であることが望まし
い。
きさは、エミッタの大きさに依存する。また、エミッタ
の大きさは、平面型表示装置のディスプレイの大きさに
依存する。ディスプレイの画素の大きさは、ディスプレ
イの大きさと画素の密度（解像度）に依存する。解像度
の高い典型例として、ＸＧＡの１７インチ〜２０インチ
のコンピューター用ディスプレイでは、画素数１０２４
×７６８で、１サブピクセルの大きさは、約６０〔μ
ｍ〕×１００〔μｍ〕である。エミッタは、この中に数
十から数百個作製されることになる。したがって、一個
のエミッタの大きさは、１０数〔μｍ〕〜数〔μｍ〕に
なる。この程度の大きさのエミッタを、精度良くパター
ンニングするには、薄板状の微粒子３０のサイズは、サ
ブミクロン、すなわち、０．１〜０．５〔μｍ〕程度で
ある必要がある。 したがって、上述したようにρ＝
０．０２〔μｍ〕となることから、アスペクト比を考え
ると、（０．１〜０．５）／０．０２＝５〜２５とな
る。以上のことから、アスペクト比は、５以上であるこ
とが好ましく、さらには１０以上であることが望まし
い。
【００５０】以下に、本発明の平面型表示装置を構成す
る本発明の電界放出型カソードＫの製造方法と、本発明
方法により作製することのできる本発明の電界放出型カ
ソードＫ、さらには、この電界放出型カソードＫを適用
した本発明の平面型表示装置の一例について、図を参照
して説明する。しかし、本発明は、以下に示す例に限定
されるものではない。
る本発明の電界放出型カソードＫの製造方法と、本発明
方法により作製することのできる本発明の電界放出型カ
ソードＫ、さらには、この電界放出型カソードＫを適用
した本発明の平面型表示装置の一例について、図を参照
して説明する。しかし、本発明は、以下に示す例に限定
されるものではない。
【００５１】先ず、図１で説明したように、背面パネル
５の表面に、電界放出型カソードＫへ電流を流すための
カソード電極７を形成する。このカソード電極７は、例
えば、Ｃｒ等の金属層を蒸着、スパッタ等により形成し
た後、これをフォトリソグラフィーによる選択的エッチ
ングによって所定のパターンに形成する。
５の表面に、電界放出型カソードＫへ電流を流すための
カソード電極７を形成する。このカソード電極７は、例
えば、Ｃｒ等の金属層を蒸着、スパッタ等により形成し
た後、これをフォトリソグラフィーによる選択的エッチ
ングによって所定のパターンに形成する。
【００５２】次に、図５に示すように、パターン化され
たカソード電極７上において、絶縁層８を全面的にスパ
ッタ等により被着し、更に、この上に最終的にゲート電
極９を構成する金属１１、例えば高融点金属のＭｏ，Ｗ
等を、蒸着、スパッタ等により形成する。
たカソード電極７上において、絶縁層８を全面的にスパ
ッタ等により被着し、更に、この上に最終的にゲート電
極９を構成する金属１１、例えば高融点金属のＭｏ，Ｗ
等を、蒸着、スパッタ等により形成する。
【００５３】次に、図６に示すように、フォトレジスト
（図示せず）によるレジストパターンを形成して、これ
をマスクに金属層１１に対して異方性エッチング例えば
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を行って、所定のパ
ターンに、すなわち、カソード電極７の延長方向と直交
する方向に延長する帯状のゲート電極９を形成する。そ
して、このゲート電極９のカソード電極７と交叉する部
分に、例えば、それぞれ複数個の直径１５〔μｍ〕の小
孔１１ｈを穿設する。
（図示せず）によるレジストパターンを形成して、これ
をマスクに金属層１１に対して異方性エッチング例えば
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を行って、所定のパ
ターンに、すなわち、カソード電極７の延長方向と直交
する方向に延長する帯状のゲート電極９を形成する。そ
して、このゲート電極９のカソード電極７と交叉する部
分に、例えば、それぞれ複数個の直径１５〔μｍ〕の小
孔１１ｈを穿設する。
【００５４】次に、これらの小孔１１ｈを通じて、ゲー
ト電極９すなわち金属層１１に対してエッチング性を示
さず、絶縁層８に対してエッチング性を示す、例えば化
学的エッチングを行って、小孔１１ｈの開孔幅のほぼ等
しい開孔幅を有する開孔１２を絶縁層８の全厚さに亘る
深さをもって形成する。
ト電極９すなわち金属層１１に対してエッチング性を示
さず、絶縁層８に対してエッチング性を示す、例えば化
学的エッチングを行って、小孔１１ｈの開孔幅のほぼ等
しい開孔幅を有する開孔１２を絶縁層８の全厚さに亘る
深さをもって形成する。
【００５５】次に、図７に示すように、小孔１１ｈおよ
び開孔１２を形成した後、この上に、フォトレジスト３
