JP2006147162A - Electron emission element, cathode, electron source substrate and display device, and methods of manufacturing them - Google Patents

Electron emission element, cathode, electron source substrate and display device, and methods of manufacturing them Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron emission element which can attain higher minute than a conventional art, and to provide a cathode, an electron source substrate and a display device, and methods of manufacturing them. <P>SOLUTION: The display device 10 includes the electron source substrate 20, and an anode substrate 30. The electron source substrate 20 has an auxiliary electrode 22 formed on a glass substrate 21, an insulating layer 23 formed on the auxiliary electrode 22, a catalyst layer 24 formed on the insulating layer 23, a cathode electrode 26 in which a through hole 25 having a predetermined diameter is formed, and graphite nano fiber 27 which emits electron. The anode substrate 30 is formed on a glass substrate 31, and has an anode electrode 32 which captures the electron, and a phosphor layer 22 which emits a light by the collision of the electron. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、印加された電界によって電子を放出する電子放出素子、陰極、電子源基板及び表示装置並びにそれらの製造方法に関する。   The present invention relates to an electron-emitting device that emits electrons by an applied electric field, a cathode, an electron source substrate, a display device, and a manufacturing method thereof.

従来、この種の表示装置としては、図１１に示すようなものが知られている。図１１に示された従来の表示装置１は、電子源基板２と陽極基板３とを有し、電子源基板２は、ガラス基板２ａ上に形成された陰極電極２ｂと、電子を放出する電子放出部２ｃと、陰極電極２ｂ上に形成された絶縁層２ｄと、電子が通過する貫通孔２ｅが形成された補助電極２ｆとを備え、陽極基板３は、ガラス基板３ａ上に形成され電子を捕捉する陽極電極３ｂと、電子の衝突によって発光する蛍光体層３ｃとを備え、電子放出部２ｃは、カーボンナノチューブ又はグラファイトナノファイバで構成されている。なお、図１１は、従来の表示装置１における１画素分の構成を示したものである。   Conventionally, a display device as shown in FIG. 11 is known as this type of display device. A conventional display device 1 shown in FIG. 11 has an electron source substrate 2 and an anode substrate 3, and the electron source substrate 2 includes a cathode electrode 2b formed on a glass substrate 2a and an electron that emits electrons. An emission part 2c, an insulating layer 2d formed on the cathode electrode 2b, and an auxiliary electrode 2f in which a through-hole 2e through which electrons pass are formed, and the anode substrate 3 is formed on the glass substrate 3a and emits electrons. An anode electrode 3b to be captured and a phosphor layer 3c that emits light by collision of electrons are provided, and the electron emission portion 2c is made of carbon nanotubes or graphite nanofibers. FIG. 11 shows the configuration of one pixel in the conventional display device 1.

従来の表示装置１において、陰極電極２ｂと補助電極２ｆとの間、補助電極２ｆと陽極電極３ｂとの間にそれぞれ所定の電圧が印加されると、電子放出部２ｃから電子が放出され、放出された電子は、補助電極２ｆの貫通孔２ｅを通過して陽極基板３の方向に進行し、蛍光体層３ｃを発光させることができるようになっている（例えば、非特許文献１〜３参照。）。
Ｓ．Ｕｅｍｕｒａ，ｅｔ ａｌ．，"Ｌａｒｇｅ Ｓｉｚｅ ＦＥＤ ｗｉｔｈ Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ Ｅｍｉｔｔｅｒ"，ＳＩＤ'０２，ｐｐ．１１３２−１１３５（２００２） Ｓ．Ｋａｎｇ，ｅｔ ａｌ．，"Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ ｆｏｒ Ｔｒｉｏｄｅ−Ｔｙｐｅ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｍｉｔｔｅｒ Ａｒｒａｙ"，ＳＩＤ'０３，ｐｐ．８０２−８０５（２００３） Ｍ．Ｈｉｒａｋａｗａ，ｅｔ ａｌ．，"Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｔｒｉｏｄｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｇｒａｐｈｉｔｅ ｎａｎｏｆｉｂｅｒ ＦＥＤ ｂｙ Ｔｈｅｒｍａｌ ＣＶＤ Ｍｅｔｈｏｄ"，ＩＤＷ'０２，ｐｐ．１０６５−１０６８（２００２） In the conventional display device 1, when a predetermined voltage is applied between the cathode electrode 2b and the auxiliary electrode 2f, and between the auxiliary electrode 2f and the anode electrode 3b, electrons are emitted from the electron emission portion 2c and emitted. The emitted electrons pass through the through-hole 2e of the auxiliary electrode 2f and travel in the direction of the anode substrate 3 so that the phosphor layer 3c can emit light (for example, see Non-Patent Documents 1 to 3). .)
S. Uemura, et al. "Large Size FED with Carbon Nanotubes Emitter", SID '02, pp. 1132-1135 (2002) S. Kang, et al. , "Low Temperature Carbon Nanotubes for Triode-Type Field-Emitter Array", SID '03, pp. 802-805 (2003) M.M. Hirakawa, et al. , "Fabrication of a structure Structure Graphite nanofiber FED by Thermal CVD Method", IDW '02, pp. 199-001. 1065-1068 (2002)

しかしながら、このような従来の表示装置では、電子放出部２ｃから放出された電子は、図１１に示すような発散した電子軌道を描いて陽極基板３の方向に進むので、一部の電子は、隣接画素との中点Ｃ１、Ｃ２間の距離Ａに収まらず、隣接する他の電子放出部２ｃから放出された電子の到達範囲と重なる範囲に到達してしまい、隣接する画素どうしが互いに影響し合うという問題があった。   However, in such a conventional display device, electrons emitted from the electron emission portion 2c travel in the direction of the anode substrate 3 while drawing a divergent electron trajectory as shown in FIG. The pixel does not fall within the distance A between the midpoints C1 and C2 with the adjacent pixel, but reaches the range overlapping with the arrival range of the electrons emitted from the other adjacent electron emission portions 2c, and the adjacent pixels affect each other. There was a problem of matching.

例えば、ＲＧＢ（赤、緑、青）の画素で表示装置を構成してカラー表示を行う場合、従来の表示装置では、電子の到達範囲に重なりが生じることにより隣接するＲＧＢの画素どうしが互いに影響し合ってカラー表示ができなくなるので、電子の到達範囲が重ならないよう画素ピッチを粗くする必要が生じ、高精細化が図れないという問題があった。   For example, when a display device is configured with RGB (red, green, blue) pixels and color display is performed, in conventional display devices, adjacent RGB pixels affect each other due to an overlap in the electron reach. As a result, it becomes impossible to perform color display. Therefore, it is necessary to increase the pixel pitch so that the electron reach does not overlap, and there is a problem that high definition cannot be achieved.

この問題を解決するため、補助電極２ｆと陽極基板３との間に新たな補助電極を追加して電子軌道の発散を抑えるという対策があるが、構造の複雑化、消費電力の増加、プロセスの煩雑化、製造コストの増加等の問題が生じてしまう。   In order to solve this problem, there is a measure to suppress the divergence of the electron trajectory by adding a new auxiliary electrode between the auxiliary electrode 2f and the anode substrate 3, but the structure is complicated, the power consumption is increased, the process Problems such as complications and an increase in manufacturing costs occur.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、従来のものよりも高精細化を図ることができる電子放出素子、陰極、電子源基板及び表示装置並びにそれらの製造方法を提供するものである。   The present invention has been made to solve such problems, and provides an electron-emitting device, a cathode, an electron source substrate, a display device, and a method for manufacturing the same that can achieve higher definition than conventional devices. It is to provide.

