JPH01112631A - 電子放出素子及びその製造方法 - Google Patents
電子放出素子及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH01112631A JPH01112631A JP62269393A JP26939387A JPH01112631A JP H01112631 A JPH01112631 A JP H01112631A JP 62269393 A JP62269393 A JP 62269393A JP 26939387 A JP26939387 A JP 26939387A JP H01112631 A JPH01112631 A JP H01112631A
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- JP
- Japan
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- electron
- electrodes
- electron emitting
- emitting
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野１
本発明は、電子放出素子及びその製造方法に関するもの
である。
である。
［従来の技術］
従来、簡ｒｐな構造で電子の放出が得られる素子として
、例えば、エム アイ エリンソン （Ｍ、ｒ。
、例えば、エム アイ エリンソン （Ｍ、ｒ。
Ｅｌｉｎｓｏｎ）等によって発表された冷陰極素子が知
られている［ラジオ エンジニアリング エ し クト
ロン フィジックス（Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ、 Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ。
られている［ラジオ エンジニアリング エ し クト
ロン フィジックス（Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ、 Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ。
Ｐｈｙｓ、）第１０巻、 １２９０〜１２９６頁、 １
９６５年］。
９６５年］。
これは、基板りに形成された小面積の薄膜に、膜面にモ
行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を利
用するもので、一般には表面伝導形放出素子と呼ばれて
いる。
行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を利
用するもので、一般には表面伝導形放出素子と呼ばれて
いる。
この表面伝導形放出素子としては、前記エリンソンＴに
より開発された５ｎ０２（Ｓｂ）薄１１Ｑを用いたもの
、Ａ ｕ １．ｈ Ｉｌ’ｌ’によるもの［ジー、ディ
トマー°゛スイン ソリド フィルムス” （Ｇ、Ｄｉ
ｔｔｍｅｒ： ”Ｔｈ１ｎＳｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ
” 、 ９巻、３１７頁、 （１９７２年）］。
より開発された５ｎ０２（Ｓｂ）薄１１Ｑを用いたもの
、Ａ ｕ １．ｈ Ｉｌ’ｌ’によるもの［ジー、ディ
トマー°゛スイン ソリド フィルムス” （Ｇ、Ｄｉ
ｔｔｍｅｒ： ”Ｔｈ１ｎＳｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ
” 、 ９巻、３１７頁、 （１９７２年）］。
Ｉ Ｔｏ ７Ｘ、ｈ ＩｌｑによるものＣエム ハート
ウェル アンド シー ジー フォンスタッド“アイ
イーイー イー トランス″イー デイ−コンフ（Ｍ、
Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ，Ｇ、Ｆｏｎｓｔａ
ｄ： ”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ。
ウェル アンド シー ジー フォンスタッド“アイ
イーイー イー トランス″イー デイ−コンフ（Ｍ、
Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ，Ｇ、Ｆｏｎｓｔａ
ｄ： ”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ。
ＥＤ Ｃｏｎｆ、” ）５１９頁、 （１９７５年）］
、カーボン薄膜によるもの［荒木久他：゛°真空″、第
２６巻、第１号、２２頁、 （１９８３年）］などが報
告されている。
、カーボン薄膜によるもの［荒木久他：゛°真空″、第
２６巻、第１号、２２頁、 （１９８３年）］などが報
告されている。
これらの表面伝導形放出素子の典型的な素子構成を第３
図に示す。同図において、■および２は電気的接続を得
る為の電極、３は電子放出材料で形成される薄膜、４は
電子放出部、５は基板を示す。
図に示す。同図において、■および２は電気的接続を得
る為の電極、３は電子放出材料で形成される薄膜、４は
電子放出部、５は基板を示す。
従来、これらの表面伝導形放出素子においては、電子放
出を行う前にあらかしめフォーミンクと呼ばれる通電加
熱処理によって電子放出部を形成する。即ち、前記電極
ｌと電極２の間に電圧を印加する！１丁により、薄膜３
に通電し、これにより発生するジュール熱で薄膜３を局
所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗
な状態にした電子放出部４を形成することにより電子放
出機能を得ている。