４を塗布する。これを乾燥し、例えば高圧水銀灯で露光
し、例えばアルカリ現像液で現像することによって、小
孔１１ｈおよび開孔１２内に、例えば直径７〔μｍ〕の
フォトレジストの開孔３４ｈを形成することができる。
び開孔１２を形成した後、この上に、フォトレジスト３
４を塗布する。これを乾燥し、例えば高圧水銀灯で露光
し、例えばアルカリ現像液で現像することによって、小
孔１１ｈおよび開孔１２内に、例えば直径７〔μｍ〕の
フォトレジストの開孔３４ｈを形成することができる。
【００５６】なお、このフォトレジスト３４としては、
ネガ型のフォトレジスト、ポジ型のフォトレジストのい
ずれのタイプのものも適用することができ、例えばノボ
ラックタイプのポジ型フォトレジスト（東京応化工業製
ＰＭＥＲ６０２０ＥＫ）等を用いることができる。
ネガ型のフォトレジスト、ポジ型のフォトレジストのい
ずれのタイプのものも適用することができ、例えばノボ
ラックタイプのポジ型フォトレジスト（東京応化工業製
ＰＭＥＲ６０２０ＥＫ）等を用いることができる。
【００５７】次に、図４に示したような鱗片状の微粒
子、すなわち薄板状の微粒子３０を、例えば水、有機溶
剤等の溶媒３１に分散させて、塗布剤３５を作製する。
次に、この塗布剤３５を、例えばスピンナー、コーター
等で、図７に示すように、フォトレジスト３４のパター
ン上に塗布する。なお、このとき、溶媒３１中には、後
工程によるパターンニングを行い易くするために、予め
熱硬化性樹脂等を添加してもよい。
子、すなわち薄板状の微粒子３０を、例えば水、有機溶
剤等の溶媒３１に分散させて、塗布剤３５を作製する。
次に、この塗布剤３５を、例えばスピンナー、コーター
等で、図７に示すように、フォトレジスト３４のパター
ン上に塗布する。なお、このとき、溶媒３１中には、後
工程によるパターンニングを行い易くするために、予め
熱硬化性樹脂等を添加してもよい。
【００５８】次に、これを例えばホットプレート等によ
り乾燥させる。このとき、フォトレジストの開孔３４ｗ
内の薄板状の微粒子３０は、自然に、壁部３４ｗに沿っ
て配向し、そのまま積層させると、図８に示すように、
薄板状の微粒子の板面方向が、主として電子照射面に交
叉する方向に配置される。すなわち、フォトレジストの
壁部３４ｗにおいては、薄板状の微粒子３０の面方向
と、カソード電極７の面方向とが、略垂直になる。その
後、プリベークを行い、薄板状の微粒子３０の積層体を
形成する。
り乾燥させる。このとき、フォトレジストの開孔３４ｗ
内の薄板状の微粒子３０は、自然に、壁部３４ｗに沿っ
て配向し、そのまま積層させると、図８に示すように、
薄板状の微粒子の板面方向が、主として電子照射面に交
叉する方向に配置される。すなわち、フォトレジストの
壁部３４ｗにおいては、薄板状の微粒子３０の面方向
と、カソード電極７の面方向とが、略垂直になる。その
後、プリベークを行い、薄板状の微粒子３０の積層体を
形成する。
【００５９】次に、図９に示すように、フォトレジスト
３４を、フォトレジスト３４上に積層されていた薄板状
の微粒子３０とともに、酸あるいはアルカリの薬液で現
像除去する。特に、薄板状の微粒子３０がグラファイト
である場合には、現像除去工程の後にスプレーで純水を
高圧で吹きつけることにより、最終的に目的とする電界
放出型カソードＫを微細なパターンに確実に形成するこ
とができる。その後、焼成処理（ポストベーク）を行
い、図１０に示すように、電界放出型ガソードＫのパタ
ーンを形成する。
３４を、フォトレジスト３４上に積層されていた薄板状
の微粒子３０とともに、酸あるいはアルカリの薬液で現
像除去する。特に、薄板状の微粒子３０がグラファイト
である場合には、現像除去工程の後にスプレーで純水を
高圧で吹きつけることにより、最終的に目的とする電界
放出型カソードＫを微細なパターンに確実に形成するこ
とができる。その後、焼成処理（ポストベーク）を行
い、図１０に示すように、電界放出型ガソードＫのパタ
ーンを形成する。
【００６０】図１１に、上述した工程により作製した電
界放出型カソードＫの概略断面図を示し、図１２に本発
明の電子放出カソードＫを具備した電子放出装置５０の
概略断面図を示す。本発明の電界放出型カソードＫは、
図１１に示すように、電子放出部４０のエッジ部３０ａ
の薄板状の微粒子３０の板面方向と、図１２に示す画像
形成面２１すなわち電子照射面とが交叉する方向に形成
される。
界放出型カソードＫの概略断面図を示し、図１２に本発
明の電子放出カソードＫを具備した電子放出装置５０の
概略断面図を示す。本発明の電界放出型カソードＫは、
図１１に示すように、電子放出部４０のエッジ部３０ａ
の薄板状の微粒子３０の板面方向と、図１２に示す画像
形成面２１すなわち電子照射面とが交叉する方向に形成
される。
