JP2003346642A - Electron source device and its manufacturing method as well as display device - Google Patents
Electron source device and its manufacturing method as well as display deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子源装置と電子
源装置の製造方法、および表示装置に関する。The present invention relates to an electron source device, a method of manufacturing the electron source device, and a display device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、平面型の画像表示装置として、フ
ィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと示
す。）の開発が進められている。このＦＥＤは、所定の
隙間をおいて対向配置されたフェースプレートとリアプ
レートとを有し、フェースプレートの内面には３色の蛍
光体層が形成され、リアプレートの内面には、これらの
蛍光体を励起する電子を放出する電子放出源が設けられ
ている。2. Description of the Related Art In recent years, field emission displays (hereinafter referred to as FEDs) have been developed as flat-type image display devices. This FED has a face plate and a rear plate which are arranged to face each other with a predetermined gap therebetween. Phosphor layers of three colors are formed on the inner surface of the face plate, and these fluorescent layers are formed on the inner surface of the rear plate. An electron emission source is provided for emitting electrons that excite the body.
【０００３】従来、ＦＥＤの電子放出源として、スピン
ドル型と称する構造が提案されている。この電子放出源
は、Ｍｏから形成された電子放出部の先鋭部に電界を集
中させ、蛍光体層との間にかけた電圧により電子放出部
から電子を放出させて蛍光体を発光させる構造を有して
いる。この方式により、薄型の平面表示装置が実現され
る。Conventionally, a structure called a spindle type has been proposed as an electron emission source of an FED. This electron emission source has a structure in which an electric field is concentrated on a sharp portion of an electron emission portion formed of Mo, and electrons are emitted from the electron emission portion by a voltage applied between the electron emission portion and the phosphor to emit light. are doing. With this method, a thin flat display device is realized.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た電子放出源は非常に精細な構造を有し、均一にかつ簡
便に多数形成することが極めて難しかった。したがっ
て、このような電子放出源を用いて大型の平面表示装置
を作ることが困難であるとともに、小型画面の平面表示
装置であっても製造コストが高くなってしまうという問
題があった。また、電子放出源の僅かな形状の相違によ
り電子放出能力に違いが生じるため、安定した画像を得
ることが難しかった。However, the above-mentioned electron emission source has a very fine structure, and it has been extremely difficult to form a large number of electron sources uniformly and simply. Therefore, there is a problem that it is difficult to manufacture a large-sized flat display device using such an electron emission source, and that even a flat display device having a small screen increases manufacturing cost. In addition, since a slight difference in the shape of the electron emission source causes a difference in the electron emission ability, it has been difficult to obtain a stable image.
【０００５】最近、アルミニウム（Ａｌ）の陽極酸化に
より得られる、直径が数ｎｍ〜数１００ｎｍの極めて微
細な細孔（ナノホール）に、カーボンナノチューブ（Ｃ
Ｎ）を形成して電子放出源とした構造が提案されている
（Displays21(2000)P99-104参照）。[0005] Recently, carbon nanotubes (C) are formed in extremely fine pores (nanoholes) having a diameter of several nm to several hundred nm, which are obtained by anodic oxidation of aluminum (Al).
A structure has been proposed in which N) is formed to serve as an electron emission source (see Displays 21 (2000) P99-104).
【０００６】しかしながら、このような構造の電子放出
源においては、ＣＮが高価格であるばかりでなく、管内
の真空度が低いと管内ガスがＣＮを汚染するため寿命が
短くなるなど、実用化面で多くの問題があった。However, in the electron emission source having such a structure, not only is CN expensive, but if the degree of vacuum in the tube is low, the gas in the tube contaminates CN and the life is shortened. There were many problems.
【０００７】本発明は、これらの問題を解決するために
なされたもので、電子放出能力が高く低真空度でも長寿
命の電子源装置と、そのような電子源装置を極めて安価
かつ簡便に製造する方法、および発光効率が高く安価で
信頼性の高い表示装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve these problems. An electron source device having a high electron emission capability and a long life even at a low vacuum degree, and an extremely inexpensive and simple manufacturing of such an electron source device is provided. It is an object of the present invention to provide a display device having a high luminous efficiency, a low cost and a high reliability.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係る電子源装置
は、絶縁性基板上に上に形成された第１の導電体層と、
前記第１の導電体層の上に形成された層であり、アルミ
ニウムの陽極酸化により得られた多数の微細孔を有する
多孔質アルミナと結着性の無機材料を含み、さらにアル
ミニウム残留部を有するアルミナ結着層と、前記多孔質
アルミナの前記微細孔内に形成された導体または半導体
から成る導通層と、前記アルミナ結着層の上に前記導通
層と電気的に接触して形成された第２の導電体層を備
え、前記アルミナ結着層中で、前記微細孔の底端部と前
記アルミニウム残留部とがアルミナから成るバリア層に
より隔てられ、かつ前記第１の導電体層と前記第２の導
電体層との間に印加される電圧により、電子が放出され
ることを特徴とする。According to the present invention, there is provided an electron source device comprising: a first conductive layer formed on an insulating substrate;
A layer formed on the first conductor layer, including porous alumina having a large number of micropores obtained by anodic oxidation of aluminum and a binding inorganic material, and further having an aluminum residual portion; An alumina binding layer, a conductive layer made of a conductor or a semiconductor formed in the micropores of the porous alumina, and a conductive layer formed on the alumina binding layer in electrical contact with the conductive layer. A bottom end portion of the micropores and the aluminum remaining portion are separated by a barrier layer made of alumina in the alumina binding layer, and the first conductive layer and the second conductive layer are separated from each other by a barrier layer made of alumina. Electrons are emitted by a voltage applied between the second conductive layer and the second conductive layer.
【０００９】この電子源装置において、結着性の無機材
料がフリットガラスであることができる。また、アルミ
ナ結着層が所定のパターンを有し、かつ第２の導電体層
が前記アルミナ結着層のパターンと異なるパターンを有
することができる。さらに、アルミナ結着層のパターン
の間に絶縁体層が形成された構造とすることができる。In this electron source device, the binding inorganic material may be frit glass. Further, the alumina binding layer may have a predetermined pattern, and the second conductor layer may have a pattern different from the pattern of the alumina binding layer. Further, a structure in which an insulator layer is formed between patterns of the alumina binding layer can be employed.
【００１０】本発明に係る電子源装置の製造方法は、絶
縁基板上に第１の導電体層を形成する工程と、前記第１
の導電体層の上に、アルミニウム粉体を主成分とし結着
性の無機材料を含む導電性ペーストの層を形成するペー
スト形成工程と、前記導電性ペースト層を加熱・焼成
し、アルミニウム結着層を形成する工程と、前記アルミ
ニウム結着層を陽極酸化し、多数の微細孔を有する多孔
質アルミナと結着性の無機材料を含むアルミナ結着層を
形成する陽極酸化工程と、前記多孔質アルミナの微細孔
内に導体または半導体から成る導通層を形成する工程
と、前記アルミナ結着層の上に、前記導通層と電気的に
接触する第２の導電体層を形成する工程を備え、前記ア
ルミニウム結着層を陽極酸化する工程において、アルミ
ニウムの一部を酸化することなく残し、かつこのアルミ
ニウム残留部と多孔質アルミナの微細孔の底端部との間
に、アルミナから成るバリア層を形成することを特徴と
する。[0010] In a method of manufacturing an electron source device according to the present invention, a step of forming a first conductor layer on an insulating substrate;
A paste forming step of forming a layer of a conductive paste containing aluminum powder as a main component and containing a binding inorganic material on the conductive layer, and heating and baking the conductive paste layer to bind the aluminum paste. Forming a layer; anodizing the aluminum binding layer to form an alumina binding layer containing porous alumina having a large number of micropores and a binding inorganic material; Forming a conductive layer made of a conductor or a semiconductor in the fine pores of alumina; and forming a second conductor layer in electrical contact with the conductive layer on the alumina binding layer, In the step of anodizing the aluminum binding layer, a portion of aluminum is left without being oxidized, and between the remaining portion of aluminum and the bottom end of the fine pores of porous alumina, alumina is formed. And forming a rear layer.
