JPH0794124A - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JPH0794124A
JPH0794124A JP26193693A JP26193693A JPH0794124A JP H0794124 A JPH0794124 A JP H0794124A JP 26193693 A JP26193693 A JP 26193693A JP 26193693 A JP26193693 A JP 26193693A JP H0794124 A JPH0794124 A JP H0794124A
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JP
Japan
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substrate
cathode
layer
anode
fluorescent material
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JP26193693A
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English (en)
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Toshinao Suzuki
利尚 鈴木
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電界放出陰極を有する表示装置において、小
型且つ低電力の製作容易な２極管型表示構造を実現す
る。 【構成】 基板１０の一方の主表面に多数の陰極チップ
１０ａを形成すると共に、これらのチップを取囲むよう
に陽極層１８を形成し、陽極層１８の上には蛍光材層２
０を形成する。基板１０の一方の主表面には、陰極チッ
プ１０ａ、陽極層１８、蛍光材層２０等を真空封止すべ
くスペーサ２２を介して透明板１６を設ける。陰極チッ
プ１０ａと陽極層１８との間に電源ＶA により所定の電
圧を印加すると、陰極チップ１０ａから電界により電子
が放出される。放出電子は、陽極層１８に引き寄せら
れ、蛍光材層２０に衝突し、これを発光させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電界放出陰極を有す
る表示装置に関し、特に蛍光材層を堆積した陽極を基板
上で陰極近傍に配置したことにより小型且つ低電力の製
作容易な２極管型表示構造を実現したものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電界放出陰極を有する表示装置と
しては、図５５，５６に示すような３極管型表示構造の
ものが知られている（図５５の装置については「電子材
料」１９９１年１月号第３５頁又は第４０回応用物理学
関係連合講演会予稿集Ｎｏ．２第５２６頁２９ａ−ＳＺ
Ｅ−１７等を参照、図５６の装置については特開平２−
４６６３６号公報等を参照）。
【０００３】図５５において、例えば半導体からなる基
板１０の一方の主表面には絶縁膜１２が形成されると共
に、絶縁膜１２の複数の孔内にはそれぞれ電界放出電子
源としての陰極チップ１０ａが形成されている。通常、
陰極チップ１０ａは１画素当り１００個程度設けられ、
チップ毎の電流変動や特性ばらつきを軽減するようにな
っている。絶縁膜１２の上にはゲート電極層１４が設け
られ、ゲート電極層１４において陰極チップ１０ａに対
向する部分には孔が形成されている。
【０００４】透明板１６は、陰極チップ１０ａを真空封
止すべくスペーサ２２を介して基板１０の一方の主表面
に設けられたもので、透明板１６において基板１０に対
向する面には陽極層１８が形成されると共に、陽極層１
８を覆って蛍光材層２０が形成されている。
【０００５】ゲート電極層１４と陰極チップ１０ａとの
間に電源ＶG により比較的低い電圧（例えば１００
［Ｖ］）を印加すると、陰極チップ１０ａの先端が鋭く
とがっていて、しかもゲート電極層１４との距離が短い
ため電界の作用により陰極チップ１０ａから真空中に電
子が放出される。この場合、陽極層１８と陰極チップ１
０ａとの間に電源ＶA により比較的高い電圧（例えば２
００［Ｖ］）を印加しておくと、陰極チップ１０ａから
放出された電子は、正電位に引かれて蛍光材層２０に衝
突し、これを発光させる。
【０００６】画像表示装置を構成する場合は、多数の陰
極ラインと多数の陽極ラインとをマトリクス状に配列す
ると共にマトリクスの各交点毎に図５５に示したような
