JPH01225040A - 電子放出用電極及び表示装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子放出用電極及びそれを用いた表示装置に
係り、特にガス放電表示装置及びそれに用いる電子放出
用電極に関する。

〔従来の技術〕

近年、テレビ等の表示装置の大画面化、薄型化が強く望
まれている。この要望に答える表示装置の有力なものが
ガス放電表示装置である。このガス放電表示装置には多
くの型式かあるが、いずれも基本的には、冷陰極と陽極
間に電圧を印加して冷陰極より電子を放出させてガス放
電を発生させ表示を行う。従って、ガス放電表示装置用
冷陰極は低い電圧で電子放射が可能である必要がある。

またさらに、冷陰極はガス放電中隔イオンが衝突し消耗
するため、ガス放電表示の長寿命化のためには冷陰極の
耐消耗性が高いことが必要である。

従来、低電圧で電子放出が可能であり、かつ耐消耗性が
高い高性能陰極材料としては、例えばＬａＢ、のような
ランタン族金属の６ホウ化物が知られており、これをガ
ス放電表示装置の冷陰極として用いることも提案されて
いる。このＬａＢ５等の冷陰極は、ガス放電表示装置の
基板上に、ＬａＢ６粒子を含むペーストを用いて厚膜印
刷により形成するか、直接電子線蒸着法やプラズマ溶射
法等で形成するかしていた（電気学会技術報告（ＩＩ）
部第１４７号、６６〜８１頁（昭和５８年））。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、電圧電流特性に優れ、かつ大画面の表
示装置に好適な陰極及びこのような陰極を用いた表示装
置については配慮されていなかった。すなわち、厚膜印
刷法により形成された陰極は、Ｌａ８６粒子の表面が有
機物バインダーの焼成残留物により汚染されることは避
けられず、そのため電圧電流特性が悪化するという問題
があった。

また電子線蒸着法によって形成された陰極は、優れた電
圧電流特性を示すが、大型の基板を処理するには大型の
蒸着装置が必要であり、従って表示装置の大画面化が困
難であると゛いう問題があった。

さらにまたプラズマ溶射法によって形成された陰極は、
プラズマ溶射の際に局所的に歪が生じ、従ってこの場合
もまた表示装置の大画面化が困難であるという問題があ
った。

本発明の目的は、電圧電流特性に優れ、表示装置の大画
面化が可能な電子放出用電極及びそれを用いた表示装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、電子放出用電極の電子放出面に、電子放出
性材料で表面を被覆した微粒子を有することを特徴とす
る電子放出用電極又は電子数？ＩｉＪ’ｌｌ電極からな
る陰極と、これに相対する陽極をマＩ・リックス状に設
け、その間に放電ガスを有する表示装置において、」二
記電子放出用電極は、その電−：３− 子放出面に、電子放出性材料で表面を被覆した微粒子を
有することを特徴とする表示装置によって達成される。

上記微粒子としては例えばニッケルや他の金属の微粒子
、グラッシーカーボン微粒子、ＡＱ２０．等セラミック
スの微粒子等を用いることができる。

また電気導電性でなくともよいが、電気導電性微粒子の
方が陰極との導通をとるために好ましい。

微粒子の大きさは、通常０．１〜０．０１＋ｎｍ程度の
粒径のものが好ましい。またその粒径分布が狭く、粒径
の揃ったものが好ましい。

電子放出性材料は、１岬〜２０岬程度の厚みに被覆する
のが好ましい。１／／ＩＮ未満の厚みでは電極としての
寿命が短く、２０＃ｆｆ＋を越える厚みでは微粒子から
はがれ易い。電子放出性材料は、必ずしも均一の厚みに
微粒子に付ける必要はない。例えば、酸化物等の非導電
性の電子放出材料を用いるときは、この材料を導電性の
微粒子に斑につけることが好ましい。

電子放出性材料が導電性であれば、微粒子の表面をほぼ
均一の厚みで被覆してもよい。この様な被覆の方法は、
例えば、電子線蒸着装置内の試料台を回転可能とし、試
料台上に粒子移動用方向板。

