JP2001023513A - Manufacture for cold cathode field electron emission element and manufacture for cold cathode field electron emission display device - Google Patents
Manufacture for cold cathode field electron emission element and manufacture for cold cathode field electron emission display deviceInfo
- Publication number
- JP2001023513A JP2001023513A JP19183399A JP19183399A JP2001023513A JP 2001023513 A JP2001023513 A JP 2001023513A JP 19183399 A JP19183399 A JP 19183399A JP 19183399 A JP19183399 A JP 19183399A JP 2001023513 A JP2001023513 A JP 2001023513A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- powder
- forming
- electron emission
- opening
- 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.)
- Granted
Links
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、冷陰極電界電子放
出素子の製造方法、及び、かかる冷陰極電界電子放出素
子を組み込んだ冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法
に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a cold cathode field emission device and a method for manufacturing a cold cathode field emission display device incorporating the cold cathode field emission device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】真空中に置かれた金属や半導体等に或る
閾値以上の強さの電界を与えると、金属や半導体等の表
面のエネルギー障壁が低下するために、トンネル効果に
よってこのエネルギー障壁を乗り越えることが可能な電
子が増大し、常温でも真空中に電子が放出されるように
なる。かかる原理に基づく電子放出を、冷陰極電界電子
放出、あるいは単に電界放出（フィールド・エミッショ
ン）と称する。近年、この電界放出の原理を画像表示に
応用した平面型の冷陰極電界電子放出表示装置、所謂フ
ィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）が提
案されており、高輝度、低消費電力等の長所を有するこ
とから、従来の陰極線管（ＣＲＴ）に代わる画像表示装
置として期待されている。2. Description of the Related Art When an electric field having a strength greater than a certain threshold is applied to a metal or semiconductor placed in a vacuum, the energy barrier on the surface of the metal or semiconductor is reduced. The number of electrons that can surmount is increased, and electrons are emitted into a vacuum even at room temperature. Electron emission based on such a principle is called cold cathode field emission or simply field emission (field emission). 2. Description of the Related Art In recent years, a flat-type cold-cathode field-emission display device that applies the principle of field emission to image display, a so-called field emission display (FED), has advantages such as high brightness and low power consumption. Therefore, it is expected as an image display device which replaces a conventional cathode ray tube (CRT).
【０００３】冷陰極電界電子放出表示装置（以下、単
に、表示装置と称する場合がある）は、一般に、２次元
マトリクス状に配列された各画素に対応して電子放出領
域を有するカソード・パネルと、電子放出領域から放出
された電子との衝突により励起されて発光する蛍光体層
を有するアノード・パネルとが、高真空層を介して対向
配置された構成を有する。カソード・パネル上の各電子
放出領域においては、通常、複数の電子放出電極が形成
され、更に、電子放出電極から電子を引き出すためのゲ
ート電極も形成されている。この電子放出電極とゲート
電極を有する部分が冷陰極電界電子放出素子であり、以
下、単に電界放出素子と称する。[0003] A cold cathode field emission display (hereinafter sometimes simply referred to as a display) generally includes a cathode panel having an electron emission region corresponding to each pixel arranged in a two-dimensional matrix. And an anode panel having a phosphor layer that emits light when excited by collision with electrons emitted from the electron emission region, and is disposed to face through a high vacuum layer. In each electron emission region on the cathode panel, usually, a plurality of electron emission electrodes are formed, and further, a gate electrode for extracting electrons from the electron emission electrodes is formed. The portion having the electron emission electrode and the gate electrode is a cold cathode field emission device, and is hereinafter simply referred to as a field emission device.
【０００４】かかる表示装置の構成において、低い駆動
電圧で大きな放出電子電流を得るためには、例えば、電
界放出素子を構成する電子放出電極の先端形状を鋭く尖
らせた形状とすること、個々の電子放出電極を微細化し
て、１画素に対応する電子放出領域内における電子放出
電極の存在密度を高めること、電子放出電極の先端とゲ
ート電極との距離を短縮することが必要である。従っ
て、これらを実現するために、従来より様々な構成を有
する電界放出素子が提案されている。In order to obtain a large emission electron current at a low driving voltage in the structure of such a display device, for example, the tip of an electron emission electrode constituting a field emission element is formed to have a sharp pointed shape, It is necessary to reduce the size of the electron emission electrode to increase the density of the electron emission electrode in the electron emission region corresponding to one pixel, and to shorten the distance between the tip of the electron emission electrode and the gate electrode. Therefore, in order to realize these, field emission devices having various configurations have been conventionally proposed.
【０００５】かかる従来の電界放出素子の代表例の１つ
として、電子放出電極を円錐形の導電体で構成した、所
謂スピント（Ｓｐｉｎｄｔ）型電界放出素子（以下、ス
ピント型素子と称する）が知られている。スピント型素
子の製造方法の概要を、以下、図９及び図１０を参照し
て説明する。この製造方法は、基本的には、円錐形の電
子放出電極５５を金属材料の垂直蒸着により形成する方
法である。即ち、開口部５４に対して蒸着粒子は垂直に
入射するが、開口部５４の開口端部に形成されるオーバ
ーハング状の堆積物による遮蔽効果を利用して、開口部
５４の底部に到達する蒸着粒子の量を漸減させ、円錐形
の堆積物から成る電子放出電極５５を自己整合的に形成
する。ここでは、不要なオーバーハング状の堆積物の除
去を容易とするために、ゲート電極５３上に剥離層５６
を予め形成しておく方法について説明する。As a typical example of such a conventional field emission device, a so-called Spindt type field emission device (hereinafter, referred to as a Spindt type device) in which an electron emission electrode is formed of a conical conductor is known. Have been. An outline of a method for manufacturing a Spindt-type element will be described below with reference to FIGS. This manufacturing method is basically a method in which the conical electron emission electrode 55 is formed by vertical vapor deposition of a metal material. That is, the vapor deposition particles enter the opening 54 perpendicularly, but reach the bottom of the opening 54 by utilizing the shielding effect of the overhang-like deposit formed at the opening end of the opening 54. The amount of the vapor-deposited particles is gradually reduced, and the electron emission electrodes 55 made of conical deposits are formed in a self-aligned manner. Here, in order to facilitate removal of unnecessary overhang-like deposits, a release layer 56 is formed on the gate electrode 53.
Will be described in advance.
【０００６】［工程−１０］先ず、図９の（Ａ）に示す
ように、例えばガラス基板から成る支持体５０上にニオ
ブ（Ｎｂ）から成るカソード電極５１を形成した後、そ
の上にＳｉＯ2から成る絶縁層５２、導電材料から成る
ゲート電極５３を順次製膜し、次に、このゲート電極５
３と絶縁層５２をパターニングすることにより開口部５
４を形成する。このパターニングは、通常のフォトリソ
グラフィによるレジストマスク（図示せず）の形成と、
このレジストマスクを介したドライエッチングにより行
われる。[Step-10] First, as shown in FIG. 9A, a cathode electrode 51 made of niobium (Nb) is formed on a support 50 made of, for example, a glass substrate, and then SiO 2 is formed thereon. An insulating layer 52 made of a conductive material and a gate electrode 53 made of a conductive material are sequentially formed.
3 and insulating layer 52 are patterned to form openings 5.
4 is formed. This patterning includes forming a resist mask (not shown) by ordinary photolithography,
Dry etching is performed through this resist mask.
【０００７】［工程−２０］次に、図９の（Ｂ）に示す
ように、支持体５０に対してアルミニウムを斜め蒸着す
ることにより、剥離層５６を形成する。このとき、支持
体５０の法線に対する蒸着粒子の入射角を十分に大きく
選択することにより、開口部５４の底部にアルミニウム
を殆ど堆積させることなく、ゲート電極５３の上に剥離
層５６を形成することができる。この剥離層５６は、開
口部５４の開口端部から庇状に張り出しており、これに
より開口部５４が実質的に縮径される。[Step-20] Next, as shown in FIG. 9B, a release layer 56 is formed by obliquely depositing aluminum on the support 50. At this time, the peeling layer 56 is formed on the gate electrode 53 without substantially depositing aluminum on the bottom of the opening 54 by selecting a sufficiently large incident angle of the deposition particles with respect to the normal line of the support 50. be able to. The release layer 56 projects from the opening end of the opening 54 in an eaves-like manner, whereby the diameter of the opening 54 is substantially reduced.
【０００８】［工程−３０］次に、全面に例えばモリブ
デン（Ｍｏ）を垂直蒸着する。このとき、図１０の
（Ａ）に示すように、剥離層５６上でオーバーハング形
状を有する導電材料層５５Ａが成長するに伴い、開口部
５４の実質的な直径が次第に縮小されるので、開口部５
４の底部において堆積に寄与する蒸着粒子は、次第に開
口部５４の中央付近を通過するものに限られるようにな
る。この結果、開口部５４の底部には円錐形の堆積物が
形成され、この円錐形の堆積物が電子放出電極５５とな
る。[Step-30] Next, for example, molybdenum (Mo) is vertically deposited on the entire surface. At this time, as shown in FIG. 10A, as the conductive material layer 55A having the overhang shape grows on the separation layer 56, the substantial diameter of the opening 54 is gradually reduced. Part 5
The deposition particles contributing to the deposition at the bottom of 4 gradually become limited to those passing near the center of the opening 54. As a result, a conical deposit is formed at the bottom of the opening 54, and the conical deposit becomes the electron emission electrode 55.
