JP2000306498A - Manufacture of charged particle emitting device and manufacture of field emission display device - Google Patents

Manufacture of charged particle emitting device and manufacture of field emission display device

Info

Publication number
JP2000306498A
JP2000306498A JP11061799A JP11061799A JP2000306498A JP 2000306498 A JP2000306498 A JP 2000306498A JP 11061799 A JP11061799 A JP 11061799A JP 11061799 A JP11061799 A JP 11061799A JP 2000306498 A JP2000306498 A JP 2000306498A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
electrode line
forming
electrode
insulating layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11061799A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eisuke Negishi
英輔 根岸
Satoshi Nakada
諭 中田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP11061799A priority Critical patent/JP2000306498A/en
Publication of JP2000306498A publication Critical patent/JP2000306498A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron emitting source having a long life, used for a large and very thin high definition display device and capable of being driven at a low voltage. SOLUTION: In an electron emitting source, plural strip cathode electrode lines 2 are formed on a lower base 1 of a glass material for instance, a thin film 7 is formed on it, an insulating layer 3 is filmed on it, and plural strip gate power lines 4 are also formed on it so as to cross the cathode electrode lines 2, in order to form a matrix structure. Although each cathode electrode line 2 and each gate electrode line 4 is drivingly controlled by being connected to a means of control 15 respectively, many almost circular holes 5 penetrating through the gate electrode line 4 and the insulating layer 3 and reaching the thin film 7 are formed in each crossing area 9. The thin film 7 to form a cold cathode is formed into a film by laser ablation of a target base having carbon as a main ingredient while a designated potential is being applied to the cathode electrode line 2, and forms the cold cathode.

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、荷電粒子放出装置
(例えば極薄型のディスプレイ装置に使用して好適な電
子放出源)の製造方法、及びそれを用いた電界放出型デ
ィスプレイ装置に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for manufacturing a charged particle emission device (for example, an electron emission source suitable for use in an ultra-thin display device), and a field emission display device using the same. .

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、例えば極薄型のディスプレイ装
置としては、スクリーン内部に電子放出源を設け、その
各画素領域内に電子放出材料からなる多数のマイクロチ
ップを形成し、所定の電気信号に応じて、対応する画素
領域のマイクロチップを励起することでスクリーンの蛍
光面を光らせるものが案出されている。
2. Description of the Related Art In general, for example, as an ultra-thin display device, an electron emission source is provided inside a screen, and a number of microchips made of an electron emission material are formed in each pixel region thereof, in response to a predetermined electric signal. In addition, a device has been devised in which a fluorescent screen of a screen is illuminated by exciting a microchip in a corresponding pixel region.

【0003】この電子放出源は、帯状に形成された複数
本のカソード電極ラインと、このカソード電極ラインの
上部においてカソード電極ラインと交差して帯状に形成
された複数本のゲート電極ラインとが設けられ、カソー
ド電極ラインとゲート電極ラインとの各交差領域がそれ
ぞれ1画素を形成している。
This electron emission source is provided with a plurality of strip-shaped cathode electrode lines, and a plurality of strip-shaped gate electrode lines intersecting the cathode electrode lines above the cathode electrode lines. Each intersection region between the cathode electrode line and the gate electrode line forms one pixel.

【0004】次に、図7及び図8を参照して、上記した
電子放出源とディスプレイ装置について説明する。
Next, the electron emission source and the display device will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

【0005】従来の電子放出源によれば、図7に示すよ
うに、例えばガラス材からなる下部基板21の表面上に
帯状の複数本のカソード電極ライン22が形成され、こ
れらのカソード電極ライン22の上に絶縁層23が成膜
され、さらにその上に各カソード電極ライン22と交差
して帯状に形成された複数本のゲート電極ライン24が
形成され、各カソード電極ライン22とともにマトリク
ス構造を構成している。各カソード電極ライン22およ
び各ゲート電極ライン24は制御手段25にそれぞれ接
続され、駆動制御される。
According to the conventional electron emission source, as shown in FIG. 7, a plurality of strip-shaped cathode electrode lines 22 are formed on the surface of a lower substrate 21 made of, for example, a glass material. An insulating layer 23 is formed thereon, and a plurality of strip-shaped gate electrode lines 24 are formed on the insulating layer 23 so as to intersect with the respective cathode electrode lines 22. are doing. Each of the cathode electrode lines 22 and each of the gate electrode lines 24 are connected to a control unit 25 and are driven and controlled.