本発明の電子放出素子は、電子を引き出す補助電極と、前記電子を加速して捕捉する陽極電極とを備えた表示装置に使用される電子放出素子において、貫通孔を有する金属膜と、前記貫通孔の周囲に炭素系材料によって形成された電子放出手段とを備え、前記金属膜は、前記補助電極と前記陽極電極との間に所定の間隔をおいて設けられることを特徴とする構成を有している。   The electron-emitting device of the present invention is an electron-emitting device used in a display device including an auxiliary electrode that extracts electrons and an anode electrode that accelerates and captures the electrons, and a metal film having a through-hole and the through-hole An electron emission means formed of a carbon-based material around the hole, and the metal film is provided at a predetermined interval between the auxiliary electrode and the anode electrode. is doing.

この構成により、本発明の電子放出素子は、電子放出手段から電子を引き出す補助電極と、放出された電子を加速して捕捉する陽極電極との間に所定の間隔で設置されることにより、金属膜と補助電極との間の電界と、金属膜と陽極電極との間の電界との作用によって、陽極電極に入射される電子の軌道の発散を従来のものよりも抑えることができるので、従来のものよりも高精細化を図ることができる。   With this configuration, the electron-emitting device according to the present invention is disposed between the auxiliary electrode for extracting electrons from the electron-emitting means and the anode electrode for accelerating and capturing the emitted electrons. Since the electric field between the film and the auxiliary electrode and the electric field between the metal film and the anode electrode can suppress the divergence of the trajectory of electrons incident on the anode electrode, Higher definition can be achieved than the above.

また、本発明の陰極は、電子放出素子を複数備えたことを特徴とする構成を有している。   In addition, the cathode of the present invention has a configuration characterized by including a plurality of electron-emitting devices.

この構成により、本発明の陰極は、電子放出手段から電子を引き出す補助電極と、放出された電子を加速して捕捉する陽極電極との間に所定の間隔で設置されることにより、金属膜と補助電極との間の電界と、金属膜と陽極電極との間の電界との作用によって、陽極電極に入射される電子の軌道の発散を従来のものよりも抑えることができるので、従来のものよりも高精細化を図ることができる。   With this configuration, the cathode of the present invention is disposed between the auxiliary electrode for extracting electrons from the electron emission means and the anode electrode for accelerating and capturing the emitted electrons, thereby providing a metal film and Since the electric field between the auxiliary electrode and the electric field between the metal film and the anode electrode can suppress the divergence of the orbit of electrons incident on the anode electrode, the conventional one can be suppressed. Higher definition can be achieved.

さらに、本発明の電子源基板は、陰極と、前記陰極から電子を引き出す補助電極とを備え、前記補助電極は、前記陰極から所定の間隔をおいて対向配置されたことを特徴とする構成を有している。   Furthermore, the electron source substrate of the present invention comprises a cathode and an auxiliary electrode that draws electrons from the cathode, and the auxiliary electrode is disposed opposite to the cathode at a predetermined interval. Have.

この構成により、本発明の電子源基板は、放出された電子を加速して捕捉する陽極電極と対向配置されることにより、金属膜と補助電極との間の電界と、金属膜と陽極電極との間の電界との作用によって、陽極電極に入射される電子の軌道の発散を従来のものよりも抑えることができるので、従来のものよりも高精細化を図ることができる。   With this configuration, the electron source substrate of the present invention is disposed opposite to the anode electrode that accelerates and captures the emitted electrons, so that the electric field between the metal film and the auxiliary electrode, the metal film and the anode electrode, By the action of the electric field between them, the divergence of the trajectory of the electrons incident on the anode electrode can be suppressed as compared with the conventional one, so that higher definition than the conventional one can be achieved.

さらに、本発明の表示装置は、電子源基板と、前記電子源基板から放出された電子を加速して捕捉する陽極電極とを備え、前記陽極電極は、前記陰極に対して前記補助電極が設けられた側とは異なる側に前記陰極から所定の間隔をおいて対向配置されたことを特徴とする構成を有している。   Furthermore, the display device of the present invention includes an electron source substrate and an anode electrode that accelerates and captures electrons emitted from the electron source substrate, and the anode electrode is provided with the auxiliary electrode with respect to the cathode. It has a configuration characterized in that it is disposed opposite to the side opposite to the provided side at a predetermined interval from the cathode.

この構成により、本発明の表示装置は、金属膜と補助電極との間の電界と、金属膜と陽極電極との間の電界との作用によって、陽極電極に入射される電子の軌道の発散を従来のものよりも抑えることができるので、従来のものよりも高精細化を図ることができる。   With this configuration, the display device of the present invention can diverge the trajectory of electrons incident on the anode electrode by the action of the electric field between the metal film and the auxiliary electrode and the electric field between the metal film and the anode electrode. Since it can be suppressed as compared with the conventional one, higher definition can be achieved than the conventional one.

本発明の電子放出素子の製造方法は、電子を引き出す補助電極と、前記電子を加速して捕捉する陽極電極とを備えた表示装置に使用される電子放出素子の製造方法において、金属膜に貫通孔を形成するステップと、前記貫通孔の周囲に炭素系材料を設けるステップとを含むことを特徴とする構成を有している。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an electron-emitting device, comprising: an auxiliary electrode for extracting electrons; and an anode electrode for accelerating and capturing the electrons; It has the structure characterized by including the step which forms a hole, and the step which provides a carbonaceous material around the said through-hole.

この構成により、本発明の製造方法が適用された電子放出素子は、電子放出手段から電子を引き出す補助電極と、放出された電子を加速して捕捉する陽極電極との間に所定の間隔で設置されることにより、金属膜と補助電極との間の電界と、金属膜と陽極電極との間の電界との作用によって、陽極電極に入射される電子の軌道の発散を従来のものよりも抑えることができるので、従来のものよりも高精細化を図ることができる。   With this configuration, the electron-emitting device to which the manufacturing method of the present invention is applied is installed at a predetermined interval between the auxiliary electrode that extracts electrons from the electron-emitting means and the anode electrode that accelerates and captures the emitted electrons. As a result, the divergence of the orbit of electrons incident on the anode electrode is suppressed more than the conventional one by the action of the electric field between the metal film and the auxiliary electrode and the electric field between the metal film and the anode electrode. Therefore, higher definition than the conventional one can be achieved.

また、本発明の陰極の製造方法は、電子放出素子を製造するステップと、前記電子放出素子を複数配置するステップとを含むことを特徴とする構成を有している。   Further, the cathode manufacturing method of the present invention has a configuration characterized by including a step of manufacturing an electron-emitting device and a step of arranging a plurality of the electron-emitting devices.