【０００９】［工程−４０］その後、図１０の（Ｂ）に
示すように、電気化学的プロセス及び湿式プロセスによ
って剥離層５６をゲート電極５３の表面から剥離し、ゲ
ート電極５３の上方の導電材料層５５Ａを選択的に除去
する。[Step-40] Thereafter, as shown in FIG. 10B, the separation layer 56 is separated from the surface of the gate electrode 53 by an electrochemical process and a wet process, and a conductive material above the gate electrode 53 is formed. The layer 55A is selectively removed.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図１０の
（Ｂ）に示した構造を有する電界放出素子の電子放出特
性は、開口部５４の上端部を成すゲート電極５３の縁部
５３Ａから電子放出電極５５の先端部までの距離に大き
く依存する。この距離は通常、サブミクロンのオーダー
であり、開口部５４の形状の加工精度や直径の寸法精
度、［工程−３０］において製膜される導電材料層５５
Ａの膜厚精度、更にはその下地となる剥離層５６の形状
精度に大きく依存する。しかしながら、実際に大面積の
支持体全体に亙って均一な膜厚を有する導電材料層５５
Ａを垂直蒸着により形成したり、均一な寸法の庇形状を
有する剥離層５６を斜め蒸着により形成することは、極
めて困難であり、何らかの面内ばらつきやロット間ばら
つきは避けられない。このばらつきにより、表示装置の
画像表示特性、例えば画像の明るさにばらつきが生じ
る。しかも、大型の蒸着装置が必要とされること、スル
ープットが低下すること、大面積に亙って形成された剥
離層５６を除去する際に、その残渣がカソード・パネル
を汚染する原因となり、表示装置の製造歩留まりを低下
させること、といった問題もある。The electron emission characteristic of the field emission device having the structure shown in FIG. 10B is such that the electron emission from the edge 53A of the gate electrode 53 forming the upper end of the opening 54 is performed. It largely depends on the distance to the tip of the electrode 55. This distance is usually on the order of submicron, and the processing accuracy and the dimensional accuracy of the diameter of the shape of the opening 54 and the conductive material layer 55 formed in [Step-30].
It largely depends on the film thickness accuracy of A, and further on the shape accuracy of the release layer 56 serving as the base. However, in practice, the conductive material layer 55 having a uniform film thickness over a large-area support is provided.
It is extremely difficult to form A by vertical vapor deposition or to form the peeling layer 56 having a uniform eaves shape by oblique vapor deposition, and some in-plane variation and variation between lots cannot be avoided. This variation causes variation in image display characteristics of the display device, for example, brightness of an image. In addition, a large deposition apparatus is required, the throughput is reduced, and when removing the release layer 56 formed over a large area, the residue causes contamination of the cathode panel, and the There is also a problem that the production yield of the device is reduced.
【００１１】そこで、本発明は、電子放出効率の高い電
子放出電極を均一、且つ、容易に形成可能な冷陰極電界
電子放出素子の製造方法、並びに、かかる冷陰極電界電
子放出素子を組み込んだ冷陰極電界電子放出表示装置の
製造方法を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention provides a method of manufacturing a cold cathode field emission device capable of uniformly and easily forming an electron emission electrode having a high electron emission efficiency, and a cold cathode field emission device incorporating such a cold cathode field emission device. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a cathode field emission display.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出
素子と略す）の製造方法は、（イ）支持体上にカソード
電極を形成する工程と、（ロ）カソード電極上を含む支
持体上に絶縁層を形成する工程と、（ハ）絶縁層上にゲ
ート電極を形成する工程と、（ニ）底部にカソード電極
が露出した開口部を、少なくとも絶縁層に形成する工程
と、（ホ）カソード電極とゲート電極との間に電位差を
与えた状態で、開口部の上方から帯電した粉体を供給し
てカソード電極上に該粉体を堆積させ、以て、該粉体か
ら成り、開口部内の電界強度分布を反映した略錐状の形
状を有する電子放出電極を形成する工程、から成ること
を特徴とする。To achieve the above object, a method of manufacturing a cold cathode field emission device (hereinafter abbreviated as "field emission device") according to the present invention comprises the steps of (a) forming a cathode electrode on a support; Forming, (b) forming an insulating layer on a support including on the cathode electrode, (c) forming a gate electrode on the insulating layer, and (d) exposing the cathode electrode at the bottom. Forming an opening at least in the insulating layer; and (e) supplying a charged powder from above the opening in a state where a potential difference is applied between the cathode electrode and the gate electrode, and supplying the charged powder onto the cathode electrode. Depositing a powder, thereby forming an electron emission electrode having a substantially conical shape reflecting the electric field intensity distribution in the opening.
【００１３】また、上記の目的を達成するための本発明
の冷陰極電界電子放出表示装置（以下、表示装置と略
す）の製造方法は、上述の電界放出素子を組み込んだ表
示装置の製造方法である。即ち、アノード電極及び蛍光
体層が形成された基板と、電界放出素子が形成された支
持体とを、該蛍光体層と該電界放出素子とが対向するよ
うに配置し、該基板と該支持体とを周縁部において接着
する表示装置の製造方法であって、各電界放出素子は、
（イ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、
（ロ）カソード電極上を含む支持体上に絶縁層を形成す
る工程と、（ハ）絶縁層上にゲート電極を形成する工程
と、（ニ）底部にカソード電極が露出した開口部を、少
なくとも絶縁層に形成する工程と、（ホ）カソード電極
とゲート電極との間に電位差を与えた状態で、開口部の
上方から帯電した粉体を供給してカソード電極上に該粉
体を堆積させ、以て、該粉体から成り、開口部内の電界
強度分布を反映した略錐状の形状を有する電子放出電極
を形成する工程、を経て製造されることを特徴とする。Further, a method of manufacturing a cold cathode field emission display (hereinafter, abbreviated as a display) of the present invention for achieving the above object is a method of manufacturing a display incorporating the above-described field emission element. is there. That is, the substrate on which the anode electrode and the phosphor layer are formed, and the support on which the field emission device is formed are arranged so that the phosphor layer and the field emission device face each other, and the substrate and the support are disposed. A method for manufacturing a display device in which a body and a body are bonded at a peripheral portion, wherein each of the field emission devices includes:
(A) forming a cathode electrode on the support;
(B) forming an insulating layer on the support including the cathode electrode, (c) forming a gate electrode on the insulating layer, and (d) opening the cathode electrode at the bottom at least. Forming the insulating layer, and (e) supplying a charged powder from above the opening in a state where a potential difference is applied between the cathode electrode and the gate electrode to deposit the powder on the cathode electrode. The method is characterized by being manufactured through a step of forming an electron emission electrode made of the powder and having a substantially conical shape reflecting the electric field intensity distribution in the opening.
【００１４】本発明の電界放出素子の製造方法及び表示
装置の製造方法（以下、本発明と総称する場合がある）
において、帯電した粉体の極性は、工程（ホ）における
ゲート電極の極性と同一であり、工程（ホ）におけるカ
ソード電極の極性と逆とすることができる。このように
極性を選択することにより、粉体のゲート電極表面への
付着は電気的斥力によって防止され、粉体のカソード電
極への付着が電気的吸引力によって促進される。従っ
て、可能な極性の組合せとしては、（１）粉体／ゲート
電極／カソード電極＝負／負／正、又は、（２）粉体／
ゲート電極／カソード電極＝正／正／負、の２通りがあ
る。但し、上記（１）の組合せにおいて、ゲート電極の
極性のカソード電極の極性は、電界放出素子あるいは表
示装置の実稼働時の極性とは逆である。ゲート電極の極
性とカソード電極の極性に関して「工程（ホ）におけ
る」と断っているのは、実稼働時の極性との区別を明確
化するためである。本発明において、カソード電極とア
ノード電極との間に安定した電位差を与えるためには、
カソード電極を接地し、（１）の組合せを採用すること
が特に好ましい。A method for manufacturing a field emission device and a method for manufacturing a display device according to the present invention (hereinafter, may be collectively referred to as the present invention).
In the above, the polarity of the charged powder is the same as the polarity of the gate electrode in the step (e), and can be opposite to the polarity of the cathode electrode in the step (e). By selecting the polarity in this manner, the adhesion of the powder to the surface of the gate electrode is prevented by the electric repulsion, and the adhesion of the powder to the cathode electrode is promoted by the electric attraction. Therefore, possible combinations of polarities are (1) powder / gate electrode / cathode electrode = negative / negative / positive, or (2) powder /
Gate electrode / cathode electrode = positive / positive / negative. However, in the combination of the above (1), the polarity of the cathode electrode, which is the polarity of the gate electrode, is opposite to the polarity during the actual operation of the field emission device or the display device. The reason why the polarity of the gate electrode and the polarity of the cathode electrode are referred to as “in the process (e)” is to clarify the distinction between the polarity during actual operation. In the present invention, in order to provide a stable potential difference between the cathode electrode and the anode electrode,
It is particularly preferable that the cathode electrode is grounded and the combination of (1) is employed.
【００１５】本発明では、カソード電極上に形成された
粉体の堆積物が電子放出電極となるが、電子放出電極の
形状が開口部内の電界強度分布に応じて自己整合的に制
御される点が、本発明のメリットの一つである。即ち、
スピント型の電界放出素子、あるいはスピント型と同様
の動作原理に基づく電界放出素子の構成においては、開
口部の上端にゲート電極が位置し、開口部の底部にカソ
ード電極が露出しているので、開口部内には両電極間の
電位差や開口部の形状に応じた電界強度分布が生ずる。
開口部の中央部近傍では電界強度が最も低く、中央部か
ら周辺部へ遠ざかるにつれて電界強度は高くなる。帯電
した粉体は、電界強度の低い部分ほど多く集中するた
め、開口部の中央部近傍にピークを有する略錘状の堆積
物（即ち、電子放出電極）が形成される。ここで、「略
錐状の形状」には、通常の錐状形状の他、通常の錐状の
側面が若干外側へ膨らんだり、あるいは側面が若干内側
へ凹んだりした形状も含まれる。開口部が円形であれば
電子放出電極の形状は略円錐状となり、開口部がｎ角形
であれば電子放出電極の形状は略ｎ角錐状となる。尚、
開口部が矩形である場合には、電子放出電極は矩形の長
辺に沿って稜線が延在した凸条体となるが、本発明では
かかる電子放出電極の形状も「略錐状」に含めるものと
する。In the present invention, the deposit of the powder formed on the cathode electrode becomes the electron emission electrode. The point that the shape of the electron emission electrode is controlled in a self-aligned manner according to the electric field intensity distribution in the opening. This is one of the advantages of the present invention. That is,
In the configuration of the Spindt-type field emission device or the field emission device based on the same operation principle as the Spindt type, the gate electrode is located at the upper end of the opening, and the cathode electrode is exposed at the bottom of the opening, In the opening, an electric field intensity distribution occurs according to the potential difference between the two electrodes and the shape of the opening.