【００６１】図１６〜図１９において、その作製方法を
説明した従来構造の電界放出型カソード、すなわち、円
錐形状のカソードの先端部よりも鋭い、例えば、厚さ２
０〔ｎｍ〕の薄板状の微粒子３０を用いた場合には、曲
率半径が２０〔ｎｍ〕以下のエッジ部３０ａを有する電
界放出型カソードＫを、その面方向と電子照射面すなわ
ち画像形成面とが交叉する方向に配置されるように形成
することができる。
説明した従来構造の電界放出型カソード、すなわち、円
錐形状のカソードの先端部よりも鋭い、例えば、厚さ２
０〔ｎｍ〕の薄板状の微粒子３０を用いた場合には、曲
率半径が２０〔ｎｍ〕以下のエッジ部３０ａを有する電
界放出型カソードＫを、その面方向と電子照射面すなわ
ち画像形成面とが交叉する方向に配置されるように形成
することができる。
【００６２】上述のようにして、カソード電極７上に、
電界放出型カソードＫが形成され、更に、これの上を横
切ってゲート電極９が形成されてなるカソード構体が、
蛍光面１すなわち電子照射面に対向して配置される。
電界放出型カソードＫが形成され、更に、これの上を横
切ってゲート電極９が形成されてなるカソード構体が、
蛍光面１すなわち電子照射面に対向して配置される。
【００６３】上述のようにして形成した電界放出型カソ
ードＫを有する電子放出装置５０においては、図１２に
示すように、蛍光面１すなわちアノードメタル層６０に
カソードに対して正の高圧の陽極電圧を与えるととも
に、例えばそのカソード電極７とゲート電極９との間
に、例えば順次その交叉部の電界放出型カソードＫから
電子を放出し得る電圧例えばゲート電極９に、カソード
電極７に対して１００Ｖの電圧を順次かつ表示内容に応
じて変調して電界放出型カソードＫの電子放出部のエッ
ジ部３０ａからの電子ｅ- ビームを蛍光面１に向かわし
める。
ードＫを有する電子放出装置５０においては、図１２に
示すように、蛍光面１すなわちアノードメタル層６０に
カソードに対して正の高圧の陽極電圧を与えるととも
に、例えばそのカソード電極７とゲート電極９との間
に、例えば順次その交叉部の電界放出型カソードＫから
電子を放出し得る電圧例えばゲート電極９に、カソード
電極７に対して１００Ｖの電圧を順次かつ表示内容に応
じて変調して電界放出型カソードＫの電子放出部のエッ
ジ部３０ａからの電子ｅ- ビームを蛍光面１に向かわし
める。
【００６４】このようにして、図１中の表示装置本体２
によって、時分割的に各色に対応する発光パターンの白
色映像を得ると共に、その時分割表示に同期して、カラ
ーシャッター３を切り換えて、各色に対応する光を取り
出す。つまり、順次赤、緑、青の光学像を取り出すもの
であり、このようにして全体としてカラー画像表示を行
う。
によって、時分割的に各色に対応する発光パターンの白
色映像を得ると共に、その時分割表示に同期して、カラ
ーシャッター３を切り換えて、各色に対応する光を取り
出す。つまり、順次赤、緑、青の光学像を取り出すもの
であり、このようにして全体としてカラー画像表示を行
う。
【００６５】上述のように、本発明構成の電子放出装置
５０によれば、図１１に示すように、カソード電極７上
に形成する電界を集中せしめる電界放出型カソードＫの
電子放出部におけるエッジ部３０ａを、従来の円錐形状
の電界放出型カソードＫ以上の鋭さをもって、かつ容易
な製造工程により形成することができる。また、本発明
の電界放出型カソードＫは、少なくともその電子放出部
４０を、導電性を有する薄板状の微粒子３０により形成
し、そのエッジ部３０ａの導電性を有する薄板状の微粒
子の面方向と、電子照射面の面方向とが交叉するように
これを形成したため、エッジ部３０ａをより先鋭化させ
ることができ、効率的な電子放出がなされるようにでき
た。
５０によれば、図１１に示すように、カソード電極７上
に形成する電界を集中せしめる電界放出型カソードＫの
電子放出部におけるエッジ部３０ａを、従来の円錐形状
の電界放出型カソードＫ以上の鋭さをもって、かつ容易
な製造工程により形成することができる。また、本発明
の電界放出型カソードＫは、少なくともその電子放出部
４０を、導電性を有する薄板状の微粒子３０により形成
し、そのエッジ部３０ａの導電性を有する薄板状の微粒
子の面方向と、電子照射面の面方向とが交叉するように
これを形成したため、エッジ部３０ａをより先鋭化させ
ることができ、効率的な電子放出がなされるようにでき
た。
【００６６】また、図１に示した平面型表示装置２０に
おいては、画像形成面に白色蛍光面を有する例の他、
赤、緑、青の蛍光体が塗り分けられてなる例についても
同様に適用することができるなど、平面型表示装置の構
成は、適宜変更することができる。
おいては、画像形成面に白色蛍光面を有する例の他、
赤、緑、青の蛍光体が塗り分けられてなる例についても