出を行う前にあらかしめフォーミンクと呼ばれる通電加
熱処理によって電子放出部を形成する。即ち、前記電極
ｌと電極２の間に電圧を印加する！１丁により、薄膜３
に通電し、これにより発生するジュール熱で薄膜３を局
所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗
な状態にした電子放出部４を形成することにより電子放
出機能を得ている。
［発明が解決しようとしている問題点］しかしながら、
上記従来例では電子放出素子として応用する場合、次の
様な欠点があった。
上記従来例では電子放出素子として応用する場合、次の
様な欠点があった。
（１）高電圧をかけてフォーミングを行うため、薄膜の
電子放出機能外の部分に電気伝導度の低下などの劣化が
見られる。
電子放出機能外の部分に電気伝導度の低下などの劣化が
見られる。
（２）フォーミングによって形成される電子放出部の位
置が素子によってばらつきがちである。
置が素子によってばらつきがちである。
（３）フォーミングの条件などにより、素子の形状が制
限される。
限される。
以上の様な問題点があるため、表面伝導形放出泰子は、
素子構造が簡単である、電子放出効率が高いなどの利点
があるにもかかわらず、産業」二積極的に応用されるに
は至っていなかった。
素子構造が簡単である、電子放出効率が高いなどの利点
があるにもかかわらず、産業」二積極的に応用されるに
は至っていなかった。
本発明の目的は、この様な従来の欠点を解決し、応用に
使い易い電子放出素子及びその製造方法を提供すること
である。
使い易い電子放出素子及びその製造方法を提供すること
である。
［問題点を解決するための手段］
即ち、本発明は電子放出部を有する薄膜を基板」二に設
けた電子放出素子において１通電加熱処理によって電子
放出部を形成するための電極と電子放出部に放出電流を
供給するための電極とを有することを特徴とする電子放
出素子である。
けた電子放出素子において１通電加熱処理によって電子
放出部を形成するための電極と電子放出部に放出電流を
供給するための電極とを有することを特徴とする電子放
出素子である。
更に本発明は電子放出部を有する薄膜を基板上に設けた
電子放出素子を製造する方法において、薄膜の作成後に
電子放出部を形成するための電極を設け、通電加熱処理
によって電子放出部を形成し、更に電子放出部に放出電
流を供給するための電極を電子放出部の両側に設けるこ
とを特徴とする電子放出素子の製造方法である。
電子放出素子を製造する方法において、薄膜の作成後に
電子放出部を形成するための電極を設け、通電加熱処理
によって電子放出部を形成し、更に電子放出部に放出電
流を供給するための電極を電子放出部の両側に設けるこ
とを特徴とする電子放出素子の製造方法である。
［実施例］
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の電子放出素子の一例を
示すモ面図及び断面図であり、同図において１．２はフ
ォーミングを行うための電極、３は薄膜、４はフォーミ
ングによって形成される電子放出部、５は基板、６．７
は駆動用の電極である。
示すモ面図及び断面図であり、同図において１．２はフ
ォーミングを行うための電極、３は薄膜、４はフォーミ
ングによって形成される電子放出部、５は基板、６．７
は駆動用の電極である。
電極１．２間に電圧を印加することによって薄膜３内に
電子放出部４を形成し、その後蒸着した電極６．７間に
電圧を印加することによって電子放出部４から放出電流
を得る。
電子放出部４を形成し、その後蒸着した電極６．７間に
電圧を印加することによって電子放出部４から放出電流
を得る。
本例ではＬ１＝ ０．５ｍｍ 、 ＬＨ・＝ ３０ＩＬ
ｍ、 ｌ ＝ ０．３ｍｍ 。
ｍ、 ｌ ＝ ０．３ｍｍ 。
Ｗ＝ ５ｍｍ、 ω＝０．１ｍｍとした。
従来、基板としてソーダガラスを用いると電子放出部の
位置が素子によって犬きくばらついていた。ばらつきを
なくすために薄Ｉｔ！２不ツタ部分を短くするとフォー
ミングに要する熱がフォーミング用の電極に逃げるため
、更に電力増大が必要となり、ガラス基板の割れが生じ
る。そこで、歩留まりや再現性を考慮すると第１図にお
いて２：０．３ｍｍ 、 ω＝ ０．１ｍｍが適当と思
われる。
位置が素子によって犬きくばらついていた。ばらつきを
なくすために薄Ｉｔ！２不ツタ部分を短くするとフォー
ミングに要する熱がフォーミング用の電極に逃げるため
、更に電力増大が必要となり、ガラス基板の割れが生じ
る。そこで、歩留まりや再現性を考慮すると第１図にお
いて２：０．３ｍｍ 、 ω＝ ０．１ｍｍが適当と思
われる。
薄膜材料としてＳｎ０２を用いネック部分の大きさを０
．３ｍｍ 、ω＝０．１ｍｍとした場合には薄膜ネック
部分の抵抗値はフォーミング前には約３００Ωであるが
フォーミングによって高温になり、フォーミング後には
電子放出部分を除いて約１にΩ以上となり、電子放出部
は数１０にΩとなる。この素子をそのまま駆動する従来
例では駆動電圧が高くなってしまうが、本発明により、
駆動電極を第１図において例えばＬ２＝３０Ｂとなる様
に１没置すると高抵抗化した７’、ｈ Ｉｌｑのうち、
電子放出部の近傍以外の大部分を履うことかでき低い駆
動電圧で放出電子を得ることができる。
．３ｍｍ 、ω＝０．１ｍｍとした場合には薄膜ネック
部分の抵抗値はフォーミング前には約３００Ωであるが
フォーミングによって高温になり、フォーミング後には
電子放出部分を除いて約１にΩ以上となり、電子放出部
は数１０にΩとなる。この素子をそのまま駆動する従来
例では駆動電圧が高くなってしまうが、本発明により、
駆動電極を第１図において例えばＬ２＝３０Ｂとなる様