多数の陰極チップを含む画素を構成することによりいわ
ゆるドットマトリクス型の表示構造にするのが通例であ
る。
【０００７】図５６において、例えば絶縁体からなる基
板１０の一方の主表面には陰極配線層３２を介して絶縁
膜３４が形成されると共に、絶縁膜３４の上には接続孔
を介して配線層３２につながるように陰極層３６が形成
されている。陰極層３６は、図５７に平面パターンの一
例を示すように両側に多数の突起が形成されている。絶
縁膜３４の上には、陰極層３６を取囲むようにゲート電
極層３８が設けられており、絶縁膜３４には、陰極層３
６とゲート電極層３８との間に凹部が形成されている。
【０００８】基板１０の一方の主表面側には、図５５で
述べたと同様にして陽極層１８及び蛍光材層２０を有す
る透明板１６が設けられ、基板１０との間の空間を真空
に維持している。
【０００９】図５６，５７の表示装置は、陰極を縦方向
ではなく横方向にとがらせた点で図５５の装置と異なる
ものである。ゲート電極層３８と陰極層３６との間に電
源ＶG により所定の電圧を印加すると、陰極層３６から
放出された電子の照射によりゲート電極層３８から破線
矢印で示すように２次電子が放出される。このとき、陽
極層１８と陰極層３６との間に電源ＶA により比較的高
い電圧を印加しておくと、放出された２次電子は、正の
電位に引かれて蛍光材層２０に衝突し、これを発光させ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の表示装
置によると、２つの電源ＶA ，ＶG が必要であり、しか
も電源ＶA の電圧は、ゲート−陽極間の間隔が数１０
［μｍ］以上必要なため陰極チップ又は陰極層から電子
を放出させるためには電源ＶG に比べ相当に高く設定す
る必要がある。また、蛍光材層２０の発光面を層２０を
通して反対側から観察する構成であるため輝度の低下が
大きく、このような輝度の低下を補うためにも電源ＶA
の電圧をある程度高く設定する必要がある。従って、低
電圧化乃至低電力化を達成するのが困難である。
【００１１】その上、陰極チップ１０ａ又はゲート電極
層３８から放出された電子が蛍光材層２０に達するまで
に真空中で広がり、となりの画素と干渉するおそれがあ
るため、となり合う画素間の間隔を干渉が生じない程度
に大きくする必要がある。従って、表示面の小型化乃至
高精細化を達成するのが困難である。
【００１２】さらに、スペーサ２２を用いて基板１０と
透明板１６との間隔を精度よく調整する必要がある。特
に、フルカラー化のために蛍光材をＲ、Ｇ、Ｂの３種類
用意した場合には、基板１０と透明板１６との間隔を精
密に調整する必要がある。従って、表示装置を歩留りよ
く製作するのが困難である。
【００１３】この発明の目的は、小型且つ低電力の製作
容易な２極管型表示構造を有する新規な表示装置を提供
することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る表示装置
は、基板と、この基板の一方の主表面に形成された陰極
であって、電界により電子を放出可能なものと、前記基
板の一方の主表面において前記陰極に電界を及ぼすべく
その近傍に設けられた陽極と、この陽極の上に形成され
た蛍光材層と、前記陰極、前記陽極及び前記蛍光材層を
真空封止する封止手段であって、前記基板の一方の主表
面に向かって前記蛍光材層を透視可能に構成されたもの
とを備えたものである。
【００１５】
【作用】この発明の構成によれば、陽極と陰極との間に
所定の電圧を印加すると、陰極から電界により電子が放
出される。そして、放出電子は、陽極に引き寄せられ、
陽極上の蛍光材層に衝突し、これを発光させる。
【００１６】
【実施例】図１は、この発明の一実施例に係る表示装置
を示すものである。
【００１７】例えばＳｉ等の半導体からなる基板１０の
一方の主表面にはＳｉＯ2 等の絶縁膜１２が形成される
と共に、絶縁膜１２の複数の孔２１内にはそれぞれ電界
放出電子源としての陰極チップ１０ａが図２に示すよう
な平面配置で形成されている。陰極チップ１０ａは、鋭
い頂点を有していれば、円錐型であっても、三角錐、四
角錐等の多角錐型であってもよい。陰極チップ１０ａ
は、１画素当り１００個程度設けることができる。絶縁
膜１２の上には陽極層１８が積層して形成されている。
陽極層１８には、各陰極チップ１０ａの近傍で陰極チッ
プ１０ａを取囲むような開孔部が形成されている。陽極
層１８の上には蛍光材層２０が積層して形成されてい
る。また、蛍光材層２０には陰極チップ１０ａの近傍で
陰極チップ１０ａを取囲むような開孔部が形成されてい
る。
【００１８】透明板１６は、陰極チップ１０ａ、蛍光材