【0006】カソード電極ライン22とゲート電極ライ
ン24との各交差領域においては、ゲート電極ライン2
4と絶縁層23とを貫通してカソード電極ライン22に
達する多数の微細孔26が形成され、これらの孔26の
底部となるカソード電極ライン22の表面にマイクロチ
ップ27が設けられている。このマイクロチップ27が
冷陰極を構成する。
In each intersection region between the cathode electrode line 22 and the gate electrode line 24, the gate electrode line 2
A large number of fine holes 26 are formed penetrating through the electrode layer 4 and the insulating layer 23 to reach the cathode electrode line 22, and a microchip 27 is provided on the surface of the cathode electrode line 22 which is the bottom of these holes 26. This microchip 27 constitutes a cold cathode.

【0007】これらのマイクロチップ27は、電子放出
材料、例えばモリブデンからなり、略円錐体に形成され
ている。そして、各マイクロチップ27の円錐体の先端
部は、ゲート電極ライン24に形成されている電子通過
用のゲート部24aの高さに略位置している。このよう
に、カソード電極ライン22のゲート電極ライン24と
の交差領域には、多数のマイクロチップ27が設けられ
た画素領域が形成され、個々の画素領域が1つの画素
(ピクセル)に対応している。
[0007] These microchips 27 are made of an electron emitting material, for example, molybdenum, and are formed in a substantially conical shape. The tip of the cone of each microchip 27 is located substantially at the height of an electron passing gate 24 a formed in the gate electrode line 24. As described above, a pixel region provided with a large number of microchips 27 is formed in a region where the cathode electrode line 22 intersects with the gate electrode line 24, and each pixel region corresponds to one pixel (pixel). I have.

【0008】このように構成された電子放出源12にお
いては、制御手段25により所定のカソード電極ライン
22とゲート電極ライン24を選択し、これらの間に所
定の電圧を印加することによりカソード電極ライン22
とゲート電極ライン24との交差領域、即ち、画素領域
内の全てのマイクロチップ27とゲート部24aとの間
に所定の電界が生じ、マイクロチップ27の先端からト
ンネル効果によって電子が放出される。なお、このとき
の印加電圧は、マイクロチップ27の材料がモリブデン
である場合、マイクロチップ27の円錐体の先端部付近
の電界の強さが108 〜1010V/m程度となる電圧値
にする。
In the electron emission source 12 configured as described above, a predetermined cathode electrode line 22 and a predetermined gate electrode line 24 are selected by the control means 25, and a predetermined voltage is applied between the two. 22
A predetermined electric field is generated between the intersection area of the gate electrode line 24 and the gate section 24a, that is, all the microchips 27 in the pixel area, and electrons are emitted from the tip of the microchip 27 by a tunnel effect. In this case, when the material of the microchip 27 is molybdenum, the applied voltage is set to a voltage value at which the strength of the electric field near the tip of the cone of the microchip 27 becomes about 10 8 to 10 10 V / m. I do.

【0009】図8に、この電子放出源12を用いたディ
スプレイ装置20の例を示す。
FIG. 8 shows an example of a display device 20 using the electron emission source 12.

【0010】ディスプレイ装置20は、上述した電子放
出源12を画面を構成するように配置したパネル部材
と、この部材に対しこの電子放出方向に所定の間隔をも
って配置された上部基板28とが設けられている。この
上部基板28においては、電子放出源12と対向する位
置にカソード電極ライン24と平行な帯状の蛍光体が塗
布された蛍光面29が形成され、また、電子放出源12
と蛍光面29との間は真空に保たれた構成になってい
る。
The display device 20 is provided with a panel member on which the above-mentioned electron emission source 12 is arranged so as to constitute a screen, and an upper substrate 28 arranged on this member at a predetermined interval in the electron emission direction. ing. In the upper substrate 28, a phosphor screen 29 coated with a band-shaped phosphor parallel to the cathode electrode line 24 is formed at a position facing the electron emission source 12.
The space between the fluorescent screen 29 and the fluorescent screen 29 is kept in a vacuum.

【0011】次に、ディスプレイ装置20の動作につい
て述べる。画素を構成する所定の画素領域の電子放出源
12において、その電子放出源12と一致する交差領域
を有するカソード電極ライン22とゲート電極ライン2
4を制御手段25によって選択し、所定の電圧を印加す
る。これによって、この電子放出源12は励起し、その
電子放出源12のマイクロチップ27からは電子が放出
され、更にカソード電極ライン22とアノードである上
部基板28との間に印加された電圧によって電子は加速
され、蛍光面29の蛍光体と衝突して可視光を放出し、
画像を形成するものである。
Next, the operation of the display device 20 will be described. In the electron emission source 12 in a predetermined pixel region constituting a pixel, a cathode electrode line 22 and a gate electrode line 2 having an intersection region corresponding to the electron emission source 12 are provided.
4 is selected by the control means 25 and a predetermined voltage is applied. As a result, the electron emission source 12 is excited, electrons are emitted from the microchip 27 of the electron emission source 12, and the electrons are emitted by a voltage applied between the cathode electrode line 22 and the upper substrate 28 which is an anode. Is accelerated and collides with the phosphor on the phosphor screen 29 to emit visible light,
An image is formed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロチップ27の作製工程において、リフトオフ時に剥離
した金属膜の小片等により、マイクロチップ27とゲー
ト電極ライン24とが接続し、従ってカソード電極ライ
ン22とゲート電極ライン24とが短絡し、マイクロチ
ップ27が破壊されることがある。
However, in the manufacturing process of the microchip 27, the microchip 27 and the gate electrode line 24 are connected to each other by a small piece of the metal film peeled off at the time of lift-off. There is a case where the electrode chip 24 is short-circuited and the microchip 27 is broken.

【0013】また、ゲート電極ライン24と蛍光面29
との間の高真空領域に存在するイオンがマイクロチップ
27をスパッタし、ディスプレイとしての寿命を縮める
ことが知られていた。
The gate electrode line 24 and the fluorescent screen 29
It has been known that ions existing in the high vacuum region between the two sputter the microchip 27 and shorten the life of the display.

【0014】従って、本発明の目的は、低電圧駆動を可
能にし、長寿命であって高精細化が容易であり、しかも
大型の極薄型ディスプレイ装置を構成することができる
電子放出源の如き荷電粒子放出装置の製造方法、及びそ
の荷電粒子放出装置を用いた電界放出型ディスプレイ装
置の製造方法を提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a low-voltage drive, a long life, a high definition, and an electron emission source such as an electron emission source capable of forming a large ultra-thin display device. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a particle emission device and a method for manufacturing a field emission display device using the charged particle emission device.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
に鑑みてなされたものであり、基体上に第1電極(例え
ば基板上にカソード電極ライン:以下、同様)を形成す
る工程と、前記第1電極に所定の電位を印加しながら、
炭素を主体とするターゲットにレーザ光を照射してター
ゲット材を飛翔せしめ、前記第1電極上に前記薄膜(特
に電子などの荷電粒子放出能の良好な例えばダイヤモン
ド状炭素薄膜:以下、同様)を成膜する工程と、前記基
体、前記第1電極ライン及び前記薄膜を被覆する絶縁層
を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第1電極と交差
する第2電極(例えばゲート電極ライン:以下、同様)
を形成する工程と、前記第1電極と前記第2電極とが交
差する領域に、前記第2電極と前記絶縁層とを貫通して
前記薄膜に達する略円形又はスリット状等の微細孔を形
成する工程とを有し、これらの工程を経て、例えば冷陰
極を有する電子放出源を製造する、荷電粒子放出装置の
製造方法に係るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a step of forming a first electrode (for example, a cathode electrode line on a substrate: the same applies hereinafter) on a substrate; While applying a predetermined potential to the first electrode,
The target material mainly composed of carbon is irradiated with a laser beam to fly the target material, and the thin film (in particular, a diamond-like carbon thin film having a good ability to emit charged particles such as electrons: the same applies hereinafter) is formed on the first electrode. Forming a film, forming an insulating layer covering the substrate, the first electrode line, and the thin film, and forming a second electrode (for example, a gate electrode line: hereinafter) crossing the first electrode on the insulating layer. And similar)
And forming a substantially circular or slit-shaped fine hole reaching the thin film through the second electrode and the insulating layer in a region where the first electrode and the second electrode intersect. And a manufacturing method of a charged particle emission device for manufacturing, for example, an electron emission source having a cold cathode through these steps.

【0016】本発明はまた、基体上に第1電極を形成す
る工程と、前記第1電極に所定の電位を印加しながら、
炭素を主体とするターゲットにレーザ光を照射してター
ゲット材を飛翔せしめ、前記第1の電極上に薄膜を成膜
する工程と、前記基体、前記第1電極及び前記薄膜を被
覆する絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第
1電極と交差する第2電極を形成する工程と、前記第1
電極と前記第2電極とが交差する領域に、前記第2電極
と前記絶縁層とを貫通して前記薄膜に達する略円形又は
スリット状等の微細孔を形成する工程とを経て、荷電粒
子放出装置(例えば冷陰極を有する電子放出源:以下、
同様)を製造し、この荷電粒子放出装置と対向する位置
に発光面(例えば螢光面:以下、同様)を配置し、前記
荷電粒子放出装置(例えば前記冷陰極)から放出される
荷電粒子(例えば電子:以下、同様)により前記発光面
を発光させるディスプレイ装置を製造する、電界放出型
ディスプレイ装置の製造方法も提供するものである。
The present invention also includes a step of forming a first electrode on a substrate, and a step of applying a predetermined potential to the first electrode.
Irradiating a target mainly composed of carbon with a laser beam to fly a target material to form a thin film on the first electrode; and forming an insulating layer covering the base, the first electrode, and the thin film. Forming a second electrode intersecting the first electrode on the insulating layer;
Forming a substantially circular or slit-shaped fine hole reaching the thin film through the second electrode and the insulating layer in a region where the electrode and the second electrode intersect with each other. Device (for example, an electron emission source having a cold cathode:
A light emitting surface (for example, a fluorescent surface: the same applies hereinafter) is disposed at a position facing the charged particle emission device, and charged particles (for example, the cold cathode) emitted from the charged particle emission device (for example, the cold cathode). For example, the present invention also provides a method for manufacturing a field emission display device, which manufactures a display device that emits light from the light-emitting surface using electrons: the same applies hereinafter.

【0017】本発明の荷電粒子放出装置及び電界放出型
ディスプレイ装置のそれぞれの製造方法によれば、前記
第2電極と前記絶縁層を貫通して前記薄膜に達する微細
孔により荷電粒子放出源を形成するに際し、前記第1電
極に所定の電位を印加しながら、炭素を主体とするター
ゲットにレーザ光を照射してターゲット材を飛翔せし
め、前記薄膜を成膜しているので、このようにして成膜
された薄膜は低電界でエミッションを生じるものとなる
ため、低電圧駆動が可能である。また、上記のようにし
て成膜された薄膜は、ダイヤモンド状炭素からなるの
で、イオンによりスパッタされにくく、このため、安定
なエミッションを長い時間維持できる。
According to each of the manufacturing methods of the charged particle emission device and the field emission display device of the present invention, a charged particle emission source is formed by the fine holes penetrating the second electrode and the insulating layer and reaching the thin film. At this time, while applying a predetermined potential to the first electrode, a target mainly composed of carbon is irradiated with a laser beam to fly the target material, and the thin film is formed. Since the formed thin film generates an emission in a low electric field, low voltage driving is possible. In addition, since the thin film formed as described above is made of diamond-like carbon, it is hard to be sputtered by ions, so that stable emission can be maintained for a long time.

【0018】また、従来技術におけるような剥離層が製
造時に生じないため、第1電極と第2電極とのショート
がなく、不良率を下げ、かつ作製工程数を減らすことが
できる。そして、荷電粒子放出源の構造が単純なため、
大型の極薄型ディスプレイ装置を構成することができ、
また、放出される荷電粒子の拡がりが小さいので、高精
細化することができる。
Further, since the peeling layer is not formed during the manufacturing process as in the prior art, there is no short circuit between the first electrode and the second electrode, the defect rate can be reduced, and the number of manufacturing steps can be reduced. And because the structure of the charged particle emission source is simple,
Large ultra-thin display devices can be configured,
In addition, since the spread of the discharged charged particles is small, high definition can be achieved.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の製造方法においては、グ
ラファイトを主体とするターゲットを用いて前記薄膜を
成膜するのがよい。使用するレーザとしてはエキシマレ
ーザ、Nd:YAGレーザ等が挙げられ、波長は193
〜1064nm、またそのパワーは106 〜1010W/
cm2 がよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the manufacturing method of the present invention, the thin film is preferably formed using a target mainly composed of graphite. Examples of the laser to be used include an excimer laser and an Nd: YAG laser, and the wavelength is 193.
-1064 nm and its power is 10 6 -10 10 W /
cm 2 is good.

【0020】前記第1電極にアースに対して負の電位
(望ましくは−25V〜−150V)を印加しながら前
記薄膜を成膜することが望ましい。この印加電位は、負
に小さすぎても大きすぎても、成膜性が劣化し、低電界
でのエミッションが得られ難くなる。
It is preferable that the thin film is formed while applying a negative potential (preferably −25 V to −150 V) with respect to the ground to the first electrode. If the applied potential is too small or too negative, the film-forming property is deteriorated, and it becomes difficult to obtain emission in a low electric field.

【0021】次に、本発明の好ましい実施の形態を図1
〜図6について例示する。図1は本発明に基づく電子放
出源の製造方法を工程順に示す断面図、図2は作製され
た電子放出源の断面図、図3は図1の平面図、図4は冷
陰極薄膜の電界強度と電流密度の関係を示すグラフであ
る。図5は作製された他の電子放出源の断面図、図6は
図5の平面図である。
Next, a preferred embodiment of the present invention is shown in FIG.
6 to FIG. FIG. 1 is a sectional view showing a method of manufacturing an electron emission source according to the present invention in the order of steps, FIG. 2 is a sectional view of a manufactured electron emission source, FIG. 3 is a plan view of FIG. 1, and FIG. 5 is a graph showing a relationship between intensity and current density. FIG. 5 is a sectional view of another manufactured electron emission source, and FIG. 6 is a plan view of FIG.

【0022】<第1の実施の形態>次に、本実施の形態
によるディスプレイ装置を構成する電子放出源(電界放
出型カソード(冷陰極)を含む電極構体)の製造方法の
一例を図1について説明する。
<First Embodiment> Next, an example of a method of manufacturing an electron emission source (electrode structure including a field emission type cathode (cold cathode)) constituting a display device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. explain.

【0023】まず、図1(a)に示すように、ガラス等
からなる下部基板1上にニオブ、モリブデン又はクロム
等の導体材料を厚さ約2000Å程度に成膜し、その後、写
真製版法及び反応性イオンエッチング法(例えばCl2
とO2 との混合ガス使用)によりこの導体膜を帯状(ス
トライプ形状)に加工し、カソード電極ライン2を形成
する。
First, as shown in FIG. 1A, a conductive material such as niobium, molybdenum or chromium is formed to a thickness of about 2000 mm on a lower substrate 1 made of glass or the like. Reactive ion etching (for example, Cl 2
And the mixed gas used) with O 2 and processing the conductive film in a band (stripe), to form a cathode electrode lines 2.

【0024】次いで、図1(b)に示すように、冷陰極
薄膜7、例えばダイヤモンド状炭素からなる薄膜を本発
明に基づいてグラファイト主体のターゲットのレーザ光
照射(レーザアブレーション)によりカソード電極ライ
ン2上に厚さ2000Å程度に成膜する。このレーザアブレ
ーションによる薄膜7の成膜は、カソード電極ライン2
にアースレベルに対して電源8から負の電位(例えば−
100V)を印加しながらターゲット材にレーザ光(エ
キシマレーザ、波長193nm、パワー2×108 W/
cm2 )を照射し、ターゲット材7Aをカソード電極ラ
イン2上へ飛翔させることによって行う。
Next, as shown in FIG. 1 (b), a cold cathode thin film 7, for example, a thin film made of diamond-like carbon, is irradiated with laser light (laser ablation) of a graphite-based target according to the present invention to form a cathode electrode line 2. A film is formed on the upper surface to a thickness of about 2000 mm. The thin film 7 is formed by the laser ablation on the cathode electrode line 2.
To the ground level from the power supply 8 (eg,-
A laser beam (excimer laser, wavelength 193 nm, power 2 × 10 8 W /
cm 2 ) to fly the target material 7A onto the cathode electrode line 2.

【0025】その後、写真製版法及び反応性イオンエッ
チング法により、冷陰極薄膜7をパターニングし、カソ
ード電極ライン2の制御手段25等との接続端部(図示
せず)を除いて冷陰極薄膜7がカソード電極ライン2を
被覆するライン形状にする。或いは、この冷陰極薄膜7
は、カソード電極ライン2とゲート電極ライン4との交
差領域9、即ち画素領域のみにおいてカソード電極ライ
ン2を被覆するように形成してもよい。
Thereafter, the cold cathode thin film 7 is patterned by a photolithography method and a reactive ion etching method, and except for a connection end portion (not shown) of the cathode electrode line 2 with the control means 25 or the like, not shown. Has a line shape covering the cathode electrode line 2. Alternatively, the cold cathode thin film 7
May be formed so as to cover the cathode electrode line 2 only in the intersection region 9 between the cathode electrode line 2 and the gate electrode line 4, that is, only in the pixel region.

【0026】次いで、図1(c)に示すように、絶縁層
3、例えば二酸化珪素(SiO2 )をスパッタリング又
は化学蒸着法(CVD)により冷陰極薄膜7を含む面上
に厚さ1μm程度に成膜し、更に、絶縁層3上にゲート
電極材料4、例えばニオブ又はモリブデンを厚さ2000Å
程度に成膜する。そして、写真製版法及び反応性イオン
エッチング法により、このゲート電極材料膜をカソード
電極ライン2と交差するようなライン形状のゲート電極
ライン4に加工する。
Next, as shown in FIG. 1 (c), an insulating layer 3, for example, silicon dioxide (SiO 2 ) is sputtered or chemically vapor-deposited (CVD) on the surface including the cold cathode thin film 7 to a thickness of about 1 μm. A gate electrode material 4, for example, niobium or molybdenum is formed on the insulating layer 3 to a thickness of 2000.
The film is formed to a degree. Then, this gate electrode material film is processed into a gate electrode line 4 having a line shape crossing the cathode electrode line 2 by photolithography and reactive ion etching.

【0027】次いで、図1(d)に示すように、ゲート
電極ライン4と絶縁層3を貫通して薄膜7に達する円形
の微細孔5を写真製版法及び反応性イオンエッチング法
(例えば、CHF3 とCH2 2 との混合ガス使用)に
より形成する(図中の13は孔5の形成時に用いるフォ
トレジストマスクである)。
Next, as shown in FIG. 1D, a circular micro hole 5 which reaches the thin film 7 through the gate electrode line 4 and the insulating layer 3 is formed by photolithography and reactive ion etching (for example, CHF). (Using a mixed gas of 3 and CH 2 F 2 ) (13 in the figure is a photoresist mask used when forming the holes 5).

【0028】次いで、フォトレジスト13を除去し、図
2及び図3に示した如く、絶縁層3によってカソード電
極ライン2を被覆し、微細孔5内に露出した微小冷陰極
薄膜7を有する電極構体(電子放出源)10を作製す
る。
Next, the photoresist 13 is removed, and as shown in FIGS. 2 and 3, the cathode electrode line 2 is covered with