同様に適用することができるなど、平面型表示装置の構
成は、適宜変更することができる。
【００６７】また、上述した例においては、図１２等に
示したように、カソード電極７上に、直接電界放出型カ
ソードＫを形成する場合について説明したが、本発明は
この例に限定されるものではない。すなわち、例えば、
図１３に示すように、カソード電極７上に絶縁層１８を
形成し、この絶縁層１８の所定部分を穿設して下部に形
成されているカソード電極７と、電界放出型カソードＫ
とをタングステン等の導電層１７により連結して、導通
が得られるようにした場合についても同様に適用するこ
とができる。
示したように、カソード電極７上に、直接電界放出型カ
ソードＫを形成する場合について説明したが、本発明は
この例に限定されるものではない。すなわち、例えば、
図１３に示すように、カソード電極７上に絶縁層１８を
形成し、この絶縁層１８の所定部分を穿設して下部に形
成されているカソード電極７と、電界放出型カソードＫ
とをタングステン等の導電層１７により連結して、導通
が得られるようにした場合についても同様に適用するこ
とができる。
【００６８】また、上述した例においては、電界放出型
カソードＫを構成する場合に、導電性を有する薄板状の
微粒子３０を、平滑面上に積層させる場合について説明
したが、本発明は、この例に限定されるものではなく、
所定の凹凸を有する面上に形成する例についても同様に
適用することができる。
カソードＫを構成する場合に、導電性を有する薄板状の
微粒子３０を、平滑面上に積層させる場合について説明
したが、本発明は、この例に限定されるものではなく、
所定の凹凸を有する面上に形成する例についても同様に
適用することができる。
【００６９】また、本発明の電界放出型カソードＫは、
上述した例においては、図１１に示したように、電子放
出部における薄板状の微粒子３０の面方向が、電子照射
面に対向してほぼ垂直の方向に交叉するように形成され
ている場合について説明したが、本発明はこの例に限定
されるものではない。すなわち、電界放出型カソードＫ
の電子放出部のエッジ部３０ａ、電子照射面に対向し
て、先鋭化させるように、薄板状の微粒子３０の面方向
が、電子照射面の面方向と交叉するようになされていれ
ばよく、例えば図１４に示すように、斜めにやや傾いた
形状とすることもできる。
上述した例においては、図１１に示したように、電子放
出部における薄板状の微粒子３０の面方向が、電子照射
面に対向してほぼ垂直の方向に交叉するように形成され
ている場合について説明したが、本発明はこの例に限定
されるものではない。すなわち、電界放出型カソードＫ
の電子放出部のエッジ部３０ａ、電子照射面に対向し
て、先鋭化させるように、薄板状の微粒子３０の面方向
が、電子照射面の面方向と交叉するようになされていれ
ばよく、例えば図１４に示すように、斜めにやや傾いた
形状とすることもできる。
【００７０】なお、この図１４に示すような、やや斜め
に傾いて形成された形状の電界放出型カソードＫは、図
８を示して説明したフォトレジスト３４の端面の形状
を、所要の露光条件に調整することにより、断面形状に
おいて逆台形形状とすることにより、形成することがで
きる。
に傾いて形成された形状の電界放出型カソードＫは、図
８を示して説明したフォトレジスト３４の端面の形状
を、所要の露光条件に調整することにより、断面形状に
おいて逆台形形状とすることにより、形成することがで
きる。
【００７１】
【発明の効果】本発明の電界放出型カソードＫ、電子放
出装置５０によれば、少なくとも電界放出型カソードＫ
の電子放出部４０を、薄板状の微粒子３０によって形成
し、この電子放出部の薄板状の微粒子３０の面方向と、
電子放出装置５０における電子照射面とが、交叉するよ
うに形成したため、電界放出型カソードＫにおける電子
放出部４０のエッジ部３０ａを先鋭に形成することがで
き、これにより、効率的な電界集中が行なわれ、電子放
出効率の向上を図ることができた。
出装置５０によれば、少なくとも電界放出型カソードＫ
の電子放出部４０を、薄板状の微粒子３０によって形成
し、この電子放出部の薄板状の微粒子３０の面方向と、
電子放出装置５０における電子照射面とが、交叉するよ
うに形成したため、電界放出型カソードＫにおける電子
放出部４０のエッジ部３０ａを先鋭に形成することがで
き、これにより、効率的な電界集中が行なわれ、電子放
出効率の向上を図ることができた。
【００７２】また、本発明の電子放出装置の製造方法に
よれば、電界放出型カソードＫの電子放出部４０のエッ
ジ部３０ａを、従来構造の電子放出装置の電子放出部よ
りもさらに先鋭に形成することができた。これにより、
電界放出型カソードＫにおいて効率的な電界集中を行う