この構成により、本発明の製造方法が適用された陰極は、電子放出手段から電子を引き出す補助電極と、放出された電子を加速して捕捉する陽極電極との間に所定の間隔で設置されることにより、金属膜と補助電極との間の電界と、金属膜と陽極電極との間の電界との作用によって、陽極電極に入射される電子の軌道の発散を従来のものよりも抑えることができるので、従来のものよりも高精細化を図ることができる。   With this configuration, the cathode to which the manufacturing method of the present invention is applied is installed at a predetermined interval between the auxiliary electrode that extracts electrons from the electron emission means and the anode electrode that accelerates and captures the emitted electrons. As a result, the divergence of the trajectory of electrons incident on the anode electrode can be suppressed more than the conventional one by the action of the electric field between the metal film and the auxiliary electrode and the electric field between the metal film and the anode electrode. Therefore, higher definition than the conventional one can be achieved.

さらに、本発明の電子源基板の製造方法は、陰極を製造するステップと、前記陰極から電子を引き出す補助電極を前記陰極から所定の間隔をおいて対向配置するステップとを含むことを特徴とする構成を有している。   Furthermore, the method for manufacturing an electron source substrate according to the present invention includes a step of manufacturing a cathode and a step of disposing an auxiliary electrode for extracting electrons from the cathode so as to face each other with a predetermined distance from the cathode. It has a configuration.

この構成により、本発明の製造方法が適用された電子源基板は、放出された電子を加速して捕捉する陽極電極と対向配置されることにより、金属膜と補助電極との間の電界と、金属膜と陽極電極との間の電界との作用によって、陽極電極に入射される電子の軌道の発散を従来のものよりも抑えることができるので、従来のものよりも高精細化を図ることができる。   With this configuration, the electron source substrate to which the manufacturing method of the present invention is applied is disposed opposite to the anode electrode that accelerates and captures the emitted electrons, whereby an electric field between the metal film and the auxiliary electrode, The action of the electric field between the metal film and the anode electrode can suppress the divergence of the trajectory of the electrons incident on the anode electrode as compared with the conventional one, so that higher definition than the conventional one can be achieved. it can.

さらに、本発明の表示装置の製造方法は、電子源基板を製造するステップと、前記電子源基板から放出された電子を加速して捕捉する陽極電極を前記陰極に対して前記補助電極が設けられた側とは異なる側に前記陰極から所定の間隔をおいて対向配置するステップとを含むことを特徴とする構成を有している。   Furthermore, the display device manufacturing method of the present invention includes a step of manufacturing an electron source substrate, and an anode electrode for accelerating and capturing electrons emitted from the electron source substrate. And a step of facing the cathode at a predetermined interval on a side different from the cathode side.

この構成により、本発明の製造方法が適用された表示装置は、金属膜と補助電極との間の電界と、金属膜と陽極電極との間の電界との作用によって、陽極電極に入射される電子の軌道の発散を従来のものよりも抑えることができるので、従来のものよりも高精細化を図ることができる。   With this configuration, the display device to which the manufacturing method of the present invention is applied is incident on the anode electrode by the action of the electric field between the metal film and the auxiliary electrode and the electric field between the metal film and the anode electrode. Since the divergence of the electron trajectory can be suppressed as compared with the conventional one, higher definition can be achieved than the conventional one.

本発明は、従来のものよりも高精細化を図ることができるという効果を有する電子放出素子、陰極、電子源基板及び表示装置並びにそれらの製造方法を提供することができるものである。   The present invention can provide an electron-emitting device, a cathode, an electron source substrate, a display device, and a method for manufacturing them, which have the effect of achieving higher definition than conventional ones.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態の表示装置の構成について説明する。 (First embodiment)
First, the configuration of the display device according to the first embodiment of the present invention will be described.

図１に示すように、本実施の形態の表示装置１０は、電子源基板２０と、陽極基板３０とを有している。なお、図１は、表示装置１０における１画素分の構成を示したものである。   As shown in FIG. 1, the display device 10 according to the present embodiment includes an electron source substrate 20 and an anode substrate 30. FIG. 1 shows a configuration for one pixel in the display device 10.

電子源基板２０は、ガラス基板２１上に形成された補助電極２２と、補助電極２２上に形成された絶縁層２３と、絶縁層２３上に形成された触媒層２４と、所定の直径を有する貫通孔２５が形成された陰極電極２６と、貫通孔２５の周囲に設けられて電子を放出する電子放出手段としてのグラファイトナノファイバ（以下「ＧＮＦ」という。）２７とを備えている。陽極基板３０は、ガラス基板３１上に形成されて電子を捕捉する陽極電極３２と、電子の衝突によって発光する蛍光体層３３とを備えている。   The electron source substrate 20 has an auxiliary electrode 22 formed on the glass substrate 21, an insulating layer 23 formed on the auxiliary electrode 22, a catalyst layer 24 formed on the insulating layer 23, and a predetermined diameter. A cathode electrode 26 in which a through hole 25 is formed and a graphite nanofiber (hereinafter referred to as “GNF”) 27 provided around the through hole 25 and serving as an electron emitting means for emitting electrons. The anode substrate 30 includes an anode electrode 32 that is formed on the glass substrate 31 and captures electrons, and a phosphor layer 33 that emits light by collision of electrons.

なお、陰極電極２６及びＧＮＦ２７は、本発明の電子放出素子を構成している。また、複数の電子放出素子が例えばマトリクス状に配置されて本発明の陰極を構成する。   The cathode electrode 26 and the GNF 27 constitute an electron emitting device of the present invention. A plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix, for example, to constitute the cathode of the present invention.

補助電極２２と陰極電極２６との間には、補助電極電圧Ｖ１が印加され、陰極電極２６と陽極電極３２との間には、陽極電圧Ｖ２が印加されるようになっている。   An auxiliary electrode voltage V 1 is applied between the auxiliary electrode 22 and the cathode electrode 26, and an anode voltage V 2 is applied between the cathode electrode 26 and the anode electrode 32.

補助電極２２及び陰極電極２６は、例えば、膜厚が１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度のクロムで構成される。絶縁層２３は、例えば、膜厚が２μｍ〜５μｍ程度のＳｉＯ２（二酸化シリコン）で構成される。 The auxiliary electrode 22 and the cathode electrode 26 are made of chromium with a film thickness of about 100 nm to 300 nm, for example. The insulating layer 23 is made of, for example, SiO 2 (silicon dioxide) having a film thickness of about 2 μm to 5 μm.

陰極電極２６に設けられた貫通孔２５は、例えば直径が５μｍ〜１０μｍ程度の円形状で形成されるのが好ましい。なお、貫通孔２５の形状は、円形状に限定されるものではなく、楕円や多角形の形状としてもよい。   The through hole 25 provided in the cathode electrode 26 is preferably formed in a circular shape having a diameter of about 5 μm to 10 μm, for example. Note that the shape of the through hole 25 is not limited to a circular shape, and may be an ellipse or a polygon.

陽極電極３２は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：錫ドープ酸化インジウム）のような透明電極によって構成され、蛍光体層３３は、陽極電極３２上に蛍光体が塗布されて形成される。   The anode electrode 32 is configured by a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide), and the phosphor layer 33 is formed by applying a phosphor on the anode electrode 32.

なお、図示を省略したが、表示装置１０は、電子源基板２０と陽極基板３０との間にスペーサを備えている。このスペーサは、例えばガラスやセラミックス等で構成され、電子源基板２０と陽極基板３０との間隔を所定の値に設定するようになっている。電子源基板２０と陽極基板３０との間隔は、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度に設定するのが好ましい。   Although not shown, the display device 10 includes a spacer between the electron source substrate 20 and the anode substrate 30. The spacer is made of, for example, glass or ceramics, and the interval between the electron source substrate 20 and the anode substrate 30 is set to a predetermined value. The distance between the electron source substrate 20 and the anode substrate 30 is preferably set to about 0.5 mm to 2 mm.