【００１１】この電子源装置の製造方法においては、結
着性の無機材料がフリットガラスであることができる。
また、導電性ペースト層を所定のパターンで形成するこ
とができる。さらに、導電性ペースト層を所定のパター
ンで形成し、かつ第２の導電体層を前記導電性ペースト
層のパターンと異なるパターンで形成することができ
る。In this method of manufacturing an electron source device, the binding inorganic material may be frit glass.
Further, the conductive paste layer can be formed in a predetermined pattern. Further, the conductive paste layer can be formed in a predetermined pattern, and the second conductive layer can be formed in a pattern different from the pattern of the conductive paste layer.
【００１２】またさらに、導電性ペースト層を所定のパ
ターンで形成する工程と、第２の導電体層を形成する工
程との間に、前記導電性ペースト層のパターンを離隔す
る絶縁体層を形成する工程を有することができる。Further, an insulating layer for separating the pattern of the conductive paste layer is formed between the step of forming the conductive paste layer in a predetermined pattern and the step of forming the second conductive layer. Can be included.
【００１３】本発明に係る表示装置は、互いに対向して
配置された第１の基板および第２の基板と、前記第１の
基板の内面に設けられた蛍光体層と、前記第２の基板の
内面側に設けられ、前記蛍光体層を励起する電子を放出
する電子源とを備えた表示装置であり、前記電子源が前
述の電子源装置であることを特徴とする。[0013] The display device according to the present invention comprises a first substrate and a second substrate which are arranged to face each other, a phosphor layer provided on an inner surface of the first substrate, and a second substrate. And an electron source that is provided on the inner surface side and emits electrons that excite the phosphor layer. The electron source is the above-mentioned electron source device.
【００１４】この表示装置においては、第２の導電体層
を間に挟んでアルミナ結着層と反対側に、第３の電極が
設けることができる。In this display device, a third electrode can be provided on the side opposite to the alumina binding layer with the second conductor layer interposed therebetween.
【００１５】本発明の電子源装置において、アルミニウ
ムの陽極酸化により得られた多孔質アルミナ（酸化アル
ミニウム）層の有する微細孔の内部に、導通層が形成さ
れるとともに、この微細孔の底端部と、陽極酸化される
ことなく残留したアルミニウム素地部との間に、アルミ
ナによるバリア層が設けられており、このバリア層が電
子のトンネル障壁層となる。In the electron source device according to the present invention, a conductive layer is formed inside the fine holes of the porous alumina (aluminum oxide) layer obtained by anodic oxidation of aluminum, and the bottom end of the fine holes is formed. And a barrier layer made of alumina between the aluminum base portion remaining without being anodized, and this barrier layer becomes a tunnel barrier layer for electrons.
【００１６】そして、導通層と電気的に接するように形
成された第２の導電体層と、前記したアルミニウム素地
部と電気的に接続される第１の導電体層との間に電圧を
印加することにより、バリア層に電界が集中して電子が
放出されるので、均一で電子の放出能力が高い電子源が
得られる。また、電子放出部と雰囲気ガスとの直接接触
が回避されているので、電子放出部の汚染による劣化が
ほとんど生じず、長寿命の表示装置が実現される。A voltage is applied between the second conductive layer formed to be in electrical contact with the conductive layer and the first conductive layer electrically connected to the aluminum base. By doing so, an electric field is concentrated on the barrier layer and electrons are emitted, so that a uniform electron source having a high electron emission ability can be obtained. In addition, since direct contact between the electron emitting portion and the atmosphere gas is avoided, deterioration due to contamination of the electron emitting portion hardly occurs, and a long-life display device is realized.
【００１７】さらに、アルミニウム粉体と結着性の無機
材料を含む導電性ペーストを、印刷するなどの方法で塗
布し、次いで塗布層を加熱・焼成した後陽極酸化を行う
ことにより、多孔質アルミナを含む結着層を所定のパタ
ーンで形成することができるので、極めて安価かつ簡便
に電子源装置を得ることができる。Further, a conductive paste containing an aluminum powder and a binding inorganic material is applied by printing or the like, and then the applied layer is heated and fired, and then anodized to obtain a porous alumina. Can be formed in a predetermined pattern, so that an electron source device can be obtained extremely inexpensively and easily.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１９】本発明の第１の実施形態である電子源装置
は、図１に示すように、リアプレートのガラス基板のよ
うな絶縁基板１の上に所定のパターンで形成された第１
の導電体層２を有し、この導電体層２の上に、それと同
じパターンを有するアルミナ結着層３が形成されてい
る。アルミナ結着層３は、結着性の無機材料からなる結
着部４と、アルミニウムの陽極酸化により得られた陽極
酸化部５とが均一に混在した構造を有している。また、
アルミナ結着層３の上には、第２の導電体層６のパター
ンが形成されている。As shown in FIG. 1, an electron source device according to a first embodiment of the present invention has a first pattern formed in a predetermined pattern on an insulating substrate 1 such as a rear plate glass substrate.
And an alumina binding layer 3 having the same pattern as the conductive layer 2 is formed on the conductive layer 2. The alumina binding layer 3 has a structure in which a binding portion 4 made of a binding inorganic material and an anodic oxidation portion 5 obtained by anodic oxidation of aluminum are uniformly mixed. Also,
A pattern of the second conductor layer 6 is formed on the alumina binding layer 3.
【００２０】なお、第１の導電体層２をパターン化する
ことなく、絶縁基板１の全面に形成することもできる。
また、アルミナ結着層３を下層の第１の導電体層２と異
なるパターンで形成することも可能である。さらに、ア
ルミナ結着層３のパターン各部を確実に絶縁・離隔する
ために、図２に示すように、絶縁基板１上のアルミナ結
着層３のパターンの間に、絶縁基板のパターンを形成す
ることができる。このような絶縁層７を構成する絶縁材
料としては、例えばシリカ（ＳｉＯ2）のような絶縁性
の酸化物を使用することができる。なお、図２において
は、第１の導電体層２の図示を省略している。The first conductor layer 2 can be formed on the entire surface of the insulating substrate 1 without patterning.
Further, it is also possible to form the alumina binding layer 3 in a different pattern from that of the lower first conductive layer 2. Further, in order to reliably insulate and separate each part of the pattern of the alumina binding layer 3, as shown in FIG. 2, a pattern of the insulating substrate 3 is formed between the patterns of the alumina binding layer 3 on the insulating substrate 1. be able to. As an insulating material constituting such an insulating layer 7, for example, an insulating oxide such as silica (SiO 2 ) can be used. In FIG. 2, the illustration of the first conductor layer 2 is omitted.
