JP2006004643A - Cold cathode electron source and its manufacturing method - Google Patents

Cold cathode electron source and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2006004643A
JP2006004643A JP2004176636A JP2004176636A JP2006004643A JP 2006004643 A JP2006004643 A JP 2006004643A JP 2004176636 A JP2004176636 A JP 2004176636A JP 2004176636 A JP2004176636 A JP 2004176636A JP 2006004643 A JP2006004643 A JP 2006004643A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
hole
conductive film
insulating film
gate electrode
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
Application number
JP2004176636A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4401245B2 (en
Inventor
Shuhei Nakada
修平 中田
Katsumi Ono
克巳 大野
Mitsuo Inumochi
光男 犬持
Seitaro Makino
誠太郎 牧野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2004176636A priority Critical patent/JP4401245B2/en
Publication of JP2006004643A publication Critical patent/JP2006004643A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4401245B2 publication Critical patent/JP4401245B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cold cathode electron source which can be manufactured easily and has a high resolution and its manufacturing method. <P>SOLUTION: The cold cathode electron source 30 emits electrons from a CNT film 4 by a voltage impressed on a conductive membrane 5 and a conductive membrane 6, and comprises an insulating film 2, the conductive membrane 5 formed on the insulating film 2, the conductive membrane 6 formed on the conductive membrane 5, and an insulating film 7 formed between the conductive membrane 5 and the conductive membrane 6. Each of holes 2a, 5a are opened at each of the insulating film 2 and the conductive membrane 5, and a hole 12 which is connected to the holes 2a, 5a is opened at the conductive membrane 6. Furthermore, the CNT film 4 is provided which is formed at the bottom part of the holes 2a, 5a. The diameter of the hole 12 becomes smaller as it goes away from the insulating film 7. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、冷陰極電子源およびその製造方法に関し、より特定的には、第１および第２ゲート電極に印加された電圧によって電子放出膜から電子を放出する冷陰極電子源およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a cold cathode electron source and a manufacturing method thereof, and more particularly to a cold cathode electron source that emits electrons from an electron emission film by a voltage applied to first and second gate electrodes and a manufacturing method thereof. .

現在主流の陰極線管（ＣＲＴ）に代わる画像表示装置として、平面型（フラットパネル形式）の表示装置が種々検討されている。このような平面型の表示装置として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）などが挙げられる。また、熱的励起によらず固体から真空中に電子を放出することが可能な冷陰極電子源（冷陰極電界電子放出表示装置）、いわゆるフィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）も提案されており、高解像度、高輝度のカラー表示、および低消費電力の観点から注目を集めている。   As an image display device that can replace the mainstream cathode ray tube (CRT), various types of flat display devices have been studied. Examples of such a flat display device include a liquid crystal display device (LCD), an electroluminescence display device (ELD), and a plasma display device (PDP). In addition, a cold cathode electron source (cold cathode field emission display device) capable of emitting electrons from a solid in a vacuum irrespective of thermal excitation, a so-called field emission display (FED) has been proposed. It attracts attention from the viewpoint of high resolution, high brightness color display, and low power consumption.

冷陰極電子源は、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冷陰極電子放出領域が形成されたカソード・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、真空層を介して対向配置された構成を有する。カソード・パネル上に形成された各電子放出領域は、通常、１つあるいは複数の冷陰極電界電子放出素子から構成されている。   In general, a cold cathode electron source is excited by a collision between a cathode panel in which a cold cathode electron emission region is formed corresponding to each pixel arranged in a two-dimensional matrix and electrons emitted from the electron emission region. And an anode panel having a phosphor layer that emits light are arranged so as to face each other through a vacuum layer. Each electron emission region formed on the cathode panel is usually composed of one or a plurality of cold cathode field electron emission elements.

従来の画像表示装置の構造が、たとえば特開平１１−２３３０４４号公報（特許文献１）に開示されている。上記特許文献１には、真空に保持された真空容器中に、蛍光体層と、複数の電子源を有する電子放出源と、電子放出源から放出された電子ビームを偏向させる偏向電極と、電子ビームを集束させ、その集束された電子ビームを蛍光体層の所定位置にランディングさせる機能を有する超集束電極とを備えた画像表示装置が開示されている。具体的には、電子放出源と蛍光体層との間に超集束電極が配置されており、電子放出源と超集束電極との間に偏向電極が配置されている。また、蛍光体層、超集束電極、偏向電極、および電子放出源の各々は板状であり、互いに所定の間隔を隔てて配置されている。偏向電極および超集束電極には、複数の電子源の各々から放出される電子を通過させるための複数の電子通過窓の各々が開口されている。   The structure of a conventional image display device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-233044 (Patent Document 1). In Patent Document 1, a phosphor layer, an electron emission source having a plurality of electron sources, a deflection electrode for deflecting an electron beam emitted from the electron emission source, There has been disclosed an image display device including a superfocus electrode having a function of focusing a beam and landing the focused electron beam on a predetermined position of a phosphor layer. Specifically, a superfocus electrode is disposed between the electron emission source and the phosphor layer, and a deflection electrode is disposed between the electron emission source and the superfocus electrode. Each of the phosphor layer, the super-focusing electrode, the deflection electrode, and the electron emission source has a plate shape and is arranged at a predetermined interval from each other. Each of the plurality of electron passage windows through which the electrons emitted from each of the plurality of electron sources pass is opened in the deflection electrode and the superfocus electrode.

この画像表示装置では、電子放出源、偏向電極、および超集束電極の各々に適切な電圧が印加されると、電子放出源の表面に強い電場がかかり、トンネル効果により電子放出源から電子が放出される。放出された電子は、超集束電極に印加された電圧により所定のスポット径に集束されて、蛍光体層にランディングする。   In this image display device, when an appropriate voltage is applied to each of the electron emission source, the deflection electrode, and the superfocus electrode, a strong electric field is applied to the surface of the electron emission source, and electrons are emitted from the electron emission source by the tunnel effect. Is done. The emitted electrons are focused to a predetermined spot diameter by the voltage applied to the superfocus electrode, and land on the phosphor layer.

しかしながら、上記特許文献１に開示された画像表示装置では、超集束電極と偏向電極と電子放出源との各々が、互いに空間を隔てて配置されているので、電子放出源から放出された電子が超集束電極と偏向電極との間、あるいは偏向電極と電子放出源との間の空間を通過して、隣接する別の電子通過窓を通過して蛍光体層にランディングする問題があった。   However, in the image display device disclosed in Patent Document 1, each of the super-focusing electrode, the deflection electrode, and the electron emission source is disposed with a space therebetween, so that electrons emitted from the electron emission source are not generated. There has been a problem of passing through a space between the superfocusing electrode and the deflection electrode or between the deflection electrode and the electron emission source and passing through another adjacent electron passage window and landing on the phosphor layer.

そこで、このような問題を解決すべく、電子放出源から放出された電子が超集束電極と偏向電極との間、および偏向電極と電子放出源との間の空間を無くすために、積層した導電層および絶縁層の上にゲート電極を形成する技術が、たとえば特開２０００−９０８６１号公報（特許文献２）に開示されている。   Therefore, in order to solve such a problem, in order to eliminate the space between the superfocusing electrode and the deflection electrode and between the deflection electrode and the electron emission source, the electrons emitted from the electron emission source are stacked conductive layers. A technique for forming a gate electrode on a layer and an insulating layer is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-90861 (Patent Document 2).

上記特許文献２には、第１ゲート電極と、第１絶縁層と、電子放出層と、第２絶縁層と、第２ゲート電極と、開口部とから構成されている冷陰極電界電子放出装置が開示されている。具体的には、第１ゲート電極はカソード・パネル用基板に相当する支持体上に形成され、第１絶縁層は第１ゲート電極上を含む支持体上に形成されている。また、電子放出層は第１絶縁層上に形成され、第２絶縁層は電子放出層上を含む第１絶縁層上に形成され、第２ゲート電極は第２絶縁層上に形成されている。開口部は、第２ゲート電極、第２絶縁層、電子放出層および第１絶縁層を貫通しており、開口部の底部には第１ゲート電極の表面が露出している。そして、開口部の壁面から突出した電子放出層の端部から電子が放出される。   Patent Document 2 discloses a cold cathode field emission device including a first gate electrode, a first insulating layer, an electron emitting layer, a second insulating layer, a second gate electrode, and an opening. Is disclosed. Specifically, the first gate electrode is formed on a support corresponding to the cathode panel substrate, and the first insulating layer is formed on the support including the first gate electrode. The electron-emitting layer is formed on the first insulating layer, the second insulating layer is formed on the first insulating layer including the electron-emitting layer, and the second gate electrode is formed on the second insulating layer. . The opening passes through the second gate electrode, the second insulating layer, the electron emission layer, and the first insulating layer, and the surface of the first gate electrode is exposed at the bottom of the opening. Then, electrons are emitted from the end portion of the electron emission layer protruding from the wall surface of the opening.

