JP3304645B2 - Method of manufacturing field emission device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電界放出型装置の製造
方法に関し、例えば、ＦＥＤ（Field Emission Displa
y）の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a field emission device, for example, an FED (Field Emission Displa
y).

【０００２】[0002]

【従来の技術】ＦＥＤは、絶縁層を挟んで互いに交差す
るように帯状に配されたゲート電極とカソード電極とを
有する。上記交差部分には、ゲート電極にカソードホー
ルと呼ばれる貫通孔が多数設けられ、このカソードホー
ルの直下の絶縁層部分にはカソードホールに連通する貫
通孔が設けられている。そして、絶縁層の貫通孔には、
カソード電極上に略円錐形を呈する電界放出型カソード
（エミッタコーン）が形成されている。2. Description of the Related Art An FED has a gate electrode and a cathode electrode arranged in a band so as to cross each other with an insulating layer interposed therebetween. A large number of through holes called cathode holes are provided in the gate electrode at the intersections, and a through hole communicating with the cathode holes is provided in an insulating layer portion immediately below the cathode holes. And in the through hole of the insulating layer,
A field emission type cathode (emitter cone) having a substantially conical shape is formed on the cathode electrode.

【０００３】表示に当たっては、選択された電極交差部
分にて、ゲート電極に正の電圧を、カソード電極に負の
電圧を印加することにより、エミッタコーンの頂点から
電子を放出させ、螢光パネル上にゲート電極と平行に配
された透明電極に放出電子を到達させて螢光体を励起
し、これを発光させて表示を行う。このような機構か
ら、エミッタコーンは、形状、寸法、特に頂点が鋭いこ
とと高さの寸法精度が高いこととが、良好な表示をする
ために必要である。At the time of display, a positive voltage is applied to the gate electrode and a negative voltage is applied to the cathode electrode at the intersection of the selected electrodes, so that electrons are emitted from the apex of the emitter cone. Then, the emitted electrons reach the transparent electrode arranged in parallel with the gate electrode to excite the phosphor, and this is caused to emit light to perform display. Due to such a mechanism, the emitter cone needs to have a sharp shape and dimensions, particularly sharp vertices, and a high dimensional accuracy in height, in order to provide a good display.

【０００４】ゲート電極のカソードホール及び絶縁層の
貫通孔は、フォトリソグラフィの手法によって形成され
る。特開昭６２−１７２６３１号公報には、ゲート電極
のカソードホール形成は六弗化硫黄（ＳＦ₆ ）のプラズ
マを利用した反応性イオンエッチングにより、絶縁層の
貫通孔形成は弗化水素酸と弗化アンモニウムとからなる
エッチング溶液によるウエットエッチングにより、夫々
形成することが開示されている。The cathode hole of the gate electrode and the through hole of the insulating layer are formed by a photolithography technique. Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-172631 discloses that a cathode hole of a gate electrode is formed by reactive ion etching using a plasma of sulfur hexafluoride (SF ₆ ), and a through hole of an insulating layer is formed by hydrofluoric acid and fluorine. It is disclosed that the respective layers are formed by wet etching using an etching solution containing ammonium fluoride.

【０００５】反応性イオンエッチングは指向性の強い異
方性エッチングであり、ウエットエッチングは指向性の
実質的にない等方性エッチングである。このため、図20
に示すカソードホール40は高い寸法精度を以て形成され
るが、図21に示す絶縁層38の貫通孔38ａは下方が急激に
縮径する彎曲した周面となるように形成される。これら
の図中、44は基板、48は第一の絶縁層、37はカソード電
極、39はゲート電極、50はレジストマスクである。[0005] Reactive ion etching is anisotropic etching having strong directivity, and wet etching is isotropic etching having substantially no directivity. Therefore, FIG.
21 is formed with high dimensional accuracy, but the through hole 38a of the insulating layer 38 shown in FIG. 21 is formed so as to have a curved peripheral surface whose diameter is sharply reduced at the bottom. In these figures, 44 is a substrate, 48 is a first insulating layer, 37 is a cathode electrode, 39 is a gate electrode, and 50 is a resist mask.

【０００６】第二の絶縁層38は、厚さが例えば１μｍ程
度あり、その貫通孔38ａは等方性エッチングによってい
るので、形状、寸法の再現性が充分ではない。そのた
め、貫通孔中に次の工程で形成されるエミッタコーン
（放出電極部）は、例えば後に図22によって説明するよ
うに、同図中の41Ａのように、円錐形とは可成り異なっ
た形状になり易い。また、貫通孔38ａの寸法によっては
（貫通孔とカソードホールとの径の差が僅かである
と）、エミッタコーンの構成部分がゲート電極39のカソ
ードホール40の周面に堆積し、ゲート電極とカソード電
極とが短絡を起こすこともあり得る。The thickness of the second insulating layer 38 is, for example, about 1 μm, and the through holes 38a are formed by isotropic etching. Therefore, the reproducibility of the shape and dimensions is not sufficient. For this reason, the emitter cone (emission electrode portion) formed in the through hole in the next step has a shape substantially different from a conical shape, for example, 41A in FIG. Easy to be. Further, depending on the size of the through-hole 38a (when the difference between the diameter of the through-hole and the diameter of the cathode hole is small), the constituent part of the emitter cone is deposited on the peripheral surface of the cathode hole 40 of the gate electrode 39, and A short circuit may occur with the cathode electrode.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたものであって、放出電極部の形状、寸
法が高精度を以て再現性良く形成される電界放出型装置
の製造方法を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is directed to a method of manufacturing a field emission device in which the shape and dimensions of an emission electrode portion are formed with high precision and high reproducibility. It is intended to provide.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、第一の電極
（例えば後述のカソード電極17）と開口（例えば後述の
カソードホール20）が形成された第二の電極（例えば後
述のゲート電極19）とが絶縁体（例えば後述の第二の絶
縁層18）を介して互いに対向し、この絶縁体に設けられ
かつ前記開口に中心軸線（例えば後述の中心軸線ＣＬ）
を一致して連通する貫通孔（例えば後述の貫通孔18ａ）
内に、前記第一の電極に接して、エネルギー粒子（例え
ば後述の電子ｅ）を放出する放出電極部（例えば後述の
エミッタコーン21）が形成された構造物を有する電界放
出型装置であって、前記貫通孔の周囲に存在する前記絶
縁体の内周面が前記第一の電極及び前記第二の電極に夫
々接する第一の端部（例えば後述の端部17ａ）及び第二
の端部（例えば後述の端部19ｂ）から前記中心軸線迄の
距離（例えば後述のａ、ｂ）が、いずれも、前記開口に
面する前記第二の電極の内周面から前記中心軸線迄の距
離（例えば後述のｒ）に較べて、前記第二の電極の前記
内周面と前記中心軸線との距離の20％〜100％だけ大き
い寸法を有する電界放出型装置を製造するに際し、前記
第二の電極に前記開口を形成する開口形成工程と、この
開口形成工程に続いて、前記絶縁体に前記貫通孔を形成
する貫通孔形成工程と、この貫通孔形成工程で前記絶縁
体の前記貫通孔の内壁面に堆積した重合物を除去する重
合物除去工程と、この重合物除去工程後に、前記絶縁体
の前記貫通孔を前記寸法になるように拡張する貫通孔拡
張工程と、この拡張された前記貫通孔にて前記第一の電
極上に前記放出電極部を形成する放出電極部形成工程と
を有する、電界放出型装置の製造方法に係る。According to the present invention, a second electrode (for example, a gate electrode 19 to be described later) having a first electrode (for example, a cathode electrode 17 described later) and an opening (for example, a cathode hole 20 to be described later) is formed. ) Are opposed to each other via an insulator (for example, a second insulating layer 18 described later), and a central axis (for example, a central axis CL described later) is provided in the insulator and is provided in the opening.
Through hole (for example, through hole 18a described later)
A field emission device having a structure in which an emission electrode portion (for example, an emitter cone 21 described later) for emitting energy particles (for example, electrons e described later) is formed in contact with the first electrode. A first end (for example, an end 17a to be described later) and a second end where an inner peripheral surface of the insulator present around the through hole is in contact with the first electrode and the second electrode, respectively. The distance (for example, a, b described later) from the (for example, an end 19b described later) to the center axis is the distance (from the inner peripheral surface of the second electrode facing the opening to the center axis). For example, when manufacturing a field emission type device having a dimension that is larger by 20% to 100% of the distance between the inner peripheral surface of the second electrode and the center axis as compared to r) described below, An opening forming step of forming the opening in the electrode; A through-hole forming step of forming the through-hole in the insulator; a polymer removing step of removing a polymer deposited on an inner wall surface of the through-hole of the insulator in the through-hole forming step; After the step, a through-hole expanding step of expanding the through-hole of the insulator so as to have the size, and an emission electrode for forming the emission electrode portion on the first electrode with the expanded through-hole. And a step of forming a portion.

【０００９】なお、本発明において上記電界放出装置と
は、上記エネルギー粒子を放出する装置のみならず、こ
のエネルギー粒子放出装置と後述する例えば螢光体パネ
ルとを組み合わせた表示装置等の装置をも含むものであ
る。In the present invention, the field emission device includes not only a device for emitting the above-mentioned energy particles, but also a device such as a display device in which the energy particle emission device is combined with a phosphor panel described later. Including.

【００１０】本発明において、第一の端部及び第二の端
部から中心軸線迄の距離が、いずれも、開口に面する第
二の電極の内周面から前記中心軸線迄の距離に較べて、
前記第二の電極の前記内周面と前記中心軸線との距離の
30％以上大きいことが望ましい。In the present invention, the distances from the first end and the second end to the central axis are both smaller than the distance from the inner peripheral surface of the second electrode facing the opening to the central axis. hand,
The distance between the inner peripheral surface of the second electrode and the central axis;
Desirably 30% or more.

【００１１】また、本発明において、第一の端部及び第
二の端部から中心軸線迄の距離が、いずれも、開口に面
する第二の電極の内周面から前記中心軸線迄の距離に較
べて、前記第二の電極の前記内周面と前記中心軸線との
距離の75％以下大きいことが望ましい。In the present invention, the distance from the first end and the second end to the central axis is the distance from the inner peripheral surface of the second electrode facing the opening to the central axis. It is preferable that the distance between the inner peripheral surface of the second electrode and the central axis is 75% or less.

【００１２】また、本発明において、開口及び貫通孔が
断面円形を呈し、放出電極部が略円錐形を呈することが
望ましい。In the present invention, it is desirable that the opening and the through hole have a circular cross section, and the emission electrode portion has a substantially conical shape.

【００１３】また、本発明において、第一及び第二の電
極とこれらの下地層（例えば後述の第一、第二の絶縁層
18、28）との間に、これら下地層との密着性をよくする
層（例えば後述の下地膜27、29）を設けることができ
る。In the present invention, the first and second electrodes and their underlying layers (for example, first and second insulating layers described later)
18 and 28), a layer (for example, underlayers 27 and 29 to be described later) for improving the adhesion to the underlayer can be provided.

【００１４】更に、本発明は、前述した構造物と、この
構造物に対向して配された螢光体パネルとからなる電界
放出型表示装置として構成することができる。Further, the present invention can be constituted as a field emission type display device comprising the above-mentioned structure and a phosphor panel arranged opposite to this structure.

【００１５】[0015]

【００１６】本発明の製造方法において、開口形成工程
及び貫通孔形成工程を異方性エッチングによって行い、
貫通孔拡張工程を等方性エッチングによって行うことが
望ましい。In the manufacturing method of the present invention, the opening forming step and the through hole forming step are performed by anisotropic etching.
It is desirable to perform the through hole expanding step by isotropic etching.

【００１７】また、重合物除去工程を酸素プラズマ処理
によって容易に行うことができる。Further, the polymer removal step can be easily performed by oxygen plasma treatment.

【００１８】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【００１９】図１〜図19は、本発明を高精細カラー電界
放出型表示装置に適用した実施例を示すものである。FIGS. 1 to 19 show an embodiment in which the present invention is applied to a high-definition color field emission display device.

【００２０】（ＦＥＤパネルの概略）先ず、図３及び図
４について、ＦＥＤ（電界放出型ディスプレイ）の構成
を概略的に説明する。(Outline of FED Panel) First, referring to FIGS. 3 and 4, the structure of an FED (field emission display) will be schematically described.

【００２１】ＦＥＤは、カソードの大きさが数μｍ以下
程度である微小サイズの所謂スピント（Spindt）型の電
界放出型マイクロカソードを用いて電子を取り出し、こ
れを螢光体面に加速照射することによって発光表示させ
る薄型の平面表示装置である。The FED extracts electrons by using a so-called Spindt-type field emission microcathode having a small size of a cathode of about several μm or less, and accelerates and irradiates the electrons to the phosphor surface. This is a thin flat-panel display device that emits light.

【００２２】図４に、その一例としての分解斜視図を示
す。このＦＥＤにおいては、例えばＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の三原色の各螢光体素子がＩＴＯ（In
dium Tin Oxide：インジウム及び錫の混合酸化物）等か
らなる透明電極１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを介してストライプ状
に配列されてカラー螢光面23が形成された光透過性の螢
光面パネル14と、電界放出型カソード（エミッタコー
ン）21（図３参照）を有する電極構体15が形成された背
面パネル16とがシール材等により気密に封止され、所定
の真空度に保持される。FIG. 4 shows an exploded perspective view as an example. In this FED, for example, R (red), G
(Green) and B (blue) phosphor elements of ITO (In)
a light-transmissive fluorescent screen panel 14 having a color fluorescent screen 23 formed in a stripe pattern through transparent electrodes 1R, 1G, and 1B made of dium tin oxide (mixed oxide of indium and tin); The back panel 16 on which the electrode structure 15 having the field emission cathode (emitter cone) 21 (see FIG. 3) is formed is hermetically sealed with a sealing material or the like, and is maintained at a predetermined degree of vacuum.

【００２３】背面パネル16は、珪素からなる基板24上
に、第一の絶縁層28、カソード電極17、第二の絶縁層1
8、ゲート電極19がこの順に被着してなっている。第
一、第二の絶縁層28、18は二酸化珪素（ＳｉＯ₂）から
なり、電極17、19は珪化タングステン（ＷＳｉ_x）から
なっている。電極17、19は、絶縁層28、18との密着性を
良好にするために、夫々下地膜27、29（図１参照）を設
けることができる。この場合、下地膜27、29は、燐をド
ープした非晶質珪素によって構成するのが好適である
が、これらは本発明に必須不可欠なものではない。The back panel 16 comprises a first insulating layer 28, a cathode electrode 17, and a second insulating layer 1 on a substrate 24 made of silicon.
8. The gate electrode 19 is deposited in this order. First and second insulating layers 28,18 are made of silicon dioxide (SiO _2), electrodes 17 and 19 is made of tungsten silicide (WSi _x). The electrodes 17, 19 can be provided with underlying films 27, 29 (see FIG. 1), respectively, in order to improve the adhesion to the insulating layers 28, 18. In this case, the base films 27 and 29 are preferably made of phosphorus-doped amorphous silicon, but these are not essential to the present invention.

【００２４】螢光面パネル14と背面パネル16とは、その
間隔を一定に保持するために所定の高さの柱（所謂ピラ
ー）10を介して封止される。このピラー10は、三原色の
螢光体素子Ｒ、Ｇ、Ｂからなるトリオ間に設けられてい
る。The fluorescent panel 14 and the rear panel 16 are sealed via a pillar (a so-called pillar) 10 having a predetermined height in order to keep the distance between them constant. This pillar 10 is provided between trios of phosphor elements R, G, and B of three primary colors.

【００２５】電極構体15は、背面パネル16の内面上に例
えば図４において、ｘ軸で示す方向に延長する帯状のカ
ソード電極17がストライプ状に平行に配列され、これら
のカソード電極17上に第二の絶縁層18を介してカソード
電極17の延長方向と略直交するｙ軸方向に、帯状のゲー
ト電極19がストライプ状に平行に配列されたものであ
る。The electrode assembly 15 has strip-shaped cathode electrodes 17 extending in the direction indicated by the x-axis in FIG. 4, for example, arranged in parallel on the inner surface of the rear panel 16 in a stripe shape. A strip-shaped gate electrode 19 is arranged in parallel in a stripe shape in the y-axis direction substantially orthogonal to the extension direction of the cathode electrode 17 with the two insulating layers 18 interposed therebetween.

【００２６】そして、各カソード電極17とゲート電極19
との互いの交差部22には、螢光面におけるＲ、Ｇ、Ｂで
示す三原色の各螢光体素子に対応するように、所定の開
口幅ｗを有するカソードホール20が例えば複数個開けら
れている。これらのカソードホール20下の第二の絶縁層
に形成された貫通孔18ａ内においてカソード電極17上
に、例えば図３にその要部の概略的拡大斜視図を示すよ
うに、円錐状のエミッタコーン21が夫々被着形成されて
電極構体15が構成されている。Then, each cathode electrode 17 and gate electrode 19
At the intersections 22 with each other, for example, a plurality of cathode holes 20 having a predetermined opening width w are opened so as to correspond to the phosphor elements of the three primary colors indicated by R, G, and B on the phosphor screen. ing. A conical emitter cone is formed on the cathode electrode 17 in the through hole 18a formed in the second insulating layer below these cathode holes 20, for example, as shown in FIG. The electrode assembly 15 is formed by depositing the electrodes 21 respectively.

【００２７】このＦＥＤによりカラー表示を行う方法と
しては、選択された交差部22の各カソードと一色の螢光
体とを対応させる方法と、各カソードと複数の色の螢光
体とを対応させる所謂色選別方法がある。この場合の色
選別の動作を図５及び図６を用いて説明する。As a method of performing color display by the FED, a method of associating each cathode of the selected intersection 22 with a phosphor of one color, and a method of associating each cathode with a phosphor of a plurality of colors. There is a so-called color selection method. The operation of the color selection in this case will be described with reference to FIGS.

【００２８】図５において、螢光面パネル10の内面の複
数のストライプ状の透明電極１上には各色に対応する
Ｒ、Ｇ、Ｂの螢光体が順次配列されて形成され、各色の
電極は夫々赤色は３Ｒ、緑色は３Ｇ、青色は３Ｂの端子
に集約されて導出されている。In FIG. 5, R, G, and B phosphors corresponding to each color are sequentially arranged and formed on a plurality of stripe-shaped transparent electrodes 1 on the inner surface of the phosphor screen panel 10, and the electrodes of each color are formed. Are respectively collected and derived from terminals of 3R for red, 3G for green, and 3B for blue.

【００２９】対向する背面パネル16上には、上記したよ
うにカソード電極17及びゲート電極19が直交してストラ
イプ状に設けられ、このカソード電極17−ゲート電極19
間に10⁸〜10⁹ Ｖ／ｍの電界強度を加えると、各電極の
交差部22に形成されたエミッタコーン21から電子ｅが放
出される。As described above, the cathode electrode 17 and the gate electrode 19 are provided on the opposing back panel 16 in the form of stripes at right angles.
When an electric field intensity of 10 ⁸ to 10 ⁹ V / m is applied in between, electrons e are emitted from the emitter cone 21 formed at the intersection 22 of each electrode.

【００３０】一方、透明電極１（即ち、アノード電極）
とカソード電極17との間には 100〜1000Ｖの電圧を印加
して、電子を加速し、螢光体を発光させる。図５の例に
おいては、赤色螢光体Ｒにのみ電圧を印加して、電子ｅ
を矢印で示すように加速させた場合を示している。On the other hand, the transparent electrode 1 (that is, the anode electrode)
A voltage of 100 to 1000 V is applied between the electrode and the cathode electrode 17 to accelerate electrons and cause the phosphor to emit light. In the example of FIG. 5, a voltage is applied only to the red phosphor R, and the electron e
Are accelerated as indicated by arrows.

【００３１】このように、三端子化された各色Ｒ、Ｇ、
Ｂを時系列で選択することによってカラー表示を行うこ
とができる。各カソード電極列上のある一点のカソー
ド、ゲート及びアノード（螢光体ストライプ）のＮＴＳ
Ｃ方式での色選別タイミングチャートを図６に示す。As described above, each of the three terminals R, G,
Color display can be performed by selecting B in time series. NTS of one point cathode, gate and anode (phosphor stripe) on each cathode electrode row
FIG. 6 shows a timing chart for color selection in the C system.

【００３２】各カソード電極17を１Ｈの周期で線順次駆
動させるときに、各色螢光体Ｒ、Ｇ、Ｂに対し夫々周期
ＨのうちＨ／３ずつ＋ｈＶの信号を与える一方、ゲート
信号及びカソード信号をＨ／３周期でゲート信号として
＋αＶ、カソード信号として−αＶ〜−βＶを同期して
夫々与え、ゲート−カソード間電圧Ｖ_PP＝＋２αＶのと
きに電子を放出して、Ｈ／３毎に選択されるＲ、Ｇ、Ｂ
の各螢光体を発光させて色選別を行うことができ、これ
によりフルカラー表示を行うことができる。When each cathode electrode 17 is driven line-sequentially at a period of 1H, a signal of + hV is supplied to each of the color phosphors R, G, and B in the period H, respectively, while a gate signal and a cathode signal are supplied. A signal is given in synchronism with + αV as a gate signal and −αV to −βV as a cathode signal in the H / 3 cycle, and emits electrons when the gate-cathode voltage V _PP = + 2αV, and for each H / 3 R, G, B to be selected
Each phosphor can emit light to perform color selection, thereby providing a full-color display.

【００３３】本実施例において注目すべきことは、第二
の絶縁層の貫通孔の寸法を図１に示すようにして背面パ
ネル16を構成していることである。What should be noted in this embodiment is that the rear panel 16 is configured such that the dimensions of the through holes in the second insulating layer are as shown in FIG.

【００３４】カソード電極17上の第二の絶縁層18の断面
円形の貫通孔18ａは、第二の絶縁層上のゲート電極19の
断面円形のカソードホール20と中心軸線ＣＬを一致させ
てある。そして、貫通孔18ａに臨む第二の絶縁層18の内
周面で、カソード電極17に接する第一の端部17ａと中心
軸線ＣＬとの距離ａ、及び同ゲート電極19に接する第二
の端部19ｂと中心軸線ＣＬとの距離ｂは、いずれも、カ
ソードホール20の半径ｒとの関係を、 0.20≦（ａ−ｒ）／ｒ≦1.00、 0.20≦（ｂ−ｒ）／
ｒ≦1.00 としている。The through hole 18a having a circular cross section of the second insulating layer 18 on the cathode electrode 17 is aligned with the center axis CL of the cathode hole 20 having a circular cross section of the gate electrode 19 on the second insulating layer. Then, on the inner peripheral surface of the second insulating layer 18 facing the through hole 18a, the distance a between the first end 17a in contact with the cathode electrode 17 and the center axis CL, and the second end in contact with the gate electrode 19 The distance b between the portion 19b and the central axis CL both indicates the relationship between the radius r of the cathode hole 20 and 0.20 ≦ (ar) /r≦1.00, 0.20 ≦ (br) /
r ≦ 1.00.

【００３５】即ち、貫通孔18ａの第一の端部17ａ、第二
の端部19ａのカソードホール20の周面からの後退の程度
を、カソードホール半径に対して20％〜100 ％としてい
る。貫通孔18ａの寸法をこのように設定することによ
り、エミッタコーン21を所定の略円錐形に安定して形成
でき、かつ、エミッタコーン21がカソードホール20にて
ゲート電極19に接触することがない（従って電極17、19
間に短絡が起きない）。That is, the degree of retreat of the first end 17a and the second end 19a of the through hole 18a from the peripheral surface of the cathode hole 20 is set to 20% to 100% with respect to the cathode hole radius. By setting the size of the through hole 18a in this manner, the emitter cone 21 can be formed stably in a predetermined substantially conical shape, and the emitter cone 21 does not contact the gate electrode 19 at the cathode hole 20. (Thus, electrodes 17, 19
No short circuit occurs between them).

【００３６】図22及び図23は、上記の条件から外れた状
態で貫通孔内にエミッタコーンを設ける工程を示し、図
22は（ａ−ｒ）／ｒが0.20未満である場合を、図23は
（ｂ−ｒ）／ｒが0.20未満である場合を示す。FIGS. 22 and 23 show a step of providing an emitter cone in the through hole in a state deviating from the above conditions.
22 shows the case where (ar) / r is less than 0.20, and FIG. 23 shows the case where (br) / r is less than 0.20.

【００３７】図21に示したフォトレジスト50を除去し、
真空蒸着によって電界放出型カソードを貫通孔18ａ内に
形成する。このとき、ゲート電極19上には、蒸着層51が
形成されるが、蒸着層51は、カソードホール20上に次第
に被さるように形成され、遂にはカソードホール20上の
全域にも亘って形成され、蒸着層51に略円錐形の空間51
ａが形成される。The photoresist 50 shown in FIG. 21 is removed,
A field emission cathode is formed in the through hole 18a by vacuum deposition. At this time, the vapor deposition layer 51 is formed on the gate electrode 19, and the vapor deposition layer 51 is formed so as to gradually cover the cathode hole 20, and is finally formed over the entire area on the cathode hole 20. , A substantially conical space 51 in the deposition layer 51
a is formed.

【００３８】これに伴って、貫通孔18ａ内に形成される
エミッタコーンは、略円錐形に形成される筈であるが、
（ａ−ｒ）／ｒが0.20未満と小さいため、図22に示すよ
うに、エミッタコーンは、カソード電極17上からではな
く、貫通孔18ａの傾斜内周面から堆積し始め易くなるた
め、形成されるエミッタコーン41Ａは、その高さや形状
にばらつきが生じ易くなる。Accordingly, the emitter cone formed in the through hole 18a should be formed in a substantially conical shape.
Since (ar) / r is as small as less than 0.20, as shown in FIG. 22, the emitter cone easily starts to deposit not on the cathode electrode 17 but from the inclined inner peripheral surface of the through hole 18a. The height and shape of the emitter cone 41A are likely to vary.

【００３９】他方、（ｂ−ｒ）／ｒが0.20未満である
と、図23に示すように、カソードホール20の周面からの
第二の貫通孔の第二の端部19ｂの後退が僅かになって両
者が近付くため、エミッタコーン41Ｂを構成する材料が
カソードホール20の内周面にも付着し易く、その結果、
ゲート電極19とカソード電極17とが短絡するようになり
易い。On the other hand, if (br) / r is less than 0.20, the retreat of the second end portion 19b of the second through hole from the peripheral surface of the cathode hole 20 is slight as shown in FIG. As the two approaches each other, the material forming the emitter cone 41B is also likely to adhere to the inner peripheral surface of the cathode hole 20, and as a result,
The gate electrode 19 and the cathode electrode 17 are likely to be short-circuited.

【００４０】（ａ−ｒ）／ｒ及び（ｂ−ｒ）／ｒは、い
ずれも0.30以上であることがエミッタコーンを略円錐形
にかつ高い寸法精度で形成することを特に安定してでき
る。また、（ａ−ｒ）／ｒ及び（ｂ−ｒ）／ｒは、1.00
を超えて大きくなると、カソードホール上でのカソード
電極の張り出し量が多くなって機械的に弱くなり、製造
過程で破損し易くなる。なお、ｂをａよりも大きくする
ことは、製造上殆ど不可能である。（ａ−ｒ）／ｒ及び
（ｂ−ｒ）／ｒは、0.75以下であることが機械的強度の
上で好都合である。When both (ar) / r and (br) / r are 0.30 or more, it is possible to stably form the emitter cone in a substantially conical shape with high dimensional accuracy. (Ar) / r and (br) / r are 1.00
If it exceeds, the amount of overhang of the cathode electrode on the cathode hole increases, and the cathode electrode becomes mechanically weak and easily broken in the manufacturing process. It is almost impossible to make b larger than a in terms of manufacturing. (Ar) / r and (br) / r are advantageously 0.75 or less in terms of mechanical strength.

【００４１】次に、（ａ−ｒ）／ｒ及び（ｂ−ｒ）／ｒ
の値によるエミッタコーンの形状安定性、両電極17、19
間の耐ショート性及び耐破損性に対する影響を、図２
（Ａ）、（Ｂ）によって説明する。図中、◎印は理想的
な状態(100個中、形状のバラツキが実質的に無く、短
絡、破損が皆無）を、○印は 100個中98個が形状のバラ
ツキが実質的に無く、かつ短絡、破損を起こさなかった
ことを、△印は 100個中50個が形状のバラツキが実質的
に無く、かつ短絡、破損を起こさなかったことを、×印
は形状にバラツキが明らかに認められ、かつ 100個中70
個が短絡、破損を起こしたことを示している。Next, (ar) / r and (br) / r
The shape stability of the emitter cone according to the value of
The effect on short-circuit resistance and breakage resistance between
This will be described with reference to (A) and (B). In the figure, ◎ indicates an ideal state (out of 100 pieces, there is substantially no variation in shape, and there is no short circuit or damage), and ○ indicates 98 out of 100 pieces have substantially no variation in shape. In addition, the symbol △ indicates that no short circuit or damage occurred, and the mark △ indicates that 50 out of 100 pieces had substantially no variation in shape, and no short circuit or damage occurred. And 70 out of 100
This indicates that the individual has short-circuited or damaged.

【００４２】図２の結果から、（ａ−ｒ）／ｒ及び（ｂ
−ｒ）／ｒの値は、いずれも0.20〜1.00とするのが良
く、特に0.30〜0.75とするのが好ましいことが理解でき
る。From the results shown in FIG. 2, (ar) / r and (b)
It can be understood that the value of -r) / r is preferably from 0.20 to 1.00, and more preferably from 0.30 to 0.75.

【００４３】次に、ゲート電極にカソードホールを形成
する工程及び第二の絶縁層に貫通孔を設ける工程を、図
７〜図12によって説明する。Next, a step of forming a cathode hole in the gate electrode and a step of providing a through hole in the second insulating layer will be described with reference to FIGS.

【００４４】基板として用いる材料には特に限定はない
が、平坦性、平滑性の優れた材料で一般的にガラスや珪
素などが用いられる。本実施例のように、珪素などの導
電性材料を用いる場合、基板とカソード電極との間にこ
れらを絶縁する絶縁分離層（第一の絶縁層）を形成する
必要がある。珪素基板を用いた場合は、基板を熱酸化す
ることによりこの二酸化珪素（ＳｉＯ₂ ）の絶縁分離層
を形成できる。ゲート電極及びカソード電極の材料に
は、良好な導電性を持ち、絶縁材料や基板との密着性が
良く、絶縁層とエッチング選択比の大きなものが望まし
い。本実施例では、ライン電極材料には珪化タングステ
ン（ＷＳｉ_X ）を用いた。更に燐をドープした非晶質珪
素の膜をＷＳｉ_X 層とＳｉＯ₂ 絶縁層との間に密着性を
良くするために設けた。The material used for the substrate is not particularly limited, but is generally a material having excellent flatness and smoothness, such as glass or silicon. When a conductive material such as silicon is used as in this embodiment, it is necessary to form an insulating separation layer (first insulating layer) between the substrate and the cathode electrode for insulating them. When a silicon substrate is used, the insulating separation layer of silicon dioxide (SiO ₂ ) can be formed by thermally oxidizing the substrate. It is desirable that the gate electrode and the cathode electrode have good conductivity, good adhesion to an insulating material or a substrate, and a large etching selectivity with respect to an insulating layer. In this embodiment, the line electrode material with a tungsten silicide (WSi _X). The amorphous silicon film was further doped with phosphorus is provided in order to improve the adhesion between the WSi _X layer and the SiO ₂ insulating layer.

【００４５】先ず、図７に示すように、珪素の基板24上
に、熱酸化によって形成された二酸化珪素の第一の絶縁
層28（厚さ 1.0μｍ）、燐をドープした非晶質珪素の下
地膜27（厚さ 0.2μｍ）、珪化タングステンの帯状のカ
ソード電極17（厚さ 0.2μｍ）、二酸化珪素の第二の絶
縁層（厚さ 1.0μｍ）、下地膜27と同様の下地膜29（厚
さ 0.2μｍ）、カソード電極17と直交する帯状の珪化タ
ングステンのゲート電極（厚さ 0.2μｍ）がこの順に被
着してなる積層体を用意し、ゲート電極上にカソードホ
ール形成用のフォトレジスト50を形成する。First, as shown in FIG. 7, a first insulating layer 28 (thickness 1.0 μm) of silicon dioxide formed by thermal oxidation on a silicon substrate 24, Underlayer 27 (0.2 μm in thickness), strip-shaped cathode electrode 17 of tungsten silicide (0.2 μm in thickness), second insulating layer of silicon dioxide (1.0 μm in thickness), and underlayer 29 similar to underlayer 27 ( A laminate is prepared in which a strip-shaped tungsten silicide gate electrode (thickness: 0.2 μm) perpendicular to the cathode electrode 17 (thickness: 0.2 μm) is deposited in this order, and a photoresist for forming a cathode hole is formed on the gate electrode. Form 50.

【００４６】フォトレジスト50は、レジスト層をスピン
コートにより全面に 1.0〜2.0 μｍの厚さに塗布し、縮
小露光装置等による露光、現像を行って両電極の交差部
に径0.8μｍの開口50ａを複数形成してなるものであ
る。The photoresist 50 is formed by applying a resist layer to the entire surface to a thickness of 1.0 to 2.0 μm by spin coating, performing exposure and development using a reduction exposure device or the like, and forming an opening 50 a having a diameter of 0.8 μm at the intersection of both electrodes. Are formed.

【００４７】図中、仮想線で示す30は、エミッタコーン
形成後に、カソード電極19上に堆積した蒸着層（後述の
図14の51）を除去し易くするための厚さ 150nm程度のニ
ッケルの薄膜であり、電界放出型カソード形成後にニッ
ケル薄膜30を溶かして上記蒸着層を除去する。薄膜30は
ニッケルの膜に替えてアルミニウムの膜としても良い。
但し、この薄膜30は、本発明に必須不可欠なものではな
い。In the figure, reference numeral 30 indicated by a phantom line denotes a nickel thin film having a thickness of about 150 nm for facilitating removal of a deposited layer (51 in FIG. 14 described later) deposited on the cathode electrode 19 after the emitter cone is formed. After the formation of the field emission cathode, the nickel thin film 30 is melted to remove the above-mentioned deposited layer. The thin film 30 may be an aluminum film instead of the nickel film.
However, the thin film 30 is not essential for the present invention.

【００４８】次に、図８に示すように、フォトレジスト
の開口50ａの形状に、ゲート電極19及びその下地膜29
を、垂直性の良い（指向性の強い）異方性エッチングに
よりエッチングしてカソードホール20を形成する。この
エッチングは、反応ガスとして塩素と酸素との混合ガス
を使用しての反応性イオンエッチング法によることがで
きる。Next, as shown in FIG. 8, the gate electrode 19 and the underlying film 29 are formed in the shape of the photoresist opening 50a.
Is etched by anisotropic etching with good perpendicularity (strong directivity) to form a cathode hole 20. This etching can be performed by a reactive ion etching method using a mixed gas of chlorine and oxygen as a reaction gas.

【００４９】次に、同じフォトマスクをその儘使用し、
図９に示すように、第二の絶縁層18を異方性ドライエッ
チングによってエッチングし、カソード電極17に至る迄
の貫通孔18ｂを形成する。このエッチングは、ＣＨＦ₃
とＣＨ₂ Ｆ₂ との混合ガスを反応ガスとして使用する反
応性イオンエッチング法によって行う。このエッチング
で、貫通孔18ｂの内面に有機ポリマーが堆積してなる重
合物の堆積層60が生成する。Next, using the same photomask as it is,
As shown in FIG. 9, the second insulating layer 18 is etched by anisotropic dry etching to form a through hole 18b reaching the cathode electrode 17. This etching is performed in CHF ₃
The reaction is performed by a reactive ion etching method using a mixed gas of CH ₂ and CH ₂ F ₂ as a reaction gas. By this etching, a polymer deposition layer 60 formed by depositing an organic polymer on the inner surface of the through hole 18b is generated.

【００５０】上記２つのエッチングでは、カソードホー
ル20及び第二の絶縁層18に後に形成する貫通孔18ａ（図
１、図11参照）を垂直性良く形成すること、及び被エッ
チング材料とフォトレジストとのエッチングの選択比が
大きいことが望ましい。In the above two etchings, a through hole 18a (see FIGS. 1 and 11) to be formed later is formed in the cathode hole 20 and the second insulating layer 18 with good verticality. It is desirable that the etching selectivity be large.

【００５１】次に、前記の重合物堆積層60を酸素プラズ
マにより、図10に示すように除去し、貫通孔18bを拡張
する後述の等方性エッチングを行い易くする。なお、こ
の酸素プラズマ処理に際しては、ゲート電極が存在しな
い箇所では第二の絶縁層18の表面が露出しているので、
後述の等方性エッチングにおける第二の絶縁層18の表面
を保護するために、フォトレジスト50はその儘残してお
くことが望ましい。Next, the above polymer deposit layer 60 is removed by oxygen plasma as shown in FIG. 10 to facilitate the later-described isotropic etching for expanding the through hole 18b. During the oxygen plasma treatment, the surface of the second insulating layer 18 is exposed in a portion where the gate electrode does not exist.
In order to protect the surface of the second insulating layer 18 in the isotropic etching described later, it is desirable that the photoresist 50 be left as it is.

【００５２】次に、等方性エッチングによって第二の絶
縁層18の貫通孔18ｂを半径方向に前述した寸法（ａ、ｂ
とｒとの関係）に拡張し、図11に示す貫通孔18ａとす
る。この等方性エッチングは、弗酸に緩衝剤として弗化
アンモニウムを添加したエッチング液によるウエットエ
ッチングや、等方性ドライエッチング（例えば円筒形プ
ラズマエッチング）によって達成でき、貫通孔18ａの径
を所望の任意の径に選択できる。Next, the through-holes 18b of the second insulating layer 18 are radially formed in the above-described dimensions (a, b) by isotropic etching.
And the relationship between r and r) to form a through hole 18a shown in FIG. This isotropic etching can be achieved by wet etching using an etching solution obtained by adding ammonium fluoride as a buffer to hydrofluoric acid, or by isotropic dry etching (for example, cylindrical plasma etching). Any diameter can be selected.

【００５３】次に、フォトレジスト50を除去して図12の
状態とし、次いで第二の絶縁層18の貫通孔内にエミッタ
コーンを形成する。エミッタコーンの形成は、例えば真
空蒸着法その他の堆積法によって行うことができる。こ
の例では、エミッタコーンの材料をモリブデンとし、真
空蒸着法によってエミッタコーンを形成した。Next, the photoresist 50 is removed to obtain the state shown in FIG. 12, and then an emitter cone is formed in the through hole of the second insulating layer 18. The emitter cone can be formed by, for example, a vacuum deposition method or another deposition method. In this example, the material of the emitter cone was molybdenum, and the emitter cone was formed by a vacuum deposition method.

【００５４】先に、図22、図23によって説明したよう
に、ゲート電極上にもエミッタコーン材料が堆積し、遂
にはエミッタコーン材料がカソードホール上をも含めて
ゲート電極を覆うようになる。図13はエミッタコーン形
成の初期状態を示している。ゲート電極19上にエミッタ
コーン材料51がカソードホール20の周縁に突き出るよう
に堆積し、これに伴って貫通孔18ａ内でカソード電極17
上に円錐台形のエミッタコーン下部21ａが形成されてい
く。As previously described with reference to FIGS. 22 and 23, the emitter cone material is also deposited on the gate electrode, and finally the emitter cone material covers the gate electrode including the cathode hole. FIG. 13 shows an initial state of emitter cone formation. An emitter cone material 51 is deposited on the gate electrode 19 so as to protrude to the periphery of the cathode hole 20, and accordingly, the cathode electrode 17 is formed in the through hole 18a.
An emitter cone lower part 21a having a truncated cone shape is formed on the upper part.

【００５５】上記堆積が進行していくと、遂には図14に
示すように、カソードホール20上をも含めてゲート電極
19上をエミッタコーン材料が覆い、そのカソードホール
上に略円錐形の空間51ａが形成される。そしてこの空間
51ａに対応してエミッタコーン21がカソード電極17上に
形成される。As the above-mentioned deposition progresses, finally, as shown in FIG.
An emitter cone material covers the upper portion 19, and a substantially conical space 51a is formed on the cathode hole. And this space
Emitter cone 21 is formed on cathode electrode 17 corresponding to 51a.

【００５６】次に、ゲート電極上のエミッタコーン材料
51の層を除去し、図１に示した背面パネル16とする。こ
れは電気分解によって可能である。ゲート電極19上に仮
想線で示すニッケルの薄膜30を設けた場合は、これを電
気化学的に除去することにより、層51を簡単に除去する
ことができる。薄膜30をアルミニウムの薄膜とした場合
は、これを水酸化ナトリウム水溶液で除去することがで
きる。Next, the emitter cone material on the gate electrode
The 51 layers are removed to obtain the back panel 16 shown in FIG. This is possible by electrolysis. When the nickel thin film 30 indicated by a virtual line is provided on the gate electrode 19, the layer 51 can be easily removed by electrochemically removing the thin film 30. When the thin film 30 is an aluminum thin film, it can be removed with an aqueous sodium hydroxide solution.

【００５７】ニッケルの薄膜は、カソードホール、第二
の絶縁層の貫通孔の形成後に設けることができる。図15
は、このようにした図12と同様の拡大断面図である。こ
の場合、ニッケル薄膜31は、基板を回転させながら斜め
方向（例えば角度θが15度程度）に蒸着し、ゲート電極
19上にカソードホール20の周縁に僅か突き出るように設
ける。このようにして、この突き出た寸法だけ図１の半
径ａを小さくし、エミッタコーンの下端を貫通孔18ａの
内周面下端から充分に離間させてエミッタコーンを略円
錐形により安定して形成することができる。図14には、
このようにしてニッケル薄膜31を設けた場合のエミッタ
コーンを仮想線で示してある。The nickel thin film can be provided after forming the cathode hole and the through hole of the second insulating layer. Fig. 15
FIG. 13 is an enlarged sectional view similar to FIG. 12 thus made. In this case, the nickel thin film 31 is deposited in an oblique direction (for example, the angle θ is about 15 degrees) while rotating the substrate, and the gate electrode is formed.
It is provided on 19 so as to slightly protrude from the periphery of the cathode hole 20. In this manner, the radius a in FIG. 1 is reduced by this protruding dimension, and the lower end of the emitter cone is sufficiently separated from the lower end of the inner peripheral surface of the through hole 18a to stably form the emitter cone in a substantially conical shape. be able to. In FIG.
The imaginary line indicates the emitter cone when the nickel thin film 31 is provided in this manner.

【００５８】次に、図４に示した螢光面パネルの製造手
順について説明する。Next, the procedure for manufacturing the fluorescent screen panel shown in FIG. 4 will be described.

【００５９】先ず、ＦＥＤ用の螢光面パネル14の内面全
面に、例えばＩＴＯからなる透明導電層をスパッタ法又
は電子ビーム加熱蒸着法（ＥＢ蒸着法）にて被着形成し
た後、この透明導電層上にフォトレジストを全面塗布す
る。次にリソグラフィ技術に基いて、予め作製しておい
たクロムマスクパターン（所定のストライプパターン及
びガード電極パターンを含む）を用い、紫外光によるプ
ロキシミティ露光法又は密着露光法、レーザ露光法、Ｅ
Ｂ露光法等によりフォトレジストをパターン露光し、現
像、エッチング及びレジスト剥離工程を経て、被電着用
のＩＴＯ透明電極１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ等を形成する。First, a transparent conductive layer made of, for example, ITO is formed on the entire inner surface of the fluorescent screen panel 14 for FED by sputtering or electron beam heating vapor deposition (EB vapor deposition). A photoresist is applied on the entire surface of the layer. Next, using a chromium mask pattern (including a predetermined stripe pattern and a guard electrode pattern) prepared in advance based on a lithography technique, a proximity exposure method or a contact exposure method using ultraviolet light, a laser exposure method,
The photoresist is subjected to pattern exposure by a B exposure method or the like, and is subjected to development, etching, and a resist stripping process, thereby forming ITO transparent electrodes 1R, 1G, 1B and the like for electrodeposition.

【００６０】次に、上記のように形成されたパネル14に
対し、図16に示す如く、被電着用ストライプ電極１Ｒ、
１Ｇ、１Ｂのトリオ間に、真空を支えるためのピラー10
を多層印刷法等により高さ数 100μｍに形成する。Next, as shown in FIG. 16, the striped electrode 1R to be electrically charged is applied to the panel 14 formed as described above.
Pillar 10 for supporting vacuum between 1G and 1B trios
Is formed to have a height of several 100 μm by a multilayer printing method or the like.

【００６１】次に、このパネルを図17のように、所要の
色の螢光粉体を分散させた電着槽11に入れ、攪拌子13等
による均一攪拌の下で各色に対応するストライプ状透明
電極に対して順次赤、緑及び青色螢光体の電着を行う。
攪拌子13による場合以外に、攪拌羽根、モータを用いる
ポンプ循環等による攪拌を行ってもよい。Next, as shown in FIG. 17, this panel is placed in an electrodeposition tank 11 in which fluorescent powder of a desired color is dispersed, and is subjected to uniform stirring with a stirrer 13 or the like to form a stripe corresponding to each color. Red, green, and blue phosphors are sequentially electrodeposited on the transparent electrode.
In addition to the case using the stirrer 13, stirring may be performed by a stirring blade, a pump circulation using a motor, or the like.

【００６２】即ち、先ず、例えば図16に示す如きパネル
を、赤色螢光粉体を分散した電着液12を収容した電着槽
11に入れる。そして、水溶性或いは非水溶性電着液12中
で、螢光体を被着しない電極（この場合１Ｇ及び１Ｂ）
に、０又はこの螢光体を被着する電極（この場合１Ｒ）
とは逆バイアスの電圧を印加する。That is, first, a panel as shown in FIG. 16, for example, is placed in an electrodeposition tank containing an electrodeposition solution 12 in which red fluorescent powder is dispersed.
Put in 11. Then, in the water-soluble or non-water-soluble electrodeposition solution 12, an electrode not coated with a phosphor (in this case, 1G and 1B)
0 or an electrode to which this phosphor is applied (in this case, 1R)
And a reverse bias voltage is applied.

【００６３】このような透明電極１の形成方法として
は、ストライプ状の透明電極１を順次被着形成した後、
同色に対応する電極同士を共通接続して形成することが
できる。即ち、先ず、ＩＴＯ等の透明導電層を全面的に
被着した後、全面的にフォトレジストを塗布してストラ
イプ状のクロムマスクパターン等を用いてプロキシミテ
ィ露光法、密着露光法又はステッパー法等により露光し
た後、現像、エッチング及びレジスト剥離工程を経て、
例えば赤、緑及び青に対応して１Ｒ、１Ｇ及び１Ｂが順
次形成されたストライプ状の透明電極１を形成する。As a method of forming such a transparent electrode 1, a stripe-shaped transparent electrode 1 is formed by successively depositing,
The electrodes corresponding to the same color can be formed by common connection. That is, first, after a transparent conductive layer such as ITO is entirely applied, a photoresist is applied to the entire surface, and a proximity exposure method, a contact exposure method, a stepper method, or the like is applied using a striped chrome mask pattern or the like. After exposure by, through development, etching and resist stripping process,
For example, a striped transparent electrode 1 in which 1R, 1G and 1B are sequentially formed corresponding to red, green and blue is formed.

【００６４】３Ｒ、３Ｇ及び３Ｂは夫々赤、緑及び青に
対応して導出される端子を示し、夫々各透明電極１のう
ち一つの電極を他の電極に比し延長して形成することに
よって構成する。この例において、左端から赤、緑及び
青より成る１トリオ毎に各端子を導出させた例である
が、導出位置はこれに限ることなく、またその間隔も２
トリオ毎とする等種々の変形が可能である。Reference numerals 3R, 3G, and 3B denote terminals derived corresponding to red, green, and blue, respectively. Each of the transparent electrodes 1 is formed by extending one electrode in comparison with the other electrode. Constitute. In this example, the terminals are led out for each trio of red, green, and blue from the left end. However, the lead-out position is not limited to this, and the distance between them is also two.
Various modifications such as for each trio are possible.

【００６５】そして、このように透明電極１が形成され
た螢光面パネル14を、所要の色の螢光粉体を分散させた
電着液12を注入した電着槽11内に図17に示す如く配置し
て、この螢光粉体の色に対応する透明電極１に対して順
次赤、緑及び青の各色螢光体の電着を行う。螢光体とし
ては、例えば赤色としてＹ₂ Ｏ₂ Ｓ：Ｅｕ，ＣｄＳ等、
緑色としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ等、青色としてＺｎＳ：
Ａｇ，Ｃｌ等、また他の色として例えばＺｎＳ：Ｍｎ、
Ｙ₂ Ｏ₃ ：Ｅｕ、ＺｎＯ：Ｚｎ等、溶媒に溶出し易い粉
体を除いて殆どの半導体及び絶縁体を電着法に用いるこ
とができる。図17において58は電着の際に螢光面パネル
上の電極１とは逆の極性とする対極、70Ａは電着用の電
源、70Ｂ及び70Ｃは夫々逆バイアス印加用の電源を示
す。Then, the phosphor screen panel 14 on which the transparent electrode 1 is formed as shown in FIG. 17 is placed in an electrodeposition bath 11 into which an electrodeposition solution 12 in which fluorescent powder of a required color is dispersed is poured. As shown, the red, green and blue phosphors are sequentially electrodeposited on the transparent electrode 1 corresponding to the color of the fluorescent powder. As the phosphor, for example, as red, Y ₂ O ₂ S: Eu, CdS, etc.
ZnS: Cu, Al etc. as green, ZnS: blue as blue
Ag, Cl, etc., and other colors such as ZnS: Mn,
Most semiconductors and insulators can be used for the electrodeposition method except for powders that easily elute in a solvent, such as Y ₂ O ₃ : Eu and ZnO: Zn. In FIG. 17, reference numeral 58 denotes a counter electrode having a polarity opposite to that of the electrode 1 on the fluorescent screen panel during electrodeposition, 70A denotes a power supply for electrodeposition, and 70B and 70C denote power supplies for applying a reverse bias, respectively.

【００６６】このような構成において、先ずパネル14を
赤色螢光粉体を分散した電着液12、例えば陰極電着にお
いては電解質として硝酸アルミニウム、硝酸マグネシウ
ム、硝酸ランタニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム及び硝酸トリウム等、また分散材としてグリセリ
ン、溶媒としてイソプロピルアルコール、アセトン等を
含む電着液12に入れ、端子３Ｒを介して第１のストライ
プ状透明電極１Ｒに負電位（直流電圧）、端子３Ｇ、３
Ｂを介して他のストライプ状透明電極１Ｇ、１Ｂに０又
は正電位（逆バイアス電圧）を印加し、その対極58に正
電位を印加して、電極１Ｒ上にのみ赤色螢光粉体を電着
し、赤色螢光膜を形成する。In such a configuration, first, the panel 14 is made of an electrodeposition solution 12 in which red fluorescent powder is dispersed, such as aluminum nitrate, magnesium nitrate, lanthanum nitrate, sodium hydroxide, potassium hydroxide as an electrolyte in cathodic electrodeposition. And electrodeposition liquid 12 containing thorium nitrate and the like, glycerin as a dispersant, isopropyl alcohol and acetone as a solvent, a negative potential (DC voltage) to the first striped transparent electrode 1R via a terminal 3R, a terminal 3G , 3
B, 0 or a positive potential (reverse bias voltage) is applied to the other stripe-shaped transparent electrodes 1G and 1B, and a positive potential is applied to the counter electrode 58, so that the red fluorescent powder is applied only on the electrode 1R. To form a red fluorescent film.

【００６７】その後、ストライプ状透明電極１間及び前
述のピラー10にファンデルワールス力等の非静電的作用
により付着した微量の螢光粉体等を除去するためパネル
14をアルコール等で洗浄し、次いで熱風乾燥する。Thereafter, a panel for removing a small amount of fluorescent powder or the like adhered between the stripe-shaped transparent electrodes 1 and between the pillars 10 by the non-electrostatic action such as van der Waals force.
14 is washed with alcohol or the like, and then dried with hot air.

【００６８】次に、緑色螢光粉体を分散した電着液12に
この螢光面パネル14を入れ、端子３Ｇを介して緑色に対
応する各透明電極１Ｇに負電位、他の透明電極１Ｒ及び
１Ｂに０又は正電位（逆バイアス電圧）、更に対極58に
正電位を与えて電極１Ｇ上にのみ緑色螢光粉体を電着
し、上述の赤色螢光膜には全く混色なく緑色螢光膜を形
成することができる。この場合も、上記と同様に、アル
コール等で洗浄した後熱風乾燥する。Next, the phosphor screen panel 14 is put into the electrodeposition solution 12 in which green phosphor powder is dispersed, and a negative potential is applied to each of the transparent electrodes 1G corresponding to green via the terminal 3G, and the other transparent electrodes 1R By applying 0 or a positive potential (reverse bias voltage) to 1B and further applying a positive potential to the counter electrode 58, the green fluorescent powder is electrodeposited only on the electrode 1G, and the above-mentioned red fluorescent film is not mixed with green fluorescent powder at all. An optical film can be formed. Also in this case, similarly to the above, after washing with alcohol or the like, hot air drying is performed.

【００６９】更に、パネル14を青色螢光粉体を分散した
電着液12に入れ、端子３Ｂを介して青色に対応する各透
明電極１Ｂに負電位、他の透明電極１Ｒ及び１Ｇに０又
は正電位（逆バイアス電圧）、更に対極58に正電位を与
えて電極１Ｂ上にのみ青色螢光粉体を電着し、上述の赤
色螢光膜及び緑色螢光膜には全く混色なく青色螢光膜を
形成することができる。この場合も、上記と同様に、ア
ルコール等で洗浄した後熱風乾燥する。Further, the panel 14 is placed in the electrodeposition liquid 12 in which blue fluorescent powder is dispersed, and a negative potential is applied to the transparent electrodes 1B corresponding to blue via terminals 3B, and 0 or 0 is applied to the other transparent electrodes 1R and 1G. By applying a positive potential (reverse bias voltage) and further a positive potential to the counter electrode 58, the blue fluorescent powder is electrodeposited only on the electrode 1B, and the above-mentioned red fluorescent film and green fluorescent film are mixed with blue fluorescent powder at all. An optical film can be formed. Also in this case, similarly to the above, after washing with alcohol or the like, hot air drying is performed.

【００７０】以上の工程を経て、図19及び図４のよう
に、赤、緑、青色螢光体Ｒ、Ｇ、Ｂを幅狭なストライプ
電極１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ上に夫々選択的に塗布することが
できる。Through the above steps, as shown in FIGS. 19 and 4, red, green, and blue phosphors R, G, and B are selectively applied onto the narrow stripe electrodes 1R, 1G, and 1B, respectively. be able to.

【００７１】なお、陰極電着においては、水等の電気分
解及び電解質（フリーイオン）の陰極における電気化学
的反応により陰極側に水素等が発生し、ＩＴＯ膜を還元
させてしまうことがあるが、これは、電着液の前処理
（水分除去は電解処理等によるＨ₂ 除去で、Ａｌ³⁺及び
Ｌａ³⁺等の電解質フリーイオンの除去は電着液の上澄液
交換等で行う。）によって、これを避けることは可能で
ある。In the cathodic electrodeposition, hydrogen or the like is generated on the cathode side due to electrolysis of water or the like and an electrochemical reaction of an electrolyte (free ion) at the cathode, which may reduce the ITO film. This is a pretreatment of the electrodeposition solution (water is removed by H ₂ removal by electrolytic treatment or the like, and removal of electrolyte-free ions such as Al ³⁺ and La ³⁺ is carried out by replacing the supernatant of the electrodeposition solution or the like. ) It is possible to avoid this.

【００７２】上記した工程において、各螢光体の塗膜値
は電着時間、電界強度、螢光体量、攪拌強度等で制御で
き、例えば、48×48mm角の有効画面にあるＩＴＯストラ
イプ電極〔ピッチ 330μｍ、ストライプ幅50μｍ、スト
ライプ間距離50μｍ、トリオ（赤、緑、青）間距離80μ
ｍ、ストライプ厚 200〜300nm 、一色あたり 145本、総
計 435本〕に15μｍの螢光体を付着させるには、直流電
位が５〜7.5 Ｖである場合、１〜２分間の電着時間で良
い。In the above process, the coating value of each phosphor can be controlled by the electrodeposition time, electric field intensity, phosphor amount, stirring intensity and the like. For example, an ITO stripe electrode on a 48 × 48 mm square effective screen is used. [Pitch 330μm, stripe width 50μm, distance between stripes 50μm, distance between trios (red, green, blue) 80μ
m, stripe thickness of 200 to 300 nm, 145 lines per color, 435 lines in total], and if the DC potential is 5 to 7.5 V, an electrodeposition time of 1 to 2 minutes is sufficient if a DC potential is 5 to 7.5 V. .

【００７３】このように電圧に範囲を持たせているの
は、赤、緑、青を電着塗布する場合、対向電極となる電
極が異なる（電極間距離も変わる）からである。因み
に、赤、緑、青用のストライプ電極１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの
センター部に赤色螢光体を電着塗布する場合は、相隣り
あう電極、つまり赤、青用ストライプ電極１Ｒ、１Ｂが
対向電極（電極間距離は同一）となるため、夫々の電極
に同じ電位(7.5Ｖ前後）をかければ良い。The reason why the voltage has a range as described above is that when red, green, and blue are applied by electrodeposition, the electrodes serving as opposite electrodes are different (the distance between the electrodes is also changed). Incidentally, when the red phosphor is electrodeposited on the center of the red, green and blue stripe electrodes 1R, 1G and 1B, the adjacent electrodes, that is, the red and blue stripe electrodes 1R and 1B are opposed electrodes. (The distance between the electrodes is the same), so that the same potential (about 7.5 V) may be applied to each electrode.

【００７４】その他の色に関しては、電極間距離に応じ
て電位を調整する（最適電界強度に微調整する）ことに
より、電着が精度良く行われる（対向電極にかける電位
差の範囲は電極間距離に応じて異なってくるため、一義
的には決めることができないが、少なくとも 500Ｖ以下
であり、好ましくは１〜50Ｖの範囲である）。For other colors, the potential is adjusted in accordance with the distance between the electrodes (fine adjustment to the optimum electric field strength) so that the electrodeposition can be performed accurately (the range of the potential difference applied to the opposing electrode depends on the distance between the electrodes). , But cannot be uniquely determined, but is at least 500 V or less, preferably in the range of 1 to 50 V).

【００７５】以上に説明したように、本実施例によれ
ば、ＦＥＤ用の螢光面形成において、選択電極部（被電
着用ストライプ電極）に対して非選択電極（同一平面上
に設定した他の被電着用電極、又は被電着用電極間に予
め設けた電極等であり、これらが対向電極となる。）部
分に直流バイアス電圧を印加・微調制御する電着法を適
用しているので、以下のような顕著な効果が得られる。As described above, according to the present embodiment, in forming the fluorescent screen for the FED, the non-selective electrode (the stripe electrode to be electrically charged) is set on the same plane as the non-selective electrode. The electrodeposition method of applying a DC bias voltage to the portion to be subjected to fine adjustment and applying a DC bias voltage is applied. The following remarkable effects can be obtained.

【００７６】（１）隣合う電極パターン（片側電極パタ
ーンでも良い。）を対向電極として作用させ、ピラー等
の立体的障害物が存在していても、所定の電極上への電
着塗布が可能となり、かつ、真空度を損なわない螢光体
を電着することができる。(1) An adjacent electrode pattern (one-sided electrode pattern may be used) acts as a counter electrode, and electrodeposition coating can be performed on a predetermined electrode even when a three-dimensional obstacle such as a pillar exists. And a phosphor that does not impair the degree of vacuum can be electrodeposited.

【００７７】（２）選択電極以外の電極に直流逆バイア
ス電圧を与える（これは、電着に必要な対向電極の電圧
が同時に逆バイアス電圧ともなる。）ことによって、微
細幅、微細ピッチでも混色の発生及び被電着用ストライ
プ電極間等への螢光体付着を防止できる。(2) By applying a DC reverse bias voltage to the electrodes other than the selection electrode (the voltage of the counter electrode required for electrodeposition simultaneously becomes the reverse bias voltage), color mixing can be performed even in a fine width and a fine pitch. And the adhesion of phosphors between stripe electrodes to be charged and the like can be prevented.

【００７８】（３）電極がリソグラフィ又は印刷法等で
形成されるために電極間距離の精度が飛躍的に向上する
と共に、直流電圧の微調制御で選択電極部近傍の電界制
御を容易に行え、高精細（狭幅）ストライプ上への螢光
体の均一塗布が可能となる。(3) Since the electrodes are formed by lithography or printing, the accuracy of the distance between the electrodes is greatly improved, and the electric field near the selected electrode portion can be easily controlled by fine-tuning the DC voltage. It becomes possible to apply the phosphor uniformly on the high-definition (narrow width) stripe.

【００７９】（４）螢光面パネルの同一平面上に選択電
極と対向電極を設置できるので、電着槽、電着装置の薄
型化及び電着液の少量化を実現できる。また、液量の少
量化のために、均一攪拌が容易となる。(4) Since the selection electrode and the counter electrode can be provided on the same plane of the fluorescent screen panel, the thickness of the electrodeposition tank and the electrodeposition apparatus can be reduced and the amount of the electrodeposition liquid can be reduced. In addition, uniform stirring is facilitated because the amount of liquid is reduced.

【００８０】なお、上記したように端子３Ｒ、３Ｇ、３
Ｂの如く三端子化処理をすると、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラー電
着塗布を順次行えることと、ＦＥＤとして時系列色選択
によるカラー表示を可能にすることとの双方を実現でき
るので、有利である。As described above, the terminals 3R, 3G, 3
When the three-terminal processing is performed as in B, it is possible to realize both the color electrodeposition coating of R, G, and B in order and to enable color display by time-sequential color selection as an FED, which is advantageous. is there.

【００８１】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基いて更に変形が可能
である。Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments can be further modified based on the technical concept of the present invention.

【００８２】例えば、上述したエミッタコーンや各電極
の材料には、他の適宜の材料を使用して良く、カラーの
種類や個数も任意であって良い。For example, as the material of the emitter cone and each electrode described above, other appropriate materials may be used, and the type and number of colors may be arbitrary.

【００８３】なお、本発明はＦＥＤに適用するのに好適
であるが、その他の方式のディスプレイにも適用可能で
あり、その応用範囲は広いものである。Although the present invention is suitable for application to FEDs, it is also applicable to other types of displays, and its application range is wide.

【００８４】[0084]

【発明の作用効果】本発明は、第一の電極と開口が設け
られた第二の電極との間に、前記開口と中心軸線を一致
して貫通孔を設けた絶縁体が介在していて、前記貫通孔
の周囲に存在する前記絶縁体の内周面が前記第一の電極
及び前記第二の電極に夫々接する第一の端部及び第二の
端部から前記中心軸線迄の距離が、いずれも、前記開口
に面する第二の電極の内周面から前記中心軸線迄の距離
に較べて、前記第二の電極の前記内周面と前記中心軸線
との距離の20〜100 ％だけ大きくしてあるので、次の作
用効果が奏せられる。According to the present invention, there is provided an insulator having a through hole provided between the first electrode and the second electrode provided with the opening so as to coincide with the center axis of the opening. The distance from the first end and the second end where the inner peripheral surface of the insulator present around the through hole is in contact with the first electrode and the second electrode to the central axis is, In any case, as compared with the distance from the inner peripheral surface of the second electrode facing the opening to the central axis, 20 to 100% of the distance between the inner peripheral surface of the second electrode and the central axis. Therefore, the following operation and effect can be obtained.

【００８５】前記の距離の差を20％以上とすることによ
り、前記貫通孔内で前記第一の電極上に形成されるエネ
ルギー放出電極部の下端が前記貫通孔の内周面から充分
に離間できるので、前記エネルギー放出電極部は、その
形状、寸法を高精度を以て形成される。その結果、この
電極部から放出されるエネルギー粒子は、良好な再現性
を以て放出される。By setting the difference between the distances to 20% or more, the lower end of the energy emitting electrode portion formed on the first electrode in the through hole is sufficiently separated from the inner peripheral surface of the through hole. Since it is possible, the energy emitting electrode portion is formed with high precision in its shape and dimensions. As a result, the energy particles emitted from the electrode section are emitted with good reproducibility.

【００８６】更に、前記エネルギー粒子放出電極部の形
成時に、この電極部を構成する材料が前記第二の電極の
前記開口に臨む箇所に付着することがなく、前記第一及
び第二の電極間で短絡を起こすというトラブルが起こら
なくなる。Further, at the time of forming the energy particle emitting electrode portion, the material constituting this electrode portion does not adhere to the portion of the second electrode facing the opening, so that the material between the first and second electrodes can be removed. The trouble of causing a short circuit does not occur.

【００８７】前記の距離の差を100％以下とすることに
より、前記第二の電極の前記開口上に突き出る寸法が大
きくなり過ぎず、この突き出しによる前記第二の電極の
機械的強度低下に伴う破損が防止される。その結果、電
界放出装置は、高い歩留りを以て製造されることにな
る。そして、前記貫通孔形成工程で前記絶縁体の前記貫
通孔の内壁面に堆積した重合物を除去する重合物除去工
程を行ってから、前記絶縁体の前記貫通孔を前記寸法に
なるように拡張する貫通孔拡張工程を行っているので、
前記貫通孔を所定の寸法で再現性良く形成することがで
きる。By setting the difference between the distances to 100% or less, the size of the second electrode protruding above the opening does not become too large, and the protrusion is accompanied by a decrease in the mechanical strength of the second electrode. Damage is prevented. As a result, the field emission device is manufactured with a high yield. Then, after performing a polymer removing step of removing a polymer deposited on an inner wall surface of the through hole of the insulator in the through hole forming step, the through hole of the insulator is expanded to have the size. Through-hole expansion process
The through hole can be formed with a predetermined size with good reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施例によるエネルギー粒子放出電極
部（エミッタコーン）周辺の拡大断面図である。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view around an energy particle emission electrode section (emitter cone) according to an embodiment of the present invention.

【図２】同エミッタコーン周辺の寸法と電界放出装置の
特性との関係を示すグラフで、同図（Ａ）はエミッタコ
ーンの形状安定性を、同図（Ｂ）は耐ショート性及び耐
破損性を示す。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the dimensions around the emitter cone and the characteristics of the field emission device. FIG. 2 (A) shows the shape stability of the emitter cone, and FIG. 2 (B) shows short-circuit resistance and damage resistance. Shows sex.

【図３】同電界放出型ディスプレイの要部の概略拡大斜
視図である。FIG. 3 is a schematic enlarged perspective view of a main part of the field emission display.

【図４】同電界放出型ディスプレイの一例の分解斜視図
である。FIG. 4 is an exploded perspective view of an example of the field emission display.

【図５】同Ｒ、Ｇ、Ｂ三端子の切り換えによる色選別時
の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram at the time of color selection by switching the three terminals R, G, and B.

【図６】同色選別時のタイミングチャートを示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing a timing chart for the same color selection.

【図７】同背面パネルパターニングの第一工程を示す拡
大概略断面図である。FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view showing a first step of the back panel patterning.

【図８】同背面パネルパターニングの第二工程を示す拡
大概略断面図である。FIG. 8 is an enlarged schematic cross-sectional view showing a second step of the back panel patterning.

【図９】同背面パネルパターニングの第三工程を示す拡
大概略断面図である。FIG. 9 is an enlarged schematic cross-sectional view showing a third step of the back panel patterning.

【図10】同背面パネルパターニングの第四工程を示す拡
大概略断面図である。FIG. 10 is an enlarged schematic cross-sectional view showing a fourth step of the back panel patterning.

【図11】同背面パネルパターニングの第五工程を示す拡
大概略断面図である。FIG. 11 is an enlarged schematic cross-sectional view showing a fifth step of back panel patterning.

【図12】同背面パネルパターニングの第六工程を示す拡
大概略断面図である。FIG. 12 is an enlarged schematic cross-sectional view showing a sixth step of back panel patterning.

【図13】同エミッタコーン形成の初期状態を示す概略拡
大断面図である。FIG. 13 is a schematic enlarged sectional view showing an initial state of formation of the emitter cone.

【図14】同エミッタコーン形成の要領を示す概略拡大断
面図である。FIG. 14 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a point of forming the emitter cone.

【図15】同エミッタコーン材料堆積層除去のためのニッ
ケル薄膜を設けた図13と同様の概略拡大断面図である。FIG. 15 is a schematic enlarged sectional view similar to FIG. 13 provided with a nickel thin film for removing the emitter cone material deposition layer.

【図16】同カラー螢光面の電極パターンを示す拡大概略
断面図である。FIG. 16 is an enlarged schematic cross-sectional view showing an electrode pattern on the color fluorescent screen.

【図17】同カラー螢光面に螢光体を被着するための電着
装置の概略図である。FIG. 17 is a schematic view of an electrodeposition apparatus for applying a phosphor to the color phosphor screen.

【図18】同カラー螢光面の製造工程の一段階を示す断面
図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing one step of the manufacturing process of the color fluorescent screen.

【図19】同カラー螢光面の製造工程の更に他の一段階を
示す断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing yet another stage in the manufacturing process of the color phosphor screen.

【図20】従来法によるゲート電極パターニングの要領を
示す概略拡大断面図である。FIG. 20 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a point of gate electrode patterning by a conventional method.

【図21】同第二の絶縁層に貫通孔を形成した状態の概略
拡大断面図である。FIG. 21 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a state where a through hole is formed in the second insulating layer.

【図22】本発明から外れた条件｛（ａ−ｒ）／ｒ＜0.2
0｝で形成されたエミッタコーンを示す概略拡大断面図
である。FIG. 22 shows a condition か ら (ar) / r <0.2 deviating from the present invention.
FIG. 4 is a schematic enlarged sectional view showing an emitter cone formed at 0 °.

【図23】本発明から外れた条件｛（ｂ−ｒ）／ｒ＜0.2
0｝で形成されたエミッタコーンを示す概略拡大断面図
である。FIG. 23 shows a condition ｛(br) / r <0.2 deviating from the present invention.
FIG. 4 is a schematic enlarged sectional view showing an emitter cone formed at 0 °.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ・・・透明電極（ストライプ電極） 10・・・ピラー 14・・・螢光面パネル 16・・・背面パネル 17・・・・カソード電極 17ａ、19ａ・・・貫通孔端部 18・・・第二の絶縁層 18ａ・・・貫通孔 19・・・ゲート電極 20・・・カソードホール 21・・・エミッタコーン 22・・・交差部 23・・・カラー螢光面 24・・・基板 27、29・・・下地膜 28・・・第一の絶縁層 60・・・重合物堆積層 ＣＬ・・・中心軸線 Ｒ・・・赤色螢光体 Ｇ・・・緑色螢光体 Ｂ・・・青色螢光体 ｅ・・・電子 1R, 1G, 1B: Transparent electrode (stripe electrode) 10: Pillar 14: Fluorescent panel 16: Back panel 17: Cathode electrode 17a, 19a: End of through hole 18 ... second insulating layer 18a ... through hole 19 ... gate electrode 20 ... cathode hole 21 ... emitter cone 22 ... intersection 23 ... color phosphor screen 24 ... -Substrates 27, 29-Base film 28-First insulating layer 60-Polymer deposition layer CL-Central axis R-Red phosphor G-Green phosphor B ... Blue phosphor e ... Electron

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 直子 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 岩瀬 祐一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 根岸 英輔 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−68783（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−111181（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−21049（ＪＰ，Ｕ) 特表 平５−505906（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 1/304 H01J 9/02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Naoko Takeda 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Yuichi Iwase 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Eisuke Negishi 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (56) References JP-A-6-68783 (JP, A) JP-A-8- 111181 (JP, A) Japanese Utility Model Hei 4-21049 (JP, U) Special Table Hei 5-505906 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) H01J 1/304 H01J 9 / 02

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 第一の電極と開口が形成された第二の電
極とが絶縁体を介して互いに対向し、この絶縁体に設け
られかつ前記開口に中心軸線を一致して連通する貫通孔
内に、前記第一の電極に接して、エネルギー粒子を放出
する放出電極部が形成された構造物を有する電界放出型
装置であって、 前記貫通孔の周囲に存在する前記絶縁体の内周面が前記
第一の電極及び前記第二の電極に夫々接する第一の端部
及び第二の端部から前記中心軸線迄の距離が、いずれ
も、前記開口に面する前記第二の電極の内周面から前記
中心軸線迄の距離に較べて、前記第二の電極の前記内周
面と前記中心軸線との距離の20％〜100％だけ大きい寸
法を有する電界放出型装置を製造するに際し、 前記第二の電極に前記開口を形成する開口形成工程と、 この開口形成工程に続いて、前記絶縁体に前記貫通孔を
形成する貫通孔形成工程と、 この貫通孔形成工程で前記絶縁体の前記貫通孔の内壁面
に堆積した重合物を除去する重合物除去工程と、 この重合物除去工程後に、前記絶縁体の前記貫通孔を前
記寸法になるように拡張する貫通孔拡張工程と、 この拡張された前記貫通孔にて前記第一の電極上に前記
放出電極部を形成する放出電極部形成工程とを有する、
電界放出型装置の製造方法。A first electrode and a second electrode having an opening are opposed to each other with an insulator interposed therebetween, and a through-hole is provided in the insulator and communicates with the opening so that a center axis thereof coincides with the opening. A field emission device having a structure in which an emission electrode portion that emits energy particles is formed in contact with the first electrode, wherein an inner circumference of the insulator existing around the through hole is provided. The distance from the first end and the second end whose surfaces are respectively in contact with the first electrode and the second electrode to the center axis is the distance of the second electrode facing the opening. In manufacturing a field emission type device having a dimension which is larger by 20% to 100% of a distance between the inner peripheral surface of the second electrode and the central axis than a distance from an inner peripheral surface to the central axis. An opening forming step of forming the opening in the second electrode; Subsequently, a through hole forming step of forming the through hole in the insulator, a polymer removing step of removing a polymer deposited on the inner wall surface of the through hole of the insulator in the through hole forming step, After the polymer removing step, a through-hole expanding step of expanding the through-hole of the insulator to have the above-described size, and forming the emission electrode portion on the first electrode with the expanded through-hole. Forming an emission electrode part forming step,
A method for manufacturing a field emission device. 【請求項２】 前記開口形成工程及び前記貫通孔形成工
程を異方性エッチングによって行い、前記貫通孔拡張工
程を等方性エッチングによって行う、請求項１に記載さ
れた電界放出型装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the opening forming step and the through hole forming step are performed by anisotropic etching, and the through hole expanding step is performed by isotropic etching. . 【請求項３】 前記重合物除去工程を酸素プラズマ処理
によって行う、請求項１に記載された電界放出型装置の
製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the polymer removing step is performed by oxygen plasma treatment. 【請求項４】 前記第一の端部及び前記第二の端部から
前記中心軸線迄の距離を、いずれも、前記開口に面する
前記第二の電極の内周面から前記中心軸線迄の距離に較
べて、前記第二の電極の前記内周面と前記中心軸線との
距離の30％以上大きくする、請求項１に記載された電界
放出型装置の製造方法。4. A distance from the first end and the second end to the central axis, which is defined by a distance from an inner peripheral surface of the second electrode facing the opening to the central axis. The method for manufacturing a field emission device according to claim 1, wherein a distance between the inner peripheral surface of the second electrode and the central axis is at least 30% larger than a distance. 【請求項５】 前記第一の端部及び前記第二の端部から
前記中心軸線迄の距離を、いずれも、前記開口に面する
前記第二の電極の内周面から前記中心軸線迄の距離に較
べて、前記第二の電極の前記内周面と前記中心軸線との
距離の75％以下大きくする、請求項１に記載された電界
放出型装置の製造方法。5. The distance from the first end and the second end to the central axis, both from the inner peripheral surface of the second electrode facing the opening to the central axis. The method for manufacturing a field emission device according to claim 1, wherein the distance between the inner peripheral surface of the second electrode and the central axis is 75% or less as compared with the distance. 【請求項６】 前記開口及び前記貫通孔を断面円形と
し、前記放出電極部を略円錐形とする、請求項１に記載
された電界放出型装置の製造方法。6. The method according to claim 1, wherein the opening and the through hole have a circular cross section, and the emission electrode section has a substantially conical shape. 【請求項７】 前記第一電極及び前記第二の電極とこれ
らの下地層との間に、これら下地層との密着性をよくす
る層を設ける、請求項１に記載された電界放出型装置の
製造方法。7. The field emission device according to claim 1, further comprising a layer provided between the first electrode and the second electrode and the underlayer to improve the adhesion to the underlayer. Manufacturing method. 【請求項８】 前記構造物と、この構造物に対向して配
された螢光体パネルとからなる電界放出型表示装置を製
造する、請求項１に記載された電界放出型装置の製造方
法。8. A method for manufacturing a field emission type device according to claim 1, wherein a field emission type display device comprising said structure and a phosphor panel arranged opposite to said structure is manufactured. .