【００２１】第１の導電体層２を形成する材料として
は、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇなどの導電性の金属が挙げられ
る。Examples of the material for forming the first conductor layer 2 include conductive metals such as Al, Au, and Ag.
【００２２】そして、これらの金属のパターンを形成す
るには、所望のパターンの開孔を有するマスクを介し
て、これらの金属を蒸着する方法、あるいは絶縁基板
の全面に金属層を蒸着、スパッタリング、めっきなどの
方法で形成した後、この金属層の上に所望のパターンの
レジスト層をフォトリソグラフィにより形成し、しかる
後酸などにより金属層をエッチングし除去する方法など
を採ることができる。In order to form a pattern of these metals, a method of depositing these metals through a mask having openings of a desired pattern, or a method of depositing a metal layer on the entire surface of an insulating substrate, sputtering, After forming by a method such as plating, a method of forming a resist layer having a desired pattern on the metal layer by photolithography and then etching and removing the metal layer with an acid or the like can be employed.
【００２３】また、ＩＴＯやＳｎＯ２などの導電性金属
酸化物を使用することもできる。これらの金属酸化物の
パターン形成は、基板の全面にＣＶＤなどの方法で金属
酸化物層を形成した後、この層をフォトリソグラフィに
よりパターン化する方法などを採ることができる。Further, a conductive metal oxide such as ITO or SnO 2 can be used. These metal oxide patterns can be formed by forming a metal oxide layer on the entire surface of the substrate by a method such as CVD, and then patterning this layer by photolithography.
【００２４】結着部４を構成する無機材料としては、フ
リットガラス、シリカ、アルミナ等を挙げることができ
る。特に、フリットガラスの使用が好ましい。Examples of the inorganic material forming the binding portion 4 include frit glass, silica, alumina and the like. In particular, the use of frit glass is preferred.
【００２５】このような結着性の無機材料は、後述する
蛍光体スクリーンとの間に印加される高電圧に起因する
静電引力に対抗し、Ａｌの陽極酸化部５をアルミナ結着
層３中に保持するに充分な付着力を有する。すなわち、
これら結着性の無機材料が介在することで、陽極酸化部
５がアルミナ結着層３内に結着一体化され、層外への脱
落が防止される。Such a binding inorganic material opposes an electrostatic attraction caused by a high voltage applied between the phosphor screen and a phosphor screen, which will be described later. Has sufficient adhesion to hold in. That is,
The presence of these binding inorganic materials allows the anodized portion 5 to be bound and integrated in the alumina binding layer 3 and is prevented from falling out of the layer.
【００２６】アルミナ結着層３中での結着性の無機材料
の割合は、５〜５０重量％とすることが望ましい。結着
性の無機材料の割合が５重量％未満では、Ａｌの陽極酸
化部５の脱落が生じ、耐電圧特性が劣化しやすい。５０
重量％を超える場合には、電子放出（エミッション）特
性が悪化し好ましくない。It is desirable that the ratio of the binding inorganic material in the alumina binding layer 3 is 5 to 50% by weight. If the proportion of the binding inorganic material is less than 5% by weight, the anodized portion 5 of Al will fall off, and the withstand voltage characteristics are likely to deteriorate. 50
If the content is more than 10% by weight, electron emission (emission) characteristics deteriorate, which is not preferable.
【００２７】Ａｌの陽極酸化部５は、図３に拡大して示
すように、ほぼ垂直方向に延びた直径が数ｎｍ〜数１０
０ｎｍの多数の微細孔（ナノホール）８ａを有する多孔
質アルミナ層８を含み、多孔質アルミナ層８の下部に
は、陽極酸化されないで残ったアルミニウム残留部９を
有している。そして、アルミニウム残留部９とナノホー
ル８ａの底端部との間には、アルミナ（酸化アルミニウ
ム）から成るバリア層１０が形成されている。As shown in the enlarged view of FIG. 3, the anodized part 5 of Al has a diameter extending in a substantially vertical direction and having a diameter of several nm to several tens.
It includes a porous alumina layer 8 having a large number of micropores (nanoholes) 8a of 0 nm, and a lower portion of the porous alumina layer 8 has an aluminum residual portion 9 remaining without being anodized. A barrier layer 10 made of alumina (aluminum oxide) is formed between the remaining aluminum portion 9 and the bottom end of the nanohole 8a.
【００２８】また、ナノホール８ａの内部には、Ａｌ、
Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉなどの導体
あるいは半導体から成る導通層１１が形成されている。
これらの導通層１１は、ナノホール８ａ内部に隙間なく
充填されている必要がなく、導通が確保できれば良い。
導通層１１の形成は、例えば電気化学的方法やＣＶＤ法
あるいは蒸着法などにより行うことができる。In the inside of the nanohole 8a, Al,
A conductive layer 11 made of a conductor or semiconductor such as Au, Ag, Cu, Co, Fe, Cr, or Ni is formed.
These conductive layers 11 do not need to be filled without gaps inside the nanoholes 8a, as long as they can maintain conduction.
The conductive layer 11 can be formed by, for example, an electrochemical method, a CVD method, a vapor deposition method, or the like.
【００２９】第２の導電体層６は、この導通層１１と電
気的に接触するように、所定のパターンで形成されてい
る。第２の導電体層６のパターンは、前記した第１の導
電体層２およびアルミナ結着層３と異なるパターンとす
ることが好ましく、より好ましくは両者のパターンが直
交（クロス）するように形成する。例えば、第１の導電
体層２のパターンおよび第２の導電体層６のパターン
を、それぞれ直交する２本の軸（例えばＸ軸およびＹ
軸）方向に平行にストライプ状に形成することが望まし
い。The second conductor layer 6 is formed in a predetermined pattern so as to be in electrical contact with the conductive layer 11. The pattern of the second conductor layer 6 is preferably different from the pattern of the first conductor layer 2 and the alumina binding layer 3 described above, and more preferably, the patterns of both are orthogonal (cross). I do. For example, the pattern of the first conductor layer 2 and the pattern of the second conductor layer 6 are respectively defined by two orthogonal axes (for example, an X axis and a Y axis).
It is desirable to form a stripe parallel to the (axis) direction.
【００３０】第２の導電体層６を構成する導電性材料と
しては、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇなどの導電性金属が挙げられ
る。パターンの形成は、例えば、所定の開孔を有するマ
スクを使用し蒸着、スパッタリングなどの方法で行うこ
とができる。また、めっき法により行うこともできる。
さらに、蒸着、スパッタリングなどの方法を使用し、第
２の導電体層６の形成と同時に、ナノホール８ａ内部へ
の導通層１１の形成を行うこともできる。As the conductive material forming the second conductive layer 6, a conductive metal such as Au, Al, or Ag can be used. The pattern can be formed, for example, by a method such as vapor deposition and sputtering using a mask having predetermined openings. Further, it can also be performed by a plating method.
Furthermore, the conductive layer 11 can be formed inside the nanohole 8a simultaneously with the formation of the second conductor layer 6 by using a method such as vapor deposition or sputtering.
【００３１】この電子源装置によれば、第１の導電体層
２を基準電極とし、第２の導電体層６との間に数１０Ｖ
の電圧（正電圧）を印加することにより、アルミナ結着
層３において多孔質アルミナ層８中のバリア層１０に電
界が集中される結果電子が発生し、発生した電子が、第
２の導電体層６を突きぬけて外部に放出される。そし
て、第１の導電体層２および第２の導電体層６を、いず
れもストライプ状でかつ互いに直交するように形成する
ことにより、電子発生部位の調整ならびに電子発生量の
制御を良好に行うことができる。According to this electron source device, the first conductor layer 2 is used as a reference electrode, and a voltage of several tens of volts is applied to the second conductor layer 6.