層２０及びその下の陽極層部分を真空封止すべくスペー
サ２２を介して基板１０の一方の主表面に設けられたも
のである。透明板１６において基板１０に対向する面に
は電極、蛍光材層等が設けられていないから、基板１０
に対して透明板１６を装着するときは間隔調整に高精度
を要求されない。
【００１９】一例として、陰極チップ１０ａ間の距離Ｓ
は、７．５［μｍ］、孔２１の開口直径ｄは、４［μ
ｍ］、蛍光材層２０の厚さｔは、１［μｍ］とすること
ができる。従って、蛍光材層２０と陰極チップ１０ａと
の距離は、ほぼ２［μｍ］となり、開口半径とほぼ等し
い。蛍光材層２０は、所望の発光効率が得られるように
厚くするとよい。
【００２０】陽極層１８と陰極チップ１０ａとの間に電
源ＶA により所定の電圧を印加すると、破線矢印で示す
ように陰極チップ１０ａから電子が放出される。そし
て、放出電子は、陰極チップ近傍の陽極層部分に引き寄
せられ、その上の蛍光材層２０に衝突し、これを発光さ
せる。
【００２１】図３は、上記のような表示装置における陽
極電圧−陽極電流特性の一例を示すものである。図３に
よれば、陽極電圧を制御することで電子放出をオン／オ
フ制御可能であることがわかる。
【００２２】次の表１は、各種蛍光材の発光特性を示す
ものであり、図４は、各種蛍光材の加速電圧−輝度特性
を示すものである。
【００２３】
【表１】 表１及び図４によれば、青を除く各種蛍光材は、５０
［Ｖ］程度で実用輝度を示すことがわかる。従って、陽
極層１８上に蛍光材層２０を堆積しておくことで放出電
子により容易に発光させることができる。
【００２４】図１の表示装置は、２極管構造であるた
め、構造が簡単であり、対向電極も不要であるため製作
しやすい。また、電源は、１つで足り、比較的低い電圧
でよいので、低電力化が可能である。さらに、電子がと
なりの画素まで飛ぶ確率は非常に小さいので、ホトリソ
グラフィ技術の精度で高精細化が可能である。さらにま
た、透明板１６側からは、蛍光材層２０を介さずに層２
０の発光面を透視することができるので、輝度の低下が
少なく、低電圧でも明るい画面を実現することができ
る。
【００２５】図５は、図１に示したような２極管型表示
構造を用いてドットマトリクス型の画像表示装置を構成
する例を示すものである。
【００２６】基板１０上には、多数ｎ個のデータライン
Ｄ1 〜Ｄn と、多数ｍ個の走査ラインＳ1 〜Ｓm とがマ
トリクス状に配列され、マトリクスの各交点毎に図１に
示したような陰極チップを１００個程度含む画素ＰＥが
形成される。データラインＤ1 〜Ｄn は、図１の陽極層
１８に相当し、走査ラインＳ1 〜Ｓm は、図１の陰極チ
ップ１０ａにつながる陰極配線層に相当する。
【００２７】図１の装置においては、半導体基板１０の
表面に導電型決定不純物を選択的に拡散して基板１０と
の間にＰＮ接合Ｊを定めるように不純物拡散領域を形成
し、この不純物拡散領域を陰極配線層として用いること
ができる。この場合、陰極配線層（走査ライン）間は、
逆方向にバイアスされた状態のＰＮ接合により電気的に
分離される。
【００２８】図５の装置において、所望の画素ＰＥを発
光させるには、該画素に関連したデータライン（例えば
Ｄ1 ）と走査ライン（例えばＳ1 ）との間に電源ＶA に
より所定の電圧を印加すればよい。
【００２９】図６は、図５の装置の駆動回路を示すもの
で、この回路では、Ｄ1 〜Ｄn の各データラインがスイ
ッチ素子Ｐにより電位Ｖ0 又はＶ0 ／３に切換えられる
と共に、Ｓ1 〜Ｓm の各走査ラインがスイッチ素子Ｑに
より電位２Ｖ0 ／３又は接地電位に切換えられるように
なっている。ここで、電位Ｖ0 は、図３に示したような
電圧−電流特性において、電流が立ち上がりを開始する
しきい値電圧より高い所定の電圧に相当するものであ
る。
【００３０】画像表示にあたっては、走査ラインＳ1 〜
Ｓm を例えば左から右に順次に且つ反復的に接地電位に
切換えることにより走査が行なわれると共に、このよう
な走査に同期してデータラインＤ1 〜Ｄn のうち発光す
べき画素に関連したものを電位Ｖ0 とし且つ他のものを
電位Ｖ0 ／３とする。図示のように、走査ラインＳ1に
接地電位が与えられるタイミングでデータラインＤ1 に
電位Ｖ0 が与えられると、ラインＳ1 及びＤ1 の交点の
画素ＰＥが発光する。なお、図３に示したような電圧−
電流特性において、電流の立ち上がりが急峻であれば、
図６のＶ0 ／３、２Ｖ0 ／３は、いずれもＶ0 ／２にす
ることができる。
【００３１】図７〜１２は、この発明に係る表示装置を
構成する電界放出電子源及び電界放出電子源（陰極）と
陽極と蛍光材とからなる発光素子の第１の製法を示すも
