JPH03261024A - Electron emitter and image display - Google Patents
Electron emitter and image displayInfo
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- JPH03261024A JPH03261024A JP2056515A JP5651590A JPH03261024A JP H03261024 A JPH03261024 A JP H03261024A JP 2056515 A JP2056515 A JP 2056515A JP 5651590 A JP5651590 A JP 5651590A JP H03261024 A JPH03261024 A JP H03261024A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/316—Cold cathodes having an electric field parallel to the surface thereof, e.g. thin film cathodes
- H01J2201/3165—Surface conduction emission type cathodes
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、同一基板上に表面伝導形電子放出素子及び変
調電極を形成した電子放出装置及び、これらを用いた画
像表示装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electron emitting device in which a surface conduction electron emitting device and a modulation electrode are formed on the same substrate, and an image display device using the same.
［従来の技術］
従来、電子線を利用した画像表示装置は、ブラウン管を
用いたＣＲＴ装置の他に（大面積フラットパネルデイス
プレィを目指すものとして）、（１）ラインカソードか
らの熱放出電子を変調するタイプ、
（２）極微細突起表面からの電界放出電子を変調するタ
イプ、
等が研究開発されてきている。[Prior Art] Conventionally, image display devices using electron beams, in addition to CRT devices using cathode ray tubes (aiming at large-area flat panel displays), have (1) used thermally emitted electrons from line cathodes; (2) A type that modulates field emission electrons from the surface of ultrafine protrusions, etc. have been researched and developed.
かかる（１）の手段としては、従来ＳＩＤ ８９゜ＤＩ
ＧＥＳＴ Ｐ２Ｏ３，”Ａ ４０ ｉｎ、 Ｍａｔｒｉ
ｘ−Ｄｒｉｖｅｎ ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｆ
ｌａｔ−Ｐａｎｅｌ ＣＲＴ”に記載されているように
、ラインカソードに対し薄板金属を各々独立して成形し
、これを変調、偏向電極として組みあげる構造となって
いる。これは、第４図に示すように、ラインカソード２
０から生じた熱電子が、走査電極２１とグリッド電極２
２に変調放出され、さらに、偏向電極２３．２４によっ
て偏向されて、電圧が印加されている蛍光体面２５に照
射され、画像表示を行う構造となっている。As a means for (1), conventional SID 89°DI
GEST P2O3,”A 40 in, Matri
x-Driven High Definition F
As described in "Lat-Panel CRT", the structure is such that thin metal sheets are individually molded for the line cathode and assembled as modulation and deflection electrodes.This is shown in Figure 4. As in, line cathode 2
Thermionic electrons generated from 0 are connected to the scanning electrode 21 and the grid electrode 2.
The structure is such that the light is modulated and emitted to the phosphor surface 25, which is further deflected by the deflection electrodes 23 and 24, and irradiated onto the phosphor surface 25 to which a voltage is applied, thereby displaying an image.
次に、前述（２）の手段としては、従来工ｎｆｏｒｍａ
−ｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ １／８９ ＰＩ３−Ｐ１
９°’Ａｄｖａｎｃｅｄ ｔｅｃｈ−ｎｏｌｏｇｙ ｆ
ｌａｔ ｃｏｌｄ−ｃａｔｈｏｄｅ ＣＲＴｓ”に記載
されているように、基板上に金属から成る極微細突起と
そこへ高電界を与えるためのゲート電極をｌｐｍ以下の
寸法に近接して配置する構造となっている。Next, as a means for the above-mentioned (2), the conventional method nforma
-tion Display 1/89 PI3-P1
9°'Advanced technology f
As described in "lat cold-cathode CRTs," the structure is such that ultra-fine projections made of metal on a substrate and gate electrodes for applying a high electric field are placed close to each other with dimensions of lpm or less. .
かかる構成は、第５図に示すように、基板上に厚さ約３
７４ ｐｍの絶縁層２７、その上に約１ｐｍ径の開口を
有したゲート電極２６を設け、さらに、金属から成る極
微細突起２８をゲート電極２６の開口径中心に配置し、
ゲート電極２６に印加した電圧により高電界を生じさせ
、極微細突起２８より電子流を生じさせるものである。Such a configuration is shown in FIG.
74 pm insulating layer 27, a gate electrode 26 having an opening with a diameter of about 1 pm is provided thereon, and an ultrafine protrusion 28 made of metal is placed at the center of the opening diameter of the gate electrode 26,
A high electric field is generated by the voltage applied to the gate electrode 26, and an electron flow is generated from the ultrafine protrusions 28.