Is applied to the barrier layer 10 in the porous alumina layer 8 in the alumina binding layer 3 to generate electrons as a result of the application of the voltage (positive voltage). It is released outside through the layer 6. By forming the first conductor layer 2 and the second conductor layer 6 so as to be both striped and perpendicular to each other, the adjustment of the electron generation site and the control of the electron generation amount are performed well. be able to.
【００３２】このような構造を有する電子源装置におい
て、多孔質アルミナ層８中のバリア層１０の厚さの最適
値は、バリア層１０に加えられる電界強度に依存すると
考えられる。そして、電界強度は、ナノホール８ａ内に
形成される導通層１１の抵抗値やナノホール８ａの深さ
など、種々の要因の影響を受けるものと考えられる。バ
リア層１０の厚さは、２ｎｍ〜５０ｎｍとすることが望
ましい。バリア層１０の厚さが２ｎｍ未満では、電子放
出（エミッション）が生じにくい。また、バリア層１０
の厚さが５０ｎｍを超えても、安定した良好なエミッシ
ョンが生じにくくなる。In the electron source device having such a structure, it is considered that the optimum value of the thickness of the barrier layer 10 in the porous alumina layer 8 depends on the electric field intensity applied to the barrier layer 10. The electric field strength is considered to be affected by various factors such as the resistance value of the conductive layer 11 formed in the nanohole 8a and the depth of the nanohole 8a. It is desirable that the thickness of the barrier layer 10 be 2 nm to 50 nm. When the thickness of the barrier layer 10 is less than 2 nm, electron emission (emission) hardly occurs. In addition, the barrier layer 10
When the thickness exceeds 50 nm, stable and good emission is hardly generated.
【００３３】多孔質アルミナ層８において、ナノホール
８ａの深さは、５０ｎｍ〜３０μｍとする。また、孔径
は１ｎｍ〜５０００ｎｍとすることが望ましく、より好
ましくは５〜１０００ｎｍとする。ナノホール８ａの深
さは、浅いほうがエミッション発生は良くなるが、耐電
圧性がかえって悪化する傾向にある。また、孔径は、大
きすぎると電界集中が少なくなるため、エミッション発
生効率が悪くなり、小さすぎると、孔の形成および内部
での導通層１１の形成が難しくなり好ましくない。ナノ
ホール８ａの深さ、孔径ともに、バリア層１０にかかる
電界強度に影響を及ぼす。In the porous alumina layer 8, the depth of the nanoholes 8a is set to 50 nm to 30 μm. Further, the pore diameter is desirably 1 nm to 5000 nm, more preferably 5 nm to 1000 nm. The shallower the depth of the nanoholes 8a, the better the generation of emissions, but the lower the withstand voltage tends to be. On the other hand, if the hole diameter is too large, the concentration of the electric field is reduced, so that the emission generation efficiency is deteriorated. If the hole diameter is too small, it is difficult to form the holes and the conductive layer 11 inside, which is not preferable. Both the depth and the hole diameter of the nanohole 8a affect the electric field intensity applied to the barrier layer 10.
【００３４】導通層１１の厚さは、５０ｎｍ〜３０μｍ
とすることが望ましい。導通層１１の厚さが５０ｎｍ未
満では、エミッション発生は良好であるが、耐電圧性が
低下し好ましくない。反対に、導通層１１の厚さが３０
μｍを超えると、安定した良好なエミッションを得るこ
とが難しい。The thickness of the conductive layer 11 is 50 nm to 30 μm.
It is desirable that If the thickness of the conductive layer 11 is less than 50 nm, emission is good, but the withstand voltage is undesirably reduced. Conversely, if the thickness of the conductive layer 11 is 30
If it exceeds μm, it is difficult to obtain stable and good emission.
【００３５】第２の導電体層６の厚さは、５ｎｍ〜３０
０ｎｍとすることが望ましい。第２の導電体層６の厚さ
が５ｎｍ未満では、ナノホール８ａ内の導通層１１との
間に安定した良好な導通を確保することが難しい。反対
に、３００ｎｍを超えると、電子が突きぬけて放出され
ることが難しくなる。The thickness of the second conductor layer 6 is 5 nm to 30
Desirably, it is set to 0 nm. If the thickness of the second conductor layer 6 is less than 5 nm, it is difficult to secure stable and good conduction with the conduction layer 11 in the nanohole 8a. On the other hand, if it exceeds 300 nm, it is difficult for electrons to penetrate and be emitted.
【００３６】本発明の第１の実施形態の電子源装置は、
例えば以下に示す方法で製造することができる。The electron source device according to the first embodiment of the present invention
For example, it can be manufactured by the following method.
【００３７】すなわち、まずガラス基板のような絶縁基
板１の上に、Ａｌ等の第１の導電体層２のパターンを形
成する。パターンの形成方法としては、例えば所望のパ
ターンの開孔を有するマスクを介して、Ａｌ等の金属を
蒸着する方法を採ることができる。That is, first, a pattern of a first conductor layer 2 of Al or the like is formed on an insulating substrate 1 such as a glass substrate. As a method of forming the pattern, for example, a method of evaporating a metal such as Al through a mask having openings of a desired pattern can be employed.
【００３８】次いで、この第１の導電体層２のパターン
の上に、Ａｌ粉体を主体としフリットガラスのような結
着性の無機材料を含む導電性ペーストを印刷し、所定の
パターンを形成した後、導電性ペースト層を加熱して焼
成する。こうして、Ａｌ粉体が結着性の無機材料により
一体に結着されたアルミニウム結着層が得られる。Next, a conductive pattern mainly composed of Al powder and containing a binding inorganic material such as frit glass is printed on the pattern of the first conductive layer 2 to form a predetermined pattern. After that, the conductive paste layer is heated and fired. Thus, an aluminum binding layer in which the Al powder is integrally bound by the binding inorganic material is obtained.
【００３９】次いで、得られたアルミニウム結着層に対
して陽極酸化を行う。アルミニウム結着層中のＡｌが陽
極酸化され、多数のナノホール８ａを有する多孔質アル
ミナ層８が形成される。なお、Ａｌの一部は酸化されな
いで残留するように、陽極酸化の時間をコントロールす
る。こうして、結着性の無機材料からなる結着部４と、
Ａｌの陽極酸化により得られた陽極酸化部５とが均一に
混在するアルミナ結着層３のパターンが形成される。Next, anodic oxidation is performed on the obtained aluminum binding layer. Al in the aluminum binding layer is anodized to form a porous alumina layer 8 having a large number of nanoholes 8a. The anodic oxidation time is controlled so that part of Al remains without being oxidized. Thus, the binding portion 4 made of a binding inorganic material,
The pattern of the alumina binding layer 3 in which the anodic oxidized portions 5 obtained by anodic oxidation of Al are uniformly mixed is formed.
【００４０】次に、多孔質アルミナ層８のナノホール８
ａの内部に、Ａｕ、Ａｌなどの金属から成る導通層１１
を、蒸着などの方法で形成する。Ｎｉ等から成る導通層
１１を形成するには、電解析出法を用いてＮｉをナノホ
ール８ａ内に充填することもできる。Next, the nano holes 8 in the porous alumina layer 8 are formed.
a conductive layer 11 made of a metal such as Au or Al
Is formed by a method such as vapor deposition. In order to form the conductive layer 11 made of Ni or the like, the nanoholes 8a can be filled with Ni using an electrolytic deposition method.