のである。
【００３２】図７の工程では、例えばＳｉからなる基板
１０の一方の主表面にＳｉＯ2 からなるマスク４０を形
成する。そして、図８の工程では、マスク４０を用いる
異方性エッチングにより基板表面を選択的にエッチング
して陰極チップ１０ａを形成する。
【００３３】次に、図９の工程では、基板表面を熱酸化
してＳｉＯ2 膜４２を形成する。そして、図１０の工程
では、基板上面に絶縁材及び電極材を順次に蒸着して絶
縁膜１２及び陽極層１８を順次に形成する。さらに、図
１１の工程では、基板上面に蛍光材を蒸着することによ
り陽極層１８上に蛍光材層２０を形成する。絶縁膜１
２、陽極層１８及び蛍光材層２０の積層には、順次の蒸
着によりマスク４０に対応した孔２１が形成される。
【００３４】この後、図１２の工程では、ＳｉＯ2 のエ
ッチング処理を行なうことによりマスク４０を除去する
と共にＳｉＯ2 膜４２を孔２１内にて除去する。この結
果、マスク４０上の絶縁材、電極材及び蛍光材が除去さ
れると共に、陰極チップ１０ａが露呈された状態とな
る。陰極チップ１０ａから放出される電子は、矢印で示
すように蛍光材層２０に衝突し、これを発光させる。
【００３５】図１３〜１５は、この発明に係る表示装置
を構成する電界放出電子源及び電界放出電子源（陰極）
と陽極と蛍光材とからなる発光素子の第２の製法を示す
ものである。
【００３６】図１３の工程は、図９の工程に続く工程で
あり、図１０で述べたと同様に絶縁膜１２及び陽極層１
８を順次に形成する。絶縁膜１２及び陽極層１８の積層
には、順次の蒸着によりマスク４０に対応した孔２１が
形成される。
【００３７】次に、図１４の工程では、ＳｉＯ2 のエッ
チング処理を行なうことによりマスク４０を除去すると
共にＳｉＯ2 膜４２を孔２１内にて除去する。この結
果、マスク４０上の絶縁材及び電極材が除去されると共
に、陰極チップ１０ａが露呈された状態となる。
【００３８】この後、図１５の工程では、基板上面に対
して破線矢印で示すように斜め方向から蛍光材を蒸着す
ることにより一部が孔２１の開口部において露出してい
る陽極層１８の端部を覆うように蛍光材層２０を陽極層
１８上に形成する。陰極チップ１０ａから放出される電
子は、実線矢印で示すように蛍光材層２０に衝突し、こ
れを発光させる。
【００３９】第２の製法による発光素子にあっては、蛍
光材層２０が陰極チップ１０ａに一層近づくことになる
ため、蛍光材層２０に衝突する電子の数が増加すると共
に発光の輝度を上げることが可能となる。
【００４０】図１６〜２０は、この発明に係る表示装置
を構成する電界放出電子源及び電界放出電子源（陰極）
と陽極と蛍光材とからなる発光素子の第３の製法を示す
ものである。
【００４１】図１６の工程では、図７，８で述べたと同
様にして基板１０の一方の主表面に陰極チップ１０ａを
形成する。そして、図１７の工程では、基板上面に絶縁
材及び電極材を順次にスパッタリングすることにより絶
縁膜１２及び陽極層１８を順次に形成する。このとき、
絶縁膜１２及び陽極層１８の積層は、陰極チップ１０ａ
に対応した部分が隆起した形になる。
【００４２】次に、図１８の工程では、基板上面に蛍光
材をスパッタリングすることにより蛍光材層２０を陽極
層１８上に形成する。このとき、蛍光材層２０は、陰極
チップ１０ａに対応した部分が隆起した形になる。
【００４３】次に、図１９の工程では、基板上面にポリ
イミド樹脂を平坦状に被着した後、樹脂層４４を蛍光材
層２０の隆起部分が露呈するまでエッチバックし、樹脂
層４４を該隆起部分の周囲に残存させる。
【００４４】この後、図２０の工程では、残存する樹脂
層４４をマスクとして蛍光材層２０、陽極層１８及び絶
縁膜１２を順次に選択的にエッチングすることにより陰
極チップ１０ａを露呈させる。この後は、樹脂層４４を
除去する。陰極チップ１０ａから放出される電子は、矢
印で示すように蛍光材層２０に衝突し、これを発光させ
る。
【００４５】図２１〜２３は、この発明に係る表示装置
を構成する電界放出電子源及び電界放出電子源（陰極）
と陽極と蛍光材とからなる発光素子の第４の製法を示す
ものである。
【００４６】図２１の工程では、水晶等からなる絶縁性
の基板１０の一方の主表面にＷ（タングステン）等の電
極材を被着した後、その電極材層をレジスト層４６ａ，
４６ｂをマスクとしてパターニングすることにより陰極
層３６ａ，３６ｂを形成する。そして、陰極層３６ａ及
びレジスト層４６ａの積層と、陰極層３６ｂ及びレジス
ト層４６ｂの積層とをマスクとして基板表面を選択的に
エッチングすることにより突出部１１ａ，１１ｂを形成
する。この後、基板上面に電極材を蒸着して陽極層１８