ことができ、電子放出効率の向上を図ることができた。
よれば、電界放出型カソードＫの電子放出部４０のエッ
ジ部３０ａを、従来構造の電子放出装置の電子放出部よ
りもさらに先鋭に形成することができた。これにより、
電界放出型カソードＫにおいて効率的な電界集中を行う
ことができ、電子放出効率の向上を図ることができた。
【図１】本発明の平面型表示装置の概略斜視図を示す。
【図２】本発明の平面型画像表示装置を構成するカソー
ド電極、ゲート電極、および電界放出型カソードＫの相
対的な位置関係の概略平面図を示す。
ド電極、ゲート電極、および電界放出型カソードＫの相
対的な位置関係の概略平面図を示す。
【図３】本発明の平面型画像表示装置を構成するカソー
ド電極、ゲート電極、および電界放出型カソードＫの相
対的な位置関係の概略断面図を示す。
ド電極、ゲート電極、および電界放出型カソードＫの相
対的な位置関係の概略断面図を示す。
【図４】本発明の電界放出型カソードを構成する板状微
粒子の概略図を示す。
粒子の概略図を示す。
【図５】本発明の電界放出型カソードの作製工程図を示
す。
す。
【図６】本発明の電界放出型カソードの作製工程図を示
す。
す。
【図７】本発明の電界放出型カソードの作製工程図を示
す。
す。
【図８】本発明の電界放出型カソードの作製工程図を示
す。
す。
【図９】本発明の電界放出型カソードの作製工程図を示
す。
す。
【図１０】本発明の電界放出型カソードの概略断面図を
示す。
示す。
【図１１】本発明の電界放出型カソードの一例の概略断
面図を示す。
面図を示す。
【図１２】本発明の電子放出装置の一例の概略断面図を
示す。
示す。
【図１３】本発明の電子放出装置の他の一例の要部の概
略断面図を示す。
略断面図を示す。
【図１４】本発明の電界放出型カソードの他の一例の概
略断面図を示す。
略断面図を示す。
【図１５】従来の平面型表示装置の概略斜視図を示す。
【図１６】従来の平面型画像表示装置を構成する電界放
出型カソードの一作製工程図を示す。
出型カソードの一作製工程図を示す。
【図１７】従来の平面型画像表示装置を構成する電界放
出型カソードの一作製工程図を示す。
出型カソードの一作製工程図を示す。
【図１８】従来の平面型画像表示装置を構成する電界放
出型カソードの一作製工程図を示す。
出型カソードの一作製工程図を示す。
【図１９】従来の平面型画像表示装置を構成する電界放
出型カソードの一作製工程図を示す。
出型カソードの一作製工程図を示す。
１，１０１ 蛍光面、２，１０２ 表示装置本体、３，
１０３ 平面型カラーシャッタ、４，１０４ 前面パネ
ル、５，１０５ 背面パネル、６，１０６ メタルバッ
ク層、７，１０７ カソード電極、８，１０８ 絶縁
層、９，１０９ゲート電極、１０，１００ 平面型表示
装置、１１ 金属層、１１ｈ 小孔、１２ 開孔、１７
導電層、１８ 絶縁層、１９ 誘電体層、３０ 薄板
状の微粒子、３０ａ エッジ部、３１ 溶媒、３４ フ
ォトレジスト、３４ｈ 開孔３４ｗ フォトレジストの
壁部、３５ 塗布剤、４０ 電子放出部、５０ 電子放
出装置、６０，１６０ アノードメタル層、１１０ 開
孔、１１１ 金属層、１１１ｈ 小孔、１１２ 開孔、
１１３ 金属層、１１４ 円孔
１０３ 平面型カラーシャッタ、４，１０４ 前面パネ
ル、５，１０５ 背面パネル、６，１０６ メタルバッ
ク層、７，１０７ カソード電極、８，１０８ 絶縁
層、９，１０９ゲート電極、１０，１００ 平面型表示
装置、１１ 金属層、１１ｈ 小孔、１２ 開孔、１７
導電層、１８ 絶縁層、１９ 誘電体層、３０ 薄板
状の微粒子、３０ａ エッジ部、３１ 溶媒、３４ フ
ォトレジスト、３４ｈ 開孔３４ｗ フォトレジストの
壁部、３５ 塗布剤、４０ 電子放出部、５０ 電子放
出装置、６０，１６０ アノードメタル層、１１０ 開
孔、１１１ 金属層、１１１ｈ 小孔、１１２ 開孔、
１１３ 金属層、１１４ 円孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 浩司 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 立薗 信一 千葉県香取郡多古町水戸１番地 日立粉末 冶金株式会社内 (72)発明者 山岸 剛 千葉県香取郡多古町水戸１番地 日立粉末 冶金株式会社内 Ｆターム(参考） 5C031 DD09 DD17 DD19 5C035 BB01 5C036 EE01 EE14 EF01 EF06 EF09 EG12 EH04
Claims (9)
- 【請求項１】 電子照射面に対向して配置されてなる電
界放出型カソードであって、 少なくとも、その電子放出部が、導電性を有する薄板状
の微粒子により形成されてなり、 上記電子放出部の上記薄板状の微粒子の板面方向が、主