この冷陰極電界電子放出装置において、第１ゲート電極、第２ゲート電極、および電子放出層の各々に適切な電圧を印加すると、電子放出層の端部から放出された電子のほとんどが、まず、第１ゲート電極に向かって飛翔する。そして、第１ゲート電極に衝突した電子のほとんどは、反跳して蛍光体層に向かって飛翔する。また、第１ゲート電極に衝突した電子の一部によって２次電子放出が生じる。これらの反跳した電子および２次電子は、開口部の直上方向に方向性良く飛翔して蛍光体層に衝突する。
特開平１１−２３３０４４号公報 特開２０００−９０８６１号公報 In this cold cathode field electron emission device, when an appropriate voltage is applied to each of the first gate electrode, the second gate electrode, and the electron emission layer, most of the electrons emitted from the end portions of the electron emission layer are: Fly toward the first gate electrode. Then, most of the electrons colliding with the first gate electrode recoil and fly toward the phosphor layer. Further, secondary electron emission occurs due to a part of the electrons colliding with the first gate electrode. These recoiled electrons and secondary electrons fly with high directivity in the direction directly above the opening and collide with the phosphor layer.
JP-A-11-233044 JP 2000-90861 A

蛍光体層に衝突する電子ビームのスポット径をより小さくすることにより、解像度を高めることができる。蛍光体層に衝突する電子ビームのスポット径を小さくするためには、カソード電極から集束電極（第２ゲート電極）の上面までの距離を大きくし、かつ電子を放出するための開口部の径を小さくすることが必要である。上記特許文献２において、電子放出層から第２ゲート電極までの距離を大きくするためには、第２ゲート電極と電子放出層との間に存在する第２絶縁膜の膜厚を大きくすることや、第２ゲート電極自体の膜厚を大きくすることが考えられる。しかしながら、第２絶縁膜の膜厚を大きくすることや、第２ゲート電極自体の膜厚を大きくすることは困難であった。   The resolution can be increased by reducing the spot diameter of the electron beam that collides with the phosphor layer. In order to reduce the spot diameter of the electron beam that collides with the phosphor layer, the distance from the cathode electrode to the upper surface of the focusing electrode (second gate electrode) is increased, and the diameter of the opening for emitting electrons is increased. It is necessary to make it smaller. In Patent Document 2, in order to increase the distance from the electron emission layer to the second gate electrode, the film thickness of the second insulating film existing between the second gate electrode and the electron emission layer is increased. It is conceivable to increase the film thickness of the second gate electrode itself. However, it is difficult to increase the thickness of the second insulating film and to increase the thickness of the second gate electrode itself.

第２絶縁膜は通常、印刷法を用いて形成するので、第２絶縁膜の膜厚を大きくしようとすると、何度も絶縁膜を重ねて印刷する必要がある。このため、製造工程が複雑になるという問題があった。また、下層の絶縁膜と上層の絶縁膜との間で位置ずれが生じやすく、寸法精度が悪化するという問題があった。このため、第２絶縁膜の膜厚を大きくすることは困難であった。   Since the second insulating film is usually formed using a printing method, it is necessary to repeatedly print the insulating film over and over to increase the thickness of the second insulating film. For this reason, there existed a problem that a manufacturing process became complicated. Further, there is a problem in that the positional deviation is easily generated between the lower insulating film and the upper insulating film, and the dimensional accuracy is deteriorated. For this reason, it has been difficult to increase the thickness of the second insulating film.

また、第２ゲート電極自体の膜厚を大きくしようとすると、開口部（孔）を容易に形成することができなくなるという問題があった。すなわち、膜厚の大きな導電体に孔を形成するには、製造効率の観点からウエットエッチングが用いられる。しかし、膜厚の大きな第２ゲート電極を形成し、ウエットエッチングにより第２ゲート電極に孔を形成しようとすると、第２ゲート電極が等方的にエッチングされるので、第２ゲート電極の膜厚と同程度の口径を有する孔が形成される。このように、第２ゲート電極には第２ゲート電極の厚さよりも小さい口径を有する孔を形成することができないという問題があった。このため、第２ゲート電極自体の膜厚を大きくすることは困難であった。   Further, if the thickness of the second gate electrode itself is increased, there is a problem in that the opening (hole) cannot be easily formed. That is, wet etching is used from the viewpoint of manufacturing efficiency in order to form holes in a conductor having a large film thickness. However, if the second gate electrode having a large film thickness is formed and a hole is formed in the second gate electrode by wet etching, the second gate electrode is isotropically etched. A hole having the same diameter as that of the hole is formed. Thus, the second gate electrode has a problem that a hole having a smaller diameter than the thickness of the second gate electrode cannot be formed. For this reason, it is difficult to increase the film thickness of the second gate electrode itself.

したがって、本発明の目的は、容易に製造することができ、かつ解像度の高い冷陰極電子源およびその製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a cold cathode electron source which can be easily manufactured and has a high resolution, and a manufacturing method thereof.

本発明の冷陰極電子源は、第１および第２ゲート電極膜に印加された電圧によって電子放出膜から電子を放出する冷陰極電子源であって、第１絶縁膜と、第１絶縁膜上に形成された第１ゲート電極膜と、第１ゲート電極膜上に形成された第２ゲート電極膜と、第１ゲート電極膜と第２ゲート電極膜との間に形成された第２絶縁膜とを備えている。第１絶縁膜および第１ゲート電極膜には第１の孔が開口しており、第２ゲート電極膜には第１の孔に繋がる第２の孔が開口している。さらに、第１の孔の底部に形成された電子放出膜を備えている。第２絶縁膜から離れるに従って第２の孔の口径が減少している。   The cold cathode electron source of the present invention is a cold cathode electron source that emits electrons from the electron emission film by a voltage applied to the first and second gate electrode films, and includes a first insulating film and a first insulating film on the first insulating film. A first gate electrode film formed on the first gate electrode film, a second gate electrode film formed on the first gate electrode film, and a second insulating film formed between the first gate electrode film and the second gate electrode film And. A first hole is opened in the first insulating film and the first gate electrode film, and a second hole connected to the first hole is opened in the second gate electrode film. Furthermore, an electron emission film formed at the bottom of the first hole is provided. As the distance from the second insulating film increases, the diameter of the second hole decreases.

本発明の冷陰極電子源およびその製造方法によれば、第２ゲート電極をエッチングすることで、第２ゲート電極の膜厚よりも小さい口径の凹部が形成される。凹部では第２ゲート電極の膜厚が小さくなっているので、この凹部内に第２ゲート電極の膜厚よりも小さい口径を有する貫通孔を形成することにより、第２絶縁膜から離れるに従って口径が減少している第２の孔を形成することができる。したがって、容易に製造することができ、かつ解像度の高い冷陰極電子源を得ることができる。   According to the cold cathode electron source and the method for manufacturing the same of the present invention, a recess having a smaller diameter than the thickness of the second gate electrode is formed by etching the second gate electrode. Since the thickness of the second gate electrode is small in the recess, by forming a through-hole having a smaller diameter than the thickness of the second gate electrode in the recess, the diameter becomes larger as the distance from the second insulating film increases. A decreasing second hole can be formed. Therefore, a cold cathode electron source that can be easily manufactured and has high resolution can be obtained.

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷陰極電子源の構造を示す平面図である。図２は、本発明の実施の形態１における冷陰極電子源の第１ゲート電極膜より下部の構造を示す平面図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view showing the structure of the cold cathode electron source according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the structure below the first gate electrode film of the cold cathode electron source according to Embodiment 1 of the present invention.

図１および図２を参照して、本実施の形態の冷陰極電子源３０の上部には第２ゲート電極膜としての導電膜６が露出している。導電膜６にはマトリクス状に配列した複数の孔１２（第２の孔）が開口されている。複数の孔１２の各々の口径は変化している。すなわち、複数の孔１２の各々は、導電膜６の上部表面に開口している複数の孔６ｂの各々と、導電膜６の内部で複数の孔６ｂの各々と連通している孔６ａとを有している。複数の孔６ｂの各々はたとえばレーストラック状の平面形状を有している。   Referring to FIGS. 1 and 2, conductive film 6 as a second gate electrode film is exposed above cold cathode electron source 30 of the present embodiment. The conductive film 6 has a plurality of holes 12 (second holes) arranged in a matrix. The diameter of each of the plurality of holes 12 changes. That is, each of the plurality of holes 12 includes a plurality of holes 6 b opened on the upper surface of the conductive film 6 and a hole 6 a communicating with each of the plurality of holes 6 b inside the conductive film 6. Have. Each of the plurality of holes 6b has a racetrack-like planar shape, for example.

導電膜６の下部には、第１ゲート電極膜としての複数の導電膜５が形成されている。複数の導電膜５の各々は行方向（図２中横方向）に延びている。また、複数の導電膜５の下部のガラス基板１上にはカソード電極としての複数の導電膜３の各々が形成されている。複数の導電膜３の各々は列方向（図２中縦方向）に延びている。複数の導電膜５の各々と複数の導電膜３の各々とは互いに交差するように配置されている。複数の導電膜５の各々と複数の導電膜３の各々との各交差部近傍にドットが形成されている。なお、本実施の形態では、１つのドットが６個のゲートホールで形成されており、６個のゲートホールの各々は列方向に並んでいる。ゲートホールを構成している孔５ａ，２ａの底部には、導電膜３と、導電膜３上に形成された電子放出膜としてのＣＮＴ（Carbon Nano Tube）膜４とが露出している。行方向に延びた導電膜５のうちいずれかに電圧を印加して、列方向に延びた導電膜３のうちいずれかに電圧を印加することにより、電圧を印加した導電膜同士が交差する位置に形成されたドットを選択することができる。   A plurality of conductive films 5 as first gate electrode films are formed below the conductive film 6. Each of the plurality of conductive films 5 extends in the row direction (lateral direction in FIG. 2). Each of the plurality of conductive films 3 serving as cathode electrodes is formed on the glass substrate 1 below the plurality of conductive films 5. Each of the plurality of conductive films 3 extends in the column direction (vertical direction in FIG. 2). Each of the plurality of conductive films 5 and each of the plurality of conductive films 3 are arranged so as to cross each other. Dots are formed in the vicinity of the intersections between each of the plurality of conductive films 5 and each of the plurality of conductive films 3. In the present embodiment, one dot is formed by six gate holes, and each of the six gate holes is arranged in the column direction. The conductive film 3 and a CNT (Carbon Nano Tube) film 4 as an electron emission film formed on the conductive film 3 are exposed at the bottom of the holes 5a and 2a constituting the gate hole. A position where the conductive films to which the voltage is applied cross each other by applying a voltage to one of the conductive films 5 extending in the row direction and applying a voltage to any one of the conductive films 3 extending in the column direction. Can be selected.