The electric field intensity is lowest near the center of the opening, and increases as the distance from the center to the periphery increases. Since the charged powder concentrates more in a portion where the electric field intensity is lower, a substantially cone-shaped deposit (that is, an electron emission electrode) having a peak near the center of the opening is formed. Here, the “substantially conical shape” includes not only a normal conical shape but also a shape in which a normal conical side surface slightly swells outward or a side surface is slightly depressed inward. If the opening is circular, the shape of the electron emission electrode is substantially conical, and if the opening is n-shaped, the shape of the electron emission electrode is substantially n-pyramidal. still,
When the opening is rectangular, the electron-emitting electrode is a ridge with a ridge extending along the long side of the rectangle. In the present invention, the shape of the electron-emitting electrode is also included in the “substantially conical shape”. Shall be.
【００１６】上述のようにカソード電極上に形成された
粉体の堆積物は、そのままで十分な機械的強度や安定な
電気的特性を有していれば電子放出電極として実用に供
することができるが、機械的強度や電気的特性の安定性
が不十分である場合には、工程（ホ）の後に、（ヘ）電
子放出電極を焼成する工程、を設けることが特に好まし
い。焼成温度は、ゲート電極やカソード電極やゲート電
極の耐熱性が十分に保証できる温度とし、焼成雰囲気
は、ゲート電極やカソード電極の電気抵抗率が酸化によ
って上昇したり、あるいはゲート電極やカソード電極が
燃焼によって除去されることのないよう、不活性ガス雰
囲気とすることが特に好ましい。The powder deposit formed on the cathode electrode as described above can be put to practical use as an electron-emitting electrode as long as it has sufficient mechanical strength and stable electrical characteristics. However, when the mechanical strength and the stability of the electrical characteristics are insufficient, it is particularly preferable to provide (f) a step of firing the electron emission electrode after the step (e). The firing temperature is a temperature at which the heat resistance of the gate electrode, the cathode electrode, and the gate electrode can be sufficiently ensured. The firing atmosphere is such that the electrical resistivity of the gate electrode or the cathode electrode increases due to oxidation, or the gate electrode or the cathode electrode is heated. It is particularly preferable to use an inert gas atmosphere so as not to be removed by combustion.
【００１７】本発明で使用する粉体は電子放出電極の構
成材料であるから、その構成成分の全体又は一部が導電
性を備える必要がある。導電性物質は、一般にバルク状
態では帯電しないとされるが、粉体となって空中に浮遊
した状態では電荷が漏洩しないので、粉体の構成成分の
全体が導電性を備える場合であっても、帯電した粉体を
供給することは可能である。導電性を備える粉体として
は、カーボン、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、
タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍ
ｏ）、クロム（Ｃｒ）等の高融点金属、あるいはＩＴＯ
（インジウム・錫酸化物）等の透明導電材料の粉体を使
用することができる。Since the powder used in the present invention is a constituent material of the electron emission electrode, it is necessary that all or part of the constituent components have conductivity. A conductive substance is generally not charged in a bulk state, but does not leak in a state in which the powder is suspended in the air as a powder, so even if the entire constituent of the powder has conductivity. It is possible to supply charged powder. Examples of the conductive powder include carbon, tungsten (W), niobium (Nb),
Tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (M
o), high melting point metal such as chromium (Cr), or ITO
Powder of a transparent conductive material such as (indium / tin oxide) can be used.
【００１８】一方、構成成分の一部が導電性を備えた粉
体とは、例えば、導電性粒子を結合剤（バインダ）の被
膜で覆った粉体である。上述のような焼成によって機械
的強度や電気的安定性に優れる電子放出電極を形成する
場合には、かかる粉体を使用することが極めて好適であ
る。結合剤の被膜を有する粉体は、静電粉体塗装の分野
で通常使用されている粉体塗料と同様に取り扱うことが
可能である。粉体の核を成す導電性粒子としては、上述
した導電性を備える粉体を使用することができる。結合
剤としては、汎用樹脂を使用することができる。結合剤
は、焼成によって燃焼除去されてもよいし、炭化した状
態で導電性物質から成る粒子の隙間に残存し、粒子同士
の接着に寄与してもよい。但し、重合度が極端に大きか
ったり、多重結合含有量が極端に多い汎用樹脂では、焼
成に高温を要し、焼成時にカソード電極、絶縁層、ゲー
ト電極に悪影響を及ぼす虞れがある。そこで、これらに
対する悪影響が生じる虞れのない温度にて燃焼若しくは
炭化させることが可能な汎用樹脂を選択することが好ま
しい。かかる汎用樹脂としては、熱可塑性樹脂や熱硬化
性樹脂を使用することができる。熱可塑性樹脂としては
塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹
脂、セルロースエステル樹脂、フッ素樹脂を例示するこ
とができ、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、アク
リル樹脂、ポリエステル樹脂を例示することができる。
粉体の形状は特に限定されず、球形、板状、針状、柱
状、多面体、不定形のいずれであってもよいが、堆積物
中の粉体の充填密度を高め得る形状が特に好ましい。On the other hand, the powder having a part of constituents having conductivity is, for example, a powder in which conductive particles are covered with a coating of a binder (binder). In the case where an electron-emitting electrode having excellent mechanical strength and electrical stability is formed by the above-described firing, it is extremely preferable to use such a powder. The powder having the binder coating can be handled in the same manner as the powder coating usually used in the field of electrostatic powder coating. As the conductive particles forming the core of the powder, the powder having the above-described conductivity can be used. A general-purpose resin can be used as the binder. The binder may be burned and removed by baking, or may remain in the gaps between the particles made of the conductive substance in a carbonized state and contribute to the adhesion between the particles. However, a general-purpose resin having an extremely high degree of polymerization or an extremely large multiple bond content requires a high temperature for firing, which may adversely affect the cathode electrode, the insulating layer, and the gate electrode during firing. Therefore, it is preferable to select a general-purpose resin that can be burned or carbonized at a temperature at which there is no risk of adverse effects on them. As such a general-purpose resin, a thermoplastic resin or a thermosetting resin can be used. Examples of the thermoplastic resin include a vinyl chloride resin, a polyolefin resin, a polyamide resin, a cellulose ester resin, and a fluorine resin. Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, an acrylic resin, and a polyester resin.
The shape of the powder is not particularly limited, and may be spherical, plate-like, needle-like, column-like, polyhedral, or irregular, but a shape that can increase the packing density of the powder in the sediment is particularly preferable.
【００１９】粉体の帯電方法や粉体の供給に用いる装置
としては、静電粉体塗装の分野で通常使用されている方
法や装置を挙げることができる。帯電方法としては、粉
体同士の接触・摩擦による帯電、障害物との衝突による
帯電、静電誘導による帯電、荷電粒子や電子との衝突に
よる帯電を例示することができる。各帯電方法を単独で
採用しても構わないが、通常使用される装置において粉
体が帯電する過程では、複数の帯電方法が関与している
場合が多い。中でも代表的な帯電方法は、荷電粒子との
衝突による帯電であり、この荷電粒子とは、通常、静電
粉体吹付けガンによるコロナ放電で発生したイオンであ
る。コロナ放電を利用した静電粉体吹付けガンには、単
極外部荷電式、単極内外部荷電式、単極内部荷電式、両
極外部荷電式等の種類があり、いずれも本発明に使用す
ることができる。この他、摩擦帯電式の静電粉体吹付け
ガンも知られており、本発明に使用することができる。Examples of the method of charging the powder and the apparatus used for supplying the powder include methods and apparatuses generally used in the field of electrostatic powder coating. Examples of the charging method include charging by contact / friction between powders, charging by collision with an obstacle, charging by electrostatic induction, and charging by collision with charged particles or electrons. Although each charging method may be employed alone, a plurality of charging methods are often involved in the process of charging the powder in a commonly used apparatus. Among them, a typical charging method is charging by collision with charged particles, and the charged particles are usually ions generated by corona discharge by an electrostatic powder spray gun. Electrostatic powder spray guns utilizing corona discharge include monopolar external charging type, monopolar internal and external charging type, monopolar internal charging type, bipolar external charging type, etc., all of which are used in the present invention. can do. In addition, a triboelectric type electrostatic powder spray gun is also known and can be used in the present invention.
【００２０】ところで、本発明では、工程（ホ）の粉体
供給時におけるゲート電極と粉体の極性が等しいことに
より、ゲート電極上への粉体の堆積は電気的斥力により
防止されているが、ゲート電極のパターン形状や寸法に
依っては、隣り合うゲート電極間のスペースに堆積した
粉体によってゲート電極同士が短絡する場合もあり得
る。そこで、この短絡を防止するために、工程（ホ）に
おいて、少なくとも絶縁層上に保護層を形成した状態で
粉体を供給し、電子放出電極を形成した後に保護層を除
去することが特に好ましい。保護層は、絶縁層上にのみ
形成してもよいし、全面（即ち、ゲート電極上を含む絶
縁層上）に形成してもよい。In the present invention, since the polarity of the gate electrode and that of the powder during the powder supply in the step (e) are the same, the deposition of the powder on the gate electrode is prevented by the electric repulsion. Depending on the pattern shape and dimensions of the gate electrodes, the gate electrodes may be short-circuited by powder deposited in the space between adjacent gate electrodes. Therefore, in order to prevent this short circuit, in the step (e), it is particularly preferable to supply the powder with at least the protective layer formed on the insulating layer, and to remove the protective layer after forming the electron emission electrode. . The protective layer may be formed only over the insulating layer, or may be formed over the entire surface (that is, over the insulating layer including over the gate electrode).