として上記電子照射面に交叉する方向に配置されて成る
ことを特徴とする電界放出型カソード。 - 【請求項２】 上記薄板状の微粒子は、炭素結合体より
成ることを特徴とする請求項１に記載の電界放出型カソ
ード。 - 【請求項３】 上記薄板状の微粒子は、ほぼ円形板状
で、 平均粒子径が、５μｍ以下であり、 その平均アスペクト比（面積の平方根を厚さで割った
値）が、５以上であることを特徴とする請求項１に記載
の電界放出型カソード。 - 【請求項４】 上記薄板状の微粒子は、ほぼ円形板状
で、 平均粒子径が、５μｍ以下であり、 その平均アスペクト比（面積の平方根を厚さで割った
値）が、５以上であることを特徴とする請求項２に記載
の電界放出型カソード。 - 【請求項５】 電界放出型カソードが、電子照射面に対
向して配置されてなる電子放出装置であって、 上記電界放出型カソードは、少なくとも電子放出部が、
導電性を有する薄板状の微粒子により形成されて成り、 上記電子放出部の上記薄板状の微粒子の板面方向が、主
として上記電子照射面に交叉する方向に配置されて成
り、 電界をかけることにより、上記電界放出型カソードの電
子放出部の薄板状の微粒子の端面から、電子が放出され
ることを特徴とする電子放出装置。 - 【請求項６】 上記電界放出型カソードを構成する上記
薄板状の微粒子は、炭素結合体より成ることを特徴とす
る請求項５に記載の電子放出装置。 - 【請求項７】 上記電界放出型カソードを構成する薄板
状の微粒子は、ほぼ円形板状で、 平均粒子径が、５μｍ以下であり、 その平均アスペクト比（面積の平方根を厚さで割った
値）が、５以上であることを特徴とする請求項５に記載
の電子放出装置。 - 【請求項８】 上記電界放出型カソードを構成する薄板
状の微粒子は、ほぼ円形板状で、 平均粒子径が、５μｍ以下であり、 その平均アスペクト比（面積の平方根を厚さで割った
値）が、５以上であることを特徴とする請求項６に記載
の電子放出装置。 - 【請求項９】 電子放出装置を構成する電界放出型カソ
ード形成面上に、所定の開孔を有するフォトレジストパ
ターンを形成する工程と、 導電性を有する薄板状の微粒子を、溶媒中に分散させ
て、塗布剤を作製する工程と、 上記塗布剤を、上記フォトレジストパターン上に塗布、
乾燥させる工程と、 上記フォトレジストパターンを除去する工程とを有し、 上記開孔内の上記薄板状の微粒子であって、上記開孔の
壁部の上記薄板状の微粒子の板面方向を、主として上記
電子照射面に交叉する方向に配置することを特徴とする
電子放出装置の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11380599A JP2000306492A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 電界放出型カソード、電子放出装置、および電子放出装置の製造方法 |
| TW089107152A TW451239B (en) | 1999-04-21 | 2000-04-17 | Field emission type cathode, electron emission apparatus and electron emission apparatus manufacturing method |
| US09/551,877 US6498424B1 (en) | 1999-04-21 | 2000-04-18 | Field emission type cathode, electron emission apparatus and electron emission apparatus manufacturing method |
| KR1020000021272A KR20010014800A (ko) | 1999-04-21 | 2000-04-21 | 전계 방출형 캐소드, 전자 방출 장치, 및 전자 방출장치의 제조 방법 |
| DE60005735T DE60005735D1 (de) | 1999-04-21 | 2000-04-21 | Feldemissionskathode, Elektronenemissionsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung |
| EP00401121A EP1047096B1 (en) | 1999-04-21 | 2000-04-21 | Field emission type cathode, electron emission apparatus and electron emission apparatus manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11380599A JP2000306492A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 電界放出型カソード、電子放出装置、および電子放出装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000306492A true JP2000306492A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14621522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11380599A Pending JP2000306492A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 電界放出型カソード、電子放出装置、および電子放出装置の製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6498424B1 (ja) |
| EP (1) | EP1047096B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000306492A (ja) |
| KR (1) | KR20010014800A (ja) |
| DE (1) | DE60005735D1 (ja) |
| TW (1) | TW451239B (ja) |
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| JP2005209552A (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Hitachi Chem Co Ltd | 電界電子放出素子、電界電子放出素子エミッタ部用黒鉛粒子及び画像表示装置 |
| JP2005332704A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Kochi Prefecture | 電界放出型素子の駆動装置及びその駆動方法 |
| JP2007335389A (ja) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Tatung Co | 電子放出源及びそれを応用した電界放出ディスプレイ |
| JP2008214140A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | National Institute For Materials Science | フレーク状ナノ炭素材料とその製造方法及びフレーク状ナノ炭素材料複合体並びにそれを用いた電子デバイス |
| JP2008214139A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | National Institute For Materials Science | 粒子状ナノ炭素材料とその製造方法及び粒子状ナノ炭素材料複合体並びにそれを用いた電子デバイス |
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|---|---|---|---|---|
| JP2000182508A (ja) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Sony Corp | 電界放出型カソード、電子放出装置、および電子放出装置の製造方法 |
| JP3611503B2 (ja) * | 1999-07-21 | 2005-01-19 | シャープ株式会社 | 電子源及びその製造方法 |
| JP2001185019A (ja) | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 電界放出型カソード、電子放出装置、及び電子放出装置の製造方法 |
| KR100343205B1 (ko) * | 2000-04-26 | 2002-07-10 | 김순택 | 카본나노튜브를 이용한 삼극 전계 방출 어레이 및 그 제작방법 |
| JP3654236B2 (ja) * | 2001-11-07 | 2005-06-02 | 株式会社日立製作所 | 電極デバイスの製造方法 |
| US20070141736A1 (en) * | 2002-10-07 | 2007-06-21 | Liesbeth Van Pieterson | Field emission device with self-aligned gate electrode structure, and method of manufacturing same |