に１没置すると高抵抗化した７’、ｈ Ｉｌｑのうち、
電子放出部の近傍以外の大部分を履うことかでき低い駆
動電圧で放出電子を得ることができる。
第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の電子放出素子の製造方
法の一例を示す工程図である。まず基板５上に同図（ａ
）に示す形状の金属・半導体等からなる被膜８を形成す
る（第２図（ａ）参照）。
法の一例を示す工程図である。まず基板５上に同図（ａ
）に示す形状の金属・半導体等からなる被膜８を形成す
る（第２図（ａ）参照）。
次いで、被膜８の両端部に導電性金属を積層することに
より、電極１．２を形成する（第２図（ｂ）参照）。
より、電極１．２を形成する（第２図（ｂ）参照）。
その後、電極１．２間に通電処理を施すと、被膜８の中
央ネック部分が加熱されてフォーミングが起こり電子放
出部４が形成される（第２図（ｃ）参照）。
央ネック部分が加熱されてフォーミングが起こり電子放
出部４が形成される（第２図（ｃ）参照）。
更に、電子放出部４の両側に導電性金属を積層すること
により電極６．７が形成され電子放出素子が得られる（
第２図（ｄ）参照）。
により電極６．７が形成され電子放出素子が得られる（
第２図（ｄ）参照）。
本発明において、電子放出部を形成する薄膜の材料とし
ては、特に限定することなく、通常使用されている広範
囲のものを用いることができ、例えば５ｎａ２． Ｉｎ
２Ｏ３，ＰｂＯ等の金属醸化物、 Ａｕ、 Ａｇ等の金
属、カーボン、その他各種の半導体などいずれのものも
使用可能である。
ては、特に限定することなく、通常使用されている広範
囲のものを用いることができ、例えば５ｎａ２． Ｉｎ
２Ｏ３，ＰｂＯ等の金属醸化物、 Ａｕ、 Ａｇ等の金
属、カーボン、その他各種の半導体などいずれのものも
使用可能である。
薄膜の膜厚は、通常の表面伝導型放出素子に用いられて
いる厚さであればよく、その具体例を示すと、使用され
る材料の種類により異なるが、通常０．Ｏ１〜５μｌ、
好ましくは０．０１〜２涛■である。
いる厚さであればよく、その具体例を示すと、使用され
る材料の種類により異なるが、通常０．Ｏ１〜５μｌ、
好ましくは０．０１〜２涛■である。
また、電極部材としてはフォーミング用の電極、駆動用
の電極共に、特に限定されることなく通常使用されてい
る広範囲のものを用いることができ、例えばＮｉ、 Ｐ
ｔ、 Ａｆ、 Ｃｕ、 Ａｕ等の金属やその他の導電性
部材を使用することができる。
の電極共に、特に限定されることなく通常使用されてい
る広範囲のものを用いることができ、例えばＮｉ、 Ｐ
ｔ、 Ａｆ、 Ｃｕ、 Ａｕ等の金属やその他の導電性
部材を使用することができる。
なお、第１図におし）で、電子放出部の近傍を切り出す
ことにより、電子放出素子の小型化を実現でき、マルチ
化が可能となり応用範囲が広がる。
ことにより、電子放出素子の小型化を実現でき、マルチ
化が可能となり応用範囲が広がる。
更に、電子放出部の近傍を切り出す位置の調整によって
、素子によってばらつきがちであった電子放出部の位置
を統一させることができる。
、素子によってばらつきがちであった電子放出部の位置
を統一させることができる。
［発明の効果］
以上説明した様に、フォーミング後に新たに電極を設け
ることにより次の様な効果がある。
ることにより次の様な効果がある。
（１）従来は電極位置及び薄膜ネック部分の大きざをフ
ォーミングと駆動との兼ね合いから決定していたが、駆
動用の電極を新たに設けることによりフォーミング用の
電極位置、材料及び薄膜ネック部分の大きさをフォーミ
ングに最適に選ぶことができ、それによって素子の再現
性・歩留まりが向上する。
ォーミングと駆動との兼ね合いから決定していたが、駆
動用の電極を新たに設けることによりフォーミング用の
電極位置、材料及び薄膜ネック部分の大きさをフォーミ
ングに最適に選ぶことができ、それによって素子の再現
性・歩留まりが向上する。
（２）フォーミングによって電気伝導度の低下などの劣
化をした、薄膜の電子放出線以外の部分を駆動用の電極
で覆うことによつそ、従来例よりも低い電圧で駆動させ
ることができる。
化をした、薄膜の電子放出線以外の部分を駆動用の電極
で覆うことによつそ、従来例よりも低い電圧で駆動させ
ることができる。
（３）電子放出素子の形状の自由度が増す。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の電子放出素子の一例を
示す平面図及び断面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明
の電子放出素子の製造方法の一例を示す工程図、第３図
は従来の電子放出素子の平面図である。 １．２・・・電極、 ３・・・薄膜、４・・・
電子放出部、 ５・・・基板。 ６．７・・・電極、 ８・・・被膜。 代理人 豊 １） 善 雄 隼１ 図 党２図
示す平面図及び断面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明
の電子放出素子の製造方法の一例を示す工程図、第３図
は従来の電子放出素子の平面図である。 １．２・・・電極、 ３・・・薄膜、４・・・
電子放出部、 ５・・・基板。 ６．７・・・電極、 ８・・・被膜。 代理人 豊 １） 善 雄 隼１ 図 党２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）電子放出部を有する薄膜を基板上に設けた電子放出
素子において、通電加熱処理によって電子放出部を形成
するための電極と電子放出部に放出電流を供給するため
の電極とを有することを特徴とする電子放出素子。 ２）電子放出部を有する薄膜を基板上に設けた電子放出