【００２１】保護層については、その構成材料と厚さが
開口部内の電界強度分布に実質的に影響を与えないこと
が要求される。半導体装置の製造分野で通常使用されて
いるフォトレジスト層のような有機高分子材料層は、保
護層として好適である。保護層は、例えば、工程（ニ）
における開口部の形成が終了した後、薄いフォトレジス
ト層をスピンコート法により全面に形成し、開口部の底
部のカソード電極上の部分においてフォトレジスト層を
選択的に除去することにより形成可能である。あるい
は、隣り合うゲート電極間のスペースを塞ぐような保護
層を例えば印刷法により形成してもよい。更にあるい
は、工程（ニ）において絶縁層に開口部を形成する際の
エッチングマスクとしてフォトレジスト材料層を使用
し、且つ、エッチング終了後のフォトレジスト層の残膜
厚が十分に薄い場合には、該フォトレジスト層をそのま
ま保護層として利用することができる。It is required that the material and thickness of the protective layer do not substantially affect the electric field intensity distribution in the opening. An organic polymer material layer such as a photoresist layer usually used in the field of manufacturing semiconductor devices is suitable as a protective layer. The protective layer is formed, for example, in step (d)
After the formation of the opening is completed, a thin photoresist layer can be formed on the entire surface by spin coating, and the photoresist layer can be selectively removed at a portion of the bottom of the opening on the cathode electrode. . Alternatively, a protective layer that blocks a space between adjacent gate electrodes may be formed by, for example, a printing method. Further alternatively, if a photoresist material layer is used as an etching mask when forming an opening in the insulating layer in the step (d), and the remaining thickness of the photoresist layer after the etching is sufficiently small, The photoresist layer can be used as it is as a protective layer.
【００２２】本発明により製造される電界放出素子及び
表示装置のカソード電極は、タングステン（Ｗ）、ニオ
ブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）等の高融点金属、カー
ボン、あるいはＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）等の透
明導電材料を用いて形成することができる。本発明によ
り製造される電界放出素子及び表示装置のゲート電極
は、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル
（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロ
ム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀
（Ａｕ）等の金属層又はこれらの金属元素を含む合金
層、又はこれらの金属元素を含む化合物（例えば、Ｔｉ
Ｎ等の窒化物や、ＷＳｉ2、ＭｏＳｉ2、ＴｉＳｉ2、Ｔ
ａＳｉ2等のシリサイド）、不純物を含有するシリコン
等の半導体層、カーボン、あるいはＩＴＯ（インジウム
・錫酸化物）等の透明導電材料を用いて形成することが
できる。更に、本発明により製造される表示装置のアノ
ード電極の構成材料は、表示装置の構成によって選択す
る。即ち、表示装置が透過式であって、且つ、基板上に
アノード電極と蛍光体層がこの順に積層されている場合
は、アノード電極が形成される基板は元より、アノード
電極自身も透明である必要があり、ＩＴＯ（インジウム
・錫酸化物）等の透明導電材料を用いる。一方、表示装
置が反射式である場合、及び、透過式であっても基板上
に蛍光体層とアノード電極とがこの順に積層されている
場合は、ＩＴＯの他、カソード電極やゲート電極に関連
して上述した材料を適宜選択して用いることができる。The cathode of the field emission device and the display device manufactured according to the present invention is made of tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), chromium (Cr), or the like. And a transparent conductive material such as a high melting point metal, carbon, or ITO (indium tin oxide). The gate electrodes of the field emission device and the display device manufactured according to the present invention are made of tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), chromium (Cr), and aluminum (Al). ), Copper (Cu), silver (Au) or the like, an alloy layer containing these metal elements, or a compound containing these metal elements (for example, Ti
Nitrides such as N, WSi 2 , MoSi 2 , TiSi 2 , T
It can be formed using a semiconductor layer such as a silicide such as aSi 2 ), silicon containing impurities, or a transparent conductive material such as carbon or ITO (indium tin oxide). Further, the constituent material of the anode electrode of the display device manufactured according to the present invention is selected according to the configuration of the display device. That is, when the display device is a transmissive type and the anode electrode and the phosphor layer are laminated on the substrate in this order, the anode electrode itself is transparent as well as the substrate on which the anode electrode is formed. It is necessary to use a transparent conductive material such as ITO (indium tin oxide). On the other hand, if the display device is of a reflective type, and even if it is of a transmissive type, a phosphor layer and an anode electrode are laminated in this order on a substrate, the display device may be associated with a cathode electrode or a gate electrode in addition to ITO. Then, the above-described materials can be appropriately selected and used.
【００２３】カソード電極、ゲート電極及びアノード電
極の形成には、構成材料に応じて、ＣＶＤ法、蒸着法、
塗布法、スパッタリング法、印刷法等の公知のプロセス
が適用できる。ＣＶＤ法、蒸着法、塗布法及びスパッタ
リング法では、カソード電極やゲート電極を構成する材
料層の全面成膜が行われるが、予め被成膜体上にリフト
オフ用の剥離層が形成されている場合には剥離層の除去
によってカソード電極やゲート電極を所定のパターンに
形成することができ、剥離層が形成されていない場合に
は、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術によるパ
ターニングが可能である。スクリーン印刷法等の印刷法
では、カソード電極やゲート電極の最終的なパターン
を、単一工程で得ることができ、特にゲート電極に関し
ては、寸法精度に裕度があれば、初めから開口部を有す
るゲート電極を印刷法のみによって形成することもでき
る。工程（ニ）における開口部の形成に関し、開口部を
「少なくとも」絶縁層に形成すると表現しているのは、
上述のように印刷法により開口部も同時に形成する場合
もあることから、工程（ニ）におけるゲート電極への開
口部の形成が必ずしも必要ではないからである。The formation of the cathode electrode, the gate electrode, and the anode electrode is performed by a CVD method, a vapor deposition method,
Known processes such as a coating method, a sputtering method, and a printing method can be applied. In the CVD method, the vapor deposition method, the coating method, and the sputtering method, the entire surface of a material layer forming a cathode electrode or a gate electrode is formed. However, in the case where a release layer for lift-off is formed in advance on a film formation target. By removing the release layer, the cathode electrode and the gate electrode can be formed in a predetermined pattern. When the release layer is not formed, patterning by photolithography and etching can be performed. In a printing method such as a screen printing method, a final pattern of a cathode electrode and a gate electrode can be obtained in a single step. In particular, regarding a gate electrode, if there is a margin in dimensional accuracy, an opening is formed from the beginning. The gate electrode may be formed only by a printing method. Regarding the formation of the opening in the step (d), the expression that the opening is formed “at least” in the insulating layer is as follows.
This is because the opening may be formed at the same time by the printing method as described above, so that the opening in the gate electrode in the step (d) is not necessarily required.
【００２４】絶縁層の構成材料としては、ＳｉＯ2、Ｓ
ｉＮ、ＳｉＯＮ、ガラス・ペースト硬化物を単独あるい
は適宜積層して使用することができる。絶縁層の形成に
は、構成する材料に応じて、ＣＶＤ法、塗布法、スパッ
タリング法、印刷法等の公知のプロセスが利用できる。The constituent material of the insulating layer is SiO 2 , S
iN, SiON, or a cured glass paste can be used alone or appropriately laminated. For forming the insulating layer, a known process such as a CVD method, a coating method, a sputtering method, or a printing method can be used depending on a constituent material.
【００２５】アノード電極が形成される基板としては、
ガラス基板、表面に絶縁層が形成されたガラス基板、石
英基板、表面に絶縁層が形成された石英基板を例示する
ことができる。また、カソード電極が形成される支持体
は、少なくとも表面が絶縁性部材より構成されていれば
よく、ガラス基板、表面に絶縁層が形成されたガラス基
板、石英基板、表面に絶縁層が形成された石英基板、表
面に絶縁膜が形成された半導体基板を例示することがで
きる。As the substrate on which the anode electrode is formed,
Examples include a glass substrate, a glass substrate having an insulating layer formed on its surface, a quartz substrate, and a quartz substrate having an insulating layer formed on its surface. In addition, the support on which the cathode electrode is formed only needs to have at least a surface formed of an insulating member, and a glass substrate, a glass substrate having an insulating layer formed on the surface, a quartz substrate, and an insulating layer formed on the surface. And a semiconductor substrate having an insulating film formed on its surface.
【００２６】アノード電極及び蛍光体層が形成された基
板と、冷陰極電界電子放出素子が形成された支持体とを
周縁部において接着して表示装置を製造する際、周縁部
はフリットガラスのみによって接着されていてもよい
し、あるいは枠体を介して接着されていてもよい。接着
後の基板と支持体とに挟まれた空間は、おおよそ１０-2
Ｐａのオーダー、あるいはそれ以上（即ち、より低圧）
の真空度に維持される。枠体を用いる場合の枠体と基板
との間の接着や、枠体と支持体との間の接着は、フリッ
トガラスや低融点金属材料を用いて行うことができる。
上記低融点金属材料の「低融点」とは、概ね４００°Ｃ
の温度範囲を指し、該材料は、インジウム、インジウム
系合金、錫系はんだ、鉛系はんだ、亜鉛系はんだの中か
ら適宜選択することができる。かかる低融点金属材料は
フリットガラスに比べて脱ガスを生じにくいため、枠体
と支持体と基板に囲まれた空間の真空度を長期間に亘り
維持し、以て、表示装置の長寿命化を図る上で好適であ
る。When a display device is manufactured by bonding a substrate on which an anode electrode and a phosphor layer are formed and a support on which a cold cathode field emission device is formed at a peripheral portion, the peripheral portion is made of only frit glass. It may be bonded, or may be bonded via a frame. The space between the bonded substrate and the support is approximately 10 -2
On the order of Pa or higher (ie, lower pressure)
Is maintained at a vacuum degree. When the frame is used, the adhesion between the frame and the substrate and the adhesion between the frame and the support can be performed using frit glass or a low-melting metal material.
The “low melting point” of the low melting point metal material is approximately 400 ° C.
The material can be appropriately selected from indium, indium-based alloy, tin-based solder, lead-based solder, and zinc-based solder. Such a low-melting-point metal material is less likely to degas compared to frit glass, so that the degree of vacuum in the space surrounded by the frame, the support, and the substrate is maintained for a long time, thereby extending the life of the display device. It is suitable for achieving.