次に、本実施の形態の表示装置１０の製造方法について図１〜図４を用いて説明する。   Next, a method for manufacturing the display device 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、ガラス基板２１上に補助電極２２を形成する補助電極母線が設けられ、補助電極母線上に絶縁層２３、触媒層２４が順次形成される。さらに、陰極電極２６を形成する陰極電極母線が触媒層２４上に形成される。   First, an auxiliary electrode bus bar for forming the auxiliary electrode 22 is provided on the glass substrate 21, and an insulating layer 23 and a catalyst layer 24 are sequentially formed on the auxiliary electrode bus bar. Further, a cathode electrode bus forming the cathode electrode 26 is formed on the catalyst layer 24.

ここで、補助電極母線及び陰極電極母線は、例えばクロムの薄膜がスパッタリング法や蒸着法によって、それぞれ、ガラス基板２１上及び触媒層２４上に堆積された後、フォトリソグラフィ技術によって母線形状にパターニングされて形成される。   Here, the auxiliary electrode bus bar and the cathode electrode bus bar are, for example, deposited on the glass substrate 21 and the catalyst layer 24 by a sputtering method or a vapor deposition method, respectively, and then patterned into a bus bar shape by a photolithography technique. Formed.

また、絶縁層２３及び触媒層２４もスパッタリング法や蒸着法によって積層される。絶縁層２３の材質は例えばＳｉＯ２が用いられ、２μｍ〜５μｍ程度の厚さで形成される。触媒層２４の材料としては例えば鉄、ニッケル合金が用いられ、触媒層２４の厚みはＧＮＦ２７の長さの所望値に応じて設定される。 Further, the insulating layer 23 and the catalyst layer 24 are also laminated by a sputtering method or a vapor deposition method. The insulating layer 23 is made of, for example, SiO 2 and has a thickness of about 2 μm to 5 μm. For example, iron or nickel alloy is used as the material of the catalyst layer 24, and the thickness of the catalyst layer 24 is set according to a desired value of the length of the GNF 27.

次いで、陰極電極母線上にレジストが塗布されてレジスト層２８が形成され、フォトリソグラフィ技術によって、陰極電極２６に円形状の貫通孔２５を設けるためのパターニングが行われる。具体的には、図２に示すように、直径５μｍ〜１０μｍ程度の円形状の窪み２５ａが触媒層２４、陰極電極２６及びレジスト層２８に形成される。   Next, a resist is applied onto the cathode electrode bus bar to form a resist layer 28, and patterning for providing the circular through hole 25 in the cathode electrode 26 is performed by photolithography. Specifically, as shown in FIG. 2, circular depressions 25 a having a diameter of about 5 μm to 10 μm are formed in the catalyst layer 24, the cathode electrode 26, and the resist layer 28.

引き続き、補助電極２２が露出するまで、ウェットエッチングによって絶縁層２３が除去される。ここで、ウェットエッチングは等方性エッチングなので、触媒層２４と接する部分の絶縁層２３もエッチングされ、陰極電極２６上に形成されたレジスト層２８が剥離液によって除去されると、図３に示すように、絶縁層２３が除去された部分に触媒層２４が露出した形状が得られる。   Subsequently, the insulating layer 23 is removed by wet etching until the auxiliary electrode 22 is exposed. Here, since the wet etching is isotropic etching, the insulating layer 23 in contact with the catalyst layer 24 is also etched, and the resist layer 28 formed on the cathode electrode 26 is removed by the stripping solution, as shown in FIG. Thus, a shape in which the catalyst layer 24 is exposed at the portion where the insulating layer 23 is removed is obtained.

さらに、熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長）法によって、図４に示すように、触媒層２４が露出していた陰極電極２６の下面部分に、炭素でできた細かい繊維状のＧＮＦ２７が電気的に接続された状態で形成され、電子源基板２０が得られる。この熱ＣＶＤ法による工程は、例えば、設定温度が５００℃〜８００℃の条件で実施される。   Further, as shown in FIG. 4, a fine fibrous GNF 27 made of carbon is formed on the lower surface portion of the cathode electrode 26 where the catalyst layer 24 is exposed by a thermal CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The electron source substrate 20 is obtained by being electrically connected. The process by this thermal CVD method is implemented on the conditions whose preset temperature is 500 to 800 degreeC, for example.

次いで、図１に示すように、スパッタリング法や蒸着法によってガラス基板３１上に例えばＩＴＯを堆積して陽極電極３２を形成した後、蛍光体が陽極電極３２上に塗布されて蛍光体層３３が形成され、陽極基板３０が得られる。   Next, as shown in FIG. 1, for example, ITO is deposited on a glass substrate 31 by sputtering or vapor deposition to form an anode electrode 32, and then a phosphor is applied on the anode electrode 32 to form a phosphor layer 33. As a result, the anode substrate 30 is obtained.

次いで、電子源基板２０と陽極基板３０とが一定の間隔で対向配置されるようスペーサが固着される（図示省略）。そして、封着されて真空排気された後、チップオフされて表示装置１０が得られる。   Next, a spacer is fixed so that the electron source substrate 20 and the anode substrate 30 are arranged to face each other at a constant interval (not shown). Then, after sealing and evacuating, the display device 10 is obtained by chip-off.

なお、前述した製造方法において示した材質、寸法、手法等は一例であり、これらに限定されるものではない。例えば、電子放出手段の材質や長さ等に応じて、触媒層２４の材質や厚み、熱ＣＤＶ法の条件等を変更することができる。また、陰極電極２６とは異なるパターンで触媒層２４をパターニングすることにより、ＧＮＦ２７を陰極電極２６上の任意の場所に形成することができる。   Note that the materials, dimensions, methods, and the like shown in the manufacturing method described above are examples, and the present invention is not limited to these. For example, the material and thickness of the catalyst layer 24, the conditions of the thermal CDV method, and the like can be changed according to the material and length of the electron emission means. Further, the GNF 27 can be formed at any location on the cathode electrode 26 by patterning the catalyst layer 24 with a pattern different from that of the cathode electrode 26.

次に、本実施の形態の表示装置１０の動作について図１を用いて説明する。   Next, the operation of the display device 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

まず、補助電極２２と陰極電極２６との間に補助電極電圧Ｖ１が印加され、陰極電極２６と陽極電極３２との間に陽極電圧Ｖ２が印加される。例えば、補助電極電圧Ｖ１としては２０Ｖ〜６０Ｖ程度の電圧、陽極電圧Ｖ２としては２００Ｖ〜１０ｋＶ程度の電圧が印加される。   First, the auxiliary electrode voltage V 1 is applied between the auxiliary electrode 22 and the cathode electrode 26, and the anode voltage V 2 is applied between the cathode electrode 26 and the anode electrode 32. For example, a voltage of about 20 V to 60 V is applied as the auxiliary electrode voltage V1, and a voltage of about 200 V to 10 kV is applied as the anode voltage V2.

次いで、ＧＮＦ２７によって、電子が放出される。ＧＮＦ２７から放出された電子が描く軌道は、補助電極２２と陰極電極２６との間の距離、陰極電極２６と陽極電極３２との間の距離、補助電極電圧Ｖ１及び陽極電圧Ｖ２等の条件によって決定される。具体的には、ＧＮＦ２７から放出された電子は、第１の軌道５１と第２の軌道５２とに２つに大別された軌道のいずれかを描いて陽極電極３２の方向に進む。この際、ＧＮＦ２７から補助電極２２に向かった電子のうち、一部は補助電極２２に捕らえられ、一部が第２の軌道５２を描いて陽極電極３２に向かう。   Next, electrons are emitted by the GNF 27. The trajectory drawn by the electrons emitted from the GNF 27 is determined by conditions such as the distance between the auxiliary electrode 22 and the cathode electrode 26, the distance between the cathode electrode 26 and the anode electrode 32, the auxiliary electrode voltage V1 and the anode voltage V2. Is done. Specifically, the electrons emitted from the GNF 27 travel in the direction of the anode electrode 32 while drawing one of the two orbits roughly divided into the first orbit 51 and the second orbit 52. At this time, some of the electrons traveling from the GNF 27 toward the auxiliary electrode 22 are captured by the auxiliary electrode 22, and a part of the electrons travel toward the anode electrode 32 while drawing the second orbit 52.

そして、陽極電極３２の方向に進んだ電子は、蛍光体層３３を通過して蛍光体層３３が発光した後、これらの電子は陽極電極３２に達する。   The electrons traveling in the direction of the anode electrode 32 pass through the phosphor layer 33 and the phosphor layer 33 emits light, and then these electrons reach the anode electrode 32.

ここで、第１の軌道５１又は第２の軌道５２を描く電子について説明する。   Here, the electrons that draw the first orbit 51 or the second orbit 52 will be described.

まず、第１の軌道５１を描く電子は、補助電極電圧Ｖ１によってＧＮＦ２７から補助電極２２側に放出された後、補助電極電圧Ｖ１に対し十分大きな陽極電圧Ｖ２によって貫通孔２５を通過して陽極電極３２に向かって進む。これらの電子は、補助電極電圧Ｖ１及び陽極電圧Ｖ２によって生じた貫通孔２５の中心方向に向かうエネルギ成分を持ってＧＮＦ２７から飛び出すので、電子軌道の発散が抑えられて陽極電極３２に到達し、隣接する画素からの電子ビームが互いに交差しない。   First, electrons that draw the first trajectory 51 are emitted from the GNF 27 to the auxiliary electrode 22 side by the auxiliary electrode voltage V1, and then pass through the through hole 25 by the anode voltage V2 that is sufficiently larger than the auxiliary electrode voltage V1. Continue toward 32. These electrons jump out of the GNF 27 with an energy component directed toward the center of the through-hole 25 generated by the auxiliary electrode voltage V1 and the anode voltage V2, so that the divergence of the electron trajectory is suppressed and reaches the anode electrode 32. The electron beams from the pixels that do not cross each other.

一方、第２の軌道５２を描く電子は、まず、補助電極電圧Ｖ１によってＧＮＦ２７から補助電極２２側に放出される。ここで、ＧＮＦ２７から放出された電子は、陽極電圧Ｖ２の影響も受けるので、貫通孔２５の中心方向に向かうエネルギ成分を備えた状態で補助電極２２に入射される。   On the other hand, electrons that draw the second trajectory 52 are first emitted from the GNF 27 to the auxiliary electrode 22 side by the auxiliary electrode voltage V1. Here, the electrons emitted from the GNF 27 are also affected by the anode voltage V <b> 2, and thus enter the auxiliary electrode 22 with an energy component directed toward the center of the through hole 25.

次いで、補助電極２２に入射された電子（以下「１次電子」という。）のエネルギを受け取って補助電極２２から新たな電子（以下「２次電子」という。）が放出される。次いで、補助電極２２から放出された２次電子は、補助電極電圧Ｖ１に対し十分大きな陽極電圧Ｖ２によって陽極基板３０側に加速され、貫通孔２５を通過して陽極電極３２に向かって進む。２次電子の持つエネルギは、補助電極２２に入射された１次電子のエネルギよりも小さく、水平方向成分のエネルギも１次電子よりも小さいので、電子軌道の発散が抑えられて陽極電極３２に到達し、隣接する画素からの電子ビームが互いに交差しない。   Next, upon receiving the energy of electrons (hereinafter referred to as “primary electrons”) incident on the auxiliary electrode 22, new electrons (hereinafter referred to as “secondary electrons”) are emitted from the auxiliary electrode 22. Next, secondary electrons emitted from the auxiliary electrode 22 are accelerated toward the anode substrate 30 by the anode voltage V2 that is sufficiently larger than the auxiliary electrode voltage V1, and travel toward the anode electrode 32 through the through hole 25. The energy of the secondary electrons is smaller than the energy of primary electrons incident on the auxiliary electrode 22 and the energy of the horizontal component is also smaller than the primary electrons. The electron beams from adjacent pixels do not cross each other.

以上のように、本実施の形態の表示装置１０によれば、陰極電極２６に設けられた貫通孔２５の周辺にＧＮＦ２７が電気的に接続された状態で形成され、陰極電極２６に対して補助電極２２が設けられた側とは異なる側に陽極基板３０を設ける構成としたので、隣接画素との中点をＣ３、Ｃ４とすると、その間隔Ｂよりも小さい範囲にＧＮＦ２７から放出された電子の発散を抑えることができ、画素間のピッチを従来のものよりも細かくすることができるので、従来のものよりも高精細化を図ることができる。   As described above, according to the display device 10 of the present embodiment, the GNF 27 is formed in the state of being electrically connected to the periphery of the through hole 25 provided in the cathode electrode 26, and assists the cathode electrode 26. Since the anode substrate 30 is provided on a side different from the side on which the electrode 22 is provided, if the midpoints between adjacent pixels are C3 and C4, electrons emitted from the GNF 27 are within a range smaller than the interval B. Since divergence can be suppressed and the pitch between pixels can be made finer than that of the conventional one, higher definition can be achieved than the conventional one.

また、本実施の形態の表示装置１０によれば、新たな補助電極を設けることなく、前述の範囲Ｂよりも小さい範囲にＧＮＦ２７から放出された電子を収めることができるので、新たな補助電極を設けた際に発生する構造の複雑化、消費電力の増加、プロセスの煩雑化、製造コストの増加等の問題を回避することができ、簡単な構造で低コスト化を図ることができる。   Further, according to the display device 10 of the present embodiment, electrons emitted from the GNF 27 can be stored in a range smaller than the above-described range B without providing a new auxiliary electrode. Problems such as a complicated structure, increased power consumption, complicated processes, and increased manufacturing costs can be avoided, and the cost can be reduced with a simple structure.

また、本実施の形態の表示装置１０によれば、電子を放出する電子放出手段が炭素系材料で設けられるので、比較的低い電圧で電子を放出することができ、また、従来の製造方法をそのまま踏襲することができるので、製造コストを低く抑えることができる。   Moreover, according to the display device 10 of the present embodiment, since the electron emitting means for emitting electrons is provided by the carbon-based material, electrons can be emitted at a relatively low voltage, and the conventional manufacturing method is used. Since it can be followed as it is, the manufacturing cost can be kept low.

なお、前述の実施の形態において、電子放出手段としてＧＮＦ２７を設ける例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば触媒層２４の材料として鉄系の金属を用いてカーボンナノチューブを陰極電極２６に成長させる構成としても同様の効果が得られる。   In the above-described embodiment, the example in which the GNF 27 is provided as the electron emission means has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, an iron-based metal is used as the material of the catalyst layer 24. The same effect can be obtained when the carbon nanotube is grown on the cathode electrode 26.

また、前述の実施の形態において、ＧＮＦ２７を陰極電極２６の下面部分に設ける例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、陰極電極２６が露出している貫通穴２５の内壁や陰極電極２６の上面に設ける構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the GNF 27 is provided on the lower surface portion of the cathode electrode 26 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the through hole 25 in which the cathode electrode 26 is exposed. It is good also as a structure provided in the inner wall of this and the upper surface of the cathode electrode 26. FIG.

（第２の実施の形態）
まず、本発明の第２の実施の形態の表示装置の構成について説明する。ただし、本発明の第１の実施の形態の表示装置１０と同様な構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 (Second Embodiment)
First, the configuration of the display device according to the second embodiment of the present invention will be described. However, about the structure similar to the display apparatus 10 of the 1st Embodiment of this invention, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

図５に示すように、本実施の形態の表示装置６０は、電子源基板７０と、陽極基板３０とを有している。なお、図５は、表示装置６０における１画素分の構成を示したものである。   As shown in FIG. 5, the display device 60 of the present embodiment has an electron source substrate 70 and an anode substrate 30. FIG. 5 shows a configuration for one pixel in the display device 60.

電子源基板７０は、ガラス基板２１上に形成された補助電極７１と、補助電極７１上に形成された絶縁層２３と、所定の直径を有する貫通孔７２が形成された陰極電極７３と、陰極電極７３に形成されたＧＮＦ７４ａと、補助電極７１に形成されたＧＮＦ７４ｂとを備えている。   The electron source substrate 70 includes an auxiliary electrode 71 formed on the glass substrate 21, an insulating layer 23 formed on the auxiliary electrode 71, a cathode electrode 73 having a through hole 72 having a predetermined diameter, a cathode A GNF 74 a formed on the electrode 73 and a GNF 74 b formed on the auxiliary electrode 71 are provided.

ＧＮＦ７４ａは、陰極電極７３の貫通孔７２の内壁と、絶縁層２３が除去された陰極電極７３の面とに形成され、本発明の電子放出手段を構成している。ＧＮＦ７４ｂは、ＧＮＦ７４ａを形成するために予め設けられたＧＮＦの残片である。   The GNF 74a is formed on the inner wall of the through hole 72 of the cathode electrode 73 and the surface of the cathode electrode 73 from which the insulating layer 23 has been removed, and constitutes the electron emission means of the present invention. The GNF 74b is a GNF residue provided in advance to form the GNF 74a.

補助電極７１及び陰極電極７３の材質、膜厚等は、第１の実施の形態の表示装置１０における補助電極２２及び陰極電極２６と同様であるので説明を省略する。   Since the materials, film thicknesses, and the like of the auxiliary electrode 71 and the cathode electrode 73 are the same as those of the auxiliary electrode 22 and the cathode electrode 26 in the display device 10 of the first embodiment, description thereof is omitted.

なお、陰極電極７３及びＧＮＦ７４ａは、本発明の電子放出素子を構成している。また、複数の電子放出素子が例えばマトリクス状に配置されて本発明の陰極を構成する。   The cathode electrode 73 and the GNF 74a constitute the electron-emitting device of the present invention. A plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix, for example, to constitute the cathode of the present invention.

また、補助電極７１と陰極電極７３との間には、補助電極電圧Ｖ１が印加され、陰極電極７３と陽極電極３２との間には、陽極電圧Ｖ２が印加されるようになっている。   In addition, an auxiliary electrode voltage V 1 is applied between the auxiliary electrode 71 and the cathode electrode 73, and an anode voltage V 2 is applied between the cathode electrode 73 and the anode electrode 32.

次に、本実施の形態の表示装置６０の製造方法について図５〜図１０を用いて説明する。   Next, a method for manufacturing the display device 60 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、ガラス基板２１上に補助電極７１を形成する補助電極母線が設けられ、補助電極母線上に絶縁層２３が形成される。さらに、陰極電極７３を形成する陰極電極母線が絶縁層２３上に形成される。   First, an auxiliary electrode bus bar for forming the auxiliary electrode 71 is provided on the glass substrate 21, and the insulating layer 23 is formed on the auxiliary electrode bus bar. Further, a cathode electrode bus bar for forming the cathode electrode 73 is formed on the insulating layer 23.

ここで、補助電極母線及び陰極電極母線は、例えばクロムの薄膜がスパッタリング法や蒸着法によって、それぞれ、ガラス基板２１上及び絶縁層２３上に堆積された後、フォトリソグラフィ技術によって母線形状にパターニングされて形成される。   Here, the auxiliary electrode bus bar and the cathode electrode bus bar are, for example, deposited on the glass substrate 21 and the insulating layer 23 by a sputtering method or a vapor deposition method, respectively, and then patterned into a bus bar shape by a photolithography technique. Formed.

また、絶縁層２３もスパッタリング法や蒸着法によって積層される。絶縁層２３の材質は例えばＳｉＯ２が用いられ、２μｍ〜５μｍ程度の厚さで形成される。 The insulating layer 23 is also laminated by a sputtering method or a vapor deposition method. The insulating layer 23 is made of, for example, SiO 2 and has a thickness of about 2 μm to 5 μm.

次いで、陰極電極母線上にレジストが塗布されてレジスト層２８が形成され、フォトリソグラフィ技術によって、陰極電極７３に円形状の貫通孔７２を設けるためのパターニングが行われる。具体的には、図６に示すように、直径５μｍ〜１０μｍ程度の円形状の窪み７２ａが陰極電極７３及びレジスト層２８に設けられる。   Next, a resist is applied onto the cathode electrode bus bar to form a resist layer 28, and patterning for providing the circular through hole 72 in the cathode electrode 73 is performed by photolithography. Specifically, as shown in FIG. 6, a circular recess 72 a having a diameter of about 5 μm to 10 μm is provided in the cathode electrode 73 and the resist layer 28.

引き続き、補助電極７１が露出するまで、ウェットエッチングによって絶縁層２３が除去される。ここで、ウェットエッチングは等方性エッチングなので、陰極電極７３と接する部分の絶縁層２３もエッチングされ、図７に示すように、絶縁層２３が除去された部分に陰極電極７３が露出した形状が得られる。   Subsequently, the insulating layer 23 is removed by wet etching until the auxiliary electrode 71 is exposed. Here, since the wet etching is isotropic etching, the insulating layer 23 in contact with the cathode electrode 73 is also etched, and the shape in which the cathode electrode 73 is exposed in the portion from which the insulating layer 23 has been removed is shown in FIG. can get.

次いで、スパッタリング法や蒸着法によって、金属系の触媒、例えば鉄、ニッケル合金が補助電極７１上に堆積されて触媒層７５が形成され、陰極電極７３上に形成されたレジスト層２８が剥離液によって除去されると、図８に示すような形状が得られる。   Next, a metal catalyst such as iron or nickel alloy is deposited on the auxiliary electrode 71 by sputtering or vapor deposition to form the catalyst layer 75, and the resist layer 28 formed on the cathode electrode 73 is removed by the stripping solution. When removed, a shape as shown in FIG. 8 is obtained.

さらに、熱ＣＶＤ法によって、図９に示すように、補助電極７１が露出した部分に、炭素でできた細かい繊維状のＧＮＦ７４が形成され、ＧＮＦ７４は、陰極電極７３の貫通孔７２の内壁や絶縁層２３が除去されて露出した陰極電極７３の面まで到達し、補助電極７１と陰極電極７３との間がＧＮＦ７４を介して電気的に短絡される。   Further, as shown in FIG. 9, a fine fibrous GNF 74 made of carbon is formed by a thermal CVD method in the portion where the auxiliary electrode 71 is exposed. The GNF 74 is formed by insulating the inner wall of the through-hole 72 of the cathode electrode 73 and insulating The layer 23 is removed to reach the exposed surface of the cathode electrode 73, and the auxiliary electrode 71 and the cathode electrode 73 are electrically short-circuited via the GNF 74.

引き続き、酸素ラジカル雰囲気下でＧＮＦ７４がトリミング処理されると、図１０に示すように、陰極電極７３の貫通孔７２の内壁や絶縁層２３が除去されて露出した陰極電極７３の面にＧＮＦ７４ａが電気的に接続された状態で形成され、電子源基板７０が得られる。   Subsequently, when the GNF 74 is trimmed in an oxygen radical atmosphere, as shown in FIG. 10, the GNF 74 a is electrically connected to the surface of the cathode electrode 73 exposed by removing the inner wall of the through hole 72 of the cathode electrode 73 and the insulating layer 23. Thus, the electron source substrate 70 is obtained.

次いで、図５に示すように、例えばＩＴＯをスパッタリング法や蒸着法によってガラス基板３１上に堆積して陽極電極３２を形成した後、蛍光体が陽極電極３２上に塗布されて蛍光体層３３が形成され、陽極基板３０が得られる。   Next, as shown in FIG. 5, for example, ITO is deposited on the glass substrate 31 by sputtering or vapor deposition to form the anode electrode 32, and then the phosphor is applied onto the anode electrode 32 to form the phosphor layer 33. As a result, the anode substrate 30 is obtained.

次いで、電子源基板７０と陽極基板３０とが一定の間隔で対向配置されるようスペーサが固着される（図示省略）。そして、封着されて真空排気された後、チップオフされて表示装置６０が得られる。   Next, a spacer is fixed so that the electron source substrate 70 and the anode substrate 30 are arranged to face each other at a constant interval (not shown). And after sealing and evacuating, the chip | tip is turned off and the display apparatus 60 is obtained.

なお、前述した製造方法において示した材質、寸法、手法等は一例であり、これらに限定されるものではない。例えば、図８に示された触媒層７５の厚さを変化させたり、熱ＣＶＤの反応時間を変化させたりすることにより、ＧＮＦ７４の生成量を制御することができる。   Note that the materials, dimensions, methods, and the like shown in the manufacturing method described above are examples, and the present invention is not limited to these. For example, the production amount of GNF 74 can be controlled by changing the thickness of the catalyst layer 75 shown in FIG. 8 or changing the reaction time of thermal CVD.

次に、本実施の形態の表示装置６０の動作について図５を用いて説明する。ただし、第１の実施の形態の表示装置１０と同様の動作であるので簡単に説明する。   Next, the operation of the display device 60 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. However, since it is the same operation as the display device 10 of the first embodiment, it will be briefly described.

まず、補助電極７１と陰極電極７３との間に補助電極電圧Ｖ１が印加され、陰極電極７３と陽極電極３２との間に陽極電圧Ｖ２が印加される。   First, the auxiliary electrode voltage V <b> 1 is applied between the auxiliary electrode 71 and the cathode electrode 73, and the anode voltage V <b> 2 is applied between the cathode electrode 73 and the anode electrode 32.

次いで、ＧＮＦ７４ａによって、電子が放出される。ＧＮＦ７４ａから放出された電子は、第１の軌道５１と第２の軌道５２とに大別された２つの軌道のいずれかを描いて陽極電極３２の方向に進む。   Next, electrons are emitted by the GNF 74a. The electrons emitted from the GNF 74 a travel in the direction of the anode electrode 32 while drawing one of two orbits roughly divided into a first orbit 51 and a second orbit 52.

そして、陽極電極３２の方向に進んだ電子は、蛍光体層３３を通過して蛍光体層３３が発光した後、陽極電極３２に到達する。このとき、これらの電子は、隣接画素間との中点Ｃ５、Ｃ６間の距離Ｂよりも小さい範囲に収まる。   Then, the electrons that have traveled in the direction of the anode electrode 32 reach the anode electrode 32 after passing through the phosphor layer 33 and emitting light from the phosphor layer 33. At this time, these electrons fall within a range smaller than the distance B between the midpoints C5 and C6 between adjacent pixels.

以上のように、本実施の形態の表示装置６０によれば、陰極電極７３の貫通孔７２の内壁や絶縁層２３が除去されて露出した陰極電極７３の面にＧＮＦ７４ａが電気的に接続された状態で形成され、陰極電極７３に対して補助電極７１が設けられた側とは異なる側に陽極基板３０を設ける構成としたので、上述の範囲Ｂよりも小さい範囲にＧＮＦ７４ａから放出された電子を収めることができ、画素間のピッチを従来のものよりも細かくすることができるので、従来のものよりも高精細化を図ることができる。   As described above, according to the display device 60 of the present embodiment, the GNF 74a is electrically connected to the surface of the cathode electrode 73 exposed by removing the inner wall of the through hole 72 of the cathode electrode 73 and the insulating layer 23. Since the anode substrate 30 is provided on a side different from the side where the auxiliary electrode 71 is provided with respect to the cathode electrode 73, electrons emitted from the GNF 74 a are smaller than the above range B. In addition, since the pitch between pixels can be made finer than that of the conventional device, higher definition than that of the conventional device can be achieved.

また、本実施の形態の表示装置６０によれば、新たな補助電極を設けることなく、前述の範囲Ｂよりも小さい範囲にＧＮＦ７４ａから放出された電子を収めることができるので、新たな補助電極を設けた際に発生する構造の複雑化、消費電力の増加、プロセスの煩雑化、製造コストの増加等の問題を回避することができ、簡単な構造で低コスト化を図ることができる。   Further, according to the display device 60 of the present embodiment, electrons emitted from the GNF 74a can be stored in a range smaller than the above-described range B without providing a new auxiliary electrode. Problems such as a complicated structure, increased power consumption, complicated processes, and increased manufacturing costs can be avoided, and the cost can be reduced with a simple structure.

また、本実施の形態の表示装置６０によれば、電子を放出する電子放出手段が炭素系材料で設けられるので、比較的低い電圧で電子を放出することができ、また、従来の製造方法をそのまま踏襲することができるので、製造コストを低く抑えることができる。   Further, according to the display device 60 of the present embodiment, since the electron emitting means for emitting electrons is provided by the carbon-based material, electrons can be emitted at a relatively low voltage, and the conventional manufacturing method can be used. Since it can be followed as it is, the manufacturing cost can be kept low.