いわゆるじゃま板を設けて粒子を攪拌しながら電子線蒸
着する等の方法で行なうことができる。

電子放出性材料としては、例えば一般式ＭＢ６（ここに
Ｍはランタン属金属を表わす）で表わされる六ホウ化物
、その他の金属六ホウ化物等が用いられる。例えばＬａ
Ｂ、、、　Ｙ　ＢＧ、ＣｅＢ、。

５ｃＢＧ、ＢａＢ６又はこれらの複合ホウ化物等である
。またＢａｄ、Ｃｓ２Ｏ，ＭｇＯ，ＳｒＯ等の金属酸化
物も用いられる。この場合は、導電材料を混合するか又
は電子導電性をもたせることが好ましい。また、導電性
微粒子を用い、電子放出性材料の膜厚を薄くしてその電
気抵抗を小さくするか、前述の如く電子放出性材料を微
粒子に斑につける方法も用いることができる。

本発明の表示装置は、公知のガス放電表示装置、すなわ
ち、電子放出用電極からなる陰極と、これに相対する陽
極をマトリックス状に設け、その間に放電ガスを有する
表示装置の陰極として前述の微粒子を電子放出面に有す
る陰極を用いればよい。

ガス放電表示装置としては、例えば隔壁板上に蛍光体を
配置し、放電ガスによってこの蛍光体を発光させるもの
も、Ｎｅ等の様な放電ガス自体を発光させるものもある
が、本発明はどちらのものにも適用できる。

〔作　　用〕

本発明の作用を第１図を用いて説明する。第１図は本発
明の冷陰極を用いたガス放電表示装置の一例の断面の模
式図で、１は基板、２は陰極配線、３は負荷抵抗、４は
陰極保持層、５は微粒子、６は隔壁板、７は陽極、８は
面板、９は蛍光体である。このような装置の基板側の部
分は、＠極配線を作成した基板上に、例えばシルクスク
リーン印刷法によって導電性ペース１〜の陰極保持層を
作成し、その上にＬａＢ、のような電子放出性材料の薄
膜を形成した微粒子を圧着し、その後不活性ガス中で焼
成することによって作成できる。ここで用いたシルクス
クリーン印刷法は１ｍｍ角度の面積でも使用可能であり
、その面積への微粒子の圧着も容易である。また、微粒
子５の固定も基板郡全体を不活性ガス中で熱処理するこ
とにより行うので、真空装置を用いる必要はなく、歪み
の発生もない。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例をあげて説明する。

実施例　１ 電子線蒸着装置を用い、真空度はＩＵ”ｎｎＩ（ｇ、膜
成長速度は１０人／秒の条件で、直径０．０５ｍ＋の球
状ニッケル粒子表面上にＬａＢ６薄膜を３／７ｍの厚さ
に形成した。この電子線蒸着装置では、第２図に原理を
示したように、ニッケル粒子２１は時計方向に回る回転
台２２上に置かれており、回転台直上に設置された粒子
移動用方向板２３にあたり不規則に運動するようになっ
ている。これにより、ニッケル粒子表面はほぼ均一にＬ
ａＢＧによって被覆される。

この微粒予冷＠極を用いて、以下に述べる方法で、第１
図に示した構造のカス放電表示装置を作成した。すなわ
ち、面板となるソーダ石灰ガラス板上に金ペーストをス
クリーン印刷法で印刷し、大気中焼成（焼成温度６２０
℃）して陽極となる金配線を形成した。また、ソーダ石
灰ガラス製隔壁板の内壁にはトリクロルエチレンを分散
剤に用いてスプレー法により蛍光体を塗布した。そして
、基板となるソーダ石灰ガラス上に上記と同様の方法で
陰極用金配線を作成し、ついで、金配線上の所定位置に
抵抗ペーストをスクリーン印刷し、大気中焼成（焼成温
度６１０℃）して負荷抵抗を作成し、そしてさらに負荷
抵抗上に陰極保持膜としてニッケルペースト膜をスクリ
ーン印刷法で形成し、そのニッケルペースト膜上に微粒
子冷陰極をガス流吹きつけ法で接着し、６１０°Ｃで焼
成した。その後、冷陰極、負荷抵抗、陰極配線を形成し
た基板と蛍光体を塗布した隔壁板及び陽極配線を形成し
た面板を低融点ガラス（使用温度４７０℃）ではり合わ
せ、真空排気し、Ｘｅを封入した。

以上の方法で製造したガス放電表示装置の各部の寸法は
、放電セルのピッチが縦横とも１　、０　Ｉｍ＋、陰極
の大きさは０．８ｍｍ角、ニッケル膜の大きさは０　、
８　ｎｕｎ角、厚さは０．０１ｍｍ、金配線の幅は０．
２＋ｍ＋、陰極−陽極間距離は３　、　Ｏｎｎであり、
負荷抵抗の値は１．７ＭΩ、放電セルの数は８０　ｘ　
６０個であった。

一方、比較例として、上記と同様の方法により基板上に
陰極配線と負荷抵抗を作成したのち、電子線蒸着法によ
ってＬａＢ６を負荷抵抗上に形成し、その後、これと上
記と同様の方法で蛍光体を塗布した隔壁板及び陽極配線
を作成した面板をはり合わせてガス放電表示装置を製造
した。１．　ａ　Ｂ　、の蒸着条件は真空度が１０−’
ｍｍｍ１（、膜成長速度が１０人／秒であり、作成され
たＬａＢ、の膜厚は３μｍ、大きさは０．８ｎｕ角であ
り、ガス放電表示装置の他の部分の寸法は上記の本発明
のものと同一とした。

本発明のＬａＢ６被覆微粒子を冷陰極としたガス放電表
示装置と、比較例である基板上に作成したＬａＢ６薄膜
を冷陰極としたガス放電表示装置の電圧・電流特性は第
３図の直線３１．３２のようになった。図に見られるよ
うに、本発明の表示装置の電圧・電流特性の電流値は、
比較例のそれよりごくわずか低下しているが、実用上は
ごくわずか電圧を上げれば同等の効果が得られ、実用上
はぼ同等の特性といえる。従って作成費用低減の効果が
大である。また、本発明のガス放電表示装置は４０００
時間表示を続けても電圧−電流特性は変化せず、寿命特
性は良好であることが確認された。

実施例　２ 実施例１と同じ方法、同じ装置で表面にＬａＢ。

薄膜を形成した微粒子を作成した。そしてこの微粒子を
用い、実施例１と同じ方法で、放電セル数４００　Ｘ　
３００個のガス放電表示装置を作成した。

このガス放電表示装置の電圧−電流特性を測定したとこ
ろ、それは実施例１の８０　Ｘ　６０セルのガス放電表
示装置と一致しており、放電セル数を増大させる、すな
わち、大画面化しても電圧−電流特性は変化しないこと
が確かめられた。

本実施例で作成した表示装置の大きさは６００ｘ５００
ｍｎであり、この大きさの基板上にＬａＢ６薄膜を作成
するには、真空槽の大きさがこれ以上の装置が必要とな
る。これに対して、本発明では使用する電子線蒸着装置
の真空槽は小型のもので良い。

実施例　３ 実施例１と同じ球状ニッケル粒子の表面に高周波スパッ
タリング蒸着法によりＬａＢ６薄膜を厚さ６廊形成した
。蒸着時の高周波電力はＬＯＷ／ｃＪ、膜成長速度は２
廊／時とした。この冷陰極を用いて実施例２と同じ放電
セル数の４００　Ｘ　３００個のガス放電表示装置を作
成した。

このガス放電表示装置の電圧−電流特性は第４図の直線
４１のようになった。この結果は、実施例１の電子線蒸
着法により作成したＬａＢＧ薄膜冷陰極の電圧−電流特
性直線４２と実用上はぼ同等の効果を示している。この
ことから、高周波スパッタリング蒸着法により表面にＬ
ａＢ、薄膜を形成した微粒子を冷陰極とするガス放電表
示装置は基板上にＬａＢ６薄膜を作成したガス放電表示
装置と同等の特性を有することが分かる。

実施例　４ 実施例１と同じ粒状ニッケル粒子の表面に高周波スパッ
タリング蒸着法によりＢａＢ、薄膜を厚さ６−形成した
。そして、この冷陰極を用い、実施例１と同じ放電セル
数８０　Ｘ　６０個のガス放電表示装置を作成した。

一方、比較例として、実施例１のＬａＢ、薄膜冷陰極と
同じように基板上に陰極配線、負荷抵抗を作成したのち
、その上に高周波スパッタリング法でＢａＢＧ薄膜を作
成した。そして、放電セル数８０Ｘ６０個のガス放電表
示装置を作成した。

本発明のＢａＢ６薄膜を形成した微粒子を冷陰極とする
表示装置とＢａＢ６薄膜自体を冷陰極とする表示装置の
電圧−電流特性は第５図の直線５１と５２のようになり
、実用上はぼ同等の効果を示した。

このことから、ＢａＢ６薄膜を形成した微粒子を冷陰極
にしたガス放電表示装置は基板上にＢａＢＧ薄膜を作成
したガス放電表示装置と同等の特性を有することが分か
る。

以上の実施例では、原料微粒子として球状ニッケル粒子
を、電子放出性材料としてＬ　ａ　Ｂ　、；とＢａＢ、
を、微粒子の被覆法として電子線蒸着法、高周波スパッ
タリング蒸着法を、保持層への微粒子の担持法として圧
着法を用いた例を述べたが、本発明はこれらの材料やプ
ロセスによって限定されるものではない。

例えば、原料微粒子として他の金属粒子、グラッシーカ
ーボン粒子、Ａｎ２０．粒子等を用いても良い。微粒子
の形状は薄膜を均一に作成し易く、圧着等による保持層
への担持が容易であることがら球形が望ましい。また微
粒子の大きさは保持層内に粒子が埋め込まれないよう、
保持層の厚さより大きいことが望ましい。

微粒子の被覆法としては、プラズマ溶射法、イオンブレ
ーティング法等も用いられる。微粒子の保持層への担持
法としては、ガス流による吹き付けによっても良い。

また表示装置は、蛍光体を有するものでなく、ネオン等
の如く放電ガス自体が発光するものを用いても良い。

なお、ＬａＢ、などの高性能陰極の微粒子をその、　ま
ま使用して、本発明と同様の方法で陰極を作成すると、
これの微粒子の形状は複雑であるため、保持層への担持
が不均一となるという問題がある。

また、形状が複雑なため、陰極として使用した際に、電
子放出が不均一となり性能が安定しないという問題も生
じる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電圧・電流特性に優れ、大画面のガス
放電表示装置を小型の装置によって製造することができ
た。それ故、製造コストの低減、信頼性の向上が達成で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示すガス放電表示装置の一例の
模式図、第２図は本発明に用いる電子線蒸着装置の試料
台の模式図、第３図及び第４図はＬａＢ６薄膜を形成し
た微粒子を陰極としたガス放電表示装置の電圧・電流特
性を示した図、第５図はＢａＢ６薄膜を形成した微粒子
を陰極としたガス放電表示装置の電圧・電流特性を示し
た図である。 １・・・基板　　　　　　　２・・陰極配線３・・負荷
抵抗　　　　　４・・陰極保持層５・・微粒子　　　　
　　６・・隔壁板７・・陽極　　　　　　　８　・面板 ９・・・蛍光体　　　　　　２１　　ニッケル粒子２２
・回転台　　　　　　２３・・・粒子移動用方向板３１
．４１．５１・・本発明の特性 ３２．４２．５２・比較例の特性

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子放出用電極の電子放出面に、電子放出性材料で
   表面を被覆した微粒子を有することを特徴とする電子放
   出用電極。 ２、上記電子放出性材料は、一般式ＭＢ＿６（ここにＭ
   はランタン属金属を表わす）で表わされる材料である特
   許請求の範囲第１項記載の電子放出用電極。 ３、上記電子放出性材料は、スパッタリング蒸着、電子
   線真空蒸着又はプラズマ溶射により上記微粒子表面に被
   覆層として形成されてなるものである特許請求の範囲第
   １項記載の電子放出用電極。 ４、電子放出用電極からなる陰極と、これに相対する陽
   極をマトリックス状に設け、その間に放電ガスを有する
   表示装置において、上記電子放出用電極は、その電子放
   出面に、電子放出性材料で表面を被覆した微粒子を有す
   ることを特徴とする表示装置。 ５、上記電子放出性材料は、一般式ＭＢ＿６（ここにＭ
   はランタン属金属を表わす）で表わされる材料である特
   許請求の範囲第４項記載の表示装置。