【００２７】尚、本発明において、電界放出素子がさら
に収束電極を備えており、しかも、収束電極が個々の電
子放出電極に対応して開口部の上端部に形成されている
場合には、カソード電極とゲート電極との間に電位差を
与える代わりに、カソード電極と収束電極との間に電位
差を与えた状態で、開口部の上方から帯電した粉体を供
給してカソード電極上に該粉体を堆積させることもでき
る。収束電極とは、開口部の外へ飛び出してアノード電
極へ向かう電子が所望の蛍光体層のみに入射するよう
に、電子軌道を収束させるための電界を発生する電極で
ある。収束電極を設ける場合は、通常、ゲート電極上を
含む絶縁層上に更に第２の絶縁層を形成し、第２の絶縁
層上に収束電極を形成し、少なくとも第２の絶縁層に、
開口部と連通する第２の開口部を形成する。粉体供給時
のカソード電極と収束電極と粉体の極性の組合せについ
ては、前述した通りである。In the present invention, when the field emission device further includes a focusing electrode, and the focusing electrode is formed at the upper end of the opening corresponding to each electron emission electrode, the cathode Instead of giving a potential difference between the electrode and the gate electrode, in a state where a potential difference is given between the cathode electrode and the focusing electrode, the charged powder is supplied from above the opening to supply the powder on the cathode electrode. Can also be deposited. The converging electrode is an electrode that generates an electric field for converging the electron trajectory so that electrons that jump out of the opening and travel toward the anode electrode enter only the desired phosphor layer. When a focusing electrode is provided, usually, a second insulating layer is further formed on the insulating layer including the gate electrode, a focusing electrode is formed on the second insulating layer, and at least the second insulating layer has
A second opening communicating with the opening is formed. The combination of the cathode electrode, the focusing electrode, and the polarity of the powder during powder supply is as described above.
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施の形態（以下、実施の形態と略称する）に基づき本発
明を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings based on embodiments of the present invention (hereinafter, abbreviated as embodiments).
【００２９】（実施の形態１）実施の形態１は、本発明
の電界放出素子の製造方法と、本発明の表示装置の製造
方法に関する。電界放出素子の製造方法の工程図を図１
乃至図３に示し、電子放出電極を形成するための静電粉
体吹付け装置の概念的な構成図を図４に示し、帯電した
粉体の供給により略錐状の電子放出電極が自己整合的に
形成される様子を図５に概念的に示し、かかる電界放出
素子を組み込んだ表示装置の概念的な構成図を図６に示
す。Embodiment 1 Embodiment 1 relates to a method of manufacturing a field emission device of the present invention and a method of manufacturing a display device of the present invention. FIG. 1 is a process diagram of a method for manufacturing a field emission device.
FIG. 3 to FIG. 3 show a conceptual configuration diagram of an electrostatic powder spraying device for forming an electron emission electrode. FIG. 4 shows that a substantially conical electron emission electrode is self-aligned by supplying charged powder. FIG. 5 conceptually shows a state in which such a field emission device is formed, and FIG. 6 shows a conceptual configuration diagram of a display device incorporating such a field emission device.
【００３０】［工程−１００］先ず、例えばガラス基板
から成る支持体１０上に、カソード電極１１を形成す
る。カソード電極１１は、例えば支持体１０上にタング
ステン膜を全面製膜し、続いてこのタングステン膜をパ
ターニングして形成することができる。尚、カソード電
極１１は単一の材料層ではなく、複数の材料層を積層し
て構成することもできる。例えば、後工程で形成される
各電子放出電極（図２の符号１５）の電子放出特性のば
らつきをカバーするために、カソード電極１１の表層部
を残部よりも電気抵抗率の高い材料で構成することがで
きる。次に、カソード電極１１上を含む支持体１０上に
絶縁層１２を形成する。ここでは、一例としてガラス・
ペーストを全面に約５μｍの厚さに印刷する。次に、絶
縁層１２に含まれる水分や溶剤を除去し、且つ、絶縁層
１２を平坦化するために、例えば１５０゜Ｃにて絶縁層
１２を乾燥する。尚、上述のようなガラス・ペーストを
用いた印刷に替えて、例えばプラズマＣＶＤ法によりＳ
ｉＯ2膜を形成しても、勿論構わない。[Step-100] First, a cathode electrode 11 is formed on a support 10 made of, for example, a glass substrate. The cathode electrode 11 can be formed, for example, by forming a tungsten film entirely on the support 10 and then patterning the tungsten film. The cathode electrode 11 is not limited to a single material layer, but may be formed by stacking a plurality of material layers. For example, the surface layer of the cathode electrode 11 is made of a material having a higher electrical resistivity than the rest in order to cover variations in the electron emission characteristics of each electron emission electrode (reference numeral 15 in FIG. 2) formed in a later step. be able to. Next, the insulating layer 12 is formed on the support 10 including the cathode electrode 11. Here, as an example,
The paste is printed on the entire surface to a thickness of about 5 μm. Next, the insulating layer 12 is dried at, for example, 150 ° C. in order to remove moisture and a solvent contained in the insulating layer 12 and to flatten the insulating layer 12. In place of printing using the glass paste as described above, for example, S
Of course, an iO 2 film may be formed.
【００３１】次に、絶縁層１２上にゲート電極１３を形
成する。ゲート電極１３は、例えば絶縁層１２上にタン
グステン膜を全面製膜し、続いてこのタングステン膜を
パターニングして形成することができる。このときのス
トライプの延在方向は、カソード電極１１と直交する方
向である。図１の（Ａ−１）は、ストライプ状のパター
ニングのみを行ったゲート電極１３を示し、図１の（Ａ
−２）は、カソード電極１１と重複する領域において開
口部のパターニングも同時に行われたゲート電極１３Ａ
を示す。Next, a gate electrode 13 is formed on the insulating layer 12. The gate electrode 13 can be formed, for example, by forming a tungsten film on the entire surface of the insulating layer 12 and then patterning the tungsten film. The extending direction of the stripe at this time is a direction orthogonal to the cathode electrode 11. (A-1) of FIG. 1 shows the gate electrode 13 on which only the stripe patterning has been performed.
-2) a gate electrode 13A in which an opening is patterned simultaneously in a region overlapping with the cathode electrode 11;
Is shown.
【００３２】［工程−１１０］次に、図２の（Ａ）に示
すように、例えばフォトレジスト材料から成るエッチン
グマスク１６を介してエッチングを行う。ここで、［工
程−１００］の終了時点における状態が図１の（Ａ−
１）に示した状態である場合には、ゲート電極１３と絶
縁層１２の双方をエッチングし、［工程−１００］の終
了時点における状態が図１の（Ａ−２）に示し状態であ
る場合には、絶縁層１２のみをエッチングする。いずれ
にしても、このエッチングにより、底部にカソード電極
１１が露出した開口部１４Ａを形成する。ここでは、一
例としてフッ素系ガスを用いた異方性ドライエッチング
により、垂直壁を有する開口部１４Ａを形成する。[Step-110] Next, as shown in FIG. 2A, etching is performed through an etching mask 16 made of, for example, a photoresist material. Here, the state at the end of [Step-100] is shown in FIG.
In the case shown in FIG. 1A, both the gate electrode 13 and the insulating layer 12 are etched, and the state at the end of [Step-100] is the state shown in FIG. 1A-2. Next, only the insulating layer 12 is etched. In any case, this etching forms an opening 14A with the cathode electrode 11 exposed at the bottom. Here, as an example, the opening 14A having a vertical wall is formed by anisotropic dry etching using a fluorine-based gas.
【００３３】［工程−１２０］次に、等方的なエッチン
グを行い、図２の（Ｂ）に示すように、開口部１４Ａを
構成する絶縁層１２の側壁面を後退させ、開口部１４Ｂ
を形成する。等方的なエッチングは、ケミカルドライエ
ッチングのようにラジカルを主エッチング種として利用
するドライエッチング、あるいは、エッチング液を利用
するウェットエッチングにより行うことができる。エッ
チング液としては、４９％フッ酸と純水の１：１００
（容量比）混合液を用いることができる。更に、図２の
（Ｃ）に示すように、エッチングマスク１６を除去す
る。ここまでのプロセスが終了した基体（基板１０、カ
ソード電極１１、絶縁層１２，ゲート電極１３Ａの総
称）が、次工程の静電粉体吹付けの被処理体となる。[Step-120] Next, isotropic etching is performed to retreat the side wall surface of the insulating layer 12 forming the opening 14A, as shown in FIG.
To form The isotropic etching can be performed by dry etching using radicals as a main etching species, such as chemical dry etching, or wet etching using an etchant. As an etchant, 49% hydrofluoric acid and pure water 1: 100
(Volume ratio) A mixed solution can be used. Further, as shown in FIG. 2C, the etching mask 16 is removed. The substrate (general term for the substrate 10, the cathode electrode 11, the insulating layer 12, and the gate electrode 13A) on which the processes up to this point have been completed is the object to be subjected to electrostatic powder spraying in the next step.
【００３４】［工程−１３０］次に、図３に示すよう
に、略錐状の形状を有する電子放出電極１５をカソード
電極１１上に形成する。図３の（Ｂ）は、電界放出素子
の一部を示す模式的な斜視図であり、図３の（Ａ）は図
３の（Ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。図３の（Ｂ）で
は、電子放出電極１５の全体が見えるように、絶縁層１
２とゲート電極１３Ａの一部を破断している。また、図
３には簡略化のため、カソード電極１１とゲート電極１
３Ａとの各重複領域において電子放出電極１５が１つだ
け形成された状態を図示するが、実際の電界放出素子の
構成においては、各重複領域に開口部１４Ｂと電子放出
電極１５の組が数十個〜数千個ものオーダーで形成さ
れ、これら複数の電子放出電極１５の集合体によって１
画素に対応する電子放出領域が構成される場合が多い。[Step-130] Next, as shown in FIG. 3, an electron emission electrode 15 having a substantially conical shape is formed on the cathode electrode 11. FIG. 3B is a schematic perspective view showing a part of the field emission device, and FIG. 3A is a sectional view taken along line AA of FIG. 3B. In FIG. 3B, the insulating layer 1 is formed so that the entire electron emission electrode 15 can be seen.
2 and a part of the gate electrode 13A are broken. FIG. 3 shows the cathode electrode 11 and the gate electrode 1 for simplification.
Although a state in which only one electron emission electrode 15 is formed in each overlapping region with 3A is illustrated, in the actual configuration of the field emission device, the number of pairs of the opening 14B and the electron emitting electrode 15 is several in each overlapping region. It is formed in an order of ten to several thousands, and is formed by an aggregate of the plurality of electron-emitting electrodes 15.
In many cases, an electron emission region corresponding to a pixel is configured.