なお、前述の実施の形態において、電子放出手段としてＧＮＦ７４ａを陰極電極７３に形成する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば触媒層７５の材料として鉄系の金属を用いてカーボンナノチューブを生成し、陰極電極７３に形成する構成としても同様の効果が得られる。   In the above-described embodiment, the example in which the GNF 74a is formed on the cathode electrode 73 as the electron emission means has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, the material of the catalyst layer 75 is iron-based. A similar effect can be obtained by forming a carbon nanotube using the above metal and forming it on the cathode electrode 73.

本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成図1 is a configuration diagram of a display device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施の形態に係る電子源基板において貫通孔形成のパターニング後の断面図Sectional drawing after patterning of through-hole formation in the electron source substrate according to the first embodiment of the present invention 本発明の第１の実施の形態に係る電子源基板において絶縁層を補助電極が露出するまで等方性エッチングをし、レジスト層を除去した後の断面図Sectional drawing after carrying out isotropic etching until an auxiliary electrode exposes an insulating layer and removing a resist layer in the electron source substrate according to the first embodiment of the present invention 本発明の第１の実施の形態に係る電子源基板において陰極の貫通孔の周囲にＧＮＦを形成した後の断面図Sectional drawing after forming GNF around the through-hole of the cathode in the electron source substrate according to the first embodiment of the present invention 本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成図The block diagram of the display apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る電子源基板において貫通孔形成のパターニング後の断面図Sectional drawing after patterning of through-hole formation in the electron source substrate which concerns on the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第２の実施の形態に係る電子源基板において絶縁層を補助電極が露出するまで等方性エッチングをした後の断面図Sectional drawing after carrying out isotropic etching until the auxiliary electrode exposes the insulating layer in the electron source substrate according to the second embodiment of the present invention 本発明の第２の実施の形態に係る電子源基板において触媒層を堆積し、レジスト層を除去した後の断面図Sectional drawing after depositing a catalyst layer and removing a resist layer in the electron source substrate according to the second embodiment of the present invention 本発明の第２の実施の形態に係る電子源基板において熱ＣＶＤ法によりＧＮＦを成長させ、陰極と補助電極とが電気的に短絡された状態を示す断面図Sectional drawing which shows the state by which GNF was grown by the thermal CVD method in the electron source substrate which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and the cathode and the auxiliary electrode were electrically short-circuited 本発明の第２の実施の形態に係る電子源基板においてＧＮＦがトリミング処理された後の状態を示す断面図Sectional drawing which shows the state after GNF is trimmed in the electron source substrate which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 従来の表示装置の構成図Configuration diagram of conventional display device

符号の説明Explanation of symbols

１０、６０ 表示装置
２０、７０ 電子源基板
２１、３１ ガラス基板
２２、７１ 補助電極
２３ 絶縁層
２４、７５ 触媒層
２５、７２ 貫通孔
２５ａ、７２ａ 窪み
２６、７３ 陰極電極
２７、７４ａ ＧＮＦ（電子放出手段）
２８ レジスト層
３０ 陽極基板
３２ 陽極電極
３３ 蛍光体層
７４、７４ｂ ＧＮＦ 10, 60 Display device 20, 70 Electron source substrate 21, 31 Glass substrate 22, 71 Auxiliary electrode 23 Insulating layer 24, 75 Catalyst layer 25, 72 Through hole 25a, 72a Depression 26, 73 Cathode electrode 27, 74a GNF (electron emission) means)
28 Resist layer 30 Anode substrate 32 Anode electrode 33 Phosphor layer 74, 74b GNF

Claims (8)

電子を引き出す補助電極と、前記電子を加速して捕捉する陽極電極とを備えた表示装置に使用される電子放出素子において、貫通孔を有する金属膜と、前記貫通孔の周囲に炭素系材料によって形成された電子放出手段とを備え、前記金属膜は、前記補助電極と前記陽極電極との間に所定の間隔をおいて設けられることを特徴とする電子放出素子。 In an electron-emitting device used in a display device including an auxiliary electrode for extracting electrons and an anode electrode for accelerating and capturing the electrons, a metal film having a through hole and a carbon-based material around the through hole An electron-emitting device comprising: the electron-emitting device formed, wherein the metal film is provided at a predetermined interval between the auxiliary electrode and the anode electrode. 請求項１に記載の電子放出素子を複数備えたことを特徴とする陰極。 A cathode comprising a plurality of the electron-emitting devices according to claim 1. 請求項２に記載の陰極と、前記陰極から電子を引き出す補助電極とを備え、前記補助電極は、前記陰極から所定の間隔をおいて対向配置されたことを特徴とする電子源基板。 3. An electron source substrate comprising: the cathode according to claim 2; and an auxiliary electrode for extracting electrons from the cathode, wherein the auxiliary electrode is disposed opposite to the cathode at a predetermined interval. 請求項３に記載の電子源基板と、前記電子源基板から放出された電子を加速して捕捉する陽極電極とを備え、前記陽極電極は、前記陰極に対して前記補助電極が設けられた側とは異なる側に前記陰極から所定の間隔をおいて対向配置されたことを特徴とする表示装置。 4. An electron source substrate according to claim 3, and an anode electrode for accelerating and capturing electrons emitted from the electron source substrate, wherein the anode electrode is a side on which the auxiliary electrode is provided with respect to the cathode. A display device, wherein the display device is disposed opposite to the cathode at a predetermined interval from the cathode. 電子を引き出す補助電極と、前記電子を加速して捕捉する陽極電極とを備えた表示装置に使用される電子放出素子の製造方法において、金属膜に貫通孔を形成するステップと、前記貫通孔の周囲に炭素系材料を設けるステップとを含むことを特徴とする電子放出素子の製造方法。 In a method for manufacturing an electron-emitting device used in a display device including an auxiliary electrode for extracting electrons and an anode electrode for accelerating and capturing the electrons, a step of forming a through-hole in a metal film; And a step of providing a carbon-based material around the method. 請求項５に記載の電子放出素子を製造するステップと、前記電子放出素子を複数配置するステップとを含むことを特徴とする陰極の製造方法。 6. A method for manufacturing a cathode, comprising: a step of manufacturing the electron-emitting device according to claim 5; and a step of arranging a plurality of the electron-emitting devices. 請求項６に記載の陰極を製造するステップと、前記陰極から電子を引き出す補助電極を前記陰極から所定の間隔をおいて対向配置するステップとを含むことを特徴とする電子源基板の製造方法。 A method of manufacturing an electron source substrate, comprising: manufacturing a cathode according to claim 6; and arranging an auxiliary electrode for extracting electrons from the cathode so as to face each other at a predetermined interval. 請求項７に記載の電子源基板を製造するステップと、前記電子源基板から放出された電子を加速して捕捉する陽極電極を前記陰極に対して前記補助電極が設けられた側とは異なる側に前記陰極から所定の間隔をおいて対向配置するステップとを含むことを特徴とする表示装置の製造方法。 A step of manufacturing the electron source substrate according to claim 7, and an anode electrode for accelerating and capturing electrons emitted from the electron source substrate on a side different from a side on which the auxiliary electrode is provided with respect to the cathode And a step of disposing the display device at a predetermined distance from the cathode.
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