を形成する。
【００４７】次に、図２２の工程では、レジスト層４６
ａ，４６ｂをその上の電極材と共に除去する。そして、
基板１０上に残存する陽極層１８を適宜パターニングす
る。さらに、陰極層３６ａ，３６ｂにおいて陽極層１８
に対向する部分を櫛歯状等にパターニングする。
【００４８】この後、図２３の工程では、基板上面に蛍
光材を蒸着した後、その蛍光材層の不要部を除去するこ
とにより蛍光材層２０を陽極層１８及び陰極層３６ａ，
３６ｂの上に形成する。陰極層３６ａ，３６ｂ上の蛍光
材層２０は、除去してもよい。陰極層３６ａ，３６ｂか
ら放出される電子は、矢印で示すように蛍光材層２０に
衝突し、これを発光させる。
【００４９】図２４〜２７は、この発明に係る表示装置
を構成する電界放出電子源及び電界放出電子源（陰極）
と陽極と蛍光材とからなる発光素子の第５の製法を示す
ものである。
【００５０】図２４の工程では、水晶等からなる絶縁性
の基板１０の一方の主表面にＷ等の電極材を被着した
後、その電極材層をレジスト層４６をマスクとしてパタ
ーニングすることにより陰極層３６を形成する。そし
て、陰極層３６及びレジスト層４６の積層をマスクとし
て基板表面を選択的にエッチングすることにより突出部
１１を形成する。
【００５１】次に、図２５の工程では、基板上面に電極
材を蒸着して陽極層１８を形成する。そして、図２６の
工程では、基板上面に蛍光材を蒸着して蛍光材層２０を
陽極層１８上に形成する。
【００５２】この後、図２７の工程では、レジスト層４
６をその上の電極材及び蛍光材と共に除去する。陰極層
３６において陽極層１８に対向する部分を櫛歯状等にパ
ターニングしてもよい。陰極層３６から放出される電子
は、矢印で示すように蛍光材層２０に衝突し、これを発
光させる。
【００５３】図２８〜３３は、この発明に係る表示装置
を構成する電界放出電子源及び電界放出電子源（陰極）
と陽極と蛍光材とからなる発光素子の第６の製法を示す
ものである。
【００５４】図２８の工程では、Ｓｉからなる基板１０
の一方の主表面にＳｉ3 Ｎ4 からなるマスク４８ａ，４
８ｂを形成した後、マスク４８ａ，４８ｂを用いる異方
性エッチングにより基板表面を選択的にエッチングする
ことにより突出部１１Ａ，１１Ｂを形成する。そして、
図２９の工程では、マスク４８ａ，４８ｂを用いて基板
表面を選択的に熱酸化することによりＳｉＯ2 膜４２を
形成する。ＳｉＯ2 膜４２は、後述の陽極層１８を基板
１０から電気的に分離するためのものである。
【００５５】次に、図３０の工程では、基板上面に電極
材及び蛍光材を順次に蒸着して陽極層１８及び蛍光材層
２０を形成する。そして、図３１の工程では、マスク４
８ａ，４８ｂをその上の蛍光材と共に除去し、突出部１
１Ａ，１１Ｂの上端部を露呈させる。
【００５６】次に、図３２の工程では、斜め蒸着処理に
より突出部１１Ａ，１１Ｂの上端部に陰極層３６ａ，３
６ｂを形成する。そして、図３３の工程では、陰極層３
６ａ，３６ｂと陽極層１８と蛍光材層２０とをマスクと
する選択エッチング処理によりＳｉＯ2 膜４２を突出部
１１Ａ，１１Ｂの周辺部にて除去する。陰極層３６ａ，
３６ｂから放出される電子は、矢印で示すように蛍光材
層２０に衝突し、これを発光させる。
【００５７】図３４〜４０は、この発明に係る表示装置
を構成する電界放出電子源及び電界放出電子源（陰極）
と陽極と蛍光材とからなる発光素子の第７の製法を示す
ものである。
【００５８】図３４の工程では、絶縁性の基板１０の一
方の主表面に陰極層３６、絶縁膜５０及びレジスト層５
２を順次に形成する。そして、図３５の工程では、レジ
スト層５２をマスクとする選択エッチング処理により絶
縁膜５０をパターニングする。さらに、図３６の工程で
は、レジスト層５２及び絶縁膜５０をマスクとする選択
エッチングにより陰極層３６をパターニングする。
【００５９】次に、図３７の工程では、レジスト層５
２、絶縁膜５０及び陰極層３６をマスクとする選択エッ
チング処理により基板１０の表面に凹部Ｒを設ける。そ
して、図３８の工程では、基板上面に電極材を蒸着して
陽極層１８を凹部Ｒ内に形成する。
【００６０】この後、図３９の工程では、レジスト層５
２をその上の電極材と共に除去し、絶縁膜５０を露呈さ
せる。そして、図４０の工程では、基板上面に蛍光材を
蒸着することにより蛍光材層２０を陽極層１８及び絶縁
膜５０の上に形成する。この際に陰極層３６と対向する
陽極層１８の端部の一部を覆うように蛍光材層２０を形
成する。絶縁膜５０上の蛍光材層２０は、除去してもよ
い。陰極層３６から放出される電子は、矢印で示すよう
に蛍光材層２０に衝突し、これを発光させる。