【００３５】ここで、電子放出電極１５を形成するため
の静電粉体吹付け装置の構成について、図４を参照しな
がら説明する。この装置は、粉体供給系統、粉体吹付け
系統、粉体回収系統に大別される。粉体供給系統は、粉
体１００を圧縮空気によって静電粉体吹付けガン２６へ
圧送する粉体供給管２４と、粉体供給管２４に接続さ
れ、粉体を貯留するホッパ２３を主な構成要素とする。
ホッパ２３に貯留される粉体１００は、新しい粉体と、
後述の粉体回収系統から回収された粉体との混合物であ
る。粉体供給管２４が一部屈曲しているのは、管壁との
衝突により粉体１００の帯電を促進するためである。Here, the configuration of the electrostatic powder spraying device for forming the electron emission electrode 15 will be described with reference to FIG. This device is roughly classified into a powder supply system, a powder spraying system, and a powder recovery system. The powder supply system mainly includes a powder supply pipe 24 for feeding the powder 100 to the electrostatic powder spray gun 26 with compressed air, and a hopper 23 connected to the powder supply pipe 24 for storing the powder. It is a component.
The powder 100 stored in the hopper 23 is a new powder,
It is a mixture with the powder recovered from a powder recovery system described below. The reason why the powder supply tube 24 is partially bent is to promote charging of the powder 100 by collision with the tube wall.
【００３６】粉体吹付け系統は、静電粉体吹付けガン２
６と吹付けブース２０を主な構成要素とする。静電粉体
吹付けガン２６は、粉体供給管２４に接続され、エポキ
シ樹脂等の堅牢な絶縁体より成る筒体２７と、筒体２７
の前端中央部に配設され、直流高圧電源２５に接続され
たコロナ電極２８を有する。直流高圧電源２５により印
加される電圧は、通常−３０〜−９０ｋＶ程度である。
図４に示した静電粉体吹付けガン２６は、所謂単極外部
荷電式のガンであり、圧縮空気流によって搬送された粉
体１００は、コロナ電極２８の近傍前方の空間で荷電さ
れる。吹付けブース２０は、被処理体を収容する容器で
あり、側壁面には窓部が設けられ、この窓部を通じて静
電粉体吹付けガン２６から帯電した粉体１００が吹付け
ブース２０内へ供給される。吹付けブース２０は、図４
の紙面に垂直な方向に延在されており、被処理体は図示
されないハンガに懸吊された状態で、吹付けブース２０
内を紙面に垂直な方向に搬送される。吹付けブース２０
の底部は、中央部に向かって下降するごとく傾斜し、被
処理体上に堆積しなかった粉体１００の回収を容易とし
ている。The powder spraying system includes an electrostatic powder spraying gun 2
6 and the spray booth 20 are main components. The electrostatic powder spray gun 26 is connected to the powder supply pipe 24 and has a cylindrical body 27 made of a rigid insulator such as an epoxy resin.
And a corona electrode 28 connected to a DC high-voltage power supply 25. The voltage applied by the DC high-voltage power supply 25 is usually about -30 to -90 kV.
The electrostatic powder spray gun 26 shown in FIG. 4 is a so-called monopolar externally charged gun, and the powder 100 conveyed by the compressed air flow is charged in a space in front of and near the corona electrode 28. . The spray booth 20 is a container for accommodating the object to be processed. A window is provided on the side wall surface, and the powder 100 charged from the electrostatic powder spray gun 26 is supplied through the window to the inside of the spray booth 20. Supplied to The spray booth 20 is shown in FIG.
The object to be processed is suspended in a hanger (not shown) while the spray booth 20 is
Is transported in a direction perpendicular to the plane of the drawing. Spray booth 20
The bottom is inclined so as to descend toward the center, thereby facilitating the recovery of the powder 100 that has not been deposited on the object.
【００３７】粉体回収系統は、吹付けブース２０の底部
に接続された排気ダクト２１と、該排気ダクト２１に接
続された回収装置２２を主な構成要素とする。回収装置
２２内では、サイクロンとフィルタを用いて粉体１００
が回収される。回収された粉体１００はホッパ２３へ戻
される。The main components of the powder recovery system are an exhaust duct 21 connected to the bottom of the spray booth 20 and a recovery device 22 connected to the exhaust duct 21. In the recovery device 22, the powder 100 is collected using a cyclone and a filter.
Is collected. The collected powder 100 is returned to the hopper 23.
【００３８】かかる静電粉体吹付け装置を用いて電子放
出電極１５を形成するには、図４に示すように、吹付け
ブース２０内に支持体１０を懸吊し、カソード電極１１
を接地する。この状態で、カソード電極１１は陽極とな
り、高電圧が印加されるコロナ電極２８の対向接地電極
となる。本発明では更に、ゲート電極１３Ａを直流電源
２９に接続し、負電位とする。静電粉体吹付けガン２６
から放出されて負に帯電した粉体１００は、図５に示す
ように、カソード電極１１に引き付けられる。この時、
粉体１００は、電界強度の低い開口部１４Ｂの中央部近
傍により多く集中する。その結果、図示されるように、
略円錐状の電子放出電極１５が形成される。尚、図３、
図５、及び図６では、通常の円錐よりも側面が内側に向
かって湾曲した「略円錐状」の電子放出電極１５を例示
するが、電子放出電極１５の形状は必ずしも図示される
形状には限られない。In order to form the electron emission electrode 15 using such an electrostatic powder spraying apparatus, as shown in FIG. 4, the support 10 is suspended in the spray booth 20 and the cathode electrode 11 is formed.
To ground. In this state, the cathode electrode 11 serves as an anode, and serves as a ground electrode opposite to the corona electrode 28 to which a high voltage is applied. Further, in the present invention, the gate electrode 13A is connected to the DC power supply 29 to have a negative potential. Electrostatic powder spray gun 26
The negatively charged powder 100 released from the substrate is attracted to the cathode electrode 11 as shown in FIG. At this time,
The powder 100 concentrates more in the vicinity of the center of the opening 14B having a low electric field intensity. As a result, as shown in the figure,
A substantially conical electron emission electrode 15 is formed. Note that FIG.
FIGS. 5 and 6 illustrate the “substantially conical” electron emission electrode 15 whose side surface is curved more inward than a normal cone. However, the shape of the electron emission electrode 15 is not necessarily the illustrated shape. Not limited.
【００３９】実施の形態１では一例として、バインダ樹
脂で被覆したカーボン粒子を粉体１００として使用し、
上述のようにして形成された電子放出電極１５を焼成す
る。この焼成は不活性ガス雰囲気中で行うため、タング
ステンから成るカソード電極１１やゲート電極１３Ａが
酸化されて電気抵抗率が上昇する虞れはない。また、焼
成温度も既に形成されている基体の各部に何ら悪影響を
与えない温度とする。この焼成により、機械的強度と電
気的特性の安定性に優れる電子放出電極１５が得られ
る。In the first embodiment, as an example, carbon particles coated with a binder resin are used as powder 100,
The electron emission electrode 15 formed as described above is fired. Since this firing is performed in an inert gas atmosphere, there is no fear that the cathode electrode 11 and the gate electrode 13A made of tungsten are oxidized and the electrical resistivity increases. Also, the firing temperature is set to a temperature that does not adversely affect each part of the substrate already formed. By this firing, an electron emission electrode 15 having excellent mechanical strength and stability of electrical characteristics can be obtained.
【００４０】表示装置を製造するには、上述のような電
界放出素子が形成された支持体１０と、アノード電極及
び蛍光体層が形成された基板とを、該蛍光体層と該電界
放出素子とが対向するように配置し、該基板と該支持体
１０とを周縁部において接着する。ここで、電界放出素
子が形成された支持体１０をカソード・パネルＣＰと称
し、アノード電極及び蛍光体層が形成された基板をアノ
ード・パネルＡＰと称することにする。具体的には、セ
ラミックスやガラスから作製された高さ約１ｍｍの枠体
（図示せず）を用意し、枠体とアノード・パネルＡＰと
カソード・パネルＣＰとをフリットガラスを用いて仮接
着した後、約４５０゜Ｃで１０〜３０分焼成すればよ
い。その後、表示装置の内部を１０-4Ｐａ程度の真空度
となるまで排気し、適当な方法で封止する。あるいは、
真空槽内で枠体とアノード・パネルＡＰとカソード・パ
ネルＣＰとをフリットガラスを用いて接着してもよく、
この場合には、接着と同時に表示装置の内部が真空とな
るので、後工程における排気が不要となる。In order to manufacture a display device, the support 10 on which the above-described field emission device is formed and the substrate on which the anode electrode and the phosphor layer are formed are combined with the phosphor layer and the field emission device. Are arranged so as to face each other, and the substrate and the support 10 are bonded to each other at the peripheral portion. Here, the support 10 on which the field emission devices are formed is referred to as a cathode panel CP, and the substrate on which the anode electrode and the phosphor layer are formed is referred to as an anode panel AP. Specifically, a frame (not shown) having a height of about 1 mm made of ceramics or glass was prepared, and the frame, the anode panel AP, and the cathode panel CP were temporarily bonded using frit glass. Thereafter, it may be fired at about 450 ° C. for 10 to 30 minutes. Thereafter, the inside of the display device is evacuated to a degree of vacuum of about 10 −4 Pa and sealed by an appropriate method. Or,
The frame, the anode panel AP, and the cathode panel CP may be bonded together using a frit glass in a vacuum chamber,
In this case, since the inside of the display device is evacuated simultaneously with the bonding, exhaust in a later step is not required.
【００４１】このようにして得られる表示装置は、図６
に示すように、複数の画素から構成されている。各画素
は、上述の電界放出素子の複数個と、これらに対向配置
して基板３０上に設けられたアノード電極３２及び蛍光
体層３１から成る。アノード電極３２は例えばアルミニ
ウムから成り、ガラスから成る基板３０の上に所定のパ
ターンをもって形成された蛍光体層３１を被覆するよう
に形成されている。基板３０上における蛍光体層３１と
アノード電極３２の積層順を上記と逆にしても構わない
が、この場合は、表示装置の観察面側から見てアノード
電極３２が蛍光体層３１の手前に来るため、アノード電
極３２をＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）等の透明導電
材料にて構成する必要がある。The display device thus obtained is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the pixel is composed of a plurality of pixels. Each pixel includes a plurality of the above-described field emission devices, and an anode electrode 32 and a phosphor layer 31 provided on a substrate 30 so as to face each other. The anode electrode 32 is made of, for example, aluminum, and is formed so as to cover the phosphor layer 31 formed in a predetermined pattern on a substrate 30 made of glass. The order of lamination of the phosphor layer 31 and the anode electrode 32 on the substrate 30 may be reversed, but in this case, the anode electrode 32 is located in front of the phosphor layer 31 when viewed from the observation surface side of the display device. Therefore, the anode electrode 32 must be made of a transparent conductive material such as ITO (indium tin oxide).
【００４２】カソード電極１１には、走査回路３３から
相対的に負電圧が印加され、ゲート電極１３Ａには制御
回路３４から相対的に正電圧が印加され、アノード電極
３２にはゲート電極１３Ａよりも更に高い正電圧が加速
電源３５から印加される。表示装置において表示を行う
場合、制御回路３４にはビデオ信号、走査回路３３には
走査信号が入力される。カソード電極１１とゲート電極
１３とに電圧を印加した際に生ずる電界により、電子放
出電極１５の先端部から電子ｅが引き出される。この電
子ｅが、アノード電極３２に引き付けられて蛍光体層３
１に衝突すると、蛍光体層３１が発光し、所望の画像を
得ることができる。本発明の表示装置においては、電子
放出電極１５の先端部が先鋭化されているため、電流効
率、即ち、カソード電流値に対するアノード電流値の比
も良好である。A relatively negative voltage is applied to the cathode electrode 11 from the scanning circuit 33, a relatively positive voltage is applied to the gate electrode 13A from the control circuit 34, and an anode electrode 32 is applied to the anode electrode 32 more than the gate electrode 13A. A higher positive voltage is applied from the acceleration power supply 35. When displaying on the display device, a video signal is input to the control circuit 34 and a scanning signal is input to the scanning circuit 33. Electrons e are extracted from the tip of the electron emission electrode 15 by an electric field generated when a voltage is applied to the cathode electrode 11 and the gate electrode 13. The electrons e are attracted to the anode electrode 32 and the phosphor layer 3
When it collides with 1, the phosphor layer 31 emits light, and a desired image can be obtained. In the display device of the present invention, since the tip of the electron emission electrode 15 is sharpened, the current efficiency, that is, the ratio of the anode current value to the cathode current value is also good.
【００４３】（実施の形態２）実施の形態２は、実施の
形態１の変形例である。実施の形態２が実施の形態１と
異なる点は、電子放出電極１５を形成するための静電粉
体吹付けを行う前に、ゲート電極１３Ａ上を含む絶縁層
１２上に保護層を形成し、粉体を供給して電子放出電極
１５を形成した後、保護層を除去する点である。実施の
形態２の電界放出素子の製造方法を、図７を参照しなが
ら説明する。尚、図７の参照符号は図２と一部共通であ
り、共通部分については詳しい説明を省略する。(Embodiment 2) Embodiment 2 is a modification of Embodiment 1. The second embodiment is different from the first embodiment in that a protective layer is formed on the insulating layer 12 including the gate electrode 13A before spraying the electrostatic powder for forming the electron emission electrode 15. After the powder is supplied to form the electron emission electrode 15, the protective layer is removed. A method for manufacturing the field emission device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Note that the reference numerals in FIG. 7 are partially the same as those in FIG. 2, and a detailed description of the common portions will be omitted.
【００４４】［工程−２００］先ず、異方性エッチング
により絶縁層１２に垂直壁を有する開口部１４Ａを形成
する工程までを、実施の形態１の［工程−１００］と同
様に行う〔図２の（Ａ）参照〕。この段階でゲート電極
１３Ａ上を含む絶縁層１２上に形成されているエッチン
グマスク１６をそのまま保護層として用いることも場合
によっては可能であるが、ここではエッチングマスク１
６の膜厚が大きく、次工程の静電粉体吹付けにおいて粉
体１００の飛行の妨げになったり、開口部１４Ａ内の電
界強度分布に影響を与える虞れがあるので、エッチング
マスク１６を一旦除去する。そして、図７の（Ａ）に示
すように、改めて保護層１７を形成する。この保護層１
７は、例えばフォトレジスト材料をスピンコート法によ
り塗布し、開口部１４Ａの底部の部分のみを除去するよ
うなパターニングを行うことによって形成される。尚、
図７では、開口部１４Ａの底部の部分の保護層１７を除
去するに際し、アライメントに余裕を持たせた結果、開
口部１４Ａの側壁面も保護層１７で覆われた状態を示し
ているが、開口部１４Ａの側壁面は必ずしも保護層１７
で覆われていなくてもよい。また、保護層１７は、等方
的なエッチングにより側壁面を後退させた開口部１４Ｂ
を形成した後に形成してもよい。[Step-200] First, the steps up to the step of forming an opening 14A having a vertical wall in the insulating layer 12 by anisotropic etching are performed in the same manner as in [Step-100] of the first embodiment [FIG. (A).]. At this stage, the etching mask 16 formed on the insulating layer 12 including the gate electrode 13A can be used as it is as a protective layer in some cases.
6 has a large thickness, which may hinder the flight of the powder 100 in the next step of spraying the electrostatic powder and may affect the electric field intensity distribution in the opening 14A. Remove once. Then, as shown in FIG. 7A, the protective layer 17 is formed again. This protective layer 1
7 is formed, for example, by applying a photoresist material by a spin coating method and performing patterning to remove only the bottom portion of the opening 14A. still,
FIG. 7 shows a state in which the side wall surface of the opening 14A is also covered with the protective layer 17 as a result of allowing a margin for alignment when removing the protective layer 17 at the bottom of the opening 14A. The side wall surface of the opening 14A is not necessarily the protective layer 17
It does not need to be covered with. The protective layer 17 has an opening 14B whose side wall surface is recessed by isotropic etching.
May be formed after forming.
【００４５】［工程−２１０］次に、実施の形態１の
［工程−１３０］と同様に静電粉体吹付けを行うことに
より、図７の（Ｂ）に示すように、カソード電極１１上
に電子放出電極１５を形成する。[Step-210] Next, electrostatic powder is sprayed in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment, so that the surface of the cathode electrode 11 is formed as shown in FIG. The electron emission electrode 15 is formed.
【００４６】［工程−２２０］更に、保護層１７を除去
すると、図７の（Ｃ）に示す状態が得られる。この後
は、必要に応じて絶縁層１２の等方的なエッチングを行
い、開口部１４Ａを構成する絶縁層１２の側壁面を後退
させる。実施の形態２で得られた電界放出素子を用い
て、更に、実施の形態１と同様に表示装置を製造するこ
とができる。[Step-220] Further, when the protective layer 17 is removed, a state shown in FIG. 7C is obtained. After that, if necessary, the insulating layer 12 is isotropically etched to retreat the side wall surface of the insulating layer 12 forming the opening 14A. Using the field emission device obtained in Embodiment 2, a display device can be further manufactured in the same manner as in Embodiment 1.
【００４７】以上、本発明を、発明の実施の形態に基づ
き説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。電界放出素子の構造の細部、電界放出素子の製造方
法における加工条件や使用した材料等の詳細事項、電界
放出素子を適用した表示装置の構造の細部は例示であ
り、適宜変更、選択、組合せが可能である。例えば、開
口部の形状によっては、上述した略円錐状の電子放出電
極１５に替えて、別の形状を有する電子放出電極を形成
することができる。例えば、図８に示すように、支持体
４０上にカソード電極４１、絶縁層４２、ゲート電極４
３を順次形成し、カソード電極４１とゲート電極４３の
重複領域において、ゲート電極４３と絶縁層４２に複数
（図では３個）の矩形の開口部４４を形成した場合、開
口部４４の底面に露出したカソード電極１１上には、上
述と同様の静電粉体吹付けによって、図示されるような
凸条体から成る電子放出電極４５を形成することができ
る。Although the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. The details of the structure of the field emission device, the details of the processing conditions and the materials used in the method of manufacturing the field emission device, and the details of the structure of the display device to which the field emission device is applied are examples, and may be appropriately changed, selected, and combined. It is possible. For example, depending on the shape of the opening, an electron emission electrode having a different shape can be formed instead of the above-described substantially conical electron emission electrode 15. For example, as shown in FIG. 8, a cathode electrode 41, an insulating layer 42, a gate electrode 4
3 are sequentially formed, and when a plurality of (three in FIG. 3) rectangular openings 44 are formed in the gate electrode 43 and the insulating layer 42 in the overlapping region of the cathode electrode 41 and the gate electrode 43, On the exposed cathode electrode 11, an electron emission electrode 45 made of a ridge as shown can be formed by spraying the same electrostatic powder as described above.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の電界放出素子の製造方法によれば、電子放出効率の
高い電子放出電極を均一、且つ、容易に形成することが
できる。更に、本発明の表示装置の製造方法によれば、
高度に均一な輝度分布と画質を有する表示装置の提供が
可能となる。従って、表示装置の表示画面の大面積化を
想定した場合にも、製造設備投資の削減、プロセス時間
の短縮化、製造コストの低減を図ることができる。As is apparent from the above description, according to the method for manufacturing a field emission device of the present invention, an electron emission electrode having high electron emission efficiency can be formed uniformly and easily. Further, according to the method for manufacturing a display device of the present invention,
A display device having a highly uniform luminance distribution and image quality can be provided. Therefore, even if it is assumed that the display screen of the display device has a large area, it is possible to reduce the investment in manufacturing equipment, the process time, and the manufacturing cost.
【図１】実施の形態１に係る電界放出素子の製造方法を
示す工程図である。FIG. 1 is a process chart showing a method for manufacturing a field emission device according to a first embodiment.
【図２】図１に引き続き、実施の形態１に係る電界放出
素子の製造方法を示す工程図である。FIG. 2 is a process drawing illustrating a method for manufacturing the field emission device according to the first embodiment, following FIG. 1;
【図３】図２に引き続き、実施の形態１に係る電界放出
素子の製造方法を示す工程図である。FIG. 3 is a process drawing illustrating a method for manufacturing the field emission device according to the first embodiment, following FIG. 2;
【図４】本発明で用いられる静電粉体吹付け装置の概念
的な構成図である。FIG. 4 is a conceptual configuration diagram of an electrostatic powder spraying device used in the present invention.