| KR100671376B1 (ko) | 2003-11-19 | 2007-01-19 | 캐논 가부시끼가이샤 | 탄소 나노 튜브를 배향하기 위한 액체 토출 장치 및 방법 |
| RU2299488C2 (ru) * | 2005-05-05 | 2007-05-20 | Геннадий Яковлевич Красников | Матрица полевых эмиссионных катодов с затворами (варианты) и способ ее изготовления |
| WO2008026958A1 (fr) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Genady Yakovlevich Krasnikov | Matrice de cathodes à émission de champ commandées par porte (et variantes) et procédé de fabrication |
| USD578536S1 (en) * | 2007-08-27 | 2008-10-14 | Podium Photonics (Guangzhou) Ltd. | Chip |
| CN102087949B (zh) * | 2010-12-31 | 2012-11-21 | 清华大学 | 真空规管 |
| RU2590897C1 (ru) * | 2015-04-07 | 2016-07-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" (МИЭТ) | Автоэмиссионный элемент с катодами на основе углеродных нанотрубок и способ его изготовления |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01173555A (ja) | 1987-12-25 | 1989-07-10 | Sony Corp | パネル型陰極線管 |
| US5675216A (en) * | 1992-03-16 | 1997-10-07 | Microelectronics And Computer Technololgy Corp. | Amorphic diamond film flat field emission cathode |
| DE69411248T2 (de) * | 1993-10-28 | 1999-02-04 | Philips Electronics N.V., Eindhoven | Vorratskathode und Herstellungsverfahren |
| FR2726688B1 (fr) * | 1994-11-08 | 1996-12-06 | Commissariat Energie Atomique | Source d'electrons a effet de champ et procede de fabrication de cette source, application aux dispositifs de visualisation par cathodoluminescence |
| US5709577A (en) * | 1994-12-22 | 1998-01-20 | Lucent Technologies Inc. | Method of making field emission devices employing ultra-fine diamond particle emitters |
| CA2227322A1 (en) * | 1995-08-04 | 1997-02-20 | Printable Field Emitters Limited | Field electron emission materials and devices |
| KR100286828B1 (ko) * | 1996-09-18 | 2001-04-16 | 니시무로 타이죠 | 플랫패널표시장치 |
-
1999
- 1999-04-21 JP JP11380599A patent/JP2000306492A/ja active Pending
-
2000
- 2000-04-17 TW TW089107152A patent/TW451239B/zh not_active IP Right Cessation
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