また、かかる構成をした素子を、第６図に示すように複
数個設けて、一つの画素を形成する電子源とすることが
できる。ここで、第６図中、２９は極微細突起２８の裏
面に接続している水平走査電極、３０は第５図のゲート
電極２６に相当する垂直走査電極である。今、水平走査
電極２９と垂直走査電極３０に適当な電圧を印加すると
、極微細突起２８より電子が任意９選択的に放出される
。この放出電子を、真空容器とした対向板の蛍光体面３
１へ電圧印加により加速照射し、画像表示を行うことが
できる。Further, a plurality of elements having such a configuration can be provided as shown in FIG. 6 to form an electron source forming one pixel. Here, in FIG. 6, 29 is a horizontal scanning electrode connected to the back surface of the ultrafine protrusion 28, and 30 is a vertical scanning electrode corresponding to the gate electrode 26 in FIG. Now, when an appropriate voltage is applied to the horizontal scanning electrode 29 and the vertical scanning electrode 30, electrons are selectively emitted from the ultrafine protrusions 28. The emitted electrons are transferred to the phosphor surface 3 of the opposing plate in a vacuum container.
By applying a voltage to 1, accelerated irradiation can be performed, and an image can be displayed.
以上のような電子放出装置あるいは画像表示装置におい
ては、例えば、極微細突起２８の先端径寸法、ゲート電
極２６の開口径寸法、極微細突起２８とゲート電極２６
開口との位置関係等は、精密に制御される必要があり、
これらの精度にサブミクロン程度の不良が発生しても電
界放出の駆動に大電圧が必要になったり、更には、電界
放出しなくなる場合もある。In the electron emitting device or image display device as described above, for example, the diameter of the tip of the ultrafine protrusion 28, the opening diameter of the gate electrode 26, the diameter of the tip of the ultrafine protrusion 28 and the gate electrode 26,
The positional relationship with the opening etc. needs to be precisely controlled.
Even if a submicron level defect occurs in these precisions, a large voltage may be required to drive field emission, or even field emission may not occur.
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記従来例（１）では、電子放出部や変
調電極が各々独立した部材を組み立てる構造であるため
、次のような欠点があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional example (1), since the electron emitting section and the modulation electrode are each assembled from independent members, there are the following drawbacks.
■、電子光学的に変調電極の位置精度が重要であるが、
各独立部材を組み立てるために高精度化が難しい。■The positional accuracy of the modulation electrode is important for electro-optical purposes;
It is difficult to achieve high precision because each independent member is assembled.
■、パネル化のための真空封着熱過程や電子放出による
発熱により、電子放出部や変調電極が各々部材として独
立しているために熱変形し易く、表示画像の劣化を生じ
る。(2) Due to the vacuum sealing thermal process for forming a panel and the heat generated by electron emission, since the electron emission section and the modulation electrode are each independent members, they are easily thermally deformed, resulting in deterioration of the displayed image.
■、変調電極等内部構造体が独立しているため、真空パ
ネル中では放熱効率が悪く、熱変形の度合いが大きい。(2) Since the internal structures such as the modulation electrodes are independent, heat dissipation efficiency is poor in the vacuum panel, and the degree of thermal deformation is large.
■、変調電極等の部材が独立しているため、大面積化に
する場合重量による部材の変形が発生し、大版化が容易
でない。(2) Since members such as modulation electrodes are independent, when increasing the area, the members deform due to weight, making it difficult to increase the size.
また、上記従来例（２）では、電界放出に必要な高電界
を電子放出部先端に印加する必要があり、ゲート電極２
６を電子放出部（極微細突起２８）先端近傍に接近させ
た構造であるため、次のような欠点があった。In addition, in the conventional example (2), it is necessary to apply a high electric field necessary for field emission to the tip of the electron emission part, and the gate electrode 2
6 close to the tip of the electron emitting part (microscopic protrusion 28), there were the following drawbacks.
■、ゲート電極２６と電子放出部（極微細突起２８）先
端部の位置精度や寸法精度が１μｍ以下に厳しく限定さ
れ、構造上均一に多数の素子列を作製するのは難しい。(2) The positional accuracy and dimensional accuracy of the gate electrode 26 and the tips of the electron emitting portions (microscopic protrusions 28) are strictly limited to 1 μm or less, and it is difficult to fabricate a large number of uniform element arrays due to the structure.
以上のような問題点に鑑み、本発明の目的とするところ
は、構造上の位置精度２寸法精度等を向上させた電子放
出装置及び画像表示装置を提供することにある。In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an electron emitting device and an image display device that have improved structural positional accuracy, two-dimensional accuracy, and the like.
［課題を解決するための手段及び作用］本発明の特徴と
するところは、基板上に、電極間に電子放出部を有する
表面伝導形電子放出素子及びその上方に絶縁層を介して
変調電極を設け、かつ、該表面伝導形電子放出素子の電
子放出装置方の絶縁層及び変調電極が開口した構造とな
っている電子放出装置（Ａ）にある。[Means and effects for solving the problems] The present invention is characterized by providing a surface conduction electron-emitting device having an electron-emitting region between electrodes on a substrate, and a modulation electrode disposed above the surface-conduction electron-emitting device with an insulating layer interposed therebetween. The electron emitting device (A) has a structure in which the insulating layer and the modulation electrode on the electron emitting device side of the surface conduction electron emitting device are open.