【００６１】第７の製法による発光素子にあっては、陽
極層１８上の蛍光材層２０が陰極層３６に一層近づくこ
とになるため、蛍光材層２０に衝突する電子の数が増加
すると共に発光の輝度を上げることが可能となる。
【００６２】図４１〜４５は、この発明に係る表示装置
を構成する電界放出電子源及び電界放出電子源（陰極）
と陽極と蛍光材とからなる発光素子の第８の製法を示す
ものである。
【００６３】図４１の工程では、Ｓｉからなる基板１０
の一方の主表面に金属を蒸着して陰極層３６を形成した
後、その上にＳｉＯ2 からなるマスク５４を形成する。
そして、図４２の工程では、マスク５４を用いる選択エ
ッチングにより陰極層３６をパターニングする。
【００６４】次に、図４３の工程では、マスク５４を用
いる異方性エッチングにより基板表面を選択的にエッチ
ングして突出部１０Ａを形成する。そして、図４４の工
程では、基板上面に絶縁材、電極材及び蛍光材を順次に
蒸着して絶縁膜１２、陽極層１８及び蛍光材層２０を順
次に形成する。
【００６５】この後、図４５の工程では、ＳｉＯ2 のエ
ッチング処理を行なうことによりマスク５４をその上の
絶縁材、電極材及び蛍光材と共に除去する。絶縁膜１２
をＳｉＯ2 で形成した場合は、突出部１０Ａの近傍で絶
縁膜１２がエッチングされるため、陽極層１８において
陰極層３６に対向する端縁部の露呈面積が増大する。陰
極層３６から放出される電子は、矢印で示すように蛍光
材層２０に衝突し、これを発光させる。
【００６６】図４６〜５０は、この発明に係る表示装置
を構成する電界放出電子源及び電界放出電子源（陰極）
と陽極と蛍光材とからなる発光素子の第９の製法を示す
ものである。
【００６７】図４６の工程では、Ｓｉからなる基板１０
の一方の主表面にマスク５６を形成する。そして、図４
７の工程では、マスク５６を用いてＳｉの異方性エッチ
ング（ドライエッチング）を行なうことにより陰極チッ
プ１０ａを形成する。
【００６８】次に、図４８の工程では、マスク５６を用
いてＳｉの等方性エッチング（ドライエッチング）を行
なうことにより陰極チップ１０ａの上部を横方向にとが
らせる。そして、図４９の工程では、基板上面に絶縁
材、電極材及び蛍光材を順次に蒸着して絶縁膜１２、陽
極層１８及び蛍光材層２０を順次に形成する。
【００６９】この後、図５０の工程では、マスク５６を
その上の絶縁材、電極材及び蛍光材と共に除去する。陰
極チップ１０ａから放出される電子は、矢印で示すよう
に蛍光材層２０に衝突し、これを発光させる。
【００７０】図５１は、図２１〜２３、図２４〜２７又
は図３４〜４０の製法を用いてドットマトリクス型表示
装置を製作する場合に使用するに好適な絶縁性の基板１
０を示すもので、この基板１０の一方の主表面には、陽
極配線層６０が絶縁膜６２，６４により埋込まれた形で
形成されている。
【００７１】図５１の基板を用いて表示装置を製作する
場合、図５２，５３に例示するように陽極配線層６０上
に陽極層１８を形成する。すなわち、図５２の工程で
は、絶縁膜６４上に電極材を蒸着した後、その電極材層
をレジスト層４６ａ，４６ｂをマスクとして選択的にエ
ッチングすることにより陰極層３６ａ，３６ｂを形成す
る。そして、図５３の工程では、陰極層３６ａ及びレジ
スト層４６ａの積層と、陰極層３６ｂ及びレジスト層４
６ｂの積層とをマスクとして絶縁膜６４を選択的にエッ
チングすることにより突出部６４ａ，６４ｂを形成する
と共に陽極配線層６０を露呈させる。この後、基板上面
に電極材を蒸着して陽極層１８を形成する。この後の工
程は、図２２，２３で述べたと同様にすることができ
る。
【００７２】図３に示したような電圧−電流特性におい
て、電流の立ち上がりが急峻すぎる場合には、陰極チッ
プ又は陰極層が過電流により破壊されることがある。こ
のような破壊を防止するためには、図５４に示すような
絶縁性の基板１０を用いるとよい。この基板１０は、図
５１のものと同様の構成において、陽極配線層６０の上
に抵抗層６０を設け、抵抗層６０により陽極電流の増大
を抑制するようにしたものである。
【００７３】なお、上記のように２極管型表示構造が形
成された基板と、駆動回路等を含む信号処理回路とを例
えばプリント配線等で接続する構成にすると、画素数が
多くなるほど接続線の本数が多くなり且つピッチも狭く
なる。この場合には、２極管型表示構造と信号処理回路
とを１つの基板上に形成することもできる。
【００７４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、蛍光
材層を堆積した陽極を基板上で陰極近傍に配置して２極
管型表示構造を実現したので、次の（イ）〜（ハ）のよ
うな効果が得られる。
【００７５】（イ）２極管構造であるため、電源が１つ
で足りる。また、蛍光材層を発光面側から観察する構成
であるため、輝度の低下が少ない。従って、低電圧化乃
至低電力化を容易に達成できる。
【００７６】（ロ）陰極からの放出電子を陰極近傍の陽
極に引き寄せるようにしたので、例えば陰極を取囲むよ
うに陽極を配置することにより放出電子がとなりの画素
と干渉する確率を非常に小さくすることができる。従っ
て、画素間隔の低減が可能であり、表示面を小型化乃至
高精細化するのが容易となる。
【００７７】（ハ）基板に陽極を設けたので、基板に対
向する透明板に陽極を設けなくてよい。このため、基板
と透明板との間の間隔調整は、従来の場合のように高精
度を要求されることがなくなり、表示装置の製作歩留り
が向上する。
【００７８】（ニ）陽極上に直接蛍光材を設けているの
で、陰極と陽極と蛍光材とからなる発光素子（発光の１
単位）を小型化することが容易となる。
【００７９】（ホ）第２、第７の製法による構造を有す
る表示装置においては、蛍光材を陰極に近づけたことに
より蛍光材に衝突する電子の数を増加させ、また発光の
輝度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施例に係る表示装置を示す断
面図である。
【図２】 図１の装置の陰極チップ配置を示す上面図で
ある。
【図３】 図１の装置の陽極電圧−陽極電流特性の一例
を示すグラフである。
【図４】 各種蛍光材の加速電圧−輝度特性を示すグラ
フである。
【図５】 図１の表示構造を用いた画像表示装置のデー
タライン及び走査ラインの配置を示す上面図である。
【図６】 図５の装置の駆動回路を示す回路図である。
【図７】 この発明に係る表示装置の第１の製法におけ
るマスク形成工程を示す基板断面図である。
【図８】 図７の工程に続くエッチング工程を示す基板
断面図である。
【図９】 図８の工程に続く酸化工程を示す基板断面図
である。
【図１０】 図９の工程に続く絶縁材被着及び陽極層形
成工程を示す基板断面図である。
【図１１】 図１０の工程に続く蛍光材被着工程を示す
基板断面図である。
【図１２】 図１１の工程に続くエッチング工程を示す
基板断面図である。
【図１３】 この発明に係る表示装置の第２の製法にお
ける絶縁材被着及び陽極層形成工程を示す基板断面図で
ある。
【図１４】 図１３の工程に続くエッチング工程を示す
基板断面図である。
【図１５】 図１４の工程に続く蛍光材被着工程を示す
基板断面図である。
【図１６】 この発明に係る表示装置の第３の製法にお
ける陰極チップ形成工程を示す基板断面図である。
【図１７】 図１６の工程に続く絶縁材被着及び陽極層
形成工程を示す基板断面図である。
【図１８】 図１７の工程に続く蛍光材被着工程を示す
基板断面図である。
【図１９】 図１８の工程に続くポリイミド層形成工程
を示す基板断面図である。
【図２０】 図１９の工程に続くエッチング工程を示す
基板断面図である。
【図２１】 この発明に係る表示装置の第４の製法にお
ける陽極層形成工程を示す基板断面図である。
【図２２】 図２１の工程に続くレジスト除去及びパタ
ーニング工程を示す基板断面図である。
【図２３】 図２２の工程に続く蛍光材被着工程を示す
基板断面図である。
【図２４】 この発明に係る表示装置の第５の製法にお
けるエッチング工程を示す基板断面図である。
【図２５】 図２４の工程に続く陽極層形成工程を示す
基板断面図である。
【図２６】 図２５の工程に続く蛍光材被着工程を示す
基板断面図である。
【図２７】 図２６の工程に続くレジスト除去工程を示
す基板断面図である。
【図２８】 この発明に係る表示装置の第６の製法にお
けるエッチング工程を示す基板断面図である。
【図２９】 図２８の工程に続く酸化工程を示す基板断
面図である。
【図３０】 図２９の工程に続く陽極層形成及び蛍光材
被着工程を示す基板断面図である。
【図３１】 図３０の工程に続くマスク除去工程を示す
基板断面図である。
【図３２】 図３１の工程に続く陰極層形成工程を示す
基板断面図である。
【図３３】 図３２の工程に続くエッチング工程を示す
基板断面図である。
【図３４】 この発明に係る表示装置の第７の製法にお
けるレジスト層形成工程を示す基板断面図である。
【図３５】 図３４の工程に続くエッチング工程を示す
基板断面図である。
【図３６】 図３５の工程に続くエッチング工程を示す
基板断面図である。
【図３７】 図３６の工程に続くエッチング工程を示す
基板断面図である。
【図３８】 図３７の工程に続く陽極層形成工程を示す
基板断面図である。