【００４１】その後、アルミナ結着層３のパターンの上
に、Ａｕ等から成る第２の導電体層６のパターンを、例
えば所望のパターンの開孔を有するマスクを介して蒸着
あるいはスパッタリングするなどの方法で形成する。同
じ導電性金属を蒸着することにより、導通層１１の形成
と第２の導電体層６の形成を同時に行うことも可能であ
る。After that, a pattern of the second conductor layer 6 made of Au or the like is deposited or sputtered on the pattern of the alumina binding layer 3 through a mask having openings of a desired pattern, for example. Formed by a method. By depositing the same conductive metal, the formation of the conductive layer 11 and the formation of the second conductive layer 6 can be performed simultaneously.
【００４２】このように、本発明の第１の実施の形態に
よれば、電子放出能力が高く長寿命で信頼性の高い電子
源を、簡便でかつ安価に得ることができる。As described above, according to the first embodiment of the present invention, an electron source having a high electron emission capability, a long life and a high reliability can be obtained simply and inexpensively.
【００４３】次に、このような第１の実施形態の電子源
装置を備えたＦＥＤを、図面に基づいて説明する。Next, an FED provided with such an electron source device of the first embodiment will be described with reference to the drawings.
【００４４】このＦＥＤは、図４に示すように、それぞ
れ矩形のガラス基板からなるリアプレート１２とフェー
スプレート１３を備え、これらのプレートは所定の間隔
をおいて対向配置されている。そして、リアプレート１
２とフェースプレート１３は、それぞれ周端部がガラス
からなる矩形枠状の側壁１４を介して接合され、真空外
囲器１５を形成している。As shown in FIG. 4, the FED includes a rear plate 12 and a face plate 13 each formed of a rectangular glass substrate, and these plates are arranged to face each other at a predetermined interval. And rear plate 1
2 and the face plate 13 are joined to each other via a rectangular frame-shaped side wall 14 made of glass at a peripheral end, thereby forming a vacuum envelope 15.
【００４５】フェースプレート１３の内面には、蛍光体
スクリーン１６が形成されている。蛍光体スクリーン１
６は、ストライプ状あるいはドット状に形成された赤
（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の３色の蛍光体層と黒色顔
料から成る光吸収層が、並べられて構成されている。ま
た、蛍光体スクリーン１６の上には、第３の電極（アノ
ード電極）としてＡｌから成るメタルバック層１７が形
成されている。なお、蛍光体スクリーン１６とフェース
プレート１３との間に、第３の電極として対向電極（図
示を省略。）を形成し、これをアノード電極とすること
ができる。対向電極としては、例えばＩＴＯからなる透
明電極が用いられる。On the inner surface of the face plate 13, a phosphor screen 16 is formed. Phosphor screen 1
Reference numeral 6 denotes a structure in which three color phosphor layers of red (R), blue (B), and green (G) and a light absorbing layer made of a black pigment, which are formed in a stripe or a dot, are arranged side by side. . On the phosphor screen 16, a metal back layer 17 made of Al is formed as a third electrode (anode electrode). Note that a counter electrode (not shown) may be formed as a third electrode between the phosphor screen 16 and the face plate 13 and used as an anode electrode. As the counter electrode, a transparent electrode made of, for example, ITO is used.
【００４６】ここで、光吸収層はフォトリソグラフィな
どにより形成することができる。また、赤（Ｒ）、青
（Ｂ）、緑（Ｇ）の３色の蛍光体層の形成は、ＺｎＳ
系、Ｙ２Ｏ３系、Ｙ２Ｏ２Ｓ系などの蛍光体液を用いた
スラリー法で行うことができる。なお、各色の蛍光体層
の形成は、スプレー法や印刷法で行うこともでき、これ
らの方法においても、必要に応じてフォトリソグラフィ
によるパターニングを併用することができる。Here, the light absorbing layer can be formed by photolithography or the like. The formation of the phosphor layers of three colors of red (R), blue (B) and green (G) is performed by using ZnS
System, a Y 2 O 3 system, a Y 2 O 2 S system or the like, and a slurry method using a phosphor liquid. The formation of the phosphor layer of each color can be performed by a spray method or a printing method, and in these methods, patterning by photolithography can be used in combination as needed.
【００４７】リアプレート１２の内面には、第１の実施
形態の電子源装置１８が設けられている。この電子源装
置１８は、電子ビーム（矢印で示す。）を放出する第２
の導電体層６を内側（蛍光体スクリーン１６側）に向け
て配設されている。On the inner surface of the rear plate 12, the electron source device 18 of the first embodiment is provided. The electron source device 18 emits a second electron beam (indicated by an arrow).
The conductive layer 6 is disposed facing the inside (toward the phosphor screen 16).
【００４８】側壁１４は、例えばフリットガラスによ
り、リアプレート１２の周縁部とフェースプレート１３
の周縁部に封着され、これらリアプレート１２とフェー
スプレート１３および側壁１４から構成された真空外囲
器１５の内部は、ほぼ真空に保持されている。さらに、
リアプレート１２とフェースプレート１３の間には、こ
れらのプレート間の間隙を維持するため、多数のスペー
サ（図示を省略。）が所定の間隔をおいて配置されてい
る。スペーサはそれぞれ板状あるいは柱状に形成されて
いる。The side wall 14 is made of, for example, frit glass, and is made of a material such as frit glass.
The inside of a vacuum envelope 15 composed of the rear plate 12, the face plate 13, and the side wall 14 is substantially kept at a vacuum. further,
A number of spacers (not shown) are arranged at predetermined intervals between the rear plate 12 and the face plate 13 in order to maintain a gap between these plates. Each spacer is formed in a plate shape or a column shape.
【００４９】このようなＦＥＤによれば、電子源装置１
８において、例えばＸ軸に平行にストライプ状に形成さ
れた第１の導電体層２のパターンを基準電極群とし、Ｙ
軸に平行に形成された第２の電極群である第２の導電体
層６のパターンとの間に電圧が印加される。すなわち、
クロスしているそれぞれのパターンが電極として選択さ
れ、それらの電極の交点に電圧が印加されることによ
り、第２の導電体層６を突きぬけて電子が放出される。
そして、放出された電子が、蛍光体スクリーン１６側に
設けられた第３の電極（メタルバック層１７）に印加さ
れた電圧（アノード電圧）により加速され、蛍光体層に
衝突する。電子の衝突の結果、蛍光体が励起されて発光
し、所望の画像が表示される。According to such an FED, the electron source device 1
8, the pattern of the first conductive layer 2 formed in a stripe shape parallel to the X-axis, for example, is used as a reference electrode group.
A voltage is applied between the second electrode layer and the pattern of the second conductor layer 6 which is a second electrode group formed parallel to the axis. That is,
Each of the crossed patterns is selected as an electrode, and when a voltage is applied to the intersection of those electrodes, electrons are emitted through the second conductor layer 6.
Then, the emitted electrons are accelerated by the voltage (anode voltage) applied to the third electrode (metal back layer 17) provided on the phosphor screen 16 side, and collide with the phosphor layer. As a result of the electron collision, the phosphor is excited and emits light, and a desired image is displayed.
【００５０】以上のように構成される本発明の実施形態
によれば、電子放出能力が高く長寿命で信頼性の高い電
子源を備えており、発光効率が高く安価で長寿命の表示
装置を得ることができる。According to the embodiment of the present invention configured as described above, an inexpensive and long-life display device having a high luminous efficiency, a long life and a reliable electron source having a high electron emission capability is provided. Obtainable.
【００５１】また、電子源装置１８において、基準電極
である第１の導電層体層２と第２の電極である第２の導
電体層６が、それぞれストライプ状でかつ互いに直交す
るように形成されているので、電子発生部位の調整なら
びによび電子発生量の制御が可能である。In the electron source device 18, the first conductive layer 2 serving as a reference electrode and the second conductive layer 6 serving as a second electrode are formed in a stripe shape and perpendicular to each other. Therefore, it is possible to adjust the electron generation site and control the amount of generated electrons.
【００５２】次に、本発明の具体的実施例について説明
する。Next, specific examples of the present invention will be described.
【００５３】実施例１
絶縁性基板として、縦１０ｃｍ×横１０ｃｍのガラス板
を使用し、その片面を界面活性剤とアセトンを用いて十
分に洗浄した後、その上に、幅１５０μｍのスリット状
の多数の開孔を有するマスクを介してアルミニウムを蒸
着した。こうしてガラス板上に、幅１５０μｍ、厚さ
０．２μｍのストライプ状のアルミニウム層を、Ｘ軸方
向に沿って５０μｍの間隔で形成した。Example 1 A glass plate having a size of 10 cm × 10 cm was used as an insulating substrate, and one surface thereof was sufficiently washed with a surfactant and acetone, and then a 150 μm-width slit was formed thereon. Aluminum was deposited through a mask having a number of apertures. Thus, striped aluminum layers having a width of 150 μm and a thickness of 0.2 μm were formed on the glass plate at intervals of 50 μm along the X-axis direction.
【００５４】次に、以下の組成を有するアルミニウム
（Ａｌ）ペーストを調製した。
フリットガラス(ＰｂＯ／ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３／ＳｎＯ２) １０ｗｔ％
Ａｌ粉末 ７０ｗｔ％
ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート １７ｗｔ％
エチルセルロース ３ｗｔ％Next, an aluminum (Al) paste having the following composition was prepared. Frit glass (PbO / SiO 2 / B 2 O 3 / SnO 2 ) 10 wt% Al powder 70 wt% Diethylene glycol monobutyl ether acetate 17 wt% Ethyl cellulose 3 wt%
【００５５】次いで、このＡｌペーストを、前記したア
ルミニウム層のパターンの上にスクリーン印刷機を用い
て印刷し、Ｘ軸方向に平行なストライプ状のパターン
（幅１５０μｍ、厚さ２０μｍ、ストライプの間隔５０
μｍ）を形成した。Next, this Al paste is printed on the aluminum layer pattern using a screen printing machine, and a stripe pattern parallel to the X-axis direction (width 150 μm, thickness 20 μm, stripe interval 50 μm).
μm).
【００５６】次に、このＡｌペースト層のパターンを５
００℃の温度で１時間加熱し、焼成を行った後、硫酸を
電解液として電圧２０Ｖで陽極酸化を行った。陽極酸化
の時間は、得られるアルミニウム陽極酸化層（多孔質ア
ルミナ層）に導電性が認められる範囲で、すなわちアル
ミニウムが完全に酸化されることがなく、アルミニウム
素地部の一部が残る範囲でコントロールした。こうし
て、Ｘ軸方向にストライプ状のアルミナ結着層を形成し
た。Next, the pattern of this Al paste layer was changed to 5
After heating at a temperature of 00 ° C. for 1 hour and firing, anodic oxidation was performed at a voltage of 20 V using sulfuric acid as an electrolyte. The anodizing time is controlled within a range in which the obtained aluminum anodized layer (porous alumina layer) has conductivity, that is, a range in which aluminum is not completely oxidized and a part of the aluminum base remains. did. Thus, a striped alumina binding layer was formed in the X-axis direction.
【００５７】次いで、このアルミナ結着層のパターンの
上から、幅１５０μｍのスリット状の多数の開孔を有す
るマスクを介して金（Ａｕ）をスパッタリングし、幅１
５０μｍのストライプ状のＡｕ層（厚さ５０ｎｍ）を５
０μｍの間隔で形成するとともに、多孔質アルミナ層の
ナノホール内にＡｕ層を形成し、ナノホール内の導通を
確保した。なお、このＡｕ層のパターンは、Ａｌ層のパ
ターン（アルミナ結着層のパターン）と直交するＹ軸方
向に形成した。こうして、Ａｌ層を基準電極（カソード
電極）、Ａｕ層を第２の電極（ゲート電極）とし、多孔
質アルミナ層のナノホールの下側に形成されたアルミナ
から成るバリア層を電子放出部とする電子源が得られ
た。Then, gold (Au) was sputtered from above the pattern of the alumina binding layer through a mask having a large number of slit-like openings having a width of 150 μm, and a width of
A 50 μm striped Au layer (50 nm thick) is
An Au layer was formed in the nanoholes of the porous alumina layer while being formed at an interval of 0 μm to ensure conduction in the nanoholes. The pattern of the Au layer was formed in the Y-axis direction orthogonal to the pattern of the Al layer (the pattern of the alumina binding layer). In this manner, an electron is used in which the Al layer is used as the reference electrode (cathode electrode), the Au layer is used as the second electrode (gate electrode), and the barrier layer made of alumina formed below the nanoholes of the porous alumina layer is used as the electron emission portion. The source was obtained.
【００５８】次いで、蛍光体スクリーンを有するフェー
スプレートを以下の手順で作製した。まず、縦１０ｃｍ
×横１０ｃｍのガラス基板上に、フォトリソグラフィに
よりグラフファイトを主成分とする格子マトリックス状
の遮光層を形成した後、この遮光層の間隙部に、規則正
しく配列された赤（Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ）、緑（ＺｎＳ：Ｃ
ｕ,Ａｌ）、青（ＺｎＳ：Ａｇ,Ａｌ）の蛍光体層をフォ
トリソグラフィにより形成した。次いで、こうして形成
された蛍光体スクリーンの上にニトロセルロースからな
るフィルムを形成し、その上にメタルバック層としてア
ルミニウム層を蒸着により形成し、蛍光面を完成した。
このアルミニウム層は、第３の電極であるアノード電極
となる。Next, a face plate having a phosphor screen was manufactured by the following procedure. First, 10cm
A × width 10cm glass substrate, after the formation of the lattice matrix-shaped light shielding layer mainly composed of graphs Fight by photolithography, the gap of the light-shielding layer, regularly arranged red (Y 2 O 2 S: Eu), green (ZnS: C)
u, Al) and blue (ZnS: Ag, Al) phosphor layers were formed by photolithography. Next, a film made of nitrocellulose was formed on the phosphor screen thus formed, and an aluminum layer was formed thereon as a metal back layer by vapor deposition to complete a phosphor screen.
This aluminum layer becomes an anode electrode which is a third electrode.