また、基板上に、複数の表面伝導形電子放出素子を２本
の配線電極に並列接続したものを複数列設け、その上に
絶縁層を介して前記配線電極列に直交方向に変調電極を
設けてマトリックス構成とし、かつ、少なくとも表面伝
導形電子放出素子の電子放出装置方の絶縁層及び変調電
極が開口した構造となっている電子放出装置（Ｂ）にも
特徴がある。Furthermore, a plurality of rows of surface conduction electron-emitting devices connected in parallel to two wiring electrodes are provided on the substrate, and a modulation electrode is provided thereon in a direction perpendicular to the wiring electrode rows with an insulating layer interposed therebetween. The electron-emitting device (B) is also characterized in that it has a matrix structure and has a structure in which at least the insulating layer and modulation electrode of the electron-emitting device side of the surface conduction electron-emitting device are open.
さらには、前記電子放出装置（Ａ）又はＣＢ）の電子放
出側に、スペーサを介して放出電子の照射により画像を
表示する画像表示部材を対向配置させた真空パネル構造
の画像表示装置をも特徴とするものである。Furthermore, the image display device has a vacuum panel structure, in which an image display member for displaying an image by irradiating emitted electrons is disposed facing the electron emission side of the electron emission device (A) or CB) via a spacer. That is.
すなわち、本発明は、表面伝導形電子放出素子と絶縁層
を介した変調電極を同一基板に形成することによって、
部材の位置精度及び放熱の向上と、部材の変形を小さく
し、大版化を可能にした。That is, in the present invention, by forming a surface conduction electron-emitting device and a modulation electrode via an insulating layer on the same substrate,
This improves the positional accuracy and heat dissipation of parts, reduces the deformation of parts, and enables larger plates.
更に、表面伝導形電子放出素子を用いることによって、
構造及び製法が少々粗い寸法、精度となっても、十分な
る電子を放出する電子放出源を提供することができ、製
法上容易な構造とすることができるものである。Furthermore, by using surface conduction electron-emitting devices,
Even if the structure and manufacturing method are slightly rough in size and precision, it is possible to provide an electron emission source that emits sufficient electrons, and the structure can be easily manufactured.
［実施例］ 以下、実施例にて本発明を具体的に詳述する。[Example] Hereinafter, the present invention will be specifically explained in detail with reference to Examples.
第１〜３図に、本発明の実施例を示す。Embodiments of the present invention are shown in FIGS. 1-3.
第１図は、本発明の特徴を最も良く表わす電子放出装置
を用いた画像表示装置の断面図であり、同図においてｌ
は基板であるところの青板ガラス、２は基板上上に薄膜
技術によって形成された表面伝導形電子放出素子である
。４はかかる素子の電子放出部で、２ＩＬｍの電極ギャ
ップ３に配置されている。５は基板１上に形成された絶
縁層であり、電極ギャップ３上では開口を有している。FIG. 1 is a cross-sectional view of an image display device using an electron-emitting device that best represents the features of the present invention.
Reference numeral 2 is blue plate glass as a substrate, and 2 is a surface conduction type electron-emitting device formed on the substrate by thin film technology. Reference numeral 4 denotes an electron emitting portion of such an element, which is arranged in an electrode gap 3 of 2ILm. 5 is an insulating layer formed on the substrate 1, and has an opening above the electrode gap 3.
６は絶縁層５及び基板１の上に薄膜で形成された変調電
極であるところのグリッドであり、電極ギャップ３上で
開口を有している。７は青板ガラスから成る蛍光体８と
メタルバック９が表面に形成されたフェイスプレートで
あり、フリットガラス１０でスペーサ１１を介して基板
１と封着されパネルを構成する。また、表面伝導形電子
放出素子２、グリッド６、メタルバック９においては、
封着パネルの外側へ、電気的な配線が取り出されている
。A grid 6 is a modulation electrode formed as a thin film on the insulating layer 5 and the substrate 1, and has an opening above the electrode gap 3. A face plate 7 has a phosphor 8 made of blue plate glass and a metal back 9 formed on its surface, and is sealed to the substrate 1 with a frit glass 10 via a spacer 11 to form a panel. Furthermore, in the surface conduction electron-emitting device 2, the grid 6, and the metal back 9,
Electrical wiring is taken out to the outside of the sealing panel.
かかる封着パネル内を真空排気して、電極ギャップ３に
電圧を印加すると、電子放出材４から電子が放出される
。ここで、メタルバック９に電極ギャップ３に対してプ
ラスの高電圧を印加すると、放出電子は蛍光体８へ照射
し輝点が生じる。更に、グリッド６に適当な電圧を印加
し、これをオン・オフすることによって、放出電子が蛍
光体８に照射するか、または、表面伝導形電子放出素子
２に再び吸い込まれることによって、蛍光体８での輝点
を制御することができる。When the interior of the sealing panel is evacuated and a voltage is applied to the electrode gap 3, electrons are emitted from the electron emitting material 4. Here, when a high voltage positive with respect to the electrode gap 3 is applied to the metal back 9, the emitted electrons irradiate the phosphor 8 and a bright spot is generated. Furthermore, by applying an appropriate voltage to the grid 6 and turning it on and off, the emitted electrons either irradiate the phosphor 8 or are sucked into the surface conduction electron-emitting device 2 again, thereby causing the phosphor to emit electrons. The bright spot at 8 can be controlled.
第２図は、第１図で示した本発明の電子放出装置を用い
た画像表示装置を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an image display device using the electron-emitting device of the present invention shown in FIG.
尚、説明上、フェイスプレート７、フリットガラス１０
．スペーサ１１は、部分的に切り取って示しである。For the purpose of explanation, face plate 7, frit glass 10
．． Spacer 11 is shown partially cut away.
この図において１２は基板１上に平行に千鳥配置された
表面伝導形電子放出素子の電極を接続する配線電極であ
り、かかる素子を配線電極間で並列に配置接続し、電極
ギャップ３に対し配線電極ラインごとに順次電圧を印加
することができる。また、１３は真空排気のために真空
ポンプと封着パネル内とを接続するための真空排気管で
あり、ガラス管から成っている。１４は真空排気管１３
を封止した後封着パネル内を更に高真空にするため、抵
抗可熱により気体吸着材を蒸発させるところのゲッター
である。１５はメタルバック９を封着パネル外へ電気的
に取り出すための高圧電極である。さらに、１６は表面
伝導形電子放出素子２及びグリッド６へ、外部の駆動装
置から電気信号を送るために接続されたフレキシブルリ
ードである。In this figure, reference numeral 12 denotes wiring electrodes that connect the electrodes of surface conduction electron-emitting devices arranged in parallel in a staggered manner on the substrate 1. Such devices are arranged and connected in parallel between the wiring electrodes, and the wiring Voltage can be applied sequentially to each electrode line. Further, 13 is a vacuum exhaust pipe for connecting a vacuum pump and the inside of the sealing panel for evacuation, and is made of a glass tube. 14 is a vacuum exhaust pipe 13
This is a getter that evaporates the gas adsorbent using resistance heating to create a higher vacuum inside the sealed panel after sealing. 15 is a high voltage electrode for electrically taking out the metal back 9 to the outside of the sealing panel. Furthermore, 16 is a flexible lead connected to the surface conduction type electron-emitting device 2 and the grid 6 for sending an electric signal from an external drive device.
また、第２図に示されるように、並列した表面伝導形電
子放出素子２とグリッド６の列とは、各々直角に交差し
たマトリックス構造となるように構成されている。Further, as shown in FIG. 2, the rows of surface conduction electron-emitting devices 2 and grids 6 arranged in parallel are arranged in a matrix structure in which they intersect each other at right angles.
すなわち、素子の配線電極１２によって並列に接続され
た表面伝導形電子放出素子２の列に対し、絶縁層５を介
して電子放出部である電極ギャップ３上に開口を有する
グリッド６の列が直交して形成されている。ここで、グ
リッド６の列は、表面伝導形電子放出素子２の列に直交
したひと並びの素子を覆ったマトリックスとなっている
。今、メタルバック９に高電圧を印加しておき、配線電
極１２の千鳥配線列に順次電圧な印加掃印し、表面伝導
形電子放出素子２を線順次に電子放出させる。次に、グ
リッド６列に任意の信号電圧を順次印加することによっ
て、蛍光面８へ照射される放出電子が変調され、蛍光面
発光による任意の画像表示をすることができる。That is, a row of grids 6 having openings on electrode gaps 3, which are electron emitting parts, are perpendicular to rows of surface conduction electron-emitting devices 2 connected in parallel by wiring electrodes 12 of the devices. It is formed as follows. Here, the rows of the grid 6 form a matrix covering a row of elements perpendicular to the row of surface conduction electron-emitting devices 2. Now, a high voltage is applied to the metal back 9, and the voltage is sequentially applied to the staggered wiring rows of the wiring electrodes 12, causing the surface conduction electron-emitting devices 2 to emit electrons line-by-line. Next, by sequentially applying arbitrary signal voltages to the grid 6 rows, the emitted electrons irradiated onto the phosphor screen 8 are modulated, and an arbitrary image can be displayed by emitting light from the phosphor screen.
次に、本発明の電子放出装置及び画像表示装置の製造方
法及び構造を、第３図■〜■及び第２図によって具体的
に説明する。Next, the manufacturing method and structure of the electron emitting device and image display device of the present invention will be specifically explained with reference to FIGS. 3-3 and FIG.
第３図は、本発明の電子放出装置、すなわち同一基板１
上に形成される表面伝導形電子放出素子２及び変調電極
であるグリッド６の製造工程を示す図であり、以下順に
説明する。FIG. 3 shows the electron emitting device of the present invention, that is, the same substrate 1
It is a figure showing the manufacturing process of the surface conduction type electron-emitting device 2 and the grid 6 which is a modulation electrode formed on the top, and will be explained in order below.
■、先ず、清浄化した青板ガラスから成る基板１上に、
ネガ型ホトレジストＲＤ２００ＯＮ−１０（日立化成社
製）をスピンナーにより回転塗布、ベークした後、Ｄｅ
ｅｐＵＶコンタクトマスクアライナ−によりホトマスク
像を露光、現像、乾燥して、約２叩幅の電極ギャップと
なるべきホトレジストパターン１７を形成する。■First, on the substrate 1 made of cleaned blue plate glass,
After spin-coating and baking a negative photoresist RD200ON-10 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), De
The photomask image is exposed to light using an epUV contact mask aligner, developed, and dried to form a photoresist pattern 17 having an electrode gap of approximately 2 tap widths.
そして、抵抗加熱真空蒸着法により、厚さ１０００人の
Ｎｉ／厚さ５０人のＴｊを、表面伝導形電子放出素子の
画電極１８用として堆積する。Then, by a resistance heating vacuum evaporation method, a layer of Ni with a thickness of 1000 layers and Tj with a thickness of 50 layers is deposited for the picture electrode 18 of the surface conduction electron-emitting device.
００次に、ホトレジストパターン■７を有機溶剤で溶解
して、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリフトオフし、電極ギャップ
３を有する素子電極１８を形成する。00 Next, the photoresist pattern 7 is dissolved with an organic solvent, the Ni/Ti deposited film is lifted off, and the device electrode 18 having the electrode gap 3 is formed.
◎、その後、電極ギャップ３及びこの近傍に開口を有す
るように、膜厚１０００人のＣｒ堆積膜１９をパターニ
ングし、その上に有機Ｐｄ（ＣＣＰ４２３０奥野製薬■
社製）をスピンナーにより回転塗布、焼成して、Ｐｄ微
粒子から成る電子放出材４、配置する。◎, After that, the Cr deposited film 19 with a thickness of 1000 is patterned so as to have an opening in the electrode gap 3 and the vicinity thereof, and an organic Pd (CCP4230 Okuno Pharmaceutical ■
Electron emitting material 4 made of Pd fine particles is placed by spin coating (manufactured by Co., Ltd.) using a spinner and baking.
００次に、Ｃｒ堆積膜１９を酸エッチャントによりウェ
ットエッチして取り除き、電子放出材４をバターニング
する。00 Next, the Cr deposited film 19 is removed by wet etching with an acid etchant, and the electron emitting material 4 is patterned.
０１次に、この上に厚さ２０．０００大のＡｊ？／厚さ
１０００人のＣｒを真空堆積法で成膜し、フォトリソ１
２
エツチング法によりパターニングして素子の配線電極１
２を形成する。01 Next, add Aj? with a thickness of 20.000 on top of this. A Cr film with a thickness of 1000 mm was formed by vacuum deposition, and patterned by photolithography and etching to form wiring electrodes of the device.
form 2.
■、更にこの上に、厚さ８５．０００人のＳｉＯ□から
成る絶縁層５と、厚さ１０００人のＣｒ／厚さ２０．０
００人のＮｉ／厚さ１００ＯＡのＣｒ／厚さ１０．００
０人のＡＩ！から成るグリッド６を順次真空堆積する。■Furthermore, on top of this, an insulating layer 5 made of SiO
00 Ni/thickness 100OA Cr/thickness 10.00
0 AIs! A grid 6 consisting of the following is sequentially vacuum deposited.
０１次に、フォトリソエツチングにより、電極ギャップ
３上に１９０ ｐｍＸ ３４ＩＬｍの長方形の開口を設
けるように、５ｉＯｚ及びＯｒ／Ｎｉ／Ｃ：ｒ／Ａｊ２
をバターニングして、絶縁層５及びグリッド６を形成し
た。01 Next, 5iOz and Or/Ni/C:r/Aj2 were formed by photolithography to provide a rectangular opening of 190 pm x 34ILm above the electrode gap 3.
was patterned to form an insulating layer 5 and a grid 6.
以上の工程は、同一基板上に表面伝導形電子放出素子２
、絶縁層５、グリッド６を順次形成する構造であるため
、薄膜、フォトリソグラフィ。The above process is performed by disposing two surface conduction electron-emitting devices on the same substrate.
, the insulating layer 5 and the grid 6 are sequentially formed, so thin film and photolithography are used.
エツチング等の技術を用いることができる。従って、各
部材の材料に自由度があり、寸法精度９位置精度も半導
体装置製造程度の高精度を得ることができる。また、フ
ォトリソグラフィにおいては、ステップアンドスキャン
タイプのような大基板用マスクアライナ−を用いること
で、容易に大面積化することができる。Techniques such as etching can be used. Therefore, there is a degree of freedom in the materials of each member, and the dimensional accuracy and positional accuracy can be as high as that of semiconductor device manufacturing. Furthermore, in photolithography, by using a mask aligner for large substrates such as a step-and-scan type, it is possible to easily increase the area.
更に、前述において表面伝導形電子放出素子２の電極ギ
ャップ３の幅を２ｇｍとしたが、寸法精度として２ＩＬ
ｍ±ｌｐｍ程度であれば特性上何ら問題のない電子源が
得られる。また、グリッド６の開口においても１９０
ｐｍＸ ３４ｐｍに対し±４μｍ程度であれば、駆動電
圧が若干変動するものの十分に変調することができる。Furthermore, in the above, the width of the electrode gap 3 of the surface conduction electron-emitting device 2 was set to 2gm, but the dimensional accuracy was set to 2IL.
If it is about m±lpm, an electron source with no problems in terms of characteristics can be obtained. Also, the opening of the grid 6 is also 190
If it is approximately ±4 μm with respect to pmX 34 pm, sufficient modulation can be achieved although the driving voltage will vary slightly.
また、絶縁層５においても厚さ８．５ＩＬｒｒｌから１
２ｐｍの間であれば、同様に駆動上十分に変調すること
ができる。Also, the thickness of the insulating layer 5 is 8.5 ILrrl to 1
Between 2 pm and 2 pm, sufficient modulation can be achieved for driving.
上記各寸法範囲内であれば、実際に同様の蛍光面の輝点
な得ることができた。As long as the dimensions were within the above-mentioned ranges, similar bright spots on the phosphor screen could actually be obtained.
前述の様にして作製した電子放出装置を、第２図に示す
ように、フェイスプレート７とスペーサ】１をフリット
ガラス１０により封着し、封着パネルとした。尚、フリ
ットガラスｌＯの封着は、４３０°Ｃにて１時間の焼成
により実施したが、配線電極１２、電極ギャップ３．絶
縁層５．グリッド６のいずれも、応力によって剥離した
り、位置ずれを生じるようなことはなかった。また、ス
ペーサ１１の高さは４ｍｍとした。As shown in FIG. 2, the electron-emitting device produced as described above was sealed with a face plate 7 and a spacer 1 using a frit glass 10 to form a sealed panel. The frit glass IO was sealed by baking at 430° C. for 1 hour, but the wiring electrode 12 and the electrode gap 3. Insulating layer 5. None of the grids 6 peeled off or shifted due to stress. Further, the height of the spacer 11 was set to 4 mm.
次に、真空排気管１３より真空ポンプにて封着パネル内
を真空引きし、その後、かかる状態でパネルをベークし
て吸着ガスを脱ガスさせた後、真空排気管１３をガスバ
ーナーにて溶着封止した。更に、ゲッター１４に通電し
て気体吸着材を蒸発させ、封着パネル内を高真空（約１
ｘ １Ｏ−６Ｔｏｒｒ）とした。Next, the inside of the sealing panel is evacuated with a vacuum pump through the vacuum exhaust pipe 13, and then the panel is baked in this state to degas the adsorbed gas, and then the vacuum exhaust pipe 13 is welded with a gas burner. Sealed. Furthermore, the getter 14 is energized to evaporate the gas adsorbent, creating a high vacuum (approximately 1
x 1O-6Torr).
最後に、配線電極１２及びグリッド６の封着パネル外へ
取り出された部分に、フレキシブルリード１６を接続し
た。Finally, flexible leads 16 were connected to the wiring electrodes 12 and the portions of the grid 6 taken out from the sealing panel.
以上の様にして、本実施例の画像表示装置は作製される
。尚、表面伝導形電子放出素子の配列ピッチは、７２０
ＩＬｍＸ ６９０ ＩＬｍとした。In the manner described above, the image display device of this example is manufactured. The arrangement pitch of the surface conduction electron-emitting devices is 720
ILmX 690 ILm.
以上のようにして作製された画像表示装置において、素
子の配線電極１２に並列接続した電極ギャップ３に対し
、線順次に１４Ｖ掃印し、グリッド６列へは、任意にＯ
■又は−５０Ｖを印加し、メタルバック９へは＋６ＫＶ
印加したところ、表面伝導形電子放出素子２の１素子に
対し１画素が蛍光面輝点として変調制御でき、任意の画
像表示が可能であった。この時の蛍光面の輝点形状はほ
ぼ楕円形であり、７２０ Ｘ ６９０ ｇｍの長方形よ
りもやや小さい寸法であった。また、本条件により得ら
れた放出電流量は１画素当り約１枇Ａであった。In the image display device manufactured as described above, a 14V sweep is applied line-by-line to the electrode gap 3 connected in parallel to the wiring electrode 12 of the element, and an arbitrary voltage of 14V is applied to the grid 6 columns.
■Or apply -50V, +6KV to metal back 9
When the voltage was applied, one pixel per element of the surface conduction electron-emitting device 2 could be modulated and controlled as a bright spot on the phosphor screen, and any image display could be performed. The shape of the bright spot on the phosphor screen at this time was approximately elliptical, with dimensions slightly smaller than a rectangle of 720 x 690 gm. Further, the amount of emitted current obtained under these conditions was about 1 A per pixel.
また、本画像表示装置の全電子源を任意に駆動した場合
、徐々に表面伝導形電子放出素子からの発熱により基板
１の温度が上昇する。しかし、基板１の裏面に適当なヒ
ートシンクを接着しておけば、基板（の裏面全域に渡っ
て放熱が行われるため、基板１における温度上昇の均一
化が図れ、蓄熱量も非常に小さく（約４０°Ｃ程度以下
）することができた。Further, when all the electron sources of the present image display device are driven arbitrarily, the temperature of the substrate 1 gradually rises due to heat generation from the surface conduction electron-emitting devices. However, if a suitable heat sink is attached to the back surface of the board 1, heat will be dissipated over the entire back surface of the board, so the temperature rise in the board 1 will be uniform, and the amount of heat storage will be very small (approximately (approximately 40°C or less).
また、この時の発熱、蓄熱による表面伝導形電子放出素
子２やグリッド６の位置ズレ、変形は、画像表示上全く
発生していない。Furthermore, no positional shift or deformation of the surface conduction electron-emitting device 2 or the grid 6 due to heat generation or heat accumulation occurs in the image display.
［発明の効果］
以上説明したように、本発明の電子放出装置及び画像表
示装置によれば、同一基板上に表面伝導形電子放出素子
と絶縁層を介したグリッド電極を５
６
形成した構造とし、あるいは、これらをマトリックス化
して真空封着パネルとした画像表示装置とすることによ
って、
■、電子源及び変調電極の寸法及び位置精度を半導体装
置製造程度まで高めることができる。[Effects of the Invention] As explained above, the electron emitting device and image display device of the present invention have a structure in which surface conduction electron emitting devices and 5 6 grid electrodes are formed on the same substrate with an insulating layer interposed therebetween. Alternatively, by forming an image display device by forming a matrix of these into a vacuum sealed panel, (1) the dimensions and positional accuracy of the electron source and modulation electrode can be improved to the level of semiconductor device manufacturing.
■、パネル化のための真空封着熱過程、電子放出による
発熱等による各部材の熱変形や相対的位置ズレが小さく
、表示画像の劣化が無い。(2) There is little thermal deformation or relative positional shift of each member due to the vacuum sealing thermal process for forming a panel, heat generation due to electron emission, etc., and there is no deterioration of the displayed image.
■１発熱部である電子源や変調電極（グリッド）のよう
な内部構造体が、基板上に直接形成され、この基板の裏
面から直接ヒートシンク等により均一に高効率で大気へ
放熱することができるため、各部材の熱変形の度合が小
さい。■1 Internal structures such as electron sources and modulation electrodes (grids), which are heat generating parts, are formed directly on the substrate, and heat can be radiated uniformly and efficiently to the atmosphere from the back side of the substrate directly by a heat sink, etc. Therefore, the degree of thermal deformation of each member is small.
■、電子源や変調電極を同一基板上に形成するために、
−皮形成されてしまえば基本的に各部材の相対的な位置
ずれがなく、大面積化時でも問題にならない。■In order to form the electron source and modulation electrode on the same substrate,
- Once the skin is formed, there is basically no relative displacement of each member, and there is no problem even when the area is increased.
■１表面伝導形電子放出素子を用いることによって、電
子源の電極寸法精度が士数ミクロン程度と比較的粗くて
も良く、また、変調電極との相対的位置精度も同じく比
較的粗くても同様な蛍光面輝点を得ることができる。■1 By using a surface conduction electron-emitting device, the dimensional accuracy of the electrode of the electron source can be relatively rough, on the order of a few microns, and the relative positional accuracy with the modulation electrode can also be relatively rough. It is possible to obtain bright spots on the phosphor screen.
■１画像表示装置においては、１画素につき１電子源が
対応する構成であるために、偏向電極が不要であり、ま
た、変調電極の位置２寸法、駆動法を変えることによっ
て、蛍光面の輝点寸法を設計制御することができる。■In a single-image display device, one pixel corresponds to one electron source, so there is no need for a deflection electrode, and by changing the position, two dimensions, and driving method of the modulation electrode, the brightness of the phosphor screen can be changed. Point dimensions can be designed and controlled.
というような、従来技術だけでは両立することのできな
い効果を得ることができた。We were able to obtain effects that could not be achieved using conventional technology alone.
第１図は、本発明の電子放出装置及び画像表示装置の断
面図である。
第２図は、本発明の電子放出装置及び画像表示装置の斜
視図である。
第３図は■〜■は、本発明の電子放出装置の製造工程図
である。
第４．５．６図は、従来例電子放出装置及び画像表示装
置を示す図である。
１・・・基板 ２・・・表面伝導形電子放出
素子３・・・電極ギャップ
５，２７・・・絶縁層
７・・・フェイスプレート
９・・・メタルバック
１１・・・スペーサ
１３・・・真空排気管
１５・・・高圧電極
１７・・・ホトレジストパターン
１９・・・堆積膜
２３、２４・・・偏向電極
２８・・・極微細突起
３０・・・垂直走査電極
４・・・電子放出材
６．２２・・・変調電極（グリッド）
８、２５．３１・・・蛍光体
１０・・・フリットガラス
１２・・・配線電極
１４・・・ゲッター
１６・・・フレキシブルリード
１８・・・表面伝導形電子放出素子
の電極
２０・・・ラインカソード
２１・・・走査電極
２６・・・ゲート電極
２９・・・水平走査電極FIG. 1 is a sectional view of an electron emitting device and an image display device of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the electron emitting device and image display device of the present invention. In FIG. 3, (1) to (2) are manufacturing process diagrams of the electron-emitting device of the present invention. FIG. 4.5.6 is a diagram showing a conventional electron emitting device and an image display device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Substrate 2...Surface conduction electron-emitting device 3...Electrode gap 5, 27...Insulating layer 7...Face plate 9...Metal back 11...Spacer 13... Vacuum exhaust pipe 15...High voltage electrode 17...Photoresist pattern 19...Deposited films 23, 24...Deflection electrode 28...Ultra-fine protrusion 30...Vertical scanning electrode 4...Electron emitting material 6.22... Modulation electrode (grid) 8, 25.31... Phosphor 10... Frit glass 12... Wiring electrode 14... Getter 16... Flexible lead 18... Surface conduction Electrode 20 of type electron-emitting device...Line cathode 21...Scanning electrode 26...Gate electrode 29...Horizontal scanning electrode
Claims (3)
形電子放出素子及びその上方に絶縁層を介して変調電極
を設け、かつ、該表面伝導形電子放出素子の電子放出部
上方の絶縁層及び変調電極が開口した構造となっている
ことを特徴とする電子放出装置。(1) A surface conduction type electron-emitting device having an electron-emitting region between the electrodes and a modulation electrode provided above the substrate with an insulating layer interposed therebetween; An electron-emitting device characterized in that an insulating layer and a modulation electrode have an open structure.
の配線電極に並列接続したものを複数列設け、その上に
絶縁層を介して前記配線電極列に直交方向に変調電極を
設けてマトリックス構成とし、かつ、少なくとも表面伝
導形電子放出素子の電子放出部上方の絶縁層及び変調電
極が開口した構造となっていることを特徴とする電子放
出装置。(2) A plurality of rows of surface conduction electron-emitting devices connected in parallel to two wiring electrodes are provided on the substrate, and a modulation electrode is provided on the substrate in a direction perpendicular to the wiring electrode rows through an insulating layer. What is claimed is: 1. An electron-emitting device characterized in that the electron-emitting device has a matrix configuration, and has a structure in which at least an insulating layer and a modulation electrode above an electron-emitting portion of a surface-conduction electron-emitting device are open.
子放出側に、スペーサを介して放出電子の照射により画
像を表示する画像表示部材を対向配置させた真空パネル
構造を特徴とする画像表示装置。(3) The electron-emitting device according to claim (1) or (2) is characterized by a vacuum panel structure in which an image display member for displaying an image by irradiation with emitted electrons is disposed facing the electron-emitting side of the electron-emitting device via a spacer. image display device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2056515A JPH03261024A (en) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | Electron emitter and image display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2056515A JPH03261024A (en) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | Electron emitter and image display |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03261024A true JPH03261024A (en) | 1991-11-20 |
Family
ID=13029260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2056515A Pending JPH03261024A (en) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | Electron emitter and image display |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03261024A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5525861A (en) * | 1993-04-30 | 1996-06-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Display apparatus having first and second internal spaces |
| US5869919A (en) * | 1994-06-09 | 1999-02-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Air cooling for flat panel displays |
| KR100385009B1 (en) * | 1997-03-21 | 2003-08-21 | 파텐트-트로이한트-게젤샤프트 퓌어 엘렉트리쉐 글뤼람펜 엠베하 | Flat radiator |
| US7074102B2 (en) | 2003-06-16 | 2006-07-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing electron-emitting device, method of manufacturing electron source, and method of manufacturing image display device |
| US7321192B2 (en) | 2004-10-26 | 2008-01-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Image display apparatus |
| US7400099B2 (en) | 2006-05-19 | 2008-07-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Flat panel image display device |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP2056515A patent/JPH03261024A/en active Pending
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| US7321192B2 (en) | 2004-10-26 | 2008-01-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Image display apparatus |
| US7400099B2 (en) | 2006-05-19 | 2008-07-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Flat panel image display device |
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