【図５】帯電した粉体の供給により略錐状の電子放出電
極が自己整合的に形成される様子を概念的に説明するた
めの原理図である。FIG. 5 is a principle diagram for conceptually explaining how a substantially conical electron emission electrode is formed in a self-aligned manner by supplying charged powder.
【図６】上記の電界放出素子を組み込んだ表示装置の構
成例を概念的に示す一部端面図である。FIG. 6 is a partial end view conceptually showing a configuration example of a display device incorporating the above-mentioned field emission element.
【図７】実施の形態２に係る電界放出素子の製造方法を
示す工程図である。FIG. 7 is a process chart showing a method of manufacturing the field emission device according to the second embodiment.
【図８】電子放出電極の形状の他の例を示す模式的な斜
視図である。FIG. 8 is a schematic perspective view showing another example of the shape of the electron emission electrode.
【図９】従来のスピント型電界放出素子の製造方法を示
す工程図である。FIG. 9 is a process chart showing a method for manufacturing a conventional Spindt-type field emission device.
【図１０】図９に引き続き、従来のスピント型電界放出
素子の製造方法を示す工程図である。FIG. 10 is a process drawing illustrating a method for manufacturing the conventional Spindt-type field emission device, following FIG. 9;
１０・・・支持体、１１，４１・・・カソード電極、１
２，４２・・・絶縁層、１３Ａ，４３・・・ゲート電
極、１４Ａ，１４Ｂ，４４・・・開口部、１５，４５・
・・電子放出電極、１７・・・保護層、３０・・・基
板、３１・・・蛍光体層、３２・・・アノード電極、Ｃ
Ｐ・・・カソード・パネル、ＡＰ・・・アノード・パネ
ル10 ... Support, 11, 41 ... Cathode electrode, 1
2, 42 insulating layer, 13A, 43 gate electrode, 14A, 14B, 44 opening, 15, 45
..Electron emission electrodes, 17: protective layer, 30: substrate, 31: phosphor layer, 32: anode electrode, C
P: Cathode panel, AP: Anode panel
Claims (6)
工程と、 （ロ）カソード電極上を含む支持体上に絶縁層を形成す
る工程と、 （ハ）絶縁層上にゲート電極を形成する工程と、 （ニ）底部にカソード電極が露出した開口部を、少なく
とも絶縁層に形成する工程と、 （ホ）カソード電極とゲート電極との間に電位差を与え
た状態で、開口部の上方から帯電した粉体を供給してカ
ソード電極上に該粉体を堆積させ、以て、該粉体から成
り、開口部内の電界強度分布を反映した略錐状の形状を
有する電子放出電極を形成する工程、から成ることを特
徴とする冷陰極電界電子放出素子の製造方法。(A) forming a cathode electrode on a support; (b) forming an insulating layer on the support including the cathode electrode; and (c) forming a gate electrode on the insulating layer. Forming an opening having a cathode electrode exposed at the bottom at least in an insulating layer; and (e) providing a potential difference between the cathode electrode and the gate electrode. A charged powder is supplied from above to deposit the powder on the cathode electrode, and thus, an electron emission electrode made of the powder and having a substantially conical shape reflecting the electric field intensity distribution in the opening. Forming a cold cathode field emission device.
るゲート電極の極性と同一であり、工程（ホ）における
カソード電極の極性と逆であることを特徴とする請求項
１に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the polarity of the charged powder is the same as the polarity of the gate electrode in step (e) and opposite to the polarity of the cathode electrode in step (e). The method for manufacturing a cold cathode field emission device of the present invention.
徴とする請求項１に記載の冷陰極電界電子放出素子の製
造方法。3. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 1, further comprising: (f) firing the electron emission electrode after the step (e).
護層を形成した状態で粉体を供給し、電子放出電極を形
成した後に保護層を除去することを特徴とする請求項１
に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein, in the step (e), the powder is supplied while at least a protective layer is formed on the insulating layer, and the protective layer is removed after forming the electron emission electrode.
5. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to item 1.
とを特徴とする請求項４に記載の冷陰極電界電子放出素
子の製造方法。5. The method according to claim 4, wherein an organic polymer material layer is used as the protective layer.
板と、冷陰極電界電子放出素子が形成された支持体と
を、該蛍光体層と該冷陰極電界電子放出素子とが対向す
るように配置し、該基板と該支持体とを周縁部において
接着する冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法であっ
て、 各冷陰極電界電子放出素子は、 （イ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、 （ロ）カソード電極上を含む支持体上に絶縁層を形成す
る工程と、 （ハ）絶縁層上にゲート電極を形成する工程と、 （ニ）底部にカソード電極が露出した開口部を、少なく
とも絶縁層に形成する工程と、 （ホ）カソード電極とゲート電極との間に電位差を与え
た状態で、開口部の上方から帯電した粉体を供給してカ
ソード電極上に該粉体を堆積させ、以て、該粉体から成
り、開口部内の電界強度分布を反映した略錐状の形状を
有する電子放出電極を形成する工程、を経て製造される
ことを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置の製造方
法。6. A substrate on which an anode electrode and a phosphor layer are formed, and a support on which a cold cathode field emission device is formed, such that the phosphor layer and the cold cathode field emission device face each other. And a method of manufacturing a cold cathode field emission display device in which the substrate and the support are adhered at a peripheral portion thereof, wherein each of the cold cathode field emission devices comprises: (a) a cathode electrode on the support; Forming; (b) forming an insulating layer on the support including on the cathode electrode; (c) forming a gate electrode on the insulating layer; and (d) exposing the cathode electrode at the bottom. Forming an opening at least in the insulating layer; and (e) supplying a charged powder from above the opening in a state in which a potential difference is applied between the cathode electrode and the gate electrode to form the opening on the cathode electrode. Depositing a powder, thus comprising said powder; The manufacturing method of a cold cathode field emission display characterized in that it is manufactured through the steps of forming an electron emission electrode having a substantially conical shape that reflects the electric field intensity distribution in the mouth.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19183399A JP4010077B2 (en) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | Cold cathode field emission device manufacturing method and cold cathode field emission display manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19183399A JP4010077B2 (en) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | Cold cathode field emission device manufacturing method and cold cathode field emission display manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001023513A true JP2001023513A (en) | 2001-01-26 |
| JP4010077B2 JP4010077B2 (en) | 2007-11-21 |
Family
ID=16281287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19183399A Expired - Fee Related JP4010077B2 (en) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | Cold cathode field emission device manufacturing method and cold cathode field emission display manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4010077B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005243635A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Samsung Sdi Co Ltd | Method for forming electron emitter for electron emission device and method using the electron emission device |
| JP2006244871A (en) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Fujitsu Ltd | Method for depositing particles, electron emitting apparatus and transistor |
| JP2010509740A (en) * | 2006-11-15 | 2010-03-25 | キースマン、ティル | Field emission device |
| EP1821329A3 (en) * | 2006-02-20 | 2010-04-07 | Samsung SDI Co., Ltd. | Electron emission device and electron emission display using the same |
| CN114512380A (en) * | 2022-01-28 | 2022-05-17 | 电子科技大学 | Preparation method of grid self-aligned vertical nano air channel triode |
-
1999
- 1999-07-06 JP JP19183399A patent/JP4010077B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005243635A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Samsung Sdi Co Ltd | Method for forming electron emitter for electron emission device and method using the electron emission device |
| JP2006244871A (en) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Fujitsu Ltd | Method for depositing particles, electron emitting apparatus and transistor |
| EP1821329A3 (en) * | 2006-02-20 | 2010-04-07 | Samsung SDI Co., Ltd. | Electron emission device and electron emission display using the same |
| JP2010509740A (en) * | 2006-11-15 | 2010-03-25 | キースマン、ティル | Field emission device |
| CN114512380A (en) * | 2022-01-28 | 2022-05-17 | 电子科技大学 | Preparation method of grid self-aligned vertical nano air channel triode |
| CN114512380B (en) * | 2022-01-28 | 2023-03-28 | 电子科技大学 | Preparation method of grid self-aligned vertical nano air channel triode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4010077B2 (en) | 2007-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5663608A (en) | Field emission display devices, and field emisssion electron beam source and isolation structure components therefor | |
| US5755944A (en) | Formation of layer having openings produced by utilizing particles deposited under influence of electric field | |
| JP3999276B2 (en) | Charge dissipation type field emission device | |
| JP2002150922A (en) | Electron emitting device, cold cathode field electron emitting device and manufacturing method therefor, and cold cathode field electron emitting display device and method of its manufacture | |
| US6917156B2 (en) | Fiber-based field emission display | |
| WO1997046739A9 (en) | Method of fabricating an electron-emitting device | |
| WO2002103739A1 (en) | Field emission type cold cathode and method of manufacturing the cold cathode | |
| JPH0729484A (en) | Field emission cathode having focusing electrode, and its manufacture | |
| KR100343222B1 (en) | Method for fabricating field emission display | |
| US6945838B2 (en) | Knocking processing method in flat-type display device, and knocking processing method in flat-panel display device-use substrate | |
| JP3740190B2 (en) | Method for manufacturing field emission display device | |
| JP2006086118A (en) | Field emission device and method for manufacturing same | |
| JP3246137B2 (en) | Field emission cathode and method of manufacturing field emission cathode | |
| JP2004273376A (en) | Cold cathode field electron emission display device | |
| JP4010077B2 (en) | Cold cathode field emission device manufacturing method and cold cathode field emission display manufacturing method | |
| JP2003323855A (en) | Image formation device | |
| JP2001043790A (en) | Manufacture of cold cathode electric field electron emitting element, and manufacture of cold cathode electric field electron emitting display device | |
| JP2002175764A (en) | Display panel and display device using the same | |
| JP2001143608A (en) | Method of forming carbon thin film, method of fabricating cold cathode field emission element, and method of manufacturing image display using it | |
| US6379572B1 (en) | Flat panel display with spaced apart gate emitter openings | |
| JP4831009B2 (en) | Focused field emission cathode and field emission display | |
| JP2000268703A (en) | Field emission device | |
| JP2000182508A (en) | Field emission type cathode, electron emitting device, and manufacture of electron emitting device | |
| JP3348450B2 (en) | Display device manufacturing method | |
| JP2004241292A (en) | Cold cathode field electron emission display device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060217 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070608 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070612 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070719 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070814 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070827 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100914 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |