JP2000195448A - Manufacture of electric field emission type cathode and flat surface type display device - Google Patents

Manufacture of electric field emission type cathode and flat surface type display device

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JP2000195448A
JP2000195448A JP37457198A JP37457198A JP2000195448A JP 2000195448 A JP2000195448 A JP 2000195448A JP 37457198 A JP37457198 A JP 37457198A JP 37457198 A JP37457198 A JP 37457198A JP 2000195448 A JP2000195448 A JP 2000195448A
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electrode
electron
layer
field emission
opening
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JP37457198A
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Inventor
Koji Inoue
浩司 井上
Toshiki Shimamura
敏規 島村
Jiro Yamada
二郎 山田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure easy manufacture of an electric field emission type cathode using material, such as carbon material, capable of emitting electrons in an electric field of a low threshold. SOLUTION: This manufacture includes a process for forming an insulating layer 7 and a second electrode 12 thereon on a first electrode 11, both having an opening 25 in parts for forming an electron emitting element, a process for forming a resist layer 26 on an area including on a second electrode 12 except for the opening 25 and forming an electron emitting material layer 27 (such as a carbon material layer) on an area including the resist layer 26 and in the opening 25 facing to the first electrode 11, a process for forming an electron emitting element 28 of an electron emitting material layer on the first electrode 11 in the opening 25 by lifting off the resist layer 26 and the electron emitting layer 27 thereon, and a process for etching and eliminating an insulating layer wall in the opening 25 so as to separate the insulating layer wall from the electron emitting element 28.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、平面型表示装置及
び電界放出型カソードの製造方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a flat display device and a method of manufacturing a field emission cathode.

【0002】[0002]

【従来の技術】平面型表示装置として、冷陰極構成の電
界放出型カソードを備えた平面型表示装置が開発されて
いる。従来のかかる平面型表示装置15は、例えば図8
にその一部を断面とする斜視図に示すように、夫々例え
ばガラス基板によって構成される第1及び第2の基板1
及び2が、補強用のスペーサ3を介して、互いに所要の
間隔を保持して対向され、これら相対向する基板1及び
2の周辺部がセラミック等の絶縁性の外周枠14を介し
て例えばガラスフリットにて気密的に封着されて、両基
板1及び2間に、気密的偏平空間が形成され、第1の基
板1側に電界放出型カソード4が配置され、第2の基板
2側に蛍光面5が形成されて成る。
2. Description of the Related Art As a flat display device, a flat display device having a field emission type cathode having a cold cathode structure has been developed. Such a conventional flat display device 15 is, for example, shown in FIG.
As shown in a perspective view in which a part thereof is a cross section, first and second substrates 1 each constituted by a glass substrate, for example,
And 2 are opposed to each other via a reinforcing spacer 3 at a predetermined interval, and the peripheral portions of the opposing substrates 1 and 2 are made of, for example, glass via an insulating outer peripheral frame 14 made of ceramic or the like. Airtightly sealed by a frit, an airtight flat space is formed between the two substrates 1 and 2, a field emission cathode 4 is arranged on the first substrate 1 side, and a field emission cathode 4 is arranged on the second substrate 2 side. A fluorescent screen 5 is formed.

【0003】第1の基板1上には、夫々例えばストライ
プ状の複数の第1の電極(いわゆるカソード電極)11
及び第2の電極(いわゆるゲート電極)12が、互いに
交叉する方向に平行配列され、互いの交叉部が絶縁層7
を介して電気的に絶縁されて形成される。
On the first substrate 1, a plurality of first electrodes (so-called cathode electrodes) 11 each having, for example, a stripe shape are provided.
And a second electrode (a so-called gate electrode) 12 are arranged in parallel in a direction crossing each other, and the crossing portion is formed by the insulating layer 7.
Are formed so as to be electrically insulated through the substrate.

【0004】そして、例えばこれら第1及び第2の電極
11及び12の交叉部に対応して、夫々電界放出型カソ
ード4が構成される。これら電界放出型カソード4は、
冷陰極構成を有し、図9にその要部の一部を断面とする
斜視図及びその要部の断面図を示すように、第1及び第
2の電極11及び12の交叉部に、絶縁層7と上層の第
2の電極12とを貫通する透孔8が形成され、これら透
孔8内において、下層の第1の電極11上に、例えば円
錐状の尖鋭形状としたいわゆるスピント型の電子放出素
子(いわゆるエミッタ)9が配置されて成る。この場
合、1画素当たり、複数個の電界放出素子9が配置され
る。
[0004] For example, a field emission cathode 4 is formed corresponding to the intersection of the first and second electrodes 11 and 12, respectively. These field emission cathodes 4
FIG. 9 shows a perspective view in which a part of the main part is cross-sectional and a cross-sectional view of the main part. Through holes 8 penetrating the layer 7 and the upper second electrode 12 are formed, and in these through holes 8, a so-called Spindt-type, for example, a conical sharp shape is formed on the lower first electrode 11. An electron-emitting device (so-called emitter) 9 is arranged. In this case, a plurality of field emission devices 9 are arranged for one pixel.

【0005】第2の基板2側の蛍光面5上には、薄膜導
電層によるメタルバック層6が形成され、このメタルバ
ック層6に高電圧の加速電圧が供給される。
A metal back layer 6 of a thin film conductive layer is formed on the fluorescent screen 5 on the second substrate 2 side, and a high accelerating voltage is supplied to the metal back layer 6.

【0006】そして、第1及び第2の電極11及び12
の選択された電極間に所要の電圧が印加されることによ
って、この交叉部に配置された電界放出型カソード4の
各電子放出素子9から電子を取り出し、これを上述の加
速電圧によって加速させてメタルバック層6を突き抜け
て蛍光面5に衝撃させて、この部分を励起発光させて、
目的とする発光表示、例えば画像表示を行う。
Then, the first and second electrodes 11 and 12
When a required voltage is applied between the selected electrodes, electrons are taken out from each electron-emitting device 9 of the field emission type cathode 4 arranged at the intersection, and the electrons are accelerated by the above-described acceleration voltage. By penetrating through the metal back layer 6 and impacting the fluorescent screen 5, this portion is excited and emits light,
An intended light emission display, for example, an image display is performed.

【0007】上述の電界放出型カソードは、熱電子放出
に替わって強電界による物質のトンネリング効果を利用
している。電子放出素子となるいわゆるエミッタ材料に
は、モリブデン(Mo)、ニッケル(Ni)、タングス
テン(W)などの高融点金属や、シリコン(Si)が用
いられる(例えば特開平7−176264号公報、特開
平8−264112号公報参照)。
The above-mentioned field emission type cathode utilizes the tunneling effect of a substance due to a strong electric field instead of thermionic emission. As a so-called emitter material for the electron-emitting device, a refractory metal such as molybdenum (Mo), nickel (Ni), and tungsten (W), or silicon (Si) is used (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-176264, See JP-A-8-264112).

【0008】電界放出型カソードにおいて、スピント型
の電子放出素子は、具体的には例えば次のように構成さ
れている。即ち、図9に示す透孔8が直径1μm以下に
形成され、この透孔8に前記の高融点金属またはシリコ
ンを用いて、リフトオフ法等によってその先端の曲率半
径が数十nmに作られた円錐状をなし、先端が第2の電
極12側に向くように形成される。円錐形状の高さも1
μm以下とされ、第1の電極11と第2の電極12の距
離も絶縁層7を介して1μm以下となっている。第2の
電極12に第1の電極11に対し数十ボルトの正の電圧
を加えると、円錐状の電子放出素子9の先端部はおおよ
そ107 V/cmの電界となり、この電子放出素子9の
先端部から電界放出が起こる。
In the field emission cathode, the Spindt-type electron emission element is specifically configured, for example, as follows. That is, the through hole 8 shown in FIG. 9 is formed with a diameter of 1 μm or less, and the radius of curvature of the tip of the through hole 8 is made several tens nm by a lift-off method or the like using the high melting point metal or silicon. It has a conical shape, and is formed so that the tip is directed to the second electrode 12 side. Conical height is also 1
μm or less, and the distance between the first electrode 11 and the second electrode 12 is also 1 μm or less via the insulating layer 7. When a positive voltage of several tens of volts is applied to the second electrode 12 with respect to the first electrode 11, the tip of the conical electron-emitting device 9 has an electric field of approximately 10 7 V / cm, and this electron-emitting device 9 Field emission occurs from the tip of the.

【0009】上述の平面型表示装置15においては、こ
のような電界放出型カソード4を蛍光面5に対して0.
2mm〜1.0mm程の距離を隔てて対向配置される。
In the flat display device 15 described above, such a field emission type cathode 4 is placed at a distance of 0.1 mm from the fluorescent screen 5.
They are arranged facing each other with a distance of about 2 mm to 1.0 mm.

【0010】ところで、このようなスピント型の電界放
出型カソードには、次のような問題があった。 (1)Mo,Ni,Wなどの高融点金属やSiの電界放
出が起こる閾値電界は、107 V/cm程度と高く、こ
のため、第2の電極12に供給するゲート電圧を小さく
すべく、第2の電極12の透孔径や、第1の電極11と
第2の電極12との間の距離をサブミクロン以下にする
必要があり、サブミクロン以下の作成精度が必要にな
る。 (2)Mo,Ni,Wなどの高融点金属やSiはイオン
衝撃に弱く、残留ガスや蛍光体から発生するイオン衝撃
によって劣化し易い。このため、カソードの寿命を確保
するためには、通常の平面型表示装置の真空度である1
-6〜10-7torrに比べて一桁以上低い真空度を維
持する必要がある。
Incidentally, such a Spindt-type field emission cathode has the following problems. (1) The threshold electric field at which field emission of refractory metals such as Mo, Ni and W or Si occurs is as high as about 10 7 V / cm, so that the gate voltage supplied to the second electrode 12 must be reduced. The diameter of the through-hole of the second electrode 12 and the distance between the first electrode 11 and the second electrode 12 need to be set to submicron or less, and a submicron or less production accuracy is required. (2) Refractory metals such as Mo, Ni, and W and Si are weak to ion bombardment and easily deteriorated by residual gas or ion bombardment generated from a phosphor. For this reason, in order to secure the life of the cathode, the degree of vacuum of the normal flat display device is set to 1
It is necessary to maintain a degree of vacuum that is at least one order of magnitude lower than 0 -6 to 10 -7 torr.

【0011】一方、このような問題点のある高融点金属
に替えて、閾値電界の小さいダイヤモンド、ダイヤモン
ドライクカーボン、グラファイトなどのカーボン系物質
をエミッタに用いた電界放出型カソードが発表されてい
る。しかしながら、カーボン系材料はエッチングが80
0℃以上の高温で行う必要があることや、エッチングレ
ートが低いなどの加工上の問題があった。
On the other hand, a field emission cathode using a carbon-based material having a small threshold electric field, such as diamond, diamond-like carbon, and graphite, as an emitter instead of the high melting point metal having such a problem has been disclosed. However, the etching of carbon-based materials is 80
There are processing problems such as the necessity of performing at a high temperature of 0 ° C. or higher and a low etching rate.

【0012】これに替わって、PCT/GB96/01
858(WO97/06549)には、グラファイトな
どの導電性粒子を、基板上に設けた導電層の上に誘電体
層を挟んで配置し、さらに、この導電性粒子の上部に誘
電体層を設け、導電性粒子上部の誘電体層と、基板上に
設けた導電層上の誘電体層の厚みを導電性粒子の1/1
0から1/100にする構造の電界放出型カソードが提
案されている。
Instead of this, PCT / GB96 / 01
No. 858 (WO 97/06549), conductive particles such as graphite are arranged on a conductive layer provided on a substrate with a dielectric layer interposed therebetween, and a dielectric layer is provided on the conductive particles. The thickness of the dielectric layer on the conductive particles and the thickness of the dielectric layer on the conductive layer provided on the substrate are set to 1/1 of the conductive particles.
A field emission type cathode having a structure from 0 to 1/100 has been proposed.

【0013】また、US Patent 5,608,
283には、グラファイト、アモルファスカーボン、シ
リコンカーバイトの粒子を、基板上の導電層に形成した
高抵抗の柱の上や、この導電層の上に接着層を介して配
置して成る電界放出カソードプレートが提案されてい
る。
[0013] US Patent 5,608,
Reference numeral 283 denotes a field emission cathode in which particles of graphite, amorphous carbon, and silicon carbide are arranged on a high-resistance column formed on a conductive layer on a substrate or on this conductive layer via an adhesive layer. Plates have been proposed.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
PCT/GB96/01858(WO97/0654
9)では、導電性粒子が誘電体層を介して配置されるこ
とを特徴とし、特に誘電体層の厚みを数百Åのオーダで
限定することを特徴としている。しかし、誘電体層の厚
みを数百Åのオーダで制御することは困難である。
However, the former PCT / GB96 / 01858 (WO97 / 0654)
9) is characterized in that the conductive particles are arranged via a dielectric layer, and in particular, the thickness of the dielectric layer is limited to the order of several hundreds of square meters. However, it is difficult to control the thickness of the dielectric layer on the order of several hundreds of square meters.

【0015】後者のUS Patent 5,608,
283では、導電性を有する接着層によって導電性粒子
を高抵抗層に付けることを特徴としているが、接着層が
導電性粒子を覆ってしまう危険性があり、この場合には
電界放出が起こらないという問題点があった。
The latter US Patent 5,608,
283 is characterized in that the conductive particles are attached to the high resistance layer by a conductive adhesive layer, but there is a risk that the adhesive layer covers the conductive particles, in which case no field emission occurs. There was a problem.

【0016】本発明は、上述の点に鑑み、低閾値電界で
の電子放出を可能にし、且つ容易に製造可能にした平面
型表示装置を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a flat-panel display device capable of emitting electrons at a low threshold electric field and easily manufactured.

【0017】また、本発明は、低閾値電界での電子放出
が可能な材料、例えばカーボン系材料の使用を可能と
し、且つ製造を容易にした電界放出型カソードの製造方
法を提供するものである。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a field emission cathode which enables the use of a material capable of emitting electrons at a low threshold electric field, for example, a carbon-based material and facilitates the manufacture. .

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明に係る平面型表示
装置は、第1及び第2の基板が所要の間隔を保持して対
向され、第1及び第2の基板の対向部の周辺部が気密的
に封止され、第1の基板側に電界放出型カソードが配置
され、第2の基板側に蛍光面が形成され、電界放出型カ
ソードから取り出された電子が加速されて蛍光面に照射
され、蛍光面を励起発光して表示を行うようにした平面
型表示装置であって、電界放出型カソードが、絶縁層を
介して第2の電極と分離された下層の第1の電極上にリ
フトオフ法により形成した107 V/cmより小さい閾
値電界で電子放出できる材料による電子放出素子にて構
成され、電子放出素子の臨む開口内の絶縁層の壁面が電
子放出素子より後退した構成とする。
According to the flat display device of the present invention, the first and second substrates are opposed to each other while maintaining a required interval, and the peripheral portion of the opposed portion of the first and second substrates is provided. Is hermetically sealed, a field emission cathode is disposed on the first substrate side, a phosphor screen is formed on the second substrate side, and electrons extracted from the field emission cathode are accelerated to form a phosphor screen on the phosphor screen. What is claimed is: 1. A flat-panel display device which emits light and emits light on a phosphor screen to perform display, wherein a field emission cathode is provided on a lower first electrode separated from a second electrode via an insulating layer. An electron-emitting device made of a material capable of emitting electrons with a threshold electric field smaller than 10 7 V / cm formed by a lift-off method, wherein a wall surface of an insulating layer in an opening facing the electron-emitting device is recessed from the electron-emitting device. I do.

【0019】この平面型表示装置においては、107
/cmより小さい低閾値電界での電子放出が可能とな
る。製造に際しても、第1の電極と第2の電極間の距
離、第2の電極の開口径の寸法等の作成精度に余裕がと
れ、また真空度を大きくとれる等、好ましい条件での製
造が可能となる。
In this flat display device, 10 7 V
/ Cm can be emitted in a low threshold electric field. During manufacturing, it is possible to manufacture under favorable conditions, such as allowing a sufficient margin in the production accuracy such as the distance between the first electrode and the second electrode, the size of the opening diameter of the second electrode, and a large degree of vacuum. Becomes

【0020】しかも、電界放出型カソードは、閾値電界
の小さい材料を用いてリフトオフ法で形成され、且つ開
口内の絶縁層壁面が電子放出素子より後退して構成され
るので、低閾値電界の電界放出カソードの信頼性が上が
る。従って、信頼性の高い且つ低閾値電界で電子放出が
可能な平面型表示装置が提供できる。
In addition, the field emission cathode is formed by a lift-off method using a material having a small threshold electric field, and the insulating layer wall surface in the opening is recessed from the electron-emitting device. The reliability of the emission cathode is increased. Therefore, it is possible to provide a highly reliable flat display device capable of emitting electrons with a low threshold electric field.

【0021】本発明に係る電界放出型カソードの製造方
法は、第1の電極上に、共に電子放出素子を形成すべき
部分に開口を有する絶縁層及びその上の第2の電極を形
成する工程と、開口を除き、第2の電極上を含む領域上
にレジスト層を形成し、第1の電極が臨む開口内及びレ
ジスト層上を含む領域上に電子放出材料層を被着形成す
る工程と、レジスト層及びその上の電子放出材料層をリ
フトオフして、開口内の第1の電極上に電子放出材料層
による電子放出素子を形成する工程と、開口内の絶縁層
壁面を電子放出素子から離れるようにエッチング除去す
る工程を有する。
In the method of manufacturing a field emission cathode according to the present invention, a step of forming an insulating layer having an opening on a portion where an electron-emitting device is to be formed on a first electrode and a second electrode thereon Forming a resist layer on a region including the second electrode except for the opening, and forming an electron emission material layer on the region including the resist layer and the opening facing the first electrode; Lifting off the resist layer and the electron-emitting material layer thereon to form an electron-emitting device with the electron-emitting material layer on the first electrode in the opening; and removing the insulating layer wall surface in the opening from the electron-emitting device. And a step of etching away so as to leave.

【0022】この製法においては、レジスト層とその上
の電子放出材料層をリフトオフして開口内に電子放出素
子を形成した後、開口内の絶縁層壁面を電子放出素子か
ら離れるようにエッチング除去することにより、電子放
出素子と第2の電極とは完全に分離される。そして、こ
の製法により、例えばカーボン系材料等の107 V/c
mより小さい低閾値電界の材料を用いた電界放出型カソ
ードの製造が可能になる。
In this manufacturing method, after the resist layer and the electron-emitting material layer thereabove are lifted off to form an electron-emitting device in the opening, the insulating layer wall surface in the opening is removed by etching away from the electron-emitting device. Thus, the electron-emitting device and the second electrode are completely separated. Then, by this manufacturing method, for example, 10 7 V / c of carbon-based material or the like is obtained.
It is possible to manufacture a field emission cathode using a material having a low threshold electric field smaller than m.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明するが、本発明は、この形態に限られるもので
はない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.

【0024】先ず、図4〜図7を用いて本実施の形態に
係る電界放出型カソードの製造方法を説明する。なお、
各工程を示す図5〜図7は、図4(完成後の平面図)の
B−B線上の断面に相当する。
First, a method of manufacturing a field emission cathode according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In addition,
FIG. 5 to FIG. 7 showing the respective steps correspond to cross sections taken along the line BB of FIG. 4 (plan view after completion).

【0025】先ず、図5Aに示すように、例えばガラス
等の絶縁性基板からなる下地基板21の一面上にストラ
イプ状にパターニングされた第1の電極(いわゆるカソ
ード電極)11を形成した後、第1の電極11上を含む
全面(但し、第1の電極11の端子部分は除く)にSi
2、ガラス、ポリイミドなどから成る絶縁層7を、熱
フィラメントCVD法、プラズマCVD法などの化学気
相成長法(Chemical Vaper Deposition)、物理気相成長
法(Physical Vaper Deposition)、スピンコート、印刷
技術等を用いて形成する。次いで、この絶縁層7上の全
面に、金(Au)/クロム(Cr)、タングステン
(W)、金(Au)/チタン(Ti)などの金属電極材
層121を蒸着、スパッタ等を用いて堆積する。
First, as shown in FIG. 5A, a first electrode (so-called cathode electrode) 11 patterned in a stripe shape is formed on one surface of a base substrate 21 made of an insulating substrate such as glass. The entire surface including the upper surface of the first electrode 11 (excluding the terminal portion of the first electrode 11)
An insulating layer 7 made of O 2 , glass, polyimide, or the like is coated with a chemical vapor deposition method such as a hot filament CVD method or a plasma CVD method (Chemical Vaper Deposition), a physical vapor deposition method (Physical Vaper Deposition), spin coating, and printing. It is formed using a technique or the like. Next, a metal electrode material layer 121 of gold (Au) / chromium (Cr), tungsten (W), gold (Au) / titanium (Ti), or the like is formed on the entire surface of the insulating layer 7 by vapor deposition, sputtering, or the like. accumulate.

【0026】次に、図5Bに示すように、金属電極材層
121上に第1の電極11と直交して形成すべき第2の
電極(いわゆるゲート電極)と同じストライプパターン
で且つ第1及び第2の電極の交叉部分に複数の開口24
を有する所定パターンのフォトレジスト層23を被着形
成する。
Next, as shown in FIG. 5B, the first and second electrodes (so-called gate electrodes) to be formed on the metal electrode material layer 121 at right angles to the first electrode 11 have the same stripe pattern as that of the first electrode 11. A plurality of openings 24 are provided at the intersection of the second electrodes.
The photoresist layer 23 having a predetermined pattern having the following is formed.

【0027】次に、図5Cに示すように、フォトレジス
ト層23をマスクにしてウェット法又はドライ法等によ
るエッチング技術を用いて金属電極材層121を選択的
にエッチングし、後に形成されるべき電子放出素子に対
応する位置に開口(透孔)25を有するストライプ状の
第2の電極12を形成する。
Next, as shown in FIG. 5C, using the photoresist layer 23 as a mask, the metal electrode material layer 121 is selectively etched by using an etching technique such as a wet method or a dry method to be formed later. A stripe-shaped second electrode 12 having an opening (through hole) 25 at a position corresponding to the electron-emitting device is formed.

【0028】さらに、図6Dに示すように、同じフォト
レジスト層23をマスクにしてウエット法またはドライ
法等によるエッチング技術を用いて下層の絶縁層7を選
択エッチングし、絶縁層7を第2の電極12と同様のパ
ターンに形成する。即ち、この絶縁層17に、後に形成
されるべき電子放出素子に対応する位置に開口(透孔)
25が形成される。
Further, as shown in FIG. 6D, using the same photoresist layer 23 as a mask, the lower insulating layer 7 is selectively etched using an etching technique such as a wet method or a dry method to form the second insulating layer 7 into a second layer. It is formed in the same pattern as the electrode 12. That is, openings (through holes) are formed in the insulating layer 17 at positions corresponding to the electron-emitting devices to be formed later.
25 are formed.

【0029】次に、図6Eに示すように、フォトレジス
ト層23を除去し、改めて、図6Fに示すように、フォ
トリソグラフィ技術を用いて開口25を除く他部全面に
フォトレジスト層26を被着形成する。
Next, as shown in FIG. 6E, the photoresist layer 23 is removed, and again, as shown in FIG. 6F, a photoresist layer 26 is coated on the entire surface except for the opening 25 by photolithography. Form.

【0030】次に、図7Gに示すように、開口25内及
びフォトレジスト層26上の全面に電子放出材料層、例
えば107 V/cmより小さい閾値電界で電子放出でき
る材料、例えばカーボン系材料層27を堆積し、その
後、図7Hに示すように、フォトレジスト層26及びそ
の上のカーボン系材料層27をリフトオフし、開口25
内の第1の電極11上にカーボン系材料による電子放出
素子(いわゆるエミッタ)28を形成する。カーボン系
材料としては、例えば、カーボングラファイト、ダイヤ
モンド、DLC等を用いることができる。カーボン系材
料の閾値電界は104 〜105 V/cm程度である。
Next, as shown in FIG. 7G, an electron-emitting material layer, for example, a material capable of emitting electrons with a threshold electric field smaller than 10 7 V / cm, for example, a carbon-based material, is formed on the entire surface of the opening 25 and on the photoresist layer 26. A layer 27 is deposited, and then the photoresist layer 26 and the carbon-based material layer 27 thereon are lifted off as shown in FIG.
An electron-emitting device (so-called emitter) 28 made of a carbon-based material is formed on the first electrode 11 inside. As the carbon-based material, for example, carbon graphite, diamond, DLC, or the like can be used. The threshold electric field of the carbon-based material is about 10 4 to 10 5 V / cm.

【0031】この状態では、カーボン系材料が絶縁層7
の内壁面に付着して、電子放出素子28(したがって第
1の電極11)と第2の電極12が短絡する恐れがあ
る。
In this state, the carbon-based material is
There is a possibility that the electron-emitting device 28 (therefore, the first electrode 11) and the second electrode 12 may be short-circuited by adhering to the inner wall surface of the device.

【0032】このため、次に、図7Iに示すように、開
口25内の絶縁層7の壁面を、之に付着されたカーボン
系材料と共に選択エッチングし、絶縁層7の壁面を電子
放出素子28から離す。これにより、電子放出素子28
は第2の電極12と確実に分離され、周辺先端が上方に
先鋭に突出する王冠状の電子放出素子28が形成され
る。このようにして、図4及び図7Iに示す目的とする
冷陰極構成の電界放出型カソード30を得る。
For this reason, as shown in FIG. 7I, the wall surface of the insulating layer 7 in the opening 25 is selectively etched together with the carbon-based material attached thereto, and the wall surface of the insulating layer 7 is Away from Thereby, the electron-emitting device 28
Is reliably separated from the second electrode 12, and a crown-shaped electron-emitting device 28 whose peripheral tip projects sharply upward is formed. Thus, the intended field emission cathode 30 having the cold cathode structure shown in FIGS. 4 and 7I is obtained.

【0033】本実施の形態に係る電界放出型カソードの
製造方法によれば、リフトオフ法により開口25内の第
1の電極11上に閾値電界の小さい材料、例えばカーボ
ングラファイト粒子等のカーボン系材料による電子放出
素子28を形成することにより、例えば3極(いわゆる
カソード、ゲート、アノード)エミッション素子の冷陰
極構成の電界放出型カソードの製造において、低閾値電
界で電子放出が起こる材料、例えばカーボン系材料を用
いることが可能となり、低閾値電界の電界放出型カソー
ドを容易に作成することができる。
According to the method of manufacturing a field emission cathode according to the present embodiment, a material having a small threshold electric field, for example, a carbon-based material such as carbon graphite particles is formed on the first electrode 11 in the opening 25 by a lift-off method. By forming the electron-emitting device 28, a material that emits electrons at a low threshold electric field, for example, a carbon-based material, for example, in the manufacture of a cold cathode field emission cathode of a three-pole (so-called cathode, gate, anode) emission device Can be used, and a field emission cathode having a low threshold electric field can be easily formed.

【0034】リフトオフの後、絶縁層7の内壁面を、こ
れに付着された電子放出材料、例えばカーボン系材料と
共にエッチング除去して第2の電極12と電子放出素子
28とを完全に分離することにより、セルフアライメン
トで周辺先端が先鋭な王冠状をなす低閾値電界の電子放
出材料による電界放出型カソードを作成できる。電子放
出量は第2の電極12でコントロールできる。
After the lift-off, the inner wall surface of the insulating layer 7 is removed by etching together with an electron-emitting material, for example, a carbon-based material attached thereto, to completely separate the second electrode 12 and the electron-emitting device 28. As a result, a field-emission cathode made of a low-threshold-field electron-emitting material having a sharp crown at the peripheral tip by self-alignment can be formed. The amount of electron emission can be controlled by the second electrode 12.

【0035】次に、上述の製法による電界放出型カソー
ド30を備えた本発明の平面型表示装置の実施の形態を
説明する。図1は、本実施の形態に係る平面型表示装置
の要部の一部を断面とした斜視図を示し、図2はその要
部の斜視図、図3は図2のA−A線上の断面を示す。
Next, an embodiment of the flat display device of the present invention provided with the field emission type cathode 30 manufactured by the above-described method will be described. FIG. 1 is a perspective view in which a part of a main part of the flat display device according to the present embodiment is sectioned, FIG. 2 is a perspective view of the main part, and FIG. 3 shows a cross section.

【0036】本実施の形態に係る平面表示装置35は、
夫々例えばガラス基板によって構成される第1及び第2
の基板1及び2が、所要の高さを有する補強用のスペー
サ3を介して、互いに所要の間隔を保持して対向され、
これら相対向する基板1及び2の周辺かセラミック等の
絶縁性の外周枠14を介して例えばガラスフリットにて
気密的に封着され、両基板1及び2間に気密的偏平空間
が形成され、第1の基板1側に電界放出型カソード30
が配置され、第2の基板2側に蛍光面5が形成されて成
る。
The flat panel display 35 according to the present embodiment is
A first and a second respectively constituted by a glass substrate, for example.
Substrates 1 and 2 are opposed to each other via a reinforcing spacer 3 having a required height with a required space therebetween,
The periphery of these opposing substrates 1 and 2 is hermetically sealed with, for example, a glass frit via an insulating peripheral frame 14 made of ceramic or the like, so that an airtight flat space is formed between the two substrates 1 and 2. A field emission cathode 30 is provided on the first substrate 1 side.
And a fluorescent screen 5 is formed on the second substrate 2 side.

【0037】第1の基板1上には、夫々例えばストライ
プ状の複数の第1の電極(いわゆるカソード電極)11
及び第2の電極(いわゆるゲート電極)12が、互いに
交叉する方向に平行配列され、互いの交叉部が絶縁層7
を介して電気的に絶縁されて形成される。
On the first substrate 1, a plurality of first electrodes (so-called cathode electrodes) 11 each having, for example, a stripe shape are provided.
And a second electrode (a so-called gate electrode) 12 are arranged in parallel in a direction crossing each other, and the crossing portion is formed by the insulating layer 7.
Are formed so as to be electrically insulated through the substrate.

【0038】そして、例えばこれら第1及び第2の電極
11及び12の各交叉部に対応して夫々冷陰極構成を有
する電界放出型カソード30が構成される。
For example, a field emission type cathode 30 having a cold cathode configuration is formed corresponding to each intersection of the first and second electrodes 11 and 12.

【0039】この電界放出型カソード30は、第2の電
極12及び絶縁層7を第1の電極11まで達するように
貫通して形成した開口(透孔)25内に第1の電極11
上にリフトオフ法により形成された107 V/cmより
小さい閾値電界で電子放出できる電子放出材料、例えば
カーボン系材料による電子放出素子28構造とすること
ができる。この場合、電子放出素子28は、周辺先端が
上方に先鋭に突出するような王冠状に形成され、開口2
5内の絶縁層7の壁面が電子放出素子28から離れるよ
うに後退して形成される。これによって、電子放出素子
28は、第2の電極12と確実に電気的に分離される。
The field emission cathode 30 has a first electrode 11 in an opening (through hole) 25 formed through the second electrode 12 and the insulating layer 7 so as to reach the first electrode 11.
An electron-emitting device 28 made of a material capable of emitting electrons with a threshold electric field smaller than 10 7 V / cm formed thereon by a lift-off method, for example, a carbon-based material can be used. In this case, the electron-emitting device 28 is formed in a crown shape such that the peripheral tip projects sharply upward, and the opening 2
The wall surface of the insulating layer 7 in 5 is formed so as to recede away from the electron-emitting device 28. This ensures that the electron-emitting device 28 is electrically separated from the second electrode 12.

【0040】なお、この電界放出型カソード30は、図
2に示すように1画素当たり、複数個の電子放出素子2
8を配置して構成するを可とする。
The field emission cathode 30 has a plurality of electron emission elements 2 per pixel as shown in FIG.
8 can be arranged and configured.

【0041】第2の基板2側の蛍光面5は、例えばカラ
ー表示による平面型表示装置を構成する場合には、図示
せざるも、例えば赤、緑及び青の各蛍光体R,G及びB
が所定の配列順序をもって形成され、例えばこれら蛍光
体R,G,B間に光吸収層によるいわゆるブラックマト
リックスが形成される。
The fluorescent screen 5 on the side of the second substrate 2 is not shown, for example, in the case of forming a flat display device by color display, but is not shown, for example, each of red, green and blue phosphors R, G and B.
Are formed in a predetermined arrangement order, for example, a so-called black matrix is formed between the phosphors R, G, and B by a light absorbing layer.

【0042】蛍光面5上には、加速電極の機能を併せも
つ薄膜導電層によるメタルバック層6が形成され、この
メタルバック層6に、高電圧の加速電圧(いわゆるアノ
ード電圧)、例えば5KVが供給される。
A metal back layer 6 made of a thin film conductive layer having the function of an accelerating electrode is formed on the phosphor screen 5. A high accelerating voltage (so-called anode voltage), for example, 5 KV, is applied to the metal back layer 6. Supplied.

【0043】この平面型表示装置35では、第1及び第
2の電極11及び12の選択された電極間に所要の電圧
を印加することによって、この交叉部に配置された電界
放出型カソード30から電子を取り出し、これを上述の
加速電圧によって加速させてメタルバック層6を突き抜
けて蛍光面5に衝撃させて、この部分を励起発光させ
て、目的とする発光表示、例えば画像表示を行う。
In the flat display device 35, a required voltage is applied between selected ones of the first and second electrodes 11 and 12, so that the field emission type cathode 30 disposed at the crossing portion is used. Electrons are taken out, accelerated by the above-mentioned acceleration voltage, penetrated through the metal back layer 6 and impacted on the phosphor screen 5 to excite this portion to emit light, thereby performing a desired light emission display, for example, image display.

【0044】本実施の形態に係る平面型表示装置35に
よれば、リフトオフ法によって形成した低閾値電界で電
子放出が起こる材料、例えばカーボン系材料による電界
放出型カーソド30を備えることにより、107 V/c
mより小さい低閾値電界で電子を放出させることができ
る。これによって、第1の電極11と第2の電極12間
の距離、第2の電極12の開口径の寸法等の作成精度に
余裕がとれ、また偏平空間内の真空度を高めにすること
ができる等、好ましい条件での製造が可能になる。電界
放出型カソード30の構成も単純化される。従って、こ
の種の低閾値電界で電子放出を可能にする平面型表示装
置の製造も容易になる。
According to the flat display device 35 according to the present embodiment, by providing the field emission type cathode 30 made of a material which emits electrons with a low threshold electric field formed by the lift-off method, for example, a carbon-based material, 10 7 V / c
Electrons can be emitted with a low threshold electric field smaller than m. With this, it is possible to provide a margin in the accuracy of forming the distance between the first electrode 11 and the second electrode 12, the size of the opening diameter of the second electrode 12, and the like, and to increase the degree of vacuum in the flat space. For example, the production under preferable conditions becomes possible. The configuration of the field emission cathode 30 is also simplified. Therefore, it is easy to manufacture a flat-panel display device that can emit electrons with this kind of low threshold electric field.

【0045】また、電界放出型カソード30を閾値電界
の小さい材料、例えばカーボン系材料を用いてリフトオ
フ法で形成し、開口25内の絶縁層7壁面を電子放出素
子28より後退して構成することによって、第2の電極
12と電子放出素子28(即ち第1の電極11)との電
気的分離が確実となり、低閾値電界での電子放出を可能
にした信頼性の高い平面型表示装置を提供できる。
The field emission type cathode 30 is formed by a lift-off method using a material having a small threshold electric field, for example, a carbon-based material, and the wall surface of the insulating layer 7 in the opening 25 is recessed from the electron-emitting device 28. As a result, electrical separation between the second electrode 12 and the electron-emitting device 28 (that is, the first electrode 11) is ensured, and a highly reliable flat-panel display device capable of emitting electrons with a low threshold electric field is provided. it can.

【0046】[0046]

【実施例】本発明の電界放出型カソード30の具体的実
施例を説明する。本実施例では、図5Aの工程で、印刷
絶縁ペースト(例えばガラスペースト)を第1の電極1
1が形成されたガラス基板21上に印刷し、530℃、
20分で焼成することで厚さ約5μmの絶縁層7を形成
し、さらに、この絶縁層7上に電子ビーム蒸着装置を用
いて、クロム(Cr)を厚さ200Å堆積させた後、金
(Au)を厚さ2000Å堆積させて金属電極材層12
1を形成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific embodiment of the field emission type cathode 30 of the present invention will be described. In the present embodiment, in the step of FIG. 5A, a printed insulating paste (for example, glass paste) is
1 is printed on the glass substrate 21 on which
By baking for 20 minutes, an insulating layer 7 having a thickness of about 5 μm is formed. Further, chromium (Cr) is deposited on the insulating layer 7 by using an electron beam evaporation apparatus at a thickness of 200 °, and then gold ( Au) is deposited to a thickness of 2000 mm to form a metal electrode material layer 12
Form one.

【0047】図5Bの工程でポジ型レジスト層23を形
成し、図5Cの工程で、このポジ型レジスト層23をマ
スクとして、クロム(Cr)は、硝酸第2セリウムアン
モニウム:過酸化水素:純水を10:20:70の割合
で混合させた溶液を用い、金(Au)は、ヨウ素:ヨウ
化カリウム:純水を1:20:100の割合いで混合さ
せた溶液を用いて夫々エッチングし、開口25を形成す
る。ポジ型レジストマスク23の形成には、表1の条件
下でフォトリソグラフィ技術を用いて行った。
In the step of FIG. 5B, a positive resist layer 23 is formed, and in the step of FIG. 5C, chromium (Cr) is converted to ceric ammonium nitrate: hydrogen peroxide: pure using this positive resist layer 23 as a mask. Using a solution in which water was mixed at a ratio of 10:20:70, gold (Au) was etched using a solution in which iodine: potassium iodide: pure water was mixed at a ratio of 1: 20: 100, respectively. , An opening 25 is formed. The formation of the positive resist mask 23 was performed using the photolithography technique under the conditions shown in Table 1.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】図6Dの工程で印刷絶縁ペースト(ガラス
ペースト)による絶縁層7は、例えば硝酸系のエッチン
グ溶液にてエッチングして開口25を形成する。
In the step of FIG. 6D, the insulating layer 7 made of the printed insulating paste (glass paste) is etched with, for example, a nitric acid-based etching solution to form the opening 25.

【0050】次に、図6Fの工程では、フォトリソグラ
フィ技術を用いてパターニングしたネガ型レジスト層2
6を形成し、その後、蒸着又はスピンコートによりカー
ボン系材料の例えばカーボングラファイト粒子を堆積さ
せ、ネガ型レジスト層26を溶剤に溶解させ、リフトオ
フを行って、カーボングラファイト粒子を開口25内に
埋め込む。本例では、表2の条件下でフォトリソグラフ
ィ技術を用いてネガ型レジスト層26のパターニングを
行った。
Next, in the step of FIG. 6F, the negative resist layer 2 patterned by photolithography is used.
Then, carbon graphite particles of a carbon-based material, for example, carbon graphite particles are deposited by vapor deposition or spin coating, the negative resist layer 26 is dissolved in a solvent, lift-off is performed, and the carbon graphite particles are embedded in the openings 25. In this example, the negative resist layer 26 was patterned using the photolithography technique under the conditions shown in Table 2.

【0051】カーボングラファイト粒子は、表3の条件
下でカーボングラファイト粒子塗料をスピンコートし、
180℃でベークし、さらに530℃で焼成することで
堆積する。また、ここで使用したカーボングラファイト
粒子塗料は、サブミクロンのグラファイト粒子とテルペ
ン樹脂を含んでいる。
The carbon graphite particles were obtained by spin-coating a carbon graphite particle paint under the conditions shown in Table 3,
The film is baked at 180 ° C., and then fired at 530 ° C. to deposit. Further, the carbon graphite particle paint used here contains submicron graphite particles and a terpene resin.

【0052】[0052]

【表2】 [Table 2]

【0053】[0053]

【表3】 [Table 3]

【0054】カーボングラファイト粒子塗料を埋め込ん
だだけでは絶縁層7の内壁面にカーボングラファイト粒
子が付着し、第2の電極12と第1の電極11がショー
トすることで、カーボングラファイト粒子が電界放出型
カソードとして働かない。そこで、絶縁層7の内壁面を
エッチングして内壁面に付着したカーボングラファイト
粒子を除去しながら、開口25の所望の位置にカーボン
グラファイト粒子による電子放出素子28を形成する。
この絶縁層7のエッチングとしては、硝酸:純水を1:
1000の割合いで混合した溶液を用い、エッチングレ
ート2μm/secでエッチングする。このようにして
形成されたカーボングラファイト粒子による電子放出素
子28は、第2の電極12と短絡せず電界放出型カソー
ド30として機能する。
When the carbon graphite particles are merely buried in the coating material, the carbon graphite particles adhere to the inner wall surface of the insulating layer 7, and the second electrode 12 and the first electrode 11 are short-circuited. Does not work as cathode. Therefore, an electron-emitting device 28 made of carbon graphite particles is formed at a desired position of the opening 25 while etching the inner wall surface of the insulating layer 7 to remove the carbon graphite particles attached to the inner wall surface.
As the etching of the insulating layer 7, nitric acid: pure water is used in a ratio of 1:
Etching is performed at an etching rate of 2 μm / sec using a solution mixed at a ratio of 1000. The electron-emitting device 28 made of carbon graphite particles thus formed functions as the field emission cathode 30 without short-circuiting with the second electrode 12.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明の平面型表示装置によれば、低閾
値電界での電子放出が可能な電界放出型の平面型表示装
置を提供できる。また、作成精度に余裕をもった好まし
い条件での第1の電極、第2の電極及び電界放出型カソ
ードの形成、及び偏平空間内の好ましい真空度の設定等
が可能となり、この種の低閾値電界で電子放出できる平
面型表示装置の高信頼性化及び製造の容易化を図ること
ができる。
According to the flat display device of the present invention, it is possible to provide a field emission type flat display device capable of emitting electrons at a low threshold electric field. In addition, it is possible to form the first electrode, the second electrode, and the field emission cathode under preferable conditions with a margin of production accuracy, and to set a preferable degree of vacuum in a flat space. High reliability and easy manufacture of a flat display device capable of emitting electrons in an electric field can be achieved.

【0056】本発明の電界放出型カソードの製造方法に
よれば、例えばカーボン系材料等の低閾値電界で電子放
出できる電子放出材料を用いることができ、且つ精度よ
く、容易に電界放出型カソードを製造することができ
る。そして、低閾値電界による電子放出可能な電界放出
型カソードを精度的に厳しくない条件で作成することが
できる。従って、例えば平面型表示装置の電界放出型カ
ソードの製造に適用して好適ならしめるものである。
According to the method of manufacturing a field emission cathode of the present invention, an electron emission material that can emit electrons with a low threshold electric field, such as a carbon-based material, can be used. Can be manufactured. In addition, a field emission cathode capable of emitting electrons by a low threshold electric field can be produced under conditions that are not strictly accurate. Therefore, the present invention can be suitably applied to, for example, the manufacture of a field emission cathode for a flat display device.

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

【図1】本発明による平面型表示装置の一実施例の形態
を示す要部の一部を断面とした斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view, partially in section, of a main part showing an embodiment of a flat panel display according to the present invention.

【図2】図1の平面型表示装置の電界放出型カソードを
示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a field emission cathode of the flat panel display of FIG. 1;

【図3】図2のA−A線上の断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken on line AA of FIG. 2;

【図4】本発明による電界放出型カソードの一実施の形
態を示す要部の平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a main part showing one embodiment of a field emission cathode according to the present invention.

【図5】A〜C 本発明による電界放出型カソードの製
造工程図である。
FIGS. 5A to 5C are views showing a manufacturing process of a field emission cathode according to the present invention.

【図6】D〜F 本発明による電界放出型カソードの製
造工程図である。
6A to 6F are manufacturing process diagrams of the field emission cathode according to the present invention.

【図7】G〜I 本発明による電界放出型カソードの製
造工程図である。
7A to 7G are views showing a manufacturing process of a field emission cathode according to the present invention.

【図8】従来の平面型表示装置の要部の一部を断面とし
た斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a cross section of a part of a main part of a conventional flat display device.

【図9】従来の平面型表示装置の電界放出型カソードを
示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a field emission cathode of a conventional flat display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2,21‥‥基板、3‥‥スペーサ、5‥‥蛍光
面、6‥‥メタルバック、7‥‥絶縁層、11,12‥
‥電極、121‥‥金属電極材料層、23,26‥‥フ
ォトレジスト層、25‥‥開口、27‥‥電子放出材料
層、28‥‥電子放出素子、4,30‥‥電界放出型カ
ソード、25,35‥‥平面型表示装置
1,2,21 substrate, 3 spacer, 5 fluorescent screen, 6 metal back, 7 insulating layer, 11 and 12
{Electrode, 121} metal electrode material layer, 23, 26 photoresist layer, 25 opening, 27 electron emitting material layer, 28 electron emitting device, 4, 30 field emission cathode, 25,35 ‥‥ flat panel display

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年1月29日(1999.1.2
9)
[Submission date] January 29, 1999 (1999.1.2
9)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0048[Correction target item name] 0048

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0054[Correction target item name] 0054

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0054】カーボングラファイト粒子塗料を埋め込ん
だだけでは絶縁層7の内壁面にカーボングラファイト粒
子が付着し、第2の電極12と第1の電極11がショー
トすることで、カーボングラファイト粒子が電界放出型
カソードとして働かない。そこで、絶縁層7の内壁面を
エッチングして内壁面に付着したカーボングラファイト
粒子を除去しながら、開口25の所望の位置にカーボン
グラファイト粒子による電子放出素子28を形成する。
この絶縁層7のエッチングとしては、硝酸:純水を1:
1000の割合いで混合した溶液を用い、エッチングレ
ート2μm/minでエッチングする。このようにして
形成されたカーボングラファイト粒子による電子放出素
子28は、第2の電極12と短絡せず電界放出型カソー
ド30として機能する。
When the carbon graphite particles are merely buried in the coating material, the carbon graphite particles adhere to the inner wall surface of the insulating layer 7, and the second electrode 12 and the first electrode 11 are short-circuited. Does not work as cathode. Therefore, an electron-emitting device 28 made of carbon graphite particles is formed at a desired position of the opening 25 while etching the inner wall surface of the insulating layer 7 to remove the carbon graphite particles attached to the inner wall surface.
As the etching of the insulating layer 7, nitric acid: pure water is used in a ratio of 1:
Etching is performed at an etching rate of 2 μm / min using a solution mixed at a ratio of 1000. The electron-emitting device 28 made of carbon graphite particles thus formed functions as the field emission cathode 30 without short-circuiting with the second electrode 12.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図5[Correction target item name] Fig. 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図5】 FIG. 5

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 二郎 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5C031 DD09 DD17 DD19 5C036 EE01 EE14 EF01 EF06 EF09 EG12 EH06 EH08 EH11  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Jiro Yamada 6-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation F-term (reference) 5C031 DD09 DD17 DD19 5C036 EE01 EE14 EF01 EF06 EF09 EG12 EH06 EH08 EH11

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1及び第2の基板が所要の間隔を保持
して対向され、上記第1及び第2の基板の対向部の周辺
部が気密的に封止され、上記第1の基板側に電界放出型
カソードが配置され、上記第2の基板側に蛍光面が形成
され、上記電界放出型カソードから取り出された電子が
加速されて上記蛍光面に照射され、該蛍光面を励起発光
して表示を行うようにした平面型表示装置であって、 上記電界放出型カソードは、絶縁層を介して第2の電極
と分離された下層の第1の電極上にリフトオフ法により
形成された107 V/cmより小さい閾値電界で電子放
出できる材料による電子放出素子にて構成され、 該電子放出素子の臨む開口内の絶縁層壁面が上記電子放
出素子より後退されて成ることを特徴とする平面型表示
装置。
A first substrate facing the first substrate and a second substrate facing the first substrate at a predetermined interval; a peripheral portion of a facing portion between the first substrate and the second substrate being hermetically sealed; A field emission cathode is disposed on the side, a phosphor screen is formed on the second substrate side, and electrons extracted from the field emission cathode are accelerated and irradiated on the phosphor screen to excite the phosphor screen to emit light. Wherein the field emission cathode is formed by a lift-off method on a lower first electrode separated from a second electrode via an insulating layer. An electron-emitting device made of a material capable of emitting electrons with a threshold electric field smaller than 10 7 V / cm, wherein an insulating layer wall surface in an opening facing the electron-emitting device is recessed from the electron-emitting device. Flat panel display.
【請求項2】 上記電子放出素子がカーボン系材料で形
成されて成ることを特徴とする請求項1に記載の平面型
表示装置。
2. The flat display device according to claim 1, wherein said electron-emitting device is formed of a carbon-based material.
【請求項3】 第1の電極上に、共に電子放出素子を形
成すべき部分に開口を有する絶縁層及びその上の第2の
電極を形成する工程と、 上記開口を除き、上記第2の電極上を含む領域上にレジ
スト層を形成し、上記第1の電極が臨む上記開口内及び
上記レジスト層上を含む領域に、電子放出材料層を被着
形成する工程と、 上記レジスト層及びその上の電子放出材料層をリフトオ
フして、上記開口内の第1の電極上に上記電子放出材料
層による電子放出素子を形成する工程と、 上記開口内の絶縁層壁面を、上記電子放出素子から離れ
るようにエッチング除去する工程とを有することを特徴
とする電界放出型カソードの製造方法。
A step of forming an insulating layer having an opening on a portion where an electron-emitting device is to be formed on the first electrode and a second electrode on the insulating layer; Forming a resist layer on a region including on the electrode, and forming an electron emitting material layer on the region including the opening and the resist layer facing the first electrode; and forming the resist layer and the resist layer. Lifting off the upper electron-emitting material layer to form an electron-emitting device using the electron-emitting material layer on the first electrode in the opening; and removing an insulating layer wall surface in the opening from the electron-emitting device. Etching away so as to separate them from each other.
【請求項4】 上記電子放出材料がカーボン系材料層で
あることを特徴とする請求項3に記載の電界放出型カソ
ードの製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein the electron-emitting material is a carbon-based material layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006073516A (en) * 2004-08-30 2006-03-16 Samsung Sdi Co Ltd Electron emitting element and manufacturing method of the same
KR100828231B1 (en) * 2005-09-05 2008-05-07 캐논 가부시끼가이샤 Processes for fabricating electron emitting device, electron source, and image display device

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