【図３９】 図３８の工程に続くレジスト除去工程を示
す基板断面図である。
【図４０】 図３９の工程に続く蛍光材被着工程を示す
基板断面図である。
【図４１】 この発明に係る表示装置の第８の製法にお
けるマスク形成工程を示す基板断面図である。
【図４２】 図４１の工程に続くエッチング工程を示す
基板断面図である。
【図４３】 図４２の工程に続くエッチング工程を示す
基板断面図である。
【図４４】 図４３の工程に続く絶縁材被着、陽極層形
成及び蛍光材被着工程を示す基板断面図である。
【図４５】 図４４の工程に続くマスク除去工程を示す
基板断面図である。
【図４６】 この発明に係る表示装置の第９の製法にお
けるマスク形成工程を示す基板断面図である。
【図４７】 図４６の工程に続く異方性エッチング工程
を示す基板断面図である。
【図４８】 図４７の工程に続く等方性エッチング工程
を示す基板断面図である。
【図４９】 図４８の工程に続く絶縁材被着、陽極層形
成及び蛍光材被着工程を示す基板断面図である。
【図５０】 図４９の工程に続くマスク除去工程を示す
基板断面図である。
【図５１】 陽極配線層を有する絶縁性の基板を示す断
面図である。
【図５２】 図５１の基板を用いる表示装置の製法にお
ける陰極層形成工程を示す基板断面図である。
【図５３】 図５２の工程に続くエッチング及び陽極層
形成工程を示す基板断面図である。
【図５４】 陽極配線層上に抵抗層を有する絶縁性の基
板を示す断面図である。
【図５５】 従来の表示装置の一例を示す断面図であ
る。
【図５６】 従来の表示装置の他の例を示す断面図であ
る。
【図５７】 図５６の装置の陰極層及びゲート電極層の
配置を示す上面図である。
【符号の説明】
１０：基板、１０ａ：陰極チップ、１２：絶縁膜、１
６：透明板、１８：陽極層、２０：蛍光材層、２２：ス
ペーサ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板と、 この基板の一方の主表面に形成された陰極であって、電
    界により電子を放出可能なものと、 前記基板の一方の主表面において前記陰極に電界を及ぼ
    すべくその近傍に設けられた陽極と、 この陽極の上に形成された蛍光材層と、 前記陰極、前記陽極及び前記蛍光材層を真空封止する封
    止手段であって、前記基板の一方の主表面に向かって前
    記蛍光材層を透視可能に構成されたものとを備えた表示
    装置。
  2. 【請求項２】基板と、 この基板の一方の主表面に形成された陰極であって、電
    界により電子を放出可能なものと、 前記基板の一方の主表面において前記陰極に電界を及ぼ
    すべく前記基板上に積層された陽極と、 この陽極の端部の少なくとも一部を覆うように前記陽極
    上に積層された蛍光材層と、 前記陰極、前記陽極および前記蛍光材層を真空封止する
    封止手段であって、前記基板の一方の主表面に向かって
    前記蛍光材層を透視可能に構成されたものとを備えた表
    示装置。
  3. 【請求項３】基板と、 この基板の一方の主表面上に鋭い頂点を有する形状に形
    成された陰極であって、電界により電子を放出可能なも
    のと、 前記基板の一方の主表面において前記陰極に電界を及ぼ
    すべく設けられた陽極であって、前記基板上に前記陰極
    を取り囲むように且つ前記陰極に対応した位置に開孔部
    を有するように形成されたものと、 前記陽極の端部の少なくとも一部を覆うように前記陽極
    上に積層された蛍光材層と、 前記陰極、前記陽極および前記蛍光材層を真空封止する
    封止手段であって、前記基板の一方の主表面に向かって
    前記蛍光材層を透視可能に構成されたものとを備えた表
    示装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990068996A (ko) * 1998-02-03 1999-09-06 손욱 전계효과 표시소자의 스페이서 제조방법
US6825499B2 (en) 2001-02-08 2004-11-30 Sony Corporation Display system and method of producing the same
JP2008004552A (ja) * 2006-06-23 2008-01-10 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi 電界放出表示装置およびその製造方法

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