【００５９】こうして得られたフェースプレートと、前
記した電子源を備えた基板（リアプレート）とを、以下
の手順で組み立てた。まず、リアプレートの画像有効面
外の所望位置に穴をあけ、排気管をフリットガラスによ
り接合した。次いで、リアプレートにギャップ制御のた
めのガラス枠を配置し、その上に電子源の第２の電極
（ゲート電極）と蛍光面の第３の電極（メタルバック
層）とが対向するように、フェースプレートを配置し
た。そして、電子源の個々の電子放出部位が蛍光体スク
リーンの画素と対応するように位置合せを行った後、フ
リットガラスにより接合した。このとき、電子源のゲー
ト電極と蛍光面の第３の電極とのギャップが全面で２ｍ
ｍとなるように、ガラス枠を制御した。次いで、３００
℃で加熱しながら排気管により排気を行い、１×１０
−３〜５×１０−３Ｐａとなったところで排気管の封止
を行った。以上の手順により、１０ｃｍ×１０ｃｍの表
示装置を製作した。The thus obtained face plate and a substrate (rear plate) provided with the above-mentioned electron source were assembled in the following procedure. First, a hole was made at a desired position outside the image effective surface of the rear plate, and the exhaust pipe was joined with frit glass. Next, a glass frame for gap control is arranged on the rear plate, and the second electrode (gate electrode) of the electron source and the third electrode (metal back layer) of the phosphor screen face each other on the glass frame. A face plate was placed. Then, after positioning was performed so that the individual electron emission sites of the electron source corresponded to the pixels of the phosphor screen, they were joined by frit glass. At this time, the gap between the gate electrode of the electron source and the third electrode on the phosphor screen is 2 m over the entire surface.
The glass frame was controlled so as to be m. Then 300
Exhaust with an exhaust pipe while heating at 1 ° C.
When the pressure became −3 to 5 × 10 −3 Pa, the exhaust pipe was sealed. By the above procedure, a display device of 10 cm × 10 cm was manufactured.
【００６０】こうして得られた表示装置を、図５に模式
的に示す。この図において、符号１９はフェースプレー
ト、２０は蛍光体スクリーン、２１は第３の電極である
メタルバック層、２２はリアプレート、２３は電子源の
基準電極であるＡｌ層、２４は第２の電極（ゲート電
極）であるＡｕ層をそれぞれ示す。FIG. 5 schematically shows the display device thus obtained. In this figure, reference numeral 19 denotes a face plate, 20 denotes a phosphor screen, 21 denotes a metal back layer as a third electrode, 22 denotes a rear plate, 23 denotes an Al layer as a reference electrode of an electron source, and 24 denotes a second electrode. An Au layer which is an electrode (gate electrode) is shown.
【００６１】このような表示装置において、第３の電極
の電圧（Ｖａ）を８ｋｖとし、第１の電極（基準電極）
群と第２の電極（ゲート電極）群との間に信号に応じた
０〜５０Ｖの電圧（Ｖｄ）を印加し、蛍光体層の発光状
態を観察することにより、電子放出（エミッション）開
始電圧および絶縁破壊電圧を測定した。In such a display device, the voltage (Va) of the third electrode is set to 8 kv and the first electrode (reference electrode)
By applying a voltage (Vd) of 0 to 50 V according to a signal between the group and the second electrode (gate electrode) group and observing the light emitting state of the phosphor layer, the electron emission (emission) start voltage is obtained. And the dielectric breakdown voltage were measured.
【００６２】実施例１の表示装置では、４Ｖと低い電圧
（Ｖｄ）で電子の放出が開始し、良好な発光状態が得ら
れた。また、絶縁破壊電圧が高く、耐電圧性も満足のゆ
くものであった。そして、アルミニウム粉末並びにアル
ミナの脱落に起因する放電は認められなかった。In the display device of Example 1, emission of electrons started at a low voltage (Vd) as low as 4 V, and a favorable light emitting state was obtained. In addition, the dielectric breakdown voltage was high, and the withstand voltage was satisfactory. Then, no discharge caused by dropping of the aluminum powder and alumina was observed.
【００６３】実施例２ 以下の組成を有するＡｌペーストを調製した。 フリットガラス(ＰｂＯ／ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３／ＳｎＯ２) １５ｗｔ％ アルミニウム（Ａｌ）粉末 ６５ｗｔ％ ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート １７ｗｔ％ エチルセルロース ３ｗｔ％Example 2 An Al paste having the following composition was prepared. Frit glass (PbO / SiO 2 / B 2 O 3 / SnO 2 ) 15 wt% Aluminum (Al) powder 65 wt% Diethylene glycol monobutyl ether acetate 17 wt% Ethyl cellulose 3 wt%
【００６４】こうして得られたＡｌペーストを使用し、
実施例１と同様にして電子源を作製し、その電子源を用
い実施例１と同様にして表示装置を完成した。Using the Al paste thus obtained,
An electron source was manufactured in the same manner as in Example 1, and a display device was completed in the same manner as in Example 1 using the electron source.
【００６５】次いで、得られた表示装置の電子放出開始
電圧および絶縁破壊電圧を測定した。実施例２の表示装
置では、十分に低い電圧で電子放出が開始し、良好な発
光状態が得られた。また、耐電圧が１５ｋＶと実施例１
の表示装置に比べて高くなり、結着材による多孔質アル
ミナの付着力が向上し、アルミナおよびアルミニウム粉
末の脱落が防止されていることがわかった。Next, the electron emission start voltage and the breakdown voltage of the obtained display device were measured. In the display device of Example 2, electron emission started at a sufficiently low voltage, and a favorable light emitting state was obtained. In addition, the withstand voltage was 15 kV and
It was found that the adhesive strength of the porous alumina by the binder was improved and the alumina and aluminum powder were prevented from falling off.
【００６６】なお、本発明は前記した実施の形態に限定
されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能であ
る。例えば、使用する材料は前記した実施の形態に限定
されることなく、必要に応じて種々選択可能である。ま
た、本発明は、ＦＥＤに限らず、他の平面表示装置にも
適用可能である。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified within the scope of the present invention. For example, the material to be used is not limited to the above-described embodiment, but can be variously selected as needed. Further, the present invention is not limited to the FED, but is applicable to other flat panel display devices.
【００６７】[0067]
【発明の効果】以上の記載から明らかなように、本発明
によれば、電子放出能力が高く長寿命の電子源を有し、
明るく信頼性の高い表示装置を簡便かつ安価に得ること
ができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, an electron source having a high electron emission ability and a long life is provided.
A bright and highly reliable display device can be obtained easily and inexpensively.
【００６８】また、超微細単位を有し均一性に優れた電
子源を備え、１つの絵素に対して数千以上もの単位電子
源が対応するので、高効率で信頼性の高い表示を実現す
ることができる。In addition, since an electron source having ultrafine units and excellent uniformity is provided, and more than several thousand unit electron sources correspond to one picture element, a highly efficient and highly reliable display is realized. can do.
【図１】本発明の第１の実施形態である電子源装置の構
造を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an electron source device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】電子源装置の別の実施形態を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the electron source device.
【図３】第１の実施形態において、Ａｌの陽極酸化部を
拡大して示す断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an anodized portion of Al in the first embodiment.
【図４】本発明の実施形態であるＦＥＤの構造を概略的
に示す断面図。FIG. 4 is a sectional view schematically showing the structure of an FED according to an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例で得られた表示装置を模式的に
示す図。FIG. 5 is a diagram schematically showing a display device obtained in an example of the present invention.
１………絶縁基板、２………第１の導電体層、３………
アルミナ結着層、４………結着性の無機材料からなる結
着部、５………陽極酸化部、６………第２の導電体層、
７………絶縁体層、８ａ………ナノホール、８………多
孔質アルミナ層、９………アルミニウム残留部、１０…
……バリア層、１１………導通層、１２………リアプレ
ート、１３………フェースプレート、１４………側壁、
１６………蛍光体スクリーン、１７………メタルバック
層1 ... insulating substrate, 2 ... first conductor layer, 3 ...
Alumina binding layer, 4 binding section made of binding inorganic material, 5 anodized section, 6 second conductive layer,
7 ... insulator layer, 8a ... nanohole, 8 ... porous alumina layer, 9 ... aluminum residual part, 10 ...
... barrier layer, 11 ... conductive layer, 12 ... rear plate, 13 ... face plate, 14 ... side wall,
16 phosphor screen, 17 metal back layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 肇 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２ 株式 会社東芝深谷工場内 (72)発明者 小柳津 剛 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２ 株式 会社東芝深谷工場内 Ｆターム(参考） 5C031 DD17 DD19 5C036 EE01 EE14 EE19 5C127 AA01 BA09 CC18 DD78 EE08 EE15 EE17 5C135 AA09 AB18 CC01 CC09 HH04 HH07 HH08 HH15 HH17 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Tanaka Hajime 1-9-9 Hara-cho, Fukaya-shi, Saitama 2 shares Toshiba Fukaya Factory (72) Inventor Go Koyanatsu 1-9-9 Hara-cho, Fukaya-shi, Saitama 2 shares Toshiba Fukaya Factory F term (reference) 5C031 DD17 DD19 5C036 EE01 EE14 EE19 5C127 AA01 BA09 CC18 DD78 EE08 EE15 EE17 5C135 AA09 AB18 CC01 CC09 HH04 HH07 HH08 HH15 HH17
Claims (11)
と、 前記第１の導電体層の上に形成された層であり、アルミ
ニウムの陽極酸化により得られた多数の微細孔を有する
多孔質アルミナと結着性の無機材料を含み、さらにアル
ミニウム残留部を有するアルミナ結着層と、 前記多孔質アルミナの前記微細孔内に形成された導体ま
たは半導体から成る導通層と、 前記アルミナ結着層の上に前記導通層と電気的に接触し
て形成された第２の導電体層を備え、 前記アルミナ結着層中で、前記微細孔の底端部と前記ア
ルミニウム残留部とがアルミナから成るバリア層により
隔てられ、かつ前記第１の導電体層と前記第２の導電体
層との間に印加される電圧により、電子が放出されるこ
とを特徴とする電子源装置。A first conductive layer formed on an insulating substrate; and a plurality of fine holes formed by anodic oxidation of aluminum, the first conductive layer being formed on the first conductive layer. An alumina binding layer including a porous alumina having a binding inorganic material and further having an aluminum residual portion; a conductive layer formed of a conductor or a semiconductor formed in the micropores of the porous alumina; A second conductor layer formed in electrical contact with the conductive layer on the binding layer, wherein in the alumina binding layer, the bottom end of the micropores and the aluminum residual portion are formed. An electron source device, wherein electrons are emitted by a voltage separated between a barrier layer made of alumina and applied between the first conductor layer and the second conductor layer.
であることを特徴とする請求項1記載の電子源装置。2. The electron source device according to claim 1, wherein the binding inorganic material is frit glass.
有し、かつ前記第２の導電体層が前記アルミナ結着層の
パターンと異なるパターンを有することを特徴とする請
求項１または２記載の電子源装置。3. The method according to claim 1, wherein the alumina binding layer has a predetermined pattern, and the second conductor layer has a pattern different from the pattern of the alumina binding layer. Electron source device.
縁体層が形成されていることを特徴とする請求項３記載
の電子源装置。4. The electron source device according to claim 3, wherein an insulator layer is formed between the patterns of the alumina binding layer.
工程と、 前記第１の導電体層の上に、アルミニウム粉体を主成分
とし結着性の無機材料を含む導電性ペーストの層を形成
する工程と、 前記導電性ペースト層を加熱・焼成し、アルミニウム結
着層を形成する工程と、 前記アルミニウム結着層を陽極酸化し、多数の微細孔を
有する多孔質アルミナと結着性の無機材料を含むアルミ
ナ結着層を形成する陽極酸化工程と、 前記多孔質アルミナの微細孔内に導体または半導体から
成る導通層を形成する工程と、 前記アルミナ結着層の上に、前記導通層と電気的に接触
する第２の導電体層を形成する工程を備え、 前記アルミニウム結着層を陽極酸化する工程において、
アルミニウムの一部を酸化することなく残し、かつこの
アルミニウム残留部と多孔質アルミナの微細孔の底端部
との間に、アルミナから成るバリア層を形成することを
特徴とする電子源装置の製造方法。5. A step of forming a first conductive layer on an insulating substrate; and a conductive paste containing aluminum powder as a main component and a binding inorganic material on the first conductive layer. Forming an aluminum binding layer; heating and firing the conductive paste layer to form an aluminum binding layer; anodizing the aluminum binding layer to form a porous alumina having a large number of fine pores. Anodizing step of forming an alumina binding layer containing an adhesive inorganic material, forming a conductive layer made of a conductor or a semiconductor in the micropores of the porous alumina, and on the alumina binding layer, Forming a second conductor layer that is in electrical contact with the conductive layer; and anodizing the aluminum binding layer,
A method of manufacturing an electron source device, comprising: leaving a portion of aluminum without being oxidized; and forming a barrier layer made of alumina between the remaining portion of aluminum and the bottom end of the fine pores of porous alumina. Method.
であることを特徴とする請求項５記載の電子源装置の製
造方法。6. The method according to claim 5, wherein the binding inorganic material is frit glass.
で形成することを特徴とする請求項５または６記載の電
子源装置の製造方法。7. The method according to claim 5, wherein the conductive paste layer is formed in a predetermined pattern.
ト層のパターンと異なるパターンで形成することを特徴
とする請求項７記載の電子源装置の製造方法。8. The method according to claim 7, wherein the second conductive layer is formed in a pattern different from a pattern of the conductive paste layer.
で形成する工程と、前記第２の導電体層を形成する工程
との間に、前記導電性ペースト層のパターンを離隔する
絶縁体層を形成する工程を有することを特徴とする請求
項７記載の電子源装置の製造方法。9. An insulating layer for separating the pattern of the conductive paste layer between a step of forming the conductive paste layer in a predetermined pattern and a step of forming the second conductive layer. The method for manufacturing an electron source device according to claim 7, further comprising a step of forming.
および第２の基板と、前記第１の基板の内面に設けられ
た蛍光体層と、前記第２の基板の内面側に設けられ、前
記蛍光体層を励起する電子を放出する電子源とを備えた
表示装置であり、 前記電子源は、請求項１乃至４のいずれか1項記載の電
子源装置であることを特徴とする表示装置。10. A first substrate and a second substrate disposed to face each other, a phosphor layer provided on an inner surface of the first substrate, and a phosphor layer provided on an inner surface of the second substrate. And an electron source that emits electrons that excite the phosphor layer. The electron source is the electron source device according to claim 1. Display device.
第１の導電体層と反対側に、第３の電極が設けられてい
ることを特徴とする請求項１０記載の表示装置。11. The display device according to claim 10, wherein a third electrode is provided on a side opposite to the first conductor layer with the second conductor layer interposed therebetween. .
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