図３は、図２における１つのゲートホールの構造を示す斜視図である。図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。   FIG. 3 is a perspective view showing the structure of one gate hole in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.

図３〜図５を参照して、本実施の形態の冷陰極電子源３０は、ガラス基板１と、絶縁膜２（第１絶縁膜）と、導電膜５と、絶縁膜７（第２絶縁膜）と、導電膜６と、導電膜３と、ＣＮＴ膜４とを備えている。ガラス基板１の主表面上に絶縁膜２が形成されており、絶縁膜２上に導電膜５が形成されている。導電膜５上に絶縁膜７が形成されており、絶縁膜７上に導電膜６が形成されている。絶縁膜２および導電膜５の各々には第１の孔としての孔２ａおよび孔５ａの各々が開口している。また、絶縁膜７および導電膜６の各々には孔７ａおよび孔１２の各々が開口している。孔２ａ、孔５ａ、孔７ａ、および孔１２は互いに繋がっており、これらの孔によって１つのゲートホールが構成されている。導電膜６に形成された孔１２は、孔６ａと孔６ｂとを有しており、孔６ｂの口径は孔６ａの口径よりも小さくなっている。すなわち、絶縁膜７から離れるに従って孔１２の口径が減少している。孔２ａの底部のガラス基板１の主表面上には導電膜３が形成されており、導電膜３の一部を覆うようにＣＮＴ膜４が形成されている。   3 to 5, the cold cathode electron source 30 of the present embodiment includes a glass substrate 1, an insulating film 2 (first insulating film), a conductive film 5, and an insulating film 7 (second insulating film). Film), a conductive film 6, a conductive film 3, and a CNT film 4. An insulating film 2 is formed on the main surface of the glass substrate 1, and a conductive film 5 is formed on the insulating film 2. An insulating film 7 is formed on the conductive film 5, and a conductive film 6 is formed on the insulating film 7. Each of the insulating film 2 and the conductive film 5 has a hole 2a and a hole 5a as first holes. Each of the insulating film 7 and the conductive film 6 has a hole 7 a and a hole 12. The hole 2a, the hole 5a, the hole 7a, and the hole 12 are connected to each other, and one hole is configured by these holes. The hole 12 formed in the conductive film 6 has a hole 6a and a hole 6b, and the diameter of the hole 6b is smaller than the diameter of the hole 6a. That is, the diameter of the hole 12 decreases as the distance from the insulating film 7 increases. A conductive film 3 is formed on the main surface of the glass substrate 1 at the bottom of the hole 2 a, and a CNT film 4 is formed so as to cover a part of the conductive film 3.

冷陰極電子源３０では、導電膜３がカソード電極として機能し、導電膜５が引出電極として機能し、導電膜６が集束電極として機能する。すなわち、導電膜３、導電膜５、および導電膜６の各々に適切な電圧が印加されると、ＣＮＴ膜４の表面に強い電場がかかり、トンネル効果によりＣＮＴ膜４から電子が放出される。放出された電子は、孔２ａ、孔５ａ、孔７ａ、および孔１２を通過し、導電膜６に印加された電圧により所定のスポット径に集束されて、冷陰極電子源３０の上方（図４中上方）に配置された図示しない蛍光体層（スクリーン）に衝突する。このように、導電膜６は電子ビームを集束する集束レンズとして機能する。なお、ＣＮＴのアスペクト比は非常に大きく、ＣＮＴの先端は尖鋭であるので、ＣＮＴ膜４の表面に強い電場を集中させ易い。このため、ＣＮＴは冷陰極電子源の電子放出膜に好適である。   In the cold cathode electron source 30, the conductive film 3 functions as a cathode electrode, the conductive film 5 functions as an extraction electrode, and the conductive film 6 functions as a focusing electrode. That is, when an appropriate voltage is applied to each of the conductive film 3, the conductive film 5, and the conductive film 6, a strong electric field is applied to the surface of the CNT film 4, and electrons are emitted from the CNT film 4 by the tunnel effect. The emitted electrons pass through the hole 2a, the hole 5a, the hole 7a, and the hole 12, and are focused on a predetermined spot diameter by the voltage applied to the conductive film 6, and above the cold cathode electron source 30 (FIG. 4). It collides with a phosphor layer (screen) (not shown) arranged in the upper middle part. Thus, the conductive film 6 functions as a focusing lens that focuses the electron beam. In addition, since the aspect ratio of CNT is very large and the tip of CNT is sharp, it is easy to concentrate a strong electric field on the surface of CNT film 4. Therefore, CNT is suitable for an electron emission film of a cold cathode electron source.

導電膜５および導電膜６は、ＣＮＴ膜４の各々から放出された電子が適切に集束してスクリーンに衝突するように、ＣＮＴ膜４とスクリーンとの間の適切な位置に設けられている。具体的には、導電膜６は、スクリーンになるべく近い位置であって、導電膜５からなるべく離れた位置に設けられている。このように、導電膜６をスクリーンに近づけることは、レンズを物面より像面に近づけることに相当するので、導電膜６の集束レンズとしての倍率を容易に小さくすることができる。その結果、スクリーンに衝突する電子ビームのスポット径をより小さくすることが可能となり、高い解像度を得ることができる。導電膜５から導電膜６の上面までの距離は、たとえば２００μｍであり、孔６ｂの短軸の長さはたとえば１４０μｍであり、短軸の長さはたとえば１０μｍである。   The conductive film 5 and the conductive film 6 are provided at appropriate positions between the CNT film 4 and the screen so that electrons emitted from each of the CNT films 4 are appropriately focused and collide with the screen. Specifically, the conductive film 6 is provided at a position as close as possible to the screen and as far as possible from the conductive film 5. In this way, bringing the conductive film 6 closer to the screen corresponds to bringing the lens closer to the image plane than the object surface, so that the magnification of the conductive film 6 as a focusing lens can be easily reduced. As a result, the spot diameter of the electron beam that collides with the screen can be made smaller, and high resolution can be obtained. The distance from the conductive film 5 to the upper surface of the conductive film 6 is, for example, 200 μm, the length of the short axis of the hole 6b is, for example, 140 μm, and the length of the short axis is, for example, 10 μm.

次に、本実施の形態における冷陰極電子源の製造方法を、図６〜図１０を用いて説明する。なお、図６〜図１０では１つのゲートホールの製造方法について示している。   Next, the manufacturing method of the cold cathode electron source in this Embodiment is demonstrated using FIGS. 6 to 10 show a method for manufacturing one gate hole.

図６を参照して、たとえば透明導電膜であるＩＴＯ膜から成る導電膜３の膜をガラス基板１上に形成する。導電膜３は、たとえばスパッタリング法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などを用いて形成される。本実施の形態では透明導電膜を用いているが、本発明は透明導電膜に限定されるものではなく、また、印刷法を用いて形成することも可能であり、本発明に係る効果に差異はない。導電膜３の膜厚はたとえば０.３μｍである。次に、フォトリソグラフィなどの方法を用いてこの膜をパターニングし、ライン状の電極である導電膜３を得る。   Referring to FIG. 6, a film of conductive film 3 made of, for example, an ITO film that is a transparent conductive film is formed on glass substrate 1. The conductive film 3 is formed using, for example, a sputtering method or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Although the transparent conductive film is used in this embodiment mode, the present invention is not limited to the transparent conductive film, and can be formed by using a printing method, which is different from the effect according to the present invention. There is no. The film thickness of the conductive film 3 is, for example, 0.3 μm. Next, this film is patterned using a method such as photolithography to obtain a conductive film 3 that is a line-shaped electrode.

次に、導電膜３上にＣＮＴ膜４を形成する。その際、導電膜３の上面の一部を覆うようにＣＮＴ膜４を形成する。ＣＮＴ膜４の幅（図６中横方向の長さ）はたとえば１００μｍである。   Next, a CNT film 4 is formed on the conductive film 3. At that time, the CNT film 4 is formed so as to cover a part of the upper surface of the conductive film 3. The width of the CNT film 4 (the length in the horizontal direction in FIG. 6) is, for example, 100 μm.

より具体的には、ＣＮＴ粉末を含むスクリーン印刷ペーストを用いて、スクリーン印刷法によりＣＮＴ膜４を形成する。このとき、ＣＮＴ粉末の平均粒径を１.５μｍとし、ペーストの組成比は、重量比で、（ＣＮＴ）：（エチルセルロース）：（ブチルカルビトール）：（ブチルカルビトールアセテート）＝４：１３：４２：４１とする。スクリーン印刷用マスクとしては、２５０番メッシュのスクリーン版を用いる。   More specifically, the CNT film 4 is formed by screen printing using a screen printing paste containing CNT powder. At this time, the average particle diameter of the CNT powder was 1.5 μm, and the composition ratio of the paste was (CNT) :( ethyl cellulose) :( butyl carbitol) :( butyl carbitol acetate) = 4: 13: 42:41. A screen plate of 250 mesh is used as a screen printing mask.

ＣＮＴ膜４の印刷後は、たとえば大気中において１２０℃のＣＮＴ膜４を乾燥し、その後、大気中において５００℃〜５５０℃でＣＮＴ膜４を１０分間焼成し、ＣＮＴ膜４中の樹脂および溶剤を燃焼分解する。その後、ＣＮＴ膜４にたとえば近紫外波長のレーザを４ＭＷ/ｃｍ2の密度で照射する。これにより、冷陰極電子源３０の放出電流密度を改善することができる。 After the printing of the CNT film 4, for example, the CNT film 4 at 120 ° C. is dried in the air, and then the CNT film 4 is baked for 10 minutes at 500 ° C. to 550 ° C. in the air. Is decomposed by combustion. Thereafter, the CNT film 4 is irradiated with, for example, a laser having a near ultraviolet wavelength at a density of 4 MW / cm 2 . Thereby, the emission current density of the cold cathode electron source 30 can be improved.

図７を参照して、導電膜３およびＣＮＴ膜４を覆うように、たとえば粒径５μｍ〜１０μｍのガラス粒子とバインダとを混合したガラスペーストをガラス基板１上に塗布する。そして、ガラスペーストを熱処理することにより、たとえば１０μｍの膜厚のガラスよりなる絶縁膜２を形成する。なお、ガラスよりなる絶縁膜２の他、真空蒸着法、スパッタリング法またはＣＶＤ法によりＳｉＯ2、ＳｉＮ、またはＳｉＯＮよりなる絶縁膜２を形成してもよい。また、スピンコートによりＳＯＧ（Spin On Glass）やポリイミド樹脂よりなる絶縁膜２を形成してもよい。また、コーティング法などによって形成することも可能である。 Referring to FIG. 7, a glass paste in which glass particles having a particle diameter of 5 μm to 10 μm and a binder are mixed is applied onto glass substrate 1 so as to cover conductive film 3 and CNT film 4. And the insulating film 2 which consists of glass with a film thickness of 10 micrometers, for example is formed by heat-processing a glass paste. In addition to the insulating film 2 made of glass, the insulating film 2 made of SiO 2 , SiN, or SiON may be formed by vacuum deposition, sputtering, or CVD. Further, the insulating film 2 made of SOG (Spin On Glass) or polyimide resin may be formed by spin coating. It can also be formed by a coating method or the like.

次に、導電膜５を構成する導電性材料としての銀粒子と、樹脂などの有機物よりなるバインダとを含む銀ペーストをスクリーン印刷法により絶縁膜２上に印刷する。導電性材料としては銀粒子の他に、金や白金などを用いてもよい。続いて、空気中においてたとえば４００℃で２時間、熱処理される。この熱処理で銀ペーストに含まれているバインダが酸化して飛散し、絶縁膜２上には銀粒子のみが残る。銀粒子同士は互いに密着して連続膜となり、銀粒子同士の導通が保たれる。この銀の連続膜が導電膜５となる。   Next, a silver paste containing silver particles as a conductive material constituting the conductive film 5 and a binder made of an organic material such as a resin is printed on the insulating film 2 by a screen printing method. As the conductive material, gold or platinum may be used in addition to silver particles. Subsequently, heat treatment is performed in air at, for example, 400 ° C. for 2 hours. By this heat treatment, the binder contained in the silver paste is oxidized and scattered, and only silver particles remain on the insulating film 2. The silver particles adhere to each other to form a continuous film, and conduction between the silver particles is maintained. This silver continuous film becomes the conductive film 5.

図８を参照して、たとえばフォトリソグラフィなどの方法を用いて導電膜５および絶縁膜２をエッチングし、ＣＮＴ膜４に達する孔５ａおよび孔２ａを開口する。孔２ａの底部には導電膜３およびＣＮＴ膜４が露出する。   Referring to FIG. 8, conductive film 5 and insulating film 2 are etched using a method such as photolithography, for example, to open holes 5a and holes 2a reaching CNT film 4. The conductive film 3 and the CNT film 4 are exposed at the bottom of the hole 2a.

なお、ここで挙げたフォトリソグラフィとは、半導体製造技術において、光や電子線等を利用して平面基板にパターンを転写する写真製版のことを意味する。この工程では、レジストの塗布、露光、エッチングおよびレジストの除去等の様々な工程を含んでいるが、一般的な工程であるため、ここでは一つの工程に含めて説明する。   Note that the photolithography mentioned here means photoengraving in which a pattern is transferred to a flat substrate using light, electron beam or the like in the semiconductor manufacturing technology. Although this process includes various processes such as resist application, exposure, etching, and resist removal, it is a general process and will be described as a single process here.

図９を参照して、ガラス基板１とは別にたとえば２００μｍの厚さの導電膜６を準備し、導電膜６中のゲートホールが形成されるべき位置に孔６ａ（凹部）の各々を形成する。導電膜６は、たとえばＦｅ（鉄）−Ｎｉ（ニッケル）系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ（コバルト）系合金よりなっている。これらの材料の熱膨張率はガラス基板１の熱膨張率に近いので、ガラス基板１との間に熱応力が発生することを抑止できる。孔６ａはウエットエッチングにより形成される。このため、導電膜６は等方的にエッチングされ、孔６ａの口径ａと孔６ａの深さｂとはほぼ同じ（１：１）になる。本実施の形態では、たとえば１５０μｍの深さｂの孔６ａを形成する。このとき、孔６ａの口径ａもほぼ１５０μｍとなる。なお、図１において、互いに隣接する孔１２の中心間の距離は、通常２００μｍ以上あるので、孔１２同士の間隔は少なくとも５０μｍ確保される。   Referring to FIG. 9, a conductive film 6 having a thickness of 200 μm, for example, is prepared separately from glass substrate 1, and each of holes 6 a (recesses) is formed at positions where gate holes are to be formed in conductive film 6. . The conductive film 6 is made of, for example, an Fe (iron) -Ni (nickel) alloy or an Fe-Ni-Co (cobalt) alloy. Since the thermal expansion coefficient of these materials is close to the thermal expansion coefficient of the glass substrate 1, it is possible to suppress the generation of thermal stress with the glass substrate 1. The hole 6a is formed by wet etching. For this reason, the conductive film 6 is isotropically etched, and the diameter a of the hole 6a and the depth b of the hole 6a are substantially the same (1: 1). In the present embodiment, for example, a hole 6a having a depth b of 150 μm is formed. At this time, the diameter a of the hole 6a is also approximately 150 μm. In FIG. 1, since the distance between the centers of the adjacent holes 12 is usually 200 μm or more, at least 50 μm is ensured between the holes 12.

図１０を参照して、孔６ａと貫通するように、たとえばウエットエッチングにより導電膜６に孔６ｂ（貫通孔）を開口する。ここで、導電膜６の膜厚は２００μｍであり、孔６ａの深さは１５０μｍであるので、孔６ａが形成されている部分の導電膜６の膜厚は５０μｍとなっている。上述のように、ウエットエッチングにより開口された孔では、孔の口径と孔の深さとがほぼ同じになるので、孔６ｂの口径を５０μｍとすることができる。このように、本実施の形態では、導電膜６に凹部を形成し、その後凹部内に貫通孔を形成することで、導電膜６の膜厚よりも小さい口径を有する孔１２を形成することができる。   Referring to FIG. 10, a hole 6b (through hole) is formed in conductive film 6 by, for example, wet etching so as to penetrate hole 6a. Here, since the film thickness of the conductive film 6 is 200 μm and the depth of the hole 6a is 150 μm, the film thickness of the conductive film 6 in the portion where the hole 6a is formed is 50 μm. As described above, in the hole opened by wet etching, the diameter of the hole and the depth of the hole are substantially the same, so the diameter of the hole 6b can be 50 μm. As described above, in this embodiment, by forming a recess in the conductive film 6 and then forming a through hole in the recess, the hole 12 having a smaller diameter than the film thickness of the conductive film 6 can be formed. it can.

続いて、図５を参照して、たとえばフリットガラスのような接着性のある絶縁膜７を導電膜６に塗布する。次に、酸素雰囲気中で仮焼成を行ないフリットガラス中に含まれている有機物を除去する。そして、絶縁膜７を介して導電膜５上に導電膜６を配置し、たとえば希ガス雰囲気中においてフリットガラスが溶融する温度まで加熱して導電膜５と導電膜６とを接着する。これにより、孔７ａを有する絶縁膜７が導電膜５と導電膜６との間に形成される。フリットガラスは流動性が高いため、絶縁膜７としてフリットガラスを用いることで孔６ａ，６ｂが絶縁膜７によって目詰まりしにくくなる。さらに、目詰まりしてもブロア等で吹き飛ばすことで容易に目詰まりを解消することができる。   Subsequently, referring to FIG. 5, an insulating film 7 having adhesiveness such as frit glass is applied to the conductive film 6. Next, calcination is performed in an oxygen atmosphere to remove organic substances contained in the frit glass. Then, the conductive film 6 is disposed on the conductive film 5 with the insulating film 7 interposed therebetween, and the conductive film 5 and the conductive film 6 are bonded to each other by heating to a temperature at which the frit glass melts in a rare gas atmosphere, for example. Thereby, the insulating film 7 having the hole 7 a is formed between the conductive film 5 and the conductive film 6. Since the frit glass has high fluidity, the holes 6 a and 6 b are less likely to be clogged by the insulating film 7 by using the frit glass as the insulating film 7. Further, even if clogging occurs, the clogging can be easily eliminated by blowing off with a blower or the like.

なお、導電膜５と導電膜６とを接着する際、導電膜６を導電膜５に押し付けることにより、導電膜６の平坦性を確保することができる。また、導電膜５と導電膜６との接触面積を増やすことができるので、導電膜５と導電膜６との固着性を向上することができる。以上の工程により、本実施の形態の冷陰極電子源３０が完成する。   Note that when the conductive film 5 and the conductive film 6 are bonded to each other, the flatness of the conductive film 6 can be ensured by pressing the conductive film 6 against the conductive film 5. In addition, since the contact area between the conductive film 5 and the conductive film 6 can be increased, the adhesion between the conductive film 5 and the conductive film 6 can be improved. Through the above steps, the cold cathode electron source 30 of the present embodiment is completed.

本実施の形態の冷陰極電子源３０は、導電膜５および導電膜６に印加された電圧によってＣＮＴ膜４から電子を放出する冷陰極電子源であって、絶縁膜２と、絶縁膜２上に形成された導電膜５と、導電膜５上に形成された導電膜６と、導電膜５と導電膜６との間に形成された絶縁膜７とを備えている。絶縁膜２および導電膜５の各々には孔２ａ，５ａの各々が開口しており、導電膜６には孔２ａ，５ａに繋がる孔１２が開口している。さらに、孔２ａ，５ａの底部に形成されたＣＮＴ膜４を備えている。絶縁膜７から離れるに従って孔１２の口径が減少している。   The cold cathode electron source 30 of the present embodiment is a cold cathode electron source that emits electrons from the CNT film 4 by the voltage applied to the conductive film 5 and the conductive film 6. A conductive film 5 formed on the conductive film 5, a conductive film 6 formed on the conductive film 5, and an insulating film 7 formed between the conductive film 5 and the conductive film 6. Each of the insulating film 2 and the conductive film 5 has holes 2a and 5a, and the conductive film 6 has a hole 12 connected to the holes 2a and 5a. Further, a CNT film 4 formed at the bottom of the holes 2a and 5a is provided. As the distance from the insulating film 7 increases, the diameter of the hole 12 decreases.

本実施の形態の冷陰極電子源３０の製造方法は、導電膜５および導電膜６に印加された電圧によってＣＮＴ膜４から電子を放出する冷陰極電子源の製造方法であって、以下の工程を備えている。ＣＮＴ膜４と、絶縁膜２と、導電膜５とを積層して形成する。ＣＮＴ膜４に達する孔２ａ，５ａの各々を絶縁膜２および導電膜５に形成する。導電膜６をエッチングすることにより孔６ａを形成する。導電膜６をエッチングすることにより、孔６ａ内に孔６ｂを形成する。導電膜５上に絶縁膜７を介して導電膜６を接着する。   The manufacturing method of the cold cathode electron source 30 of the present embodiment is a manufacturing method of a cold cathode electron source that emits electrons from the CNT film 4 by a voltage applied to the conductive film 5 and the conductive film 6, and includes the following steps: It has. The CNT film 4, the insulating film 2, and the conductive film 5 are stacked to form. Each of the holes 2 a and 5 a reaching the CNT film 4 is formed in the insulating film 2 and the conductive film 5. A hole 6a is formed by etching the conductive film 6. By etching the conductive film 6, a hole 6b is formed in the hole 6a. A conductive film 6 is bonded onto the conductive film 5 with an insulating film 7 interposed therebetween.

本実施の形態の冷陰極電子源３０およびその製造方法によれば、導電膜６をエッチングすることで、導電膜６の膜厚よりも小さい口径の孔６ａが形成される。孔６ａでは導電膜６の膜厚が小さくなっているので、孔６ａ内に導電膜６の膜厚よりも小さい口径を有する孔６ｂを形成することにより、絶縁膜７から離れるに従って口径が減少している孔１２を形成することができる。したがって、容易に製造することができ、かつ解像度の高い冷陰極電子源を得ることができる。   According to the cold cathode electron source 30 and the manufacturing method thereof of the present embodiment, the hole 6 a having a smaller diameter than the film thickness of the conductive film 6 is formed by etching the conductive film 6. Since the film thickness of the conductive film 6 is small in the hole 6 a, the hole diameter decreases as the distance from the insulating film 7 increases by forming the hole 6 b having a smaller diameter than the film thickness of the conductive film 6 in the hole 6 a. Hole 12 can be formed. Therefore, a cold cathode electron source that can be easily manufactured and has high resolution can be obtained.

また、絶縁膜７から離れるに従って口径が減少していることで、以下の効果を得ることができる。ＣＮＴ膜４から放出された電子は、導電膜６に開口された孔１２の最も口径の小さい部分において集束される。言い換えれば、導電膜６に開口された孔１２の最も口径の小さい部分が集束レンズとして機能する。上述のように、導電膜３から集束レンズを離すほど集束特性が向上する。したがって、絶縁膜７から離れるに従って孔１２の口径が減少していることで、集束特性を向上できる。   Moreover, the following effects can be acquired because the aperture diameter decreases as the distance from the insulating film 7 increases. Electrons emitted from the CNT film 4 are focused at the smallest diameter portion of the hole 12 opened in the conductive film 6. In other words, the smallest diameter portion of the hole 12 opened in the conductive film 6 functions as a focusing lens. As described above, the focusing characteristic is improved as the focusing lens is separated from the conductive film 3. Therefore, the focusing characteristic can be improved because the diameter of the hole 12 decreases as the distance from the insulating film 7 increases.

本実施の形態の冷陰極電子源３０の製造方法において、絶縁膜７は接着層であり、導電膜６の接着の際、導電膜５と導電膜６とを絶縁膜７で接着する。   In the manufacturing method of the cold cathode electron source 30 of the present embodiment, the insulating film 7 is an adhesive layer, and the conductive film 5 and the conductive film 6 are bonded together by the insulating film 7 when the conductive film 6 is bonded.

これにより、導電膜５と導電膜６との間の絶縁の確保と、導電膜５と導電膜６との接着とを同時に行なうことができるので、製造工程を簡略化することができる。   Thereby, since the insulation between the electrically conductive film 5 and the electrically conductive film 6 and the adhesion | attachment of the electrically conductive film 5 and the electrically conductive film 6 can be performed simultaneously, a manufacturing process can be simplified.

本願発明者らは、上記の効果を確認すべく、カソード電極（図１の導電膜３）から集束電極（図１の導電膜６）の上面までの距離と電子ビーム径との関係について２次元でのシミュレーションを行なった。   In order to confirm the above effect, the inventors of the present application have two-dimensionally examined the relationship between the distance from the cathode electrode (conductive film 3 in FIG. 1) to the upper surface of the focusing electrode (conductive film 6 in FIG. 1) and the electron beam diameter. A simulation was performed.

図１１は、シミュレーションを行なった冷陰極電子源の構造を示す断面図である。   FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of a cold cathode electron source for which simulation was performed.

図１１を参照して、ガラス基板１０１上に絶縁膜１０２が形成されており、絶縁膜１０２上にゲート電極１０５が形成されている。絶縁膜１０２、ゲート電極１０５の各々には、孔１０２ａ、孔１０５ａの各々が形成されており、孔１０２ａ、孔１０５ａの各々の底部のガラス基板１０１上にはカソード電極１０３と、電子放出膜１０４とが積層して形成されている。また、ゲート電極１０５の上部には、集束電極１０６が配置されている。集束電極１０６には孔１０６ａが形成されている。カソード電極１０３から集束電極１０６の上面までの距離を距離ｄとし、集束電極１０６の孔１０６ａの口径を口径ｗとした。ガラス基板１から９ｍｍ離れた位置にスクリーン（図示なし）が配置されている。カソード電極１０３とスクリーンとの間には９ｋＶの電圧が印加されている。電子放出膜１０４の幅は４０μｍである。距離ｄおよび口径ｗを変化させて電子ビーム径を算出した。   Referring to FIG. 11, insulating film 102 is formed on glass substrate 101, and gate electrode 105 is formed on insulating film 102. A hole 102a and a hole 105a are formed in each of the insulating film 102 and the gate electrode 105. A cathode electrode 103 and an electron emission film 104 are formed on the glass substrate 101 at the bottom of each of the holes 102a and 105a. Are laminated. A focusing electrode 106 is disposed on the gate electrode 105. A hole 106 a is formed in the focusing electrode 106. The distance from the cathode electrode 103 to the upper surface of the focusing electrode 106 was a distance d, and the aperture 106a of the focusing electrode 106 was an aperture w. A screen (not shown) is disposed at a position 9 mm away from the glass substrate 1. A voltage of 9 kV is applied between the cathode electrode 103 and the screen. The width of the electron emission film 104 is 40 μm. The electron beam diameter was calculated by changing the distance d and the diameter w.

図１２は、カソード電極から集束電極の上面までの距離ｄと電子ビーム径との関係を示す図である。   FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the distance d from the cathode electrode to the upper surface of the focusing electrode and the electron beam diameter.

図１２を参照して、距離ｄが大きくなるに従って電子ビーム径が小さくなっていることが分かる。これは、集束電極１０６の位置に集束レンズがあり、物点（カソード電極１０３）の位置とレンズ（集束電極１０６の上面）の位置とが離れるに従って、スクリーン上での結像状態での倍率が低下しているためであると考えられる。   Referring to FIG. 12, it can be seen that the electron beam diameter decreases as the distance d increases. This is because there is a focusing lens at the position of the focusing electrode 106, and the magnification in the imaging state on the screen increases as the position of the object point (cathode electrode 103) and the position of the lens (upper surface of the focusing electrode 106) move away. This is thought to be due to the decline.

通常、スクリーンには０．２ｍｍ間隔で赤、緑、および青の蛍光体層が塗布されており、電子放出膜１０４から放出される電子は、所定の色の蛍光体層に衝突する。電子ビーム径が蛍光体層の各色の間隔よりも大きいと、所定の色以外の蛍光体層にも電子が衝突する。その結果、蛍光体層において意図しない発光が起こり、色純度が低下し画質が劣化する。このような理由により、画質劣化を防止するためには電子ビーム径が０．２ｍｍ以下である必要がある。そして、図１２の結果から、電子ビーム径を０．２ｍｍ以下とするためには距離ｄを２００μｍ以上とする必要があることが分かる。   Normally, red, green, and blue phosphor layers are applied to the screen at intervals of 0.2 mm, and electrons emitted from the electron emission film 104 collide with a phosphor layer of a predetermined color. When the electron beam diameter is larger than the interval between the colors of the phosphor layers, the electrons collide with the phosphor layers other than the predetermined colors. As a result, unintended light emission occurs in the phosphor layer, color purity is lowered, and image quality is deteriorated. For these reasons, the electron beam diameter needs to be 0.2 mm or less in order to prevent image quality deterioration. From the results of FIG. 12, it can be seen that the distance d needs to be 200 μm or more in order to make the electron beam diameter 0.2 mm or less.

次に、本願発明者らは、集束電極の口径ｗと電子ビーム径との関係について２次元でのシミュレーションを行なった。   Next, the inventors of the present application performed a two-dimensional simulation of the relationship between the aperture w of the focusing electrode and the electron beam diameter.

また、図１３は、集束電極の口径ｗと電子ビーム径との関係を示す図である。   FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the aperture w of the focusing electrode and the electron beam diameter.

図１３を参照して、集束電極１０６の口径ｗを小さくするとスクリーン上の電子ビーム径は若干小さくなることが分かる。一方で、集束電極１０６の口径ｗを小さくすると、電子が孔１０６ａを透過する透過効率が低下するというマイナスの効果も生じる。透過効率を大きく低下させることなく電子ビーム径を０．２ｍｍ以下にするためには、集束電極１０６の口径ｗを６０μｍとする必要があることが分かる。   Referring to FIG. 13, it can be seen that when the aperture w of the focusing electrode 106 is reduced, the electron beam diameter on the screen is slightly reduced. On the other hand, if the aperture w of the focusing electrode 106 is reduced, a negative effect that the transmission efficiency of electrons passing through the hole 106a is lowered is also produced. It can be seen that the aperture w of the focusing electrode 106 needs to be 60 μm in order to reduce the electron beam diameter to 0.2 mm or less without greatly reducing the transmission efficiency.

図１２および図１３の結果から、冷陰極電子源の解像度を高くするためには、カソード電極から集束電極の上面までの距離ｄを２００μｍ以上とし、集束電極１０６の口径ｗを６０μｍとする必要があることが分かる。本実施の形態の冷陰極電子源によれば、集束電極１０６の膜厚よりも小さい口径ｗの孔１０６ａを形成することができるので、このような構造を容易に実現することができる。具体的には、図４において、導電膜６の膜厚をたとえば１４０μｍとし、絶縁膜７の膜厚をたとえば６０μｍとし、導電膜６の孔６ｂの口径をたとえば４０μｍとすることにより実現可能である。   From the results of FIGS. 12 and 13, in order to increase the resolution of the cold cathode electron source, it is necessary to set the distance d from the cathode electrode to the upper surface of the focusing electrode to 200 μm or more and the aperture w of the focusing electrode 106 to 60 μm. I understand that there is. According to the cold cathode electron source of the present embodiment, the hole 106a having the diameter w smaller than the film thickness of the focusing electrode 106 can be formed, and thus such a structure can be easily realized. Specifically, in FIG. 4, it can be realized by setting the film thickness of the conductive film 6 to 140 μm, for example, the film thickness of the insulating film 7 to 60 μm, and the diameter of the hole 6b of the conductive film 6 to 40 μm, for example. .

なお、本実施の形態においては、絶縁膜７としてフリットガラスを用いる場合について示したが、本発明はこのような場合の他、絶縁膜７としてポリイミド系の絶縁材料を用いてもよい。ポリイミド系の絶縁材料を用いることにより、高温加熱する必要がなくなるので、加熱により導電膜３などに与えるダメージを低減することができる。また、ポリイミド系の絶縁材料は緻密であるので、絶縁膜７中に隙間が発生することなく良好な絶縁耐力を確保することができる。   In this embodiment mode, the case where frit glass is used as the insulating film 7 is described. However, in the present invention, a polyimide insulating material may be used as the insulating film 7 in addition to such a case. By using a polyimide-based insulating material, it is not necessary to heat at a high temperature, so that damage to the conductive film 3 and the like due to heating can be reduced. Further, since the polyimide insulating material is dense, it is possible to ensure good dielectric strength without generating a gap in the insulating film 7.

また、本実施の形態においては、図４および図５に示す断面形状を有する導電膜６を形成する場合について示したが、本発明はこのような場合の他、図５に示す断面形状の導電膜６に代わって、たとえば図１４に示すような台形の断面形状の孔１２を有する導電膜６を形成してもよい。この場合には、１回のエッチングで孔１２を形成することができる。   Further, in the present embodiment, the case where the conductive film 6 having the cross-sectional shape shown in FIGS. 4 and 5 is formed has been described. However, the present invention is not limited to such a case, and the conductive material having the cross-sectional shape shown in FIG. Instead of the film 6, for example, a conductive film 6 having a trapezoidal cross-sectional hole 12 as shown in FIG. 14 may be formed. In this case, the holes 12 can be formed by one etching.

（実施の形態２）
図１５は、本発明の実施の形態２における冷陰極電子源の構造を示す平面図である。図１６は、図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図である。なお、図１５のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図は図４と同様になっている。 (Embodiment 2)
FIG. 15 is a plan view showing the structure of the cold cathode electron source according to Embodiment 2 of the present invention. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI in FIG. Note that a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 15 is the same as FIG.

図１５および図１６を参照して、本実施の形態の冷陰極電子源３０においては、孔６ａが列方向に直線状に延びている。そして、直線状に延びた孔６ａ内の所定の位置に孔６ｂが開口されている。つまり、列方向に並んでいる孔６ｂの各々は同一の孔６ａ内に開口されている。このような構造は、図９に示す孔６ａの形成の際、列方向に延びた孔６ａを形成することによって得られる。なお、図１５のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図は、図４と同様になっている。   Referring to FIGS. 15 and 16, in cold cathode electron source 30 of the present embodiment, holes 6a extend linearly in the column direction. A hole 6b is opened at a predetermined position in the hole 6a extending linearly. That is, each of the holes 6b arranged in the row direction is opened in the same hole 6a. Such a structure is obtained by forming the holes 6a extending in the column direction when forming the holes 6a shown in FIG. Note that the cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 15 is the same as FIG.

なお、これ以外の構造およびその製造方法は、図１〜図１０に示す実施の形態１の冷陰極電子源３０およびその製造方法とほぼ同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。   Since the other structure and the manufacturing method thereof are almost the same as those of the cold cathode electron source 30 and the manufacturing method thereof according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 10, the same members are denoted by the same reference numerals. The description is omitted.

本実施の形態の冷陰極電子源３０によれば、実施の形態１の冷陰極電子源と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態１の場合に比べて、孔６ａを開口する際の加工誤差が生じにくくなるので、冷陰極電子源の製造時の歩留まりを改善することができる。   According to the cold cathode electron source 30 of the present embodiment, the same effect as that of the cold cathode electron source of the first embodiment can be obtained. Further, since the processing error when opening the hole 6a is less likely to occur than in the case of the first embodiment, the yield at the time of manufacturing the cold cathode electron source can be improved.

（実施の形態３）
図１７は、本発明の実施の形態３における冷陰極電子源の構造を示す断面図である
図１７を参照して、本実施の形態の冷陰極電子源３０においては、絶縁膜９が絶縁膜７上に形成されている。孔６ａ内には絶縁膜９の一部が形成されている。絶縁膜９は孔９ａを有している。本実施の形態においては、絶縁膜７および９が第２絶縁膜に対応している。 (Embodiment 3)
FIG. 17 is a sectional view showing the structure of the cold cathode electron source according to the third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 17, in the cold cathode electron source 30 according to the present embodiment, the insulating film 9 is an insulating film. 7 is formed. A part of the insulating film 9 is formed in the hole 6a. The insulating film 9 has a hole 9a. In the present embodiment, the insulating films 7 and 9 correspond to the second insulating film.

なお、これ以外の構造は、図１〜図５に示す実施の形態１の冷陰極電子源３０とほぼ同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。   Since the structure other than this is almost the same as that of the cold cathode electron source 30 of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

続いて、本実施の形態における冷陰極電子源３０の製造方法について説明する。   Then, the manufacturing method of the cold cathode electron source 30 in this Embodiment is demonstrated.

本実施の形態の製造方法は、まず図６〜図１０に示す実施の形態１の製造工程と同様の製造工程を経る。よってその説明を省略する。   The manufacturing method of the present embodiment first undergoes the same manufacturing process as the manufacturing process of the first embodiment shown in FIGS. Therefore, the description is omitted.

図１８〜図２０は、本発明の実施の形態３における冷陰極電子源の製造方法を工程順に示す断面図である。   18-20 is sectional drawing which shows the manufacturing method of the cold cathode electron source in Embodiment 3 of this invention in order of a process.

図１８を参照して、孔６ａ内を埋めるように導電膜６上（図１８中下方）に感光性のフォト誘電体よりなる絶縁膜９を形成する。このとき、孔１２内を完全に埋めるように絶縁膜９を形成してもよい。   Referring to FIG. 18, an insulating film 9 made of a photosensitive photodielectric is formed on conductive film 6 (downward in FIG. 18) so as to fill hole 6a. At this time, the insulating film 9 may be formed so as to completely fill the hole 12.

図１９を参照して、孔６ｂを通して絶縁膜９の一部へたとえばＵＶ（ultraviolet）光１０を照射し、絶縁膜９を露光する。   Referring to FIG. 19, for example, UV (ultraviolet) light 10 is irradiated to a part of insulating film 9 through hole 6 b to expose insulating film 9.

図２０を参照して、絶縁膜９におけるＵＶ光１０を照射した部分を除去し、絶縁膜９に孔９ａを開口する。孔９ａの口径は孔６ｂの口径とほぼ同じになっている。   Referring to FIG. 20, the portion of insulating film 9 irradiated with UV light 10 is removed, and a hole 9 a is opened in insulating film 9. The diameter of the hole 9a is substantially the same as the diameter of the hole 6b.

図１７を参照して、たとえばフリットガラスよりなる絶縁膜７を用いて絶縁膜９と導電膜５とを接触し、絶縁膜７および９を介して導電膜５上に導電膜６を配置する。以上の工程により、本実施の形態の冷陰極電子源３０が完成する。   Referring to FIG. 17, insulating film 9 made of frit glass, for example, is used to contact insulating film 9 and conductive film 5, and conductive film 6 is disposed on conductive film 5 via insulating films 7 and 9. Through the above steps, the cold cathode electron source 30 of the present embodiment is completed.

本実施の形態の冷陰極電子源３０においては、孔１２内には絶縁膜９の一部が形成されている。   In the cold cathode electron source 30 of the present embodiment, a part of the insulating film 9 is formed in the hole 12.

本実施の形態の冷陰極電子源３０の製造方法は、以下の工程をさらに備えている。孔６ａを埋めるように導電膜６上に絶縁膜９を形成する。孔６ｂを通して絶縁膜９の一部を露光する。露光された絶縁膜９を除去する。   The manufacturing method of the cold cathode electron source 30 of the present embodiment further includes the following steps. An insulating film 9 is formed on the conductive film 6 so as to fill the hole 6a. A part of the insulating film 9 is exposed through the hole 6b. The exposed insulating film 9 is removed.

本実施の形態の冷陰極電子源３０およびその製造方法によれば、孔６ａを埋めるように絶縁膜９を形成しても、孔６ｂを通して絶縁膜９の一部を露光することで孔９ａを絶縁膜９の所定の位置に開口することができる。したがって、孔９ｂ以外の部分への絶縁膜９の形成が容易になる。   According to the cold cathode electron source 30 and the manufacturing method thereof of the present embodiment, even if the insulating film 9 is formed so as to fill the hole 6a, the hole 9a is formed by exposing a part of the insulating film 9 through the hole 6b. An opening can be made at a predetermined position of the insulating film 9. Therefore, it is easy to form the insulating film 9 in portions other than the holes 9b.

（実施の形態４）
図２１は、本発明の実施の形態４における冷陰極電子源の構造を示す断面図である。 (Embodiment 4)
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the structure of the cold cathode electron source according to Embodiment 4 of the present invention.

図２１を参照して、本実施の形態の冷陰極電子源３０においては、たとえばフリットガラスよりなる絶縁膜７が絶縁体粒子１３を含んでいる。絶縁体粒子１３は、たとえばガラスよりなっている。   Referring to FIG. 21, in cold cathode electron source 30 of the present embodiment, insulating film 7 made of, for example, frit glass includes insulating particles 13. The insulator particles 13 are made of glass, for example.

なお、これ以外の構造およびその製造方法は、図１〜図１０に示す実施の形態１の冷陰極電子源３０およびその製造方法とほぼ同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。   Since the other structure and the manufacturing method thereof are almost the same as those of the cold cathode electron source 30 and the manufacturing method thereof according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 10, the same members are denoted by the same reference numerals. The description is omitted.

本実施の形態の冷陰極電子源３０において、絶縁膜７は絶縁体粒子１３を含んでいる。   In the cold cathode electron source 30 of the present embodiment, the insulating film 7 includes the insulator particles 13.

本実施の形態の冷陰極電子源３０によれば、絶縁体粒子１３の存在により導電膜５と導電膜６との絶縁を安定して確保することができる。絶縁体粒子１３は、特に導電膜５と導電膜６とを絶縁膜７を用いて接着する場合に有効である。すなわち、導電膜５と導電膜６とを絶縁膜７を用いて接着する場合、導電膜６の平坦性を確保するために導電膜６を導電膜５に押し付ける。このとき、加圧により導電膜５と導電膜６との間から絶縁膜７が流出しても、絶縁体粒子１３によって導電膜５と導電膜６との絶縁を安定して確保することができる。このように、絶縁膜７が絶縁体粒子１３を含んでいることによって良好な絶縁耐力を確保することができる。   According to the cold cathode electron source 30 of the present embodiment, the insulation between the conductive film 5 and the conductive film 6 can be stably ensured by the presence of the insulator particles 13. The insulator particles 13 are particularly effective when the conductive film 5 and the conductive film 6 are bonded using the insulating film 7. That is, when the conductive film 5 and the conductive film 6 are bonded using the insulating film 7, the conductive film 6 is pressed against the conductive film 5 in order to ensure flatness of the conductive film 6. At this time, even if the insulating film 7 flows out from between the conductive film 5 and the conductive film 6 due to pressurization, the insulating particles 13 can stably ensure insulation between the conductive film 5 and the conductive film 6. . As described above, since the insulating film 7 includes the insulator particles 13, good dielectric strength can be ensured.

（実施の形態５）
図２２は、本発明の実施の形態５における冷陰極電子源の構造を示す断面図である。 (Embodiment 5)
FIG. 22 is a cross-sectional view showing the structure of the cold cathode electron source according to Embodiment 5 of the present invention.

図２２を参照して、本実施の形態の冷陰極電子源３０においては、導電膜５に最も近い部分における孔１２の口径Ｄ１が孔２ａおよび孔５ａの口径Ｄ２よりも小さい。つまり、導電膜５上に導電膜６が配置される際に互いに対向する導電膜５の表面１１ａと導電膜６の表面１１ｂとのうち、導電膜５の表面１１ａの方が導電膜６の表面１１ｂよりも広い。絶縁膜７は、たとえばフリットガラスのような流動性の大きい材料よりなっており、導電膜６の表面１１ｂからその一部がはみ出るように導電膜６の表面１１ａ上に形成されている。孔１２の口径Ｄ１および孔５ａの口径Ｄ２詳細な条件は、導電膜６の配置精度、孔６ａの寸法精度、絶縁膜７の粘度、絶縁膜７の表面張力、および絶縁膜７の粘性等によって決められることが好ましい。   Referring to FIG. 22, in cold cathode electron source 30 of the present embodiment, aperture D1 of hole 12 in the portion closest to conductive film 5 is smaller than aperture 2a and aperture D2 of hole 5a. That is, of the surface 11 a of the conductive film 5 and the surface 11 b of the conductive film 6 that face each other when the conductive film 6 is disposed on the conductive film 5, the surface 11 a of the conductive film 5 is the surface of the conductive film 6. It is wider than 11b. The insulating film 7 is made of a material having high fluidity such as frit glass, for example, and is formed on the surface 11a of the conductive film 6 so that a part thereof protrudes from the surface 11b of the conductive film 6. The detailed conditions of the diameter D1 of the hole 12 and the diameter D2 of the hole 5a depend on the arrangement accuracy of the conductive film 6, the dimensional accuracy of the hole 6a, the viscosity of the insulating film 7, the surface tension of the insulating film 7, the viscosity of the insulating film 7, etc. It is preferable to be determined.

なお、これ以外の構造およびその製造方法は、図１〜図１０に示す実施の形態１の冷陰極電子源３０およびその製造方法とほぼ同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。   Since the other structure and the manufacturing method thereof are almost the same as those of the cold cathode electron source 30 and the manufacturing method thereof according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 10, the same members are denoted by the same reference numerals. The description is omitted.

本実施の形態の冷陰極電子源３０において、導電膜５に最も近い部分における孔１２の口径Ｄ１は孔２ａおよび孔５ａの口径Ｄ２よりも大きい。   In the cold cathode electron source 30 of the present embodiment, the diameter D1 of the hole 12 in the portion closest to the conductive film 5 is larger than the diameter D2 of the hole 2a and the hole 5a.

導電膜５と導電膜６とを絶縁膜７を用いて接着する場合、導電膜６の平坦性を確保するために導電膜６を導電膜５に押し付ける。このとき、加圧により導電膜５と導電膜６との間から絶縁膜７が流出しやすい。本実施の形態の冷陰極電子源３０では、導電膜５の表面１１ａの方が導電膜６の表面１１ｂよりも広くなっているので、流出した絶縁膜７は導電膜５の表面１１ａ上に留まる。したがって、導電膜５から垂れ落ちてＣＮＴ膜４に付着することが抑止されるので、冷陰極電子源の品質を向上することができる。   When the conductive film 5 and the conductive film 6 are bonded using the insulating film 7, the conductive film 6 is pressed against the conductive film 5 in order to ensure flatness of the conductive film 6. At this time, the insulating film 7 tends to flow out between the conductive film 5 and the conductive film 6 due to pressurization. In the cold cathode electron source 30 of the present embodiment, the surface 11 a of the conductive film 5 is wider than the surface 11 b of the conductive film 6, so that the insulating film 7 that has flowed out remains on the surface 11 a of the conductive film 5. . Therefore, since it is suppressed that it hangs down from the conductive film 5 and adheres to the CNT film 4, the quality of the cold cathode electron source can be improved.

以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。   The embodiment disclosed above should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the scope of claims, and is intended to include all modifications and variations within the scope and meaning equivalent to the scope of claims.

本発明の実施の形態１における冷陰極電子源の構造を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the cold cathode electron source in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における冷陰極電子源の第１ゲート電極膜より下部の構造を示す平面図である。It is a top view which shows the structure below the 1st gate electrode film | membrane of the cold cathode electron source in Embodiment 1 of this invention. 図２における１つのゲートホールの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of one gate hole in FIG. 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the IV-IV line of FIG. 図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VV line of FIG. 本発明の実施の形態１における冷陰極電子源の製造方法の第１工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st process of the manufacturing method of the cold cathode electron source in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における冷陰極電子源の製造方法の第２工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd process of the manufacturing method of the cold cathode electron source in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における冷陰極電子源の製造方法の第３工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd process of the manufacturing method of the cold cathode electron source in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における冷陰極電子源の製造方法の第４工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 4th process of the manufacturing method of the cold cathode electron source in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における冷陰極電子源の製造方法の第５工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 5th process of the manufacturing method of the cold cathode electron source in Embodiment 1 of this invention. シミュレーションを行なった冷陰極電子源の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the cold cathode electron source which performed simulation. カソード電極から集束電極の上面までの距離ｄと電子ビーム径との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the distance d from a cathode electrode to the upper surface of a focusing electrode, and an electron beam diameter. 集束電極の口径ｗと電子ビーム径との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the aperture diameter w of a focusing electrode, and an electron beam diameter. 本発明の実施の形態１における冷陰極電子源の他の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other structure of the cold cathode electron source in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２における冷陰極電子源の構造を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the cold cathode electron source in Embodiment 2 of this invention. 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XVI-XVI line of FIG. 本発明の実施の形態３における冷陰極電子源の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the cold cathode electron source in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３における冷陰極電子源の製造方法の第１工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st process of the manufacturing method of the cold cathode electron source in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３における冷陰極電子源の製造方法の第２工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd process of the manufacturing method of the cold cathode electron source in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３における冷陰極電子源の製造方法の第３工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd process of the manufacturing method of the cold cathode electron source in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４における冷陰極電子源の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the cold cathode electron source in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態５における冷陰極電子源の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the cold cathode electron source in Embodiment 5 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，１０１ ガラス基板、２，７，９，１０２ 絶縁膜、３，５，６ 導電膜、４ ＣＮＴ膜、２ａ，５ａ，６ａ，６ｂ，７ａ，９ａ，９ｂ，１２，１０２ａ，１０５ａ，１０６ａ 孔、１０ ＵＶ光、１１ａ，１１ｂ 表面、１３ 絶縁体粒子、３０ 冷陰極電子源、１０３ カソード電極、１０４ 電子放出膜、１０５ ゲート電極、１０６ 集束電極。   1, 101 glass substrate, 2, 7, 9, 102 insulating film, 3, 5, 6 conductive film, 4 CNT film, 2a, 5a, 6a, 6b, 7a, 9a, 9b, 12, 102a, 105a, 106a 10 UV light, 11a, 11b surface, 13 insulator particles, 30 cold cathode electron source, 103 cathode electrode, 104 electron emission film, 105 gate electrode, 106 focusing electrode.

Claims (6)

第１および第２ゲート電極膜に印加された電圧によって電子放出膜から電子を放出する冷陰極電子源であって、
第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に形成された前記第１ゲート電極膜と、
前記第１ゲート電極膜上に形成された前記第２ゲート電極膜と、
前記第１ゲート電極膜と前記第２ゲート電極膜との間に形成された第２絶縁膜とを備え、
前記第１絶縁膜および前記第１ゲート電極膜には第１の孔が開口しており、前記第２ゲート電極膜には前記第１の孔に繋がる第２の孔が開口しており、
前記第１の孔の底部に形成された前記電子放出膜をさらに備え、
前記第２絶縁膜から離れるに従って前記第２の孔の口径が減少していることを特徴とする、冷陰極電子源。 A cold cathode electron source that emits electrons from an electron emission film by a voltage applied to first and second gate electrode films,
A first insulating film;
The first gate electrode film formed on the first insulating film;
The second gate electrode film formed on the first gate electrode film;
A second insulating film formed between the first gate electrode film and the second gate electrode film;
A first hole is opened in the first insulating film and the first gate electrode film, and a second hole connected to the first hole is opened in the second gate electrode film,
Further comprising the electron emission film formed at the bottom of the first hole,
The cold cathode electron source, wherein the diameter of the second hole decreases as the distance from the second insulating film increases. 前記第２絶縁膜が絶縁体粒子を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の冷陰極電子源。   The cold cathode electron source according to claim 1, wherein the second insulating film contains insulating particles. 前記第１ゲート電極膜に最も近い部分における前記第２の孔の口径が前記第１の孔の口径よりも大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載の冷陰極電子源。   3. The cold cathode electron source according to claim 1, wherein a diameter of the second hole in a portion closest to the first gate electrode film is larger than a diameter of the first hole. 4. 第１および第２ゲート電極膜に印加された電圧によって電子放出膜から電子を放出する冷陰極電子源の製造方法であって、
前記電子放出膜と、第１絶縁膜と、前記第１ゲート電極膜とを積層して形成する工程と、
前記電子放出膜に達する第１の孔を前記第１絶縁膜および前記第１ゲート電極膜に形成する工程と、
前記第２ゲート電極膜をエッチングすることにより凹部を形成する工程と、
前記第２ゲート電極膜をエッチングすることにより、前記凹部内に貫通孔を形成する工程と、
前記第１ゲート電極膜上に第２絶縁膜を介して前記第２ゲート電極膜を接着する接着工程とを備える、冷陰極電子源の製造方法。 A method of manufacturing a cold cathode electron source that emits electrons from an electron emission film by a voltage applied to first and second gate electrode films,
Stacking the electron emission film, the first insulating film, and the first gate electrode film;
Forming a first hole reaching the electron emission film in the first insulating film and the first gate electrode film;
Forming a recess by etching the second gate electrode film;
Etching the second gate electrode film to form a through hole in the recess;
And a bonding step of bonding the second gate electrode film on the first gate electrode film via a second insulating film. 前記第２絶縁膜は接着層であり、
前記接着工程において、前記第１ゲート電極膜と前記第２ゲート電極膜とを前記第２絶縁膜で接着することを特徴とする、請求項４に記載の冷陰極電子源の製造方法。 The second insulating film is an adhesive layer;
5. The method of manufacturing a cold cathode electron source according to claim 4, wherein, in the bonding step, the first gate electrode film and the second gate electrode film are bonded by the second insulating film. 前記凹部を埋めるように前記第２ゲート電極膜上に前記第２絶縁膜を形成する工程と、
前記貫通孔を通して前記第２絶縁膜の一部を露光する工程と、
露光された前記第２絶縁膜を除去する工程とをさらに備える、請求項４または５に記載の冷陰極電子源の製造方法。 Forming the second insulating film on the second gate electrode film so as to fill the recess;
Exposing a part of the second insulating film through the through hole;
The method of manufacturing a cold cathode electron source according to claim 4, further comprising a step of removing the exposed second insulating film.
JP2004176636A 2004-06-15 2004-06-15 Manufacturing method of cold cathode electron source Expired - Fee Related JP4401245B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004176636A JP4401245B2 (en) 2004-06-15 2004-06-15 Manufacturing method of cold cathode electron source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004176636A JP4401245B2 (en) 2004-06-15 2004-06-15 Manufacturing method of cold cathode electron source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006004643A true JP2006004643A (en) 2006-01-05
JP4401245B2 JP4401245B2 (en) 2010-01-20

Family

ID=35772873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004176636A Expired - Fee Related JP4401245B2 (en) 2004-06-15 2004-06-15 Manufacturing method of cold cathode electron source

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4401245B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006073510A (en) * 2004-08-30 2006-03-16 Samsung Sdi Co Ltd Electron emitting element and its manufacturing method
WO2007114655A1 (en) * 2006-04-05 2007-10-11 Industry Academic Cooperation Foundation Of Kyunghee University Field emission display and manufacturing method of the same having selective array of electron emission source
US7825591B2 (en) 2006-02-15 2010-11-02 Panasonic Corporation Mesh structure and field-emission electron source apparatus using the same
JPWO2012168970A1 (en) * 2011-06-08 2015-02-23 パイオニア株式会社 Electron emitting device and imaging apparatus provided with the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006073510A (en) * 2004-08-30 2006-03-16 Samsung Sdi Co Ltd Electron emitting element and its manufacturing method
US7825591B2 (en) 2006-02-15 2010-11-02 Panasonic Corporation Mesh structure and field-emission electron source apparatus using the same
WO2007114655A1 (en) * 2006-04-05 2007-10-11 Industry Academic Cooperation Foundation Of Kyunghee University Field emission display and manufacturing method of the same having selective array of electron emission source
US8172633B2 (en) 2006-04-05 2012-05-08 Industry Academic Cooperation Fundation of Kyunghee University Field emission display and manufacturing method of the same having selective array of electron emission source
JPWO2012168970A1 (en) * 2011-06-08 2015-02-23 パイオニア株式会社 Electron emitting device and imaging apparatus provided with the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP4401245B2 (en) 2010-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6008576A (en) Flat display and process for producing cathode plate for use in flat display
JP4449835B2 (en) Method for manufacturing anode panel for flat panel display device
JP4865434B2 (en) Electron emitter for thermionic emission, electron-emitting device including the same, and flat panel display device including the same
KR20030078024A (en) Cold cathode field emission device and process for the production thereof, and cold cathode field emission display and process for the production thereof
JP2006073510A (en) Electron emitting element and its manufacturing method
JP2004355947A (en) Display device and process for manufacturing the same
US7764010B2 (en) Electron emission device, electron emission display apparatus having the same, and method of manufacturing the same
JP2005317544A (en) Cathode substrate for electron emitting element, electron emitting element, and its manufacturing method
JP4401245B2 (en) Manufacturing method of cold cathode electron source
JP2006164835A (en) Micro electron source device and flat display device
US20060197435A1 (en) Emissive flat panel display device
JP2001101965A (en) Thin film electron source and display device using it
US8177987B2 (en) Method for producing electron-emitting device and method for producing image display apparatus including the same
JP4507557B2 (en) Method for manufacturing electron-emitting device and method for manufacturing display device
JP2007041272A (en) Cold cathode electric field electron emission display device and driving method of cold cathode electric field electron emission display device
JPH0973869A (en) Field emission display, its manufacture, and its driving method
JP2009199939A (en) Electron emission device, and manufacturing method of electron emission device
JP2010262898A (en) Electron beam device and image display
US20060214558A1 (en) Image display device
JP2001256907A (en) Image display device
JP5097572B2 (en) Spacer mounting method and flat panel display manufacturing method
JP2002208345A (en) Manufacturing method of cold cathode field electron emission element and manufacturing method of cold cathode field electron emission display device
JP2006128141A (en) Thin film type electron source, and display device and application equipment using it
JP2009032585A (en) Focusing-type field emission cathode, and field emission display device
JP2006012700A (en) Manufacturing method of electron emitting element and display device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061016

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090409

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090512

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090625

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090721

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090911

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: 20091020

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091027

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131106

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees