DE4310604A1

DE4310604A1 - Feldemissions-Kathodenaufbau, Verfahren zur Herstellung desselben und diesen verwendende Flachschirm-Anzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE4310604A1
Application number: DE4310604A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Nakamoto; Tomio Ono; Tadashi Sakai
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2013-04-01
Also published as: JP3253683B2; KR0133498B1; JPH0636682A; KR940002892A; DE4310604C2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Feldemissions-Katho denaufbau, ein Verfahren zur Herstellung desselben, und eine die Kathode einsetzende Flachtafel- bzw. Flachschirm-Anzeige einrichtung.

In den letzten Jahren hat die fortgeschrittene Technologie der Herstellung von Si-Halbleitern erheblich zur Entwicklung von Kathodenstrukturen bzw. Kathodenaufbauten des Feldemissi onstyps und zum Einsatz dieser Kathoden in ultraschnellen Mi krowellenbauelementen, Leistungsbauelementen, Elektronen strahl-Bauelementen, Flachschirm-Anzeigeeinrichtungen usw. beigetragen. Ein typisches Beispiel einer Kathode ist in "Journal of Applied Physics", Vol. 47, Nr. 12, Dezember 1976, Seiten 5248 bis 5263, Verfasser C.A. Spindt u. a., beschrie ben.

Der dort beschriebene Feldemissions-Kathodenaufbau, wie er in den Fig. 9(a), 9(b) und 9(c) vorliegender Anmeldungsunter lagen gezeigt ist, wird dadurch hergestellt, daß auf einem Si-Einkristall-Substrat 1 eine SiO₂-Schicht 2 als isolierende Schicht mit Hilfe eines Abscheidungsverfahrens wie etwa eines chemischen Dampfabscheidungsverfahren (CVD) ausgebildet wird, danach auf dieser eine Mo-Schicht 3, die dazu bestimmt ist, als Gateelektrodenschicht zu dienen, beispielsweise mit Hilfe eines Elektronenstrahl-Vakuum-Abscheidungsverfahrens herge stellt wird, ein kleines Loch (Pinhole) 5 mit einem Durchmes ser von ungefähr 1,5 µm durch die Schichten 2 und 3 hindurch mit Hilfe eines Ätzvorgangs gebohrt wird, dann mit Hilfe ei ner Vakuum-Abscheidung eine Al-Schicht 4, die dazu bestimmt ist, als eine Trennschicht zu wirken, ausgebildet wird (Fig. 9(a)), darauf ein Metall wie etwa Mo, das zur Bildung eines Emitters bestimmt ist, beispielsweise mit Hilfe einer Elek tronenstrahl-Vakuum-Abscheidung, vakuum-abgeschieden wird, während das Si-Einkristall-Substrat 1 in Drehung gehalten wird, um hierdurch eine konische Anhäufung von Mo innerhalb des kleinen Lochs 5 unter Ausnutzung der Erscheinung hervor zurufen, daß der Durchmesser des kleinen Lochs 5 proportional konvergiert bzw. kleiner wird, während die Abscheidung von Mo fortschreitet (Fig. 9(b)), und schließlich ein konischer Emitter 7 dadurch endbearbeitet wird, daß die Al-Trennschicht 4 abgeschält und die Mo-Schicht 6 entfernt wird (Fig. 9(c)).

Ein mit einem Kathodenaufbau arbeitendes elektronisches Ge rät, wie etwa eine Anzeigeeinrichtung mit flachem Bildschirm (Flachschirm-Anzeigeeinrichtung), wird dadurch hergestellt, daß ein Si-Einkristall-Substrat 1 mit einer Mehrzahl von der artigen, ihm überlagerten Kathoden mit vorbestimmtem Abstand gegenüber einer Glas-Schirmträger 8 angeordnet wird, auf dem sich eine fluoreszierende Schicht befindet, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. In dieser Darstellung bezeichnet A einen Bereich für die Ausbildung von Kathoden. Diese mit Feldemis sions-Kathoden arbeitende Flachschirm-Anzeigeeinrichtung un terscheidet sich von einer mit Flüssigkristallen arbeitenden Anzeigeeinrichtung dadurch, daß sie selbstleuchtend ist. Hierdurch wird die Notwendigkeit des Einsatzes einer Hinter grundbeleuchtung vermieden, so daß eine Leistungseinsparung zu erwarten ist. Aufgrund dieser Merkmale findet sie starke Beachtung.

Das herkömmliche Verfahren zum Herstellen des Feldemissions- Kathodensystems, der durch dieses verfahren erhaltene Feld emissions-Kathodenaufbau und die mit derartigen Kathoden strukturen arbeitenden elektronischen Geräte besitzen jedoch die nachstehenden bedeutsamen Probleme.

Erstens unterliegen die Höhe des Emitters und die Gestalt der Spitze des Emitters bei dem vorstehend beschriebenen, her kömmlichen Verfahren mit drehender Vakuum-Abscheidung der Ge fahr des Beständigkeits- bzw. Festigkeitsverlusts, da die Ausbildung des Emitters 7 innerhalb des kleinen Lochs (Nadel lochs) 5 unter Ausnutzung der Erscheinung der allmählichen Verringerung des Durchmessers des in die Mo-Schicht 3 einge bohrten kleinen Lochs 5 erzielt wird. Bei der durch dieses Verfahren erhaltenen Kathodengestalt wird damit eine Feld emission mit schlechter Gleichförmigkeit erzielt und keine scharfe Spitze des Emitters, die zur Verbesserung der Wirk samkeit bzw. des Wirkungsgrads der Feldemission notwendig ist, erzielt, so daß sich als Ergebnis Probleme, wie etwa die Verschlechterung der Wirksamkeit der Feldemission und des An wachsens der Leistungsaufnahme ergeben. Weiterhin führt die Tatsache, daß sowohl die Reproduzierbarkeit der Gestalt als auch die Ausbeutungsrate zu wünschen übrig lassen, zum Pro blem extrem hoher Herstellungskosten bei der Fertigung einer Vielzahl von Feldemissions-Kathodenstrukturen auf ein- und demselben Substrat.

Da die SiO₂-Isolierschicht durch ein CVD-Verfahren ausgebil det wird, steht zweitens der Abstand zwischen dem Gate und dem Emitter, von dem die Wirksamkeit der Feldemission in starkem Maße abhängt, einer genauen Steuerung entgegen und es fehlt der Größe der Feldemissionen, die die Vielzahl von Kathodenstrukturen jeweils erzeugen, an Gleichförmigkeit. Bei der Herstellung beispielweise einer Flachschirm-Anzeigeein richtung leiden die den einzelnen Kathodenstrukturen ent sprechenden Bildelemente an ungleichförmiger Leuchtkraft bzw. Helligkeit. Bei einer Flachschirm-Anzeigeeinrichtung ergibt sich aufgrund des geringen Verlusts an Beständigkeit bzw. Gleichförmigkeit des Abstands zwischen dem Gate und dem Emit ter sowie der Gestalt der Spitze des Emitters oftmals, daß sich das Verhältnis des Elektronenstroms zwischen dem Gate und dem Emitter bezüglich des Elektronenstroms zwischen der Anode und dem Emitter vergrößert. Per Elektronenstrom zwi schen dem Gate und dem Emitter erreicht zu Zeiten sogar bis zu 60% des gesamten elektrischen Stroms. Somit ergibt sich das Problem, daß der Wirkungsgrad der Lichtaussendung der den einzelnen Kathodenstrukturen entsprechenden Bildelemente (fluoreszierende Elemente) abnimmt und die Bildelemente gleichzeitig stark ungleichmäßige Helligkeit zeigen.

Drittens erlegt die Größe des Si-Einkristall-Substrats Be schränkungen hinsichtlich der für die Erzeugung von Feld emissions-Kathodenstrukturen zu verwendenden Bereiche oder der Anzahl derartiger herzustellender Kathodenstrukturen auf und verschlechtert gleichzeitig die Ergiebigkeit der Katho denstrukturen. Dieser Umstand bedeutet, daß eine mit einer Mehrzahl von Kathodenstrukturen arbeitende Flachschirm-Anzei geeinrichtung hinsichtlich ihrer Größe beschränkt ist. Wei terhin ist die Flachschirm-Anzeigeeinrichtung aufgrund ihrer Natur auf den Einsatz des Si-Einkristall-Substrats als Teil des Gehäuses der Einrichtung angewiesen. Als Vakuum-Behälter ist das Gehäuse hinsichtlich seiner Stärke deutlich beein trächtigt. Insbesondere wenn die Größe des Bildschirms an wächst, läßt sich die geforderte Stärke des Gehäuses ledig lich mit zunehmenden Schwierigkeiten erreichen.

Viertens ist der kontinuierliche Verlauf zwischen dem Emitter und der Kathode entlang ihrer Grenzfläche unabhängig davon, ob dasselbe oder unterschiedliches Material für den Emitter und für die Kathode eingesetzt wird, unterbrochen, da der Emitter durch Beschichtung des Si-Einkristall-Substrats oder eines leitenden Substrats, das gleichzeitig als eine Kathode dient, hergestellt wird. Folglich tritt der Nachteil auf, daß sich der Emitter abschält und ein Verlust an Widerstandswert auftritt, und demzufolge Hitze möglicherweise bis zu einem Ausmaß erzeugt wird, bei dem der Emitter selbst beschädigt wird.

Zur Beseitigung der Größenbeschränkungen und der Verbesserung der Festigkeit des Gehäuses könnte überlegt werden, das Si- Einkristall-Substrat fest auf einem Trägersubstrat wie etwa einem Glassubstrat aufzubringen. Die bloße Überlagerung bzw. Aufbringung führt aber zu einer größeren Dicke des Kathoden teils und ist bei elektronischen Bauelementen, die beispiels weise auf verringertes Gewicht und verringerte Dicke gerich tet sind, nicht angemessen. Der Ersatz des Si-Einkristalls- Substrats durch ein Glassubstrat beseitigt tatsächlich die vorstehend erwähnten Größenprobleme. Allerdings wird hierbei die Ausbildung einer leitenden Schicht auf dem Glassubstrat zur Sicherstellung der Aufrechterhaltung der Leitfähigkeit des Emitters benötigt. Somit kann bei der Ausbildung der SiO₂-Isolierschicht kein CVD-Verfahren eingesetzt werden, sondern es ist der Einsatz des Elektronenstrahl-Vakuum-Ab scheidungsverfahrens oder des Spratzverfahrens (spattering) notwendig. Allerdings nimmt die durch ein solches Verfahren erhaltene SiO₂-Isolierschicht eine porösere Struktur an und besitzt mehr kleine Löcher (Nadellöcher) als eine durch ein CVD-Verfahren erhaltene Schicht. Weiterhin leidet eine solche SiO₂-Isolierschicht an verstärkter fehlender Beständigkeit bzw. Genauigkeit im Abstand zwischen dem Gate und dem Emit ter, die die Wirksamkeit der Feldemission entscheidend be stimmt.

Weiterhin haften der mit den herkömmlichen Feldemissions-Ka thodengestaltungen arbeitenden Flachschirm-Anzeigeeinrichtung zusätzlich zu den vorstehend genannten Problemen im Zusammen hang mit der Herstellung der Kathodengestaltungen auch die nachstehenden Probleme an. Wenn Feldemissions-Kathodengestal tungen eingesetzt werden, ist die Energie des Elektronen strahl s trotz einer Erhöhung der zwischen die Kathode und die Anode angelegte Spannung auf ein Niveau auf ungefähr 100 V klein, verglichen mit derjenigen einer herkömmlichen C-Katho denstrahlröhre, und die fluoreszierenden Elemente sammeln elektrische Ladung an ihren Oberflächen möglicherweise bis zu einem solchen Ausmaß an, daß der Elektronenstrahl abgestoßen wird. Folglich tritt das Problem auf, daß Elektronen in die fluoreszierenden Elemente lediglich bis zu mehreren nm von ihren Oberflächen infiltrieren bzw. eindringen und die fluo reszierenden Elemente schlechten Emissionswirkungsgrad besit zen. Wenn die angelegte Spannung erhöht wird, verstärkt sich die Energie des Elektronenstrahls und die Wirksamkeit der Emission wird gefördert und es wird gleichzeitig in der Pra xis möglich, fluoreszierende Elemente einzusetzen, bei denen das Auftreten einer Helligkeitssättigung vermieden ist und die hervorragend hinsichtlich des Emissionswirkungsgrads sind. Die erhöhte Spannung bringt jedoch Probleme, wie etwa eine Ioni sierung von Verunreinigungsgas und ein hieraus folgendes Spratzen bzw. Spattern der Oberfläche der Kathode sowie einen Durchbruch der Isolierung zwischen dem Gate und der Kathode. Diese Umstände erzwingen das Anlegen einer Spannung, die nie driger ist als diejenige, die normalerweise bei einer C-Ka thodenstrahlröhre benutzt wird, so daß der tatsächlich er zielte Emissionswirkungsgrad niedriger ist als derjenige, der inhärent erzielbar wäre.

Als ein Weg zur Kompensation, sei es auch nur nominell, die ses Abfalls der Leuchtwirksamkeit kann ein Verfahren genannt werden, das in der Beschichtung der Oberfläche der fluores zierenden Plattenseite, die der für Beobachtung gedachten Plattenoberfläche gegenüberliegt, d. h. der fluoreszierenden Rückseite, mit Aluminium besteht, um hierdurch eine sogenann te metallische Rückseite zu erzeugen und eine Reflexion des auf die fluoreszierende Rückflächenseite auftreffenden Lichts durch die metallische Rückseite in Richtung zur Beobachtungs- Oberflächenseite zu ermöglichen. Dieses Verfahren hat breiten Einsatz bei den herkömmlichen C-Kathodenstrahlröhrengeräten gefunden. Der Einsatz dieser metallischen Rückseite erfordert jedoch das Anlegen einer hohen Spannung bis in den Bereich von 6000 V bis 8000 V hinein, um ein Hindurchdringen des Elektronenstrahls durch die Al-Schicht zu ermöglichen, und bringt demzufolge die vorstehend erwähnten Probleme des Sprat zens und des Durchbruchs der Kathode mit sich, und macht es weiterhin extrem schwierig, eine gegenseitige Isolation zwi schen der Anode und der Kathode aufrecht zu erhalten, da der zwischen ihnen befindliche Spalt so klein ist, daß er im Be reich von mehreren µm bis 1 mm liegt.

Wie vorstehend beschrieben, ergeben sich bei dem Verfahren zur Herstellung der herkömmlichen Feldemissions-Kathodenge staltung verschiedene Probleme, wie etwa eine Verschlechte rung und Ungleichmäßigkeit der Effizienz der Feldemission und eine geringe Ausbeutungsrate aufgrund der deutlichen Mängel hinsichtlich der Gestalt des Emitters, und zwar sowohl im Hinblick auf die Reproduzierbarkeit als auch die Gleichför migkeit. Weiterhin ergeben sich gleichzeitig auch Probleme wie etwa die durch die Größe des Si-Einkristall-Substrats be gründete Beschränkung des Bereichs zur Erzeugung der Feld emissions-Kathodengestaltung und die unvermeidliche Benutzung des Si-Einkristall-Substrats als Teil des Gehäuses der Ein richtung.

Im Hinblick auf die Verbesserung der Reproduzierbarkeit und Gleichförmigkeit der Gestalt des Emitters wurde von Sokolich u. a., (IEDM 90, Seiten 159 bis 162) ein Verfahren zum Anord nen gleichförmiger Spitzen auf einem Polysilizium-Substrat entwickelt, bei dem ein pyramidenförmiges Loch mit einer scharfen Bodenspitze in einem <100< Si-Einkristall-Substrat durch Ätzen ausgebildet wird, auf der Oberfläche des Lochs ein dünner Oxidfilm als Ätzbarriere hergestellt wird, nach folgend Polysilizium in dem Si-Schmelz- bzw. Gießwafer auf gebracht wird und ferner der Gießform-Wafer durch Ätzen ent fernt wird. Die auf diese Weise hergestellten Polysilizium- Spitzen werden beispielsweise mit Mo beschichtet, mit einem SiO₂-Film durch ein CVD-Verfahren überlagert, weiterhin mit einer Schicht aus Gittermetall beschichtet und schließlich als Feldemissionskathoden endbearbeitet.

Das von Sokolich u. a. vorgeschlagene Herstellungsverfahren besitzt jedoch die nachstehenden Probleme. Wenn die Form schicht eingesetzt wird, sind die Spitzen hinsichtlich Repro duzierbarkeit und Gleichförmigkeit deutlich verbessert, ver glichen mit denjenigen, die durch das vorstehend beschriebene Dreh-Dampfabscheidungsverfahren erhalten wurden. Jedoch ist die Schärfe der Spitzen noch nicht notwendigerweise als aus reichend zu bezeichnen. Da weiterhin der SiO₂-Film durch ein CVD-Verfahren hergestellt wird, trotzen die zwischen den Ga tes und den Emittern liegenden Spalte bzw. Spaltabstände ei ner Steuerung und erlauben keine einfache Verringerung. Somit ist es schwierig, diesen Film mit hoher Qualität herzustel len.

Ferner besitzt die mit einer herkömmlichen Feldemissions-Ka thodengestaltung arbeitende Flachschirm-Anzeigeeinrichtung selbst dann, wenn die mit dem Emitter zusammenhängenden Pro bleme gelöst werden, noch strukturelle Probleme, wie etwa schlechte Wirksamkeit der Emission (Helligkeit) der Bild elemente und erhebliche Ungleichmäßigkeit der Helligkeit.

Vorliegende Erfindung wurde zum Zwecke der Lösung der vorste hend beschriebenen, dem Stand der Technik anhaftenden Proble me geschaffen.

Eine Aufgabe vorliegender Erfindung besteht in der Bereit stellung eines Verfahrens zur Erzeugung eines Feldemissions- Kathodenaufbaus, das eine leichte Herstellung von Emittern mit hervorragender Reproduzierbarkeit und gestaltmäßiger Gleichförmigkeit erlaubt, eine genaue Steuerung der Abstände zwischen Gates und Emittern ermöglicht, eine einfache flä chenmäßige Vergrößerung des Bereichs zur Ausbildung von Emit tern ohne irgendeine zusätzliche Verdickung des Kathodenauf baus erlaubt und sehr große Produktivität bzw. Ergiebigkeit zeigt.

Eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung besteht in der Schaffung eines Feldemissions-Kathodenaufbaus, der überlegene Effizienz und Gleichförmigkeit der Elektronenemission besitzt und weitaus ausreichende Stärke bzw. Festigkeit in dem Fall zeigt, daß er als Teil des Gehäuses der Einrichtung benutzt wird.

Eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Feldemissions-Kathodenaufbaus, bei dem nachteilige Erscheinungen, wie etwa eine Abtrennung oder eine Verschlechterung nur geringfügig auftreten.

Weiterhin besteht eine Aufgabe vorliegender Erfindung in der Schaffung einer Flachschirm-Anzeigeeinrichtung (Anzeigeein richtung mit flachem Bildschirm), die zur Verbesserung der Qualität des angezeigten Bilds durch Vergrößerung der Emissi onshelligkeit der Bildelemente bei gleichzeitiger Unterdrückung von Helligkeitsungleichmäßigkeiten zwischen den Bild elementen ausgelegt ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Feld emissions-Kathodenaufbaus ist dadurch gekennzeichnet, daß es einen Schritt der Bereitstellung eines ersten Substrats mit einer scharfe Spitzen aufweisenden Löchern, einen Schritt der Ausbildung einer isolierenden Schicht auf der Oberfläche des Substrats einschließlich der Innenseiten der Löcher, einen Schritt der Ausbildung einer Emitter-Materialschicht auf der isolierenden Schicht unter Auffüllung des Inneren der Löcher mit der Emitter-Materialschicht, einen Schritt der Verbindung des ersten Substrats mit einem zweiten, durch ein strukturel les bzw. tragendes Substrat gebildeten Substrat derart, daß die Emitter-Materialschicht zwischen diesen liegt, einen Schritt der Entfernung des ersten Substrats mittels Ätzens, wodurch die isolierende Schicht freigelegt wird und gleich zeitig Vorsprünge, die mit dem das Innere der Löcher füllen den Teil des Emitter-Materials übereinstimmen, herausragen bzw. vorstehen können, einen Schritt der Ausbildung einer Ga te-Elektrodenschicht auf der freigelegten isolierenden Schicht und einen Schritt des Entfernens eines Teils der iso lierenden Schicht und der Gate-Elektrodenschicht für die Aus bildung eines Emitters aufweist.

Das erfindungsgemäße Feldemissions-Kathodensystem wird durch das vorstehend angegebene Herstellungsverfahren erhalten und ist dadurch gekennzeichnet, daß es ein strukturelles Substrat bzw. Trägersubstrat, eine Emitter-Materialschicht, die fest auf dem Trägersubstrat überlagert und mit vorspringenden Emittern mit einer scharfen Spitze versehen ist, eine isolie rende Schicht, die auf der Emitter-Materialschicht derart ausgebildet ist, daß die Spitzen der Emitter freiliegen, und eine Gate-Elektrodenschicht aufweist, die entlang bzw. über einstimmend mit der Gestalt der Emitter durch das Medium bzw. unter Zwischenlage der isolierenden Schicht ausgebildet und gleichzeitig mit Öffnungsbereichen versehen ist, die die Spitzen der Emitter umgeben.

Die Flachschirm-Anzeigeeinrichtung gemäß vorliegender Erfin dung ist mit einem Schirmträger mit einer fluoreszierenden Schicht und einer Anoden-Elektrodenschicht, die aufeinander folgend überlagert sind, sowie einer Feldemissions-Kathoden platte, die der fluoreszierenden Schicht gegenüberliegt und an eine Kathodenelektrodenschicht angepaßt ist, auf der Ka thoden-Elektrodenschicht ausgebildeten Emittern und einer Gate-Elektrodenschicht versehen, die zur Steuerung des Flus ses der von den Emittern abgegebenen Elektronen ausgelegt ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite fluoreszierende Schicht besitzt, die auf der Gate-Elektro denschicht um die Emitter herum und/oder in den Emitteröff nungsteilen der Gate-Elektrodenschicht ausgebildet ist.

Da die Isolierschicht beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Feldemissions-Kathodenaufbaus zunächst auf dem ersten, mit den Löchern versehenen Substrat ausgebildet und die Emitter-Materialschicht nachfolgend gebildet wird, können die Spalte bzw. Abstände zwischen den Gates und den Emittern mit hoher Genauigkeit gesteuert werden. Die Emitter entsprechen den Teilen des Emitter-Materials, die das Innere der im ersten Substrat ausgebildeten Löcher füllen. Wenn die Löcher vorab genau gebildet werden, können daher Emitter mit einer scharfen Spitze und überragender Höhe mit idealer Re produzierbarkeit erhalten werden. Wenn die isolierende Schicht aus einer thermisch oxidierten SiO₂-Schicht herge stellt wird, besitzen die Spitzen der erzeugten Emitter grö ßere Schärfe, da die SiO₂-Schicht in aufgequollenem bzw. ge triebenem Zustand auf den Innenwänden der Löcher ausgebildet ist. Diese Emitter sind hinsichtlich Wirksamkeit und Gleich förmigkeit der Feldemission deutlich verbessert. Da die Emit ter-Materialschicht auf dem ersten Substrat ausgebildet und mit der Trägerschicht verbunden wird und danach das erste, nicht länger benötigte Substrat aufgelöst und entfernt wird, kann eine Vielzahl von ersten Substraten mit darauf ausge bildeten Emittern integral auf einem Trägersubstrat herge stellt werden. Als Ergebnis kann die Fläche für die Erzeugung der Kathoden leicht vergrößert und gleichzeitig die Produk tivität des Kathodenaufbaus gefördert werden. Weiterhin kann die Dicke des Trägersubstrats klein gehalten werden.

Da die zweite fluoreszierende Schicht bei der erfindungsgemä ßen Flachschirm-Anzeigeeinrichtung auf der Gate-Elektroden schicht um die Emitter herum und/oder in den Emitter-Öff nungsteilen der Gate-Elektrodenschicht ausgebildet wird, er möglichen die zwischen den Gates und den Kathoden fließenden Elektronenströme, die allgemein keinen Beitrag zur Lichtaus sendung leisten, eine effiziente Lichtaussendung durch die zweiten fluoreszierenden Schichten. Das auf diese Weise aus gesandte Licht wird durch die aus einer metallischen Substanz bestehenden Gates reflektiert. Die Gates erfüllen daher die Funktion einer metallischen Rückseite. Somit verbessert die ses Licht, das mit dem vom fluoreszierenden Material auf der Gate-Elektrodenschicht emittierten Licht und dem vom fluores zierenden Material auf dem Schirmträger emittierten Licht ge koppelt wird, die Wirksamkeit bzw. den Wirkungsgrad der Emis sion und die Helligkeit des emittierten Lichts. Wenn die zwi schen den Anoden und den Kathoden fließenden elektrischen Ströme ihrer Gleichförmigkeit aufgrund von Veränderungen der Abstände zwischen den Gates und den Kathoden und der Abstände zwischen den Kathoden und den Anoden beraubt werden, kann der mögliche Verlust an Gleichförmigkeit der gesamten Lichtmenge (Ungleichförmigkeit der Helligkeit der Bildelemente) durch das Licht verhindert bzw. kompensiert werden, das von der auf der Gate-Elektrodenschicht ausgebildeten fluoreszierenden Schicht ausgesandt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung, die ein Verfahren zur Herstellung eines Feldemissions-Kathodenaufbaus gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ver anschaulicht,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstel lung eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemä ßen Feldemissions-Kathodenaufbaus,

Fig. 3 einen Querschnitt, in dem ein wesentlicher Teil eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Flach schirm-Anzeigeeinrichtung dargestellt ist,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Aufbaus eines wesent lichen Teils der in Fig. 3 gezeigten Flachschirm-An zeigeeinrichtung,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Aufbaus des wesentli chen Teils eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Flachschirm-Anzeigeeinrichtung,

Fig. 6 einen Querschnitt, in dem ein wesentlicher Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Flachschirm-Anzeigeeinrichtung dargestellt ist,

Fig. 7 Querschnittsansichten zur Veranschaulichung eines Ver fahrens zur Herstellung einer Flachschirm-Anzeigeein richtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel vor liegender Erfindung,

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Elek tronenstrahl-Zeicheneinrichtung, bei der ein Aus führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Feldemis sions-Kathodenaufbaus eingesetzt wird,

Fig. 9 Querschnittsansichten zur Veranschaulichung eines Ver fahrens zur Herstellung eines herkömmlichen Feldemis sions-Kathodenaufbaus, und

Fig. 10 eine Darstellung, die zur Erläuterung des Aufbaus der herkömmlichen Flachschirm-Anzeigeeinrichtung dienlich ist.

In Fig. 1 ist eine Darstellung gezeigt, die ein Verfahren zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsge mäßen Feldemissions-Kathodenaufbaus (bzw. Feldemissions-Ka thodengestaltung oder -struktur) veranschaulicht. Das Verfah ren zur Herstellung dieses Ausführungsbeispiels des Feldemis sions-Kathodenaufbaus wird nachstehend unter Bezugnahme auf diese Darstellung erläutert.

Zunächst wird ein Loch 12 mit einem spitz zulaufenden Boden in einem ersten Substrat 11 ausgebildet. Als ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Lochs kommt eine Methode, bei der ein anisotropes Ätzen eines Si-Einkristall-Substrats eingesetzt und die nachfolgend beschrieben wird in Betracht. Zuerst wird ein thermisch oxidierter Film aus SiO₂ mit einer Dicke von ungefähr 0,1 µm durch Trockenoxidation eines p-Si- Einkristall-Substrats mit einer (100)-Kristallebenenorientie rung ausgebildet und ein Abdecklack (Resist) wird mittels ei nes Schleuderbeschichtungsverfahrens auf diesen aufgebracht. Danach werden die resultierenden über lagerten Schichten Mu sterungsvorgängen wie etwa einer Belichtung und einer Ent wicklung mit Hilfe eines Schrittbearbeitungsgeräts oder Schrittbelichtungsgeräts derart unterzogen, daß Öffnungsteile mit jeweils einer quadratischen Fläche bzw. einer Seitenlänge von 1 µm ausgebildet werden. Der SiO₂-Film wird durch eine gemischte NH₄F·HF-Lösung geätzt. Durch anisotropes Ätzen mit einer wäßrigen Lösung mit 30 Gew.-% KOH nach Entfernung des Resists wird das Loch 12 mit der Gestalt einer umgekehrten Pyramide 12 mit einer Tiefe von 0,71 µm im Si-Einkristall- Substrat 11 ausgebildet, wie in Fig. 1(a) gezeigt ist.

Danach wird der SiO₂-Film provisorisch unter Einsatz einer gemischen NH₄F)·HF-Lösung entfernt und eine thermisch oxi dierte Isolierschicht 13 aus SiO₂ wird auf dem Si-Einkri stall-Substrat 11 einschießlich des Inneren des Lochs 12 überlagert, wie in Fig. 1(b) veranschaulicht ist. Beim vor liegenden Beispiel wurde die thermisch oxidierte Isolier schicht 13 aus SiO₂ mit einer Dicke von 0,5 µm mit Hilfe ei nes Naßoxidationsverfahrens hergestellt. Wahlweise kann diese Isolierschicht 13 durch Abscheidung von SiO₂ mit Hilfe eines CVD-Verfahrens ausgebildet werden. Da die thermisch oxidierte Schicht aus SiO₂ eine dichte Beschaffenheit besitzt und eine leichte Steuerung ihrer Dicke erlaubt, und da weiterhin der Umstand, daß die thermisch oxidierte Schicht in einem aufge quollenen Zustand auf der Innenwand der Löcher ausgebildet wird, den Effekt der verbesserten Schärfe der Spitzen der Löcher mit sich bringt, wurde beim vorliegenden Ausführungs beispiel ein thermisch oxidierter Film als Isolierschicht eingesetzt und die Dicke dieses thermisch oxidierten Films im Bereich von 0,03 µm bis 0,8 µm unter gebührender Berücksich tigung der von der Isolierschicht auszuübenden Rolle und un ter der Bedingung, daß die Öffnungsteile eine Größe von 1 mm besitzen, gewählt. Selbstverständlich unterliegt diese Dicke Abänderungen in Abhängigkeit von der Größe der Öffnungsteile und der Größe der anzulegenden Spannung. Nachfolgend wird beispielsweise eine W-Schicht oder eine Mo-Schicht als Emit ter-Materialschicht 14 auf der vorstehend erwähnten thermisch oxidierten Schicht 13 aus SiO₂ ausgebildet. Die Emitter-Ma terialschicht 14 wird derart hergestellt, daß sie die Löcher 12 gründlich bzw. vollständig auffüllt und gleichzeitig eine Kontinuität bzw. kontinuierliche Verbindung der Löcher 12 mit den anderen Teilen erlaubt. Beim vorliegenden Ausführungsbei spiel wurde die Emitter-Materialschicht 14 mit einer Dicke von 2 µm mit Hilfe der Sputter-Technik (Spattering) herge stellt. Die Emitter-Materialschicht gemäß dieser Erfindung muß nicht stets die Rolle einer strukturellen Schicht bzw. Trägerschicht spielen. Im allgemeinen genügt daher eine Dicke der Emitter-Materialschicht 14 im Bereich von ungefähr 0,1 bis 5 µm. Weiterhin wurde eine leitende Schicht 15 aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) mit einer Dicke von beispielsweise 1 µm gleichfalls mit Hilfe der Sputter-Technik hergestellt. Abhängig von der Art der Substanz der Emitter-Materialschicht 14 kann diese leitende Schicht 15 auch entfallen. Wenn diese Schicht weggelassen wird, dient die Emitter-Materialschicht 14 zugleich auch als Kathodenelektrodenschicht.

Wenn in diesem Fall die Emitter-Materialschicht 14 und die Kathodenelektrode aus demselben einzigen Material gebildet werden, leidet der hierbei erhältliche Feldemissions-Katho denaufbau nur sehr gering unter Abtrennung und Verschlechte rung und besitzt ideale Qualität, da sie eine gemeinsame bzw. durchgehende Beschaffenheit teilen bzw. besitzen können.

In der Zwischenzeit wird ein Pyrex-Glassubstrat 17 (1 mm stark), dessen Rückseite mit einer Aluminiumschicht 16 mit einer Dicke von 0,3 µm beschichtet ist, als strukturelles Substrat bzw. Trägersubstrat vorbereitet, das dazu bestimmt ist, ein zweites Substrat zu bilden. Das Glassubstrat 17 und das vorstehend erwähnte Si-Einkristall-Substrat 11 werden miteinander mit Hilfe bzw. unter Zwischenlage der Emitter- Materialschicht 14 verbunden, wie in Fig. 1(c) dargestellt ist. Für diese Verbindung kann die Technik der elektrosta tischen Adhäsion eingesetzt werden. Diese elektrostatische Adhäsionsmethode wird durch Anlegen eines elektrischen Felds mit einer Stärke von 50 bis 500 V bewirkt, wobei die Emitter- Seite als Pluspol und die Glassubstrat-Seite als Minuspol eingesetzt wird. Diese Methode trägt zur Verringerung des Ge wichts und der Dicke der herzustellenden Kathodeneinrichtung bei.

Die Aluminiumschicht 16 auf der Rückseite des Glassubstrats 17 wird mit einer gemischten acidischen Lösung aus HNO₃·CH₃COOH·HF entfernt und es wird dann allein das Si-Ein kristall-Substrat 11 durch Ätzen mit einer gemischten wäßrigen Lösung aus Äthylendiamin, Pyrocatechin und Pyrazin (pyra zine) entfernt (Äthylendiamin : Pyrocatchin : Pyrazin Wasser = 75 cc : 12 g : 3 mg : 10 cc), um die thermisch oxidierte isolierende Schicht 13 aus SiO₂ freizulegen und gleichzeitig zu erreichen, daß die pyramidenförmigen Vor sprünge 18 des durch die thermisch oxidierte isolierende Schicht 13 aus SiO₂ abgedeckten Emitter-Materials hervor stehen, wie in Fig. 1(d) dargestellt ist. Die pyramiden förmigen Vorsprünge 18 entsprechen den Teilen des Emitter- Materials, die das Innere der Löcher 12 im Si-Einkristall- Substrat 11 füllen. Dann wird als Gate-Elektrodenschicht 19 beispielsweise eine W-Schicht auf der thermisch oxidierten isolierenden Schicht 13 aus SiO₂ entlang den Konturen der Vorsprünge 18 ausgebildet, die durch die thermisch oxidierte isolierende Schicht aus SiO₂ abgedeckt sind, wie dies in Fig. 1(e) dargestellt ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde die W-Schicht 19 mit einer Dicke von 0,5 µm durch ein Spratz- bzw. Sputterverfahren hergestellt. Ferner wird ein Photoresist 20 bis zu einem solchen Ausmaß ausgebildet, daß die Spitzen der durch die Gate-Elektrodenschicht 19 und die thermisch oxidierte isolierende Schicht 13 aus SiO₂ abgedeck ten Vorsprünge 18 geringfügig verdeckt sind. Beim vorliegen den Ausführungsbeispiel wurde der Photoresist 20 mit einer Dicke von ungefähr 0,9 µm mit Hilfe der Schleuderbeschich tungstechnik aufgebracht.

Der Photoresist 20 wird durch Trockenätzung mit Sauerstoff plasma derart entfernt, daß Spitzen 19a der Gate-Elektroden schicht 19 (einschießlich der Spitzen 13a der thermisch oxi dierten isolierenden Schicht 13 aus SiO₂) entlang bzw. bei den pyramidenförmigen Vorsprüngen 18 bis zu einer Tiefe von ungefähr 0,7 µm freigelegt sein können, wie dies in Fig. 1(f) veranschaulicht ist. Danach werden die Teile der Gate-Elek trodenschicht 19, die über den Spitzen 18a der pyramidenför migen Vorsprünge 18 liegen, durch Reaktions-Ionenätzen ent fernt, um die den Spitzen der pyramidenförmigen Vorsprünge 18 entsprechenden Teile der Gate-Elektrodenschicht 19 zu öffnen, wie es in Fig. 1(g) gezeigt ist.

Nach der Entfernung des Photoresists 20 werden diejenigen Teile der thermisch oxidierten isolierenden Schicht 13 aus SiO₂, die die Spitzen 18a der pyramidenförmigen Vorsprünge 18 umgeben, selektiv durch Ätzen mit einer gemischen Lösung aus NH₄F·HF entfernt. Als Ergebnis werden Öffnungsteile bzw. -be reiche 19b der Gate-Elektrodenschicht 19 gebildet und gleich zeitig werden die Spitzen 18a der pyramidenförmigen Vorsprün ge 18 des Emitter-Materials freigelegt, um pyramidenförmige Kathoden oder Emitter herauswachsen zu lassen bzw. zu bilden, wie dies in Fig. 1(h) veranschaulicht ist.

Die Gestaltung des Feldemissions-Kathodenaufbaus, der beim vorstehend beschriebenen Herstellungsbeispiel erhalten wird, ist in Fig. 2 gezeigt. Hierbei ist in Fig. 2 der Fall darge stellt, daß die Ausbildung der leitenden Schicht 15 aus ITO (Indium-Zinn-Oxid) entfallen ist. Bei dem Feldemissions-Ka thodenaufbau wird die Emitter-Materialschicht 14, die zu gleich als eine Kathodenelektrodenschicht dient, so ausgebil det, daß sie in direkter Berührung auf dem Glassubstrat 17 gehalten wird, das als Trägersubstrat dient. Auf der Emitter- Materialschicht 14 sind die pyramidenförmigen Vorsprünge 18 integral als Emitter (beispielsweise als W-Emitter) ausgebil det. Die pyramidenförmigen Emitter 18 entsprechen den Teilen des Emittermaterials, das das Innere der im Si-Einkristall- Substrat 11 ausgebildeten Löcher 12 füllt.

Die pyramidenförmigen Emitter 18 sind mit der thermisch oxi dierten isolierenden Schicht 13 aus SiO₂ mit Ausnahme der Spitzen 18a abgedeckt, die dazu bestimmt sind, Elektronenaus stoßteile bzw. -entladungsbereiche zu bilden. Die W-Schicht, die dazu bestimmt ist, als Gate-Elektrodenschicht 19 zu die nen, wird durch das Medium bzw. unter Zwischenlage der ther misch oxidierten isolierenden Schicht 13 aus SiO₂ herge stellt. Die Gate-Elektrodenschicht 19 ist entlang der Kontur der pyramidenförmigen Emitter 18 gebildet und mit den Öff nungsteilen 19b versehen, die derart ausgebildet sind, daß sie die Spitzen 18a der Emitter 18 umgeben. Die Spitzen 18a der pyramidenförmigen Emitter 18 sind innerhalb der Öffnungen 19b der Gate-Elektrodenschicht 19 positioniert und dazu aus gelegt, Elektronen durch Feldemission über das Medium bzw. im Bereich der Öffnungsteile 19b abzugeben.

Da die thermisch oxidierte isolierende Schicht 13 aus SiO₂ beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel zunächst auf dem mit den Löchern 12 versehenen Si-Einkristall-Substrat 11 ausgebildet und nachfolgend die Emitter-Materialschicht 14 durch Abscheidung hergestellt wird, ermöglicht der Feldemis sions-Kathodenaufbau demzufolge eine genaue Steuerung der Spalte bzw. Abstände zwischen den Gates und den Emittern, verglichen mit dem herkömmlichen Feldemissions-Kathodenauf bau, bei dem die isolierende Schicht beispielsweise durch ein CVD-Verfahren hergestellt wird. Generell wird Si für die Feldemitter eingesetzt, das von Natur aus einem anisotropen Ätzen unterliegt. Der erfindungsgemäße Feldemissions-Katho denaufbau ist hinsichtlich des Emitter-Materials nicht auf Si beschränkt. Statt dessen ist auch der Einsatz unterschiedli cher Materialien wie etwa W möglich, die niedrige Austritts arbeit besitzen. Da die pyramidenförmigen Emitter 18 durch Auffüllung der im Si-Einkristall-Substrat 11 ausgebildeten Löcher 12 mit dem Emitter-Material hergestellt werden, können die Emitter 18, die an die Gestalt der Löcher 12 angepaßt sind, mit hoher Wiederholbarkeit bzw. Reproduzierbarkeit her gestellt werden. Da die Löcher 12 die Gestalt einer umgekehr ten Pyramide mit einem ideal spitz zulaufenden Boden aufgrund der hohen Wiederholbarkeit der Formgebung mittels anisotropem Ätzen und dem vollen Wachstum der thermisch oxidierten iso lierenden Schicht 13 aus SiO₂ innerhalb der Löcher 12 anneh men können, können die pyramidenförmigen Emitter 18 unfehlbar mit scharf zulaufenden Spitzen 18a hervorragend gleichförmi ger Höhe hergestellt werden.

Die Emitter 18 dieser Qualität zeigen eine erhebliche Verbes serung der Wirksamkeit der Feldemission und deren Gleich förmigkeit und tragen im großen Umfang zur Verbesserung der Wirksamkeit bzw. des Wirkungsgrads und der Gleichförmigkeit unterschiedlicher elektronischer Geräte bei, bei denen ein Feldemissions-Kathodenaufbau eingesetzt wird. Da weiterhin bei dem erfindungsgemäßen Feldemissions-Kathodenaufbau die thermisch oxidierende Schicht 13 aus SiO₂ entlang der pyrami denförmigen Kontur der Emitter 18 ausgebildet wird, sind die Emitterteile mit Ausnahme der zur Elektronenaussendung die nenden Emitterspitzen elektrisch isoliert. Somit wird die Konzentration der elektrischen Felder auf die Spitzen ver größert, die Wirksamkeit der Feldemission verbessert und die Stabilität des Feldemissions-Betriebs gefördert.

Ferner kann eine Vielzahl von Si-Einkristall-Substraten 11 mit darauf ausgebildeten pyramidenförmigen Emittern 18 auf ein- und demselben Trägersubstrat 17 integriert werden, und zwar aufgrund des Verfahrens, das die Ausbildung der Emitter- Materialschicht 14 einschließlich der pyramidenförmigen Emit ter 18 auf dem Si-Einkristall-Substrat (erstes Substrat) 11, das Verbinden dieser Schicht 14 mit dem Trägersubstrat (Glas substrat) 17 und das nachfolgende Auflösen und Entfernen des nicht benötigten Si-Einkristalls umfaßt. Folglich kann die Fläche zur Ausbildung der Kathodenteile leicht vergrößert und es kann die Herstellung eines Feldemissions-Kathodenaufbaus mit großer Oberfläche erreicht werden. Da der nicht benötigte Si-Einkristall aufgelöst und entfernt und als Ergebnis die Emitter-Materialschicht 14 in den Zustand gebracht wird, bei dem sie dem Trägersubstrat 17 direkt (oder unter Zwischenlage der Leiterschicht 15) überlagert ist, leidet der erzeugte Feldemissions-Kathodenaufbau im Gegensatz zum herkömmlichen Kathodenaufbau nicht an einer Vergrößerung der Dicke. Somit können Kathodengestaltungen kleiner Dicke in einfacher Weise innerhalb eines großen Bereichs hergestellt werden, was an zeigt, daß die Produktivität der Feldemissions-Kathodenge staltungen verbessert und deren Anpassung an unterschiedliche elektronische Einrichtungen erreicht werden kann.

Darüber hinaus trägt die genaue Steuerung der Spalte zwischen den Gates und den Emittern und die Verbesserung der Reprodu zierbarkeit der Gestalt der Emitter 18 zur Verhinderung der Elektronenströme zwischen den Gates und den Emittern bei. Die Emission von Elektronen kann daher mit hoher Wirksamkeit er reicht werden. Beispielsweise kann bei der Flachschirm-Anzei geeinrichtung die Effizienz der Emission von den den einzel nen Kathodenteilen entsprechenden Bildelementen erhöht und gleichzeitig die Ungleichförmigkeit der Helligkeit der Bilde lemente vermieden werden.

Nachstehend wird nun eine Flachschirm-Anzeigeeinrichtung, bei der der gemäß vorstehend beschriebenem Ausführungsbeispiel erhaltene Feldemissions-Kathodenaufbau eingesetzt wird, ge nauer beschrieben.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Flachschirm-An zeigeeinrichtung 30 liegen sich das Glassubstrat 17, das eine Vielzahl von darauf ausgebildeten pyramidenförmigen Feldemis sions-Emittern 18 besitzt (im folgenden als "Kathodenplatte 21" bezeichnet) und ein Glas-Schirmträger 33 mit einer fluo reszierenden Schicht 31 und einer aus ITO (Indium-Zinn-Oxid) bestehenden transparenten Elektrodenschicht (Anoden-Elektro de) 32, die dem Glas-Schirmträger 33 aufeinanderfolgend über lagert sind, einander mit einem vorbestimmten Abstand gegen über, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, und bilden gemein sam ein Vakuum-Gehäuse.

Auf der Kathodenplatte 21 sind die gleichzeitig als Kathoden- Elektroden dienenden Emitter-Materialschichten 14 und Gate- Elektrodenschichten 19 nach Art eines sich gegenseitig schneidenden Netzwerks angeordnet, wie dies in Fig. 4 darge stellt ist, und es sind Kathodenausbildungsbereiche 22, die zur Bildung einzelner Bildelemente bestimmt sind, jeweils an den Schnittstellenpunkten des Netzwerks angeordnet. Die Ka thodenausbildungsbereiche 22, die jeweils einem der Bildele mente entsprechen, sind mehrfach bzw. getrennt mit einer Vielzahl (beispielsweise 50) von pyramidenförmigen Emittern 18 versehen. Die auf dem Glas-Schirmträger 33 ausgebildeten fluoreszierenden Schichten 31 sind jeweils aus einer rot emittierenden Fluoreszenzschicht 31a, einer grün emittieren den Fluoreszenzschicht 31b und einer blau emittierenden Fluo reszenzschicht 31c zusammengesetzt, die jedem Bildelement entsprechen. Diese emittierenden Fluoreszenzschichten bzw. Emissions-Fluoreszenzschichten sind entsprechend den Katho denausbildungsbereichen 22 angeordnet. Die gefärbten fluores zierenden Schichten 31a, 31b und 31c sind so angeordnet, daß sie sich aufeinanderfolgend in der Horizontalrichtung wieder holen.

Wenn die in vorstehender Weise aufgebaute Flachschirm-Anzei geeinrichtung 30 durch Anlegen einer Spannung von 30 V zwi schen den Gates und den Kathoden und einer Spannung von 200 V zwischen den Anoden und den Kathoden in Übereinstimmung mit einem Bildelementsignal betrieben wird, erzeugt sie ein Bild feiner bzw. hoher Qualität, das hinsichtlich der Lichthellig keit der Bildelemente überlegen ist und nur sehr gering an Ungleichförmigkeit der Helligkeit der Bildelemente leidet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Flachschirm-Anzeigeein richtung können unfehlbar Bilder mit überlegener Helligkeit emittierten Lichts und nur sehr geringer Beeinträchtigung durch Helligkeitsungleichmäßigkeit des emittierten Lichts er zeugt werden, da die in der Einrichtung verwendeten pyrami denförmigen Feldemitter 18 hinsichtlich der Formgenauigkeit und Formgleichmäßigkeit überlegen sind und gleichzeitig her vorragende Exaktheit bei der Steuerung der Spalte zwischen den Gates und den Emittern besitzen. Da die bei der Einrich tung verwendeten Feldemissions-Kathoden hinsichtlich der Wirksamkeit der Emission von Elektronen überlegen sind, tra gen sie weiterhin zur Verringerung des Leistungsverbrauchs der Einrichtung bei.

Die einen Teil des Vakuum-Gehäuses (evakuiertes Gehäuse) bil dende Kathodenplatte 21 besitzt das Glassubstrat (Trägersub strat) 17 als seine Basis und besitzt daher eine Stärke, die ausreichend ist, einem hohen Grad von Vakuum bzw. Unterdruck zu widerstehen. Weiterhin kann die Flachschirm-Anzeigeein richtung leicht unter Ausbildung mit einem großen Bildschirm hergestellt werden, wenn eine Vielzahl von Si-Einkristall- Substraten 11 mit vorab darauf ausgebildeten Emittern 18 fest auf dem Glassubstrat 17 während der Kathodenherstellung auf gebracht werden. Selbst in diesem Fall kann das Glassubstrat ausreichende Festigkeit beibehalten.

Im folgenden wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 eine gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung hergestellte Flachschirm-Anzeigeeinrichtung beschrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Flachschirm-Anzeigeein richtung 40 sind eine rot emittierende Fluoreszenzschicht 41a, eine grün emittierende Fluoreszenzschicht 41b und eine blau emittierende Fluoreszenzschicht 41c mehrfach bzw. ge trennt als zweite fluoreszierende Schichten auf der Gate- Elektrodenschicht 19 entsprechend einem relevanten Kathoden ausbildungsbereich 22 gebildet. Diese Fluoreszenzschichten 41a, 41b und 41c auf der Seite der Gate-Elektrodenschicht 19 sind jeweils hinsichtlich ihrer Farbe identisch mit den ge genüberliegenden fluoreszierenden Schichten 41a, 41b und 41c auf der Seite des Glas-Schirmträger 33. Die Fluoreszenz schichten 41a, 41b und 41c auf der Seite der Gate-Elektroden schicht 19 können beispielsweise durch die Aufspratz- bzw. Sputter- oder Spattertechnik hergestellt werden. Wenn die Größe jedes Bildelementes groß ist, kann sie durch ein Druck technikverfahren hergestellt werden. Der Aufbau der Flach schirm-Anzeigeeinrichtung 40 wird mit Ausnahme der vorstehen den Beschreibung als identisch mit demjenigen der vorstehend beschriebenen Flachschirm-Anzeigeeinrichtung 30 angenommen.

Wenn die gemäß vorstehender Beschreibung aufgebaute Flach schirm-Anzeigeeinrichtung 40 durch Anlegen einer Spannung von 30 V zwischen den Gates und den Kathoden und einer Spannung von 200 V zwischen den Anoden und den Kathoden in Überein stimmung mit einem Bildelementsignal betrieben wird, erzeugt sie ein Bild hervorragender Qualität, das weiterhin hinsicht lich der Helligkeit der Lichtemission seitens der Bildele mente überlegen ist und eine höchstens nur geringfügige Un gleichmäßigkeit der Helligkeit der Bildelemente besitzt.

Bei dem herkömmlichen Feldemissions-Kathodenaufbau beträgt der Entladestrom (Elektronenstrom) zwischen den Kathoden und den Anoden ungefähr 50% bis 80% des Entladestroms, der bei der herkömmlichen C-Kathodenstrahlröhre erhalten wird (wobei der größte Teil des restlichen Stromanteils zwischen den Gates und den Kathoden fließt. Wenn die gefärbten Fluores zenzschichten 41a, 41b und 41c vorab auch auf der Gate-Elek trodenschicht 19 wie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Flachschirm-Anzeigeeinrichtung 40 ausgebildet werden, emittieren diese Schichten Licht effizient und das Licht wird durch die aus einem metallischen Material hergestellte Gate- Elektrodenschicht 19 selbst reflektiert. Folglich übernimmt die Gate-Elektrodenschicht 19 die Funktion einer metallischen bzw. metallisierten Rückseite. Die Einrichtung erreicht damit eine hohe Emissionswirksamkeit, da das von den Fluoreszenz schichten 41 auf der Gate-Elektrodenschicht 19 emittierte Licht und das von den fluoreszierenden Schichten 31 auf dem Schirmträger 33 emittierte Licht zusammenwirken.

Beim vorstehenden Ausführungsbeispiel der Flachschirm-Anzei geeinrichtung 40 wurde beschrieben, daß diese pyramidenför mige Kathoden gemäß vorliegender Erfindung benutzt. Die fluo reszierenden Schichten auf der Gate-Elektrodenschicht sind nicht auf diejenigen beschränkt, die bei dieser speziellen Einrichtung 40 eingesetzt werden. Die nach unterschiedlichen Herstellungsverfahren hergestellten Feldemissions-Kathoden können wirksam bei der Herstellung der in Rede stehenden Ein richtung eingesetzt werden. Insbesondere dann, wenn die her kömmlichen Kathoden, die gemäß dem in Fig. 9 veranschaulich ten Dreh-Vakuum-Abscheidungsverfahren hergestellt wurden und bei denen davon auszugehen ist, daß sie große Emissionsströme zwischen den Gates und den Kathoden erzeugen, eingesetzt wer den, zeigen die zweiten Fluoreszenzschichten auf der Gate- Elektrodenschicht ihre Wirkung noch augenfälliger.

Wenn der Emitter 7, der nach dem Verfahren der Dreh-Vakuum- Schrägabscheidung in dem kleinen Loch 5, das in die dem Si- Einkristall-Substrat 1 über lagerte isolierende Schicht 2 aus SiO₂ eingebracht ist, wie dies in Fig. 6 veranschaulicht ist, hergestellt ist, eingesetzt wird, ist die zweite Fluoreszenz schicht 41 auf der Gate-Elektrodenschicht angeordnet und um gibt das Loch 5. Wenn dieser Aufbau eingesetzt wird, läßt sich eine bevorzugte Emissionswirksamkeit erzielen, und eine Ungleichförmigkeit der Helligkeit der Bildelemente selbst dann vermeiden, wenn der Emitter 7 eingesetzt wird, der nach dem Verfahren der Dreh-Vakuum-Schrägabscheidung hergestellt ist, das starke Ungleichförmigkeiten der Abstände zwischen den Gates und den Emittern und der Formen der Emitter mit sich bringt und zur Vergrößerung der Emissionsströme zwischen den Gates und den Kathoden tendiert.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 ein Verfahren zur Herstellung der Feldemissions-Kathoden zum Einsatz bei einer Flachschirm-Anzeigeeinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung beschrieben, bei der Fluoreszenzschichten auch in den Öffnungsbereichen von Emittern in der Gate-Elektrodenschicht ausgebildet sind.

Zunächst wird auf einem Si-Substrat 51 eine isolierende Schicht 52 aus SiO₂ mit einer Dicke von 1,2 µm nach dem CVD- Verfahren hergestellt. Dann wird eine Mo-Schicht 53 mit einer Dicke von 0,5 µm auf der isolierenden Schicht 52 aus SiO₂ mit Hilfe des Elektrodenstrahl-Vakuum-Abscheidungsverfahrens aus gebildet. Ein Resist (Photolack) wird auf die Mo-Schicht 53 durch Schleuderbeschichtung aufgebracht und einer Musterung durch Belichtung mittels eines Elektronenstrahls unterzogen. Wenn der Resist entfernt ist, wird die Mo-Schicht 53 selektiv geätzt, um einen Öffnungsteil bzw. Öffnungsbereich 54 zu bil den. Nach vollständiger Entfernung des Resists wird die iso lierende Schicht 52 aus SiO₂ mit einer HF-Lösung geätzt, um ein Loch 55 in der isolierenden Schicht 52 aus SiO₂ zu bil den. Dann wird das Si-Substrat 51 parallel zur Oberfläche des Substrats gedreht und Aluminium wird durch Vakuum-Schrägab scheidung als eine trennende Schicht auf der Mo-Schicht 53 ausgebildet, um eine Aluminium-Schicht 56 zu bilden. Das bis lang beschriebene Verfahren ist in Fig. 7(a) veranschaulicht.

Dann wird das Si-Substrat 51 parallel zur Oberfläche des Sub strats gedreht und gleichzeitig Mo auf dem Si-Substrat 51 rechtwinklig hierzu mittels Elektronenstrahl-Vakuum-Abschei dung aufgebracht. Da die Mo-Schicht 57 nicht nur auf der Alu miniumschicht 56 und auf dem Si-Substrat 51, sondern auch auf den seitlichen Oberflächen der Aluminiumschicht 56 aufge bracht ist, nimmt der Durchmesser des Öffnungsbereichs 54 allmählich ab. Da der Bereich der Vakuum-Abscheidung von Mo auf dem Si-Substrat 51 innerhalb eines Lochs 55 kontinuier lich als Folge der Verringerung des Durchmessers abnimmt, wird auf dem Si-Substrat 51 ein konischer Emitter 58 aus Mo gebildet. Das bislang beschriebene Verfahren ist in Fig. 7(b) gezeigt.

Nachdem die Mo-Schicht 57 und die Aluminiumschicht (Al- Schicht) 56 entfernt sind (Fig. 7(c)), wird das aus Silizium bestehende Substrat 51 parallel zur Substratoberfläche ge dreht und gleichzeitig werden rote, grüne und blaue Fluores zenzschichten 59 in schräger Richtung, wie etwa in einem Win kel von 75° relativ zur Drehachse abgeschieden, und zwar mit tels Vakuum-Schrägabscheidung oder schrägem Sputtern, um den Öffnungsteil 54 anzuheben bzw. zu bilden. Hiermit ist die Ka thode des vorliegenden Ausführungsbeispiels vervollständigt. Das bislang beschriebene Verfahren ist in Fig. 7(d) gezeigt.

Die Flachschirm-Anzeigeeinrichtung, die mit der in vorstehend beschriebener Weise erhaltenen Kathodenplatte ausgestattet ist, ermöglicht eine wirksame Injektion bzw. Einbringung der Elektrodenströme zwischen den Gates und den Kathoden in die Fluoreszenzschichten 59, verglichen mit den vorstehenden Aus führungsbeispielen der Flachschirm-Anzeigeeinrichtung, bei denen die fluoreszierenden Schichten lediglich auf der Gate- Elektrodenschicht ausgebildet sind. Dies liegt darin begrün det, daß beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Fluores zenzschichten zusätzlich in den Öffnungsbereichen 54 der Gate-Elektrodenschicht (Mo-Schicht 53) ausgebildet sind. Wenn diese Flachschirm-Anzeigeeinrichtung durch Anlegen einer Spannung von 30 V zwischen den Gates und den Kathoden und ei ner Spannung von 200 V zwischen den Anoden und den Kathoden betrieben wird, erzeugt sie folglich ein Bild mit noch weiter verbesserter Qualität, das hohe Helligkeit der Bildelemente besitzt und äußerst geringfügige Helligkeitsungleichförmig keit zeigt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird nachstehend ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektronischen Ein richtung in Form einer Elektronenstrahl-Zeicheneinrichtung beschrieben.

Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung der Elektronen strahl-Zeicheneinrichtung, bei der die gemäß der Beschreibung bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen hergestellten Feldemissions-Kathodengestaltungen eingesetzt werden. In der Darstellung bezeichnet das Bezugszeichen 61 eine Feldemissi ons-Kathode, die mit pyramidenförmigen Emittern versehen und gemäß der Beschreibung der vorhergehenden Ausführungsbeispie len hergestellt ist, das Bezugszeichen 62 einen Si-Wafer, 63 eine Stufe und 64 eine schockabsorbierende Basis. Der von der Feldemissions-Kathode 61 in das Innere eines bei hohem Evaku ierungsgrad (ungefähr 7×10^-8 Torr) gehaltenen Behälters 65 abgestrahlte Elektronenstrahl e wird mit Hilfe einer Elektro nenquelle-Treibereinrichtung 66 in Übereinstimmung mit einem Bildinformationssignal moduliert (Ein/Aus-Steuerung) und wei terhin durch eine Ablenkelektrode 67 in Übereinstimmung mit einem Zeicheninformationssignal in derselben Weise wie mit der Elektronenquelle-Treibereinrichtung 66 abgelenkt, um ein Muster auf dem Si-Wafer 62 zu zeichnen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine konvergierende elektromagneti sche Linse 68 eingefügt und wird durch eine Treibereinrich tung 69 für die elektromagnetische Linse gesteuert, um die Konvergenz des in vorstehender Weise ausgesandten Elektronen strahls e zu verbessern. Die Stufe 63 und die Ablenkelektrode 67 werden mittels einer Synchronisations-Steuereinrichtung 70 synchronisiert.

Bei der in vorstehend beschriebener Weise aufgebauten Elek tronenstrahl-Zeicheneinrichtung wird ein feines Muster auf dem Si-Wafer 62 durch Anlegen einer Spannung von 30 V an die Feldemissions-Kathode 61 gezeichnet, wodurch die Aussendung des Elektronenstrahls e und gleichzeitig die Ablenkung des Elektronenstrahls e und die Bewegung der Stufe 63 in Überein stimmung mit dem Zeicheninformationssignal bewirkt wird.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen Fälle dar, bei denen die erfindungsgemäßen Feldemissions-Ka thodengestaltungen bei einer Flachschirm-Anzeigeeinrichtung und einer Elektronenstrahl-Zeicheneinrichtung eingesetzt wer den. Diese stellen jedoch nicht die einzigen Einrichtungen dar, bei denen die erfindungsgemäßen Feldemissions-Kathoden gestaltungen in der Praxis anwendbar sind. Verschiedene an dere elektronische Einrichtungen, wie etwa ultraschnelle Mi krowelleneinrichtungen, Leistungseinrichtungen und Elektro nenstrahleinrichtungen erlauben in gleicher Weise einen effektiven Einsatz der erfindungsgemäßen Feldemissions-Ka thodengestaltungen.

Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht die Methode zur Her stellung der Feldemissions-Kathodengestaltung, die mit vor liegender Erfindung vorgestellt wird, eine stabile Produktion von Emittern, die hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Ge stalt und ihrer Gleichförmigkeit (beispielsweise Schärfe der Spitzen) überlegen sind, und erlaubt eine genaue Steuerung der Abstände zwischen den Gates und den Emittern. Damit kön nen Feldemissions-Kathodengestaltungen hoher Qualität mit hervorragender Wirksamkeit der Feldemission und durchgreifen der Unterdrückung der Ungleichförmigkeit der Wirksamkeit mit hoher Reproduzierbarkeit hergestellt werden. Da die Kathoden gestaltungen vergrößerte Bereiche für ihre Ausbildung einset zen können, ohne daß eine Vergrößerung der Dicke resultiert, tragen sie zur Verbesserung der Produktivität des die Erfin dung verkörpernden Vorgangs und gleichzeitig zur Realisierung einer effektiven Anpassung an unterschiedliche elektronische Einrichtungen bei. Ferner besitzt die erfindungsgemäße Feld emissions-Kathodengestaltung große Festigkeit, wenn sie als Teil des Gehäuses der Einrichtung eingesetzt wird, und kann daher geeignet beispielsweise bei der Flachschirm-Anzeigeein richtung eingesetzt werden. Mit der vorliegenden Erfindung wird die Helligkeit des von den Bildelementen ausgesandten Lichts gefördert und die Ungleichförmigkeit der Helligkeit der einzelnen Bildelementen unterdrückt.

Zusammenfassend werden Emitter dadurch hergestellt, daß eine thermisch oxidierte isolierende Schicht auf einem ersten, mit Löchern mit spitz zulaufendem Boden versehenen Substrat aus gebildet, eine Emitter-Materialschicht auf der thermisch oxi dierten isolierenden Schicht unter Auffüllung des Inneren der Löcher hergestellt, das erste Substrat mit einem durch ein Trägersubstrat gebildeten zweiten Substrat verbunden, das er ste Substrat durch Ätzung und unter Freilegung der thermisch oxidierten isolierenden Schicht und unter gleichzeitiger Er möglichung des Herausragens der Vorsprünge, die den das In nere der Löcher auffüllenden Teilen des Emitter-Materials entsprechen, entfernt, eine Gate-Elektrodenschicht auf der freigelegten thermisch oxidierten isolierenden Schicht ausge bildet und ein Teil der thermisch oxidierten isolierenden Schicht und der Gate-Elektrodenschicht entfernt wird, um die Spitzen der Vorsprünge freizulegen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Feldemissions-Katho denaufbaus, mit den Schritten:
Bereitstellen eines ersten Substrats mit Löchern mit scharfer Spitze,
Ausbilden einer isolierenden Schicht auf der Oberfläche des ersten Substrats einschließlich der Oberfläche der Lö cher,
Erzeugen einer Emitter-Materialschicht auf den isolie renden Schichten unter gleichzeitiger Auffüllung des Inneren der Löcher mit dem Emitter-Material,
Verbinden des mit der Emitter-Materialschicht bedeckten ersten Substrats mit einem aus einem Trägersubstrat beste henden zweiten Substrat unter Zwischenlage der Emitter-Ma terialschicht,
Entfernen des ersten Substrats von den verbundenen Sub straten durch Ätzung, um die isolierende Schicht freizulegen und ein Herausragen der Vorsprünge, die aus dem das Innere der Löcher füllenden Emitter-Material bestehen und die iso lierende Schicht als eine Oberflächenschicht tragen, zu er möglichen,
Ausbilden einer Gate-Elektrodenschicht auf der isolie renden Schicht einschließlich der Vorsprünge, und Entfernen des Teils der isolierenden Schicht und der Gate-Elektrodenschicht an den Spitzen der Vorsprünge, um hierdurch Emitter mit einer freiliegenden Spitze zu schaffen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die isolierende Schicht durch thermi sche Oxidation der Oberfläche des ersten Substrats erhalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß eine leitende Schicht auf der Emitter-Materialschicht ausgebildet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem ersten und dem zweiten Substrat bestehende Einheit durch die Methode der elektrostatischen Adhäsion gebildet wird.

5. Feldemissions-Kathodenaufbau mit
einem Trägersubstrat (17)
einer auf dem Trägersubstrat (17) ausgebildeten und fest mit diesem verbundenem Emitter-Materialschicht (14), die mit zumindest einem vorstehenden Emitter mit einer scharfen Spitze versehen ist,
einer isolierenden Schicht (13), die auf der Emitter- Materialschicht (14) derart ausgebildet ist, daß die Spitze (18a) des Emitters freiliegt, und
einer Gate-Elektrodenschicht (19), die auf der isolie renden Schicht entlang der Kontur des Emitters ausgebildet und mit einem die Spitze des Emitters umgebenden Öffnungsbe reich versehen ist.

6. Feldemissions-Kathodenaufbau nach Anspruch 5, da durch gekennzeichnet, daß das Trägersubstrat (17) ein Glassubstrat mit einer Dicke von ungefähr 1 mm ist.

7. Feldemissions-Kathodenaufbau nach Anspruch 5 oder 6, daß die Emitter-Materialschicht (14) und die bzw. eine Katho denschicht aus demselben einen Material bestehen und identi sche Beschaffenheit besitzen.

8. Flachschirm-Anzeigeeinrichtung mit
einem Schirmträger (33), auf dem aufeinanderfolgend ei ne fluoreszierende Schicht (31a, 31b, 31c) und eine Anoden- Elektrodenschicht aufgebracht sind,
einer der fluoreszierenden Schicht gegenüberliegenden Feldemissions-Kathodenplatte (21), die aus einer Kathoden- Elektrodenschicht besteht,
auf der Kathoden-Elektrodenschicht ausgebildeten Emit tern (18) und einer Gate-Elektrodenschicht (19), die zur Steuerung der von dem oder den Emittern abgegebenen Elektro nenströme ausgelegt ist, und
einer zweiten fluoreszierenden Schicht (41a, 41b, 41c), die auf der Gate-Elektrodenschicht (19) und/oder in den Emit terlöchern in der Gate-Elektrodenschicht ausgebildet sind.

9. Verfahren zur Herstellung eines Feldemissions-Katho denaufbaus, mit den Schritten:
Vorbereiten eines aus einem Einkristall-Material beste henden ersten Substrats,
selektives Ätzen des ersten Substrats zur Ausbildung zumindest eines Lochs mit einer scharfen Spitze auf der Sub stratoberfläche,
Ausbilden einer Oxidschicht auf der mit dem zumindest einen Loch versehenen Oberfläche des ersten Substrats, Ausbilden einer Emitter-Materialschicht gleichförmiger Dicke auf der Oxidschicht unter gleichzeitiger Auffüllung des zumindest einen Lochs mit Emitter-Material,
Bereitstellen eines zweiten, aus einem Glasmaterial be stehenden Trägersubstrats,
Verbinden des auf seiner Oberfläche mit der Emitter-Ma terialschicht versehenen ersten Substrats mit dem zweiten Trägersubstrat unter Zwischenlage der Emitter-Material schicht,
Wegätzen des aus dem Einkristall-Material bestehenden ersten Substrats von der aus dem ersten und dem zweiten Sub strat bestehenden Einheit, wodurch die Oxidschicht freigelegt wird, in der zumindest ein Vorsprung mit einer scharfen Spitze angeordnet ist,
Ausbilden einer Gate-Elektrodenschicht auf der Oxid schicht,
Wegätzen der Oxidschicht und der Gate-Elektroden schicht, wodurch die Spitze des Emitters in zumindest einem durch die Oxidschicht und die Gate-Elektrodenschicht abge deckten Vorsprung freigelegt und ein Öffnungsbereich in dem dem zumindest einen Vorsprung entsprechenden Teil der Gate- Elektrodenschicht gebildet wird, und
Wegätzen der Oxidschicht zwischen der Spitze des Emit ters und der Gate-Elektrodenschicht im Öffnungsbereich der Gate-Elektrodenschicht, wodurch die Emitterspitze des Vor sprungs freigelegt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeich net durch den Schritt des Ausbildens einer leitenden Schicht auf der Emitter-Materialschicht.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die aus dem ersten und dem zweiten Substrat bestehende Einheit durch die Methode der elektrostatischen Adhäsion erreicht wird.

12. Verfahren zur Herstellung einer Feldemissions-Ka thodenplatte für die Verwendung bei einer Flachschirm-Anzei geeinrichtung, mit den Schritten:
Ausbilden einer aus SiO₂ bestehenden isolierenden Schicht auf einem Si-Substrat,
Vakuum-Abscheiden einer Gate-Materialschicht auf der isolierenden Schicht,
selektives Entfernen der Gate-Materialschicht durch Ät zen, um hierdurch eine Mehrzahl von Öffnungsbereichen in der Gate-Materialschicht zu bilden,
Entfernen der isolierenden Schicht in den Öffnungsbe reichen durch Ätzen, um hierdurch Löcher zu bilden,
Drehen des die Öffnungsbereiche besitzenden Si-Sub strats parallel zu seiner Oberfläche und gleichzeitiges Va kuum-Abscheiden einer Metalltrennschicht auf der Oberfläche der Gate-Schicht in schräger Richtung mit vorbestimmtem Win kel relativ zu den Öffnungsbereichen,
Drehen des Substrats mit der darauf befindlichen va kuum-abgeschiedenen Metalltrennschicht parallel zu seiner Oberfläche und gleichzeitiges Abscheiden einer Emitter-Mate rialschicht rechtwinklig zur Oberfläche des Substrats durch die Methode der Elektrodenstrahl-Vakuumabscheidung, um hier durch eine Emitter-Materialschicht auf der Oberfläche der Me talltrennschicht auszubilden und gleichzeitig konische Emit ter in den Löchern zu formen,
Entfernen der Metalltrennschicht und der Emitter-Mate rialschicht vom Substrat, und
Drehen des Si-Substrats mit Öffnungsbereichen, die in den Löchern ausgebildete Emitter besitzen, um die Achse rechtwinklig zu seiner Oberfläche und gleichzeitiges Abschei den einer fluoreszierenden Schicht auf ihm in einem vorgege benen Winkel relativ zu den Öffnungsbereichen nach der Me thode der Vakuum-Schrägabscheidung oder des Schräg-Sputterns, um hierdurch fluoreszierende Schichten derart herzustellen, daß sie konzentrisch von den Umfangsbereichen der Öffnungsbe reiche vorstehen.