素子を製造する方法において、薄膜の作成後に電子放出
部を形成するための電極を設け、通電加熱処理によって
電子放出部を形成し、更に電子放出部に放出電流を供給
するための電極を電子放出部の両側に設けることを特徴
とする電子放出素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62269393A JPH01112631A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | 電子放出素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62269393A JPH01112631A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | 電子放出素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01112631A true JPH01112631A (ja) | 1989-05-01 |
Family
ID=17471784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62269393A Pending JPH01112631A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | 電子放出素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01112631A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0620581A3 (en) * | 1993-04-05 | 1994-11-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing electron source, electron source manufactured by said method, and image forming apparatus using said electron sources |
| EP0683501A3 (en) * | 1994-05-20 | 1997-01-15 | Canon Kk | Image forming apparatus and manufacturing method. |
| US6283813B1 (en) | 1994-05-20 | 2001-09-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus and a method for manufacturing the same |
| US6626719B2 (en) | 1994-07-20 | 2003-09-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing electron-emitting device as well as electron source and image-forming apparatus |
-
1987
- 1987-10-27 JP JP62269393A patent/JPH01112631A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0620581A3 (en) * | 1993-04-05 | 1994-11-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing electron source, electron source manufactured by said method, and image forming apparatus using said electron sources |
| US5593335A (en) * | 1993-04-05 | 1997-01-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing an electron source |
| EP0683501A3 (en) * | 1994-05-20 | 1997-01-15 | Canon Kk | Image forming apparatus and manufacturing method. |
| US6087770A (en) * | 1994-05-20 | 2000-07-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus and a method for manufacturing the same |
| US6283813B1 (en) | 1994-05-20 | 2001-09-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus and a method for manufacturing the same |
| US6626719B2 (en) | 1994-07-20 | 2003-09-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing electron-emitting device as well as electron source and image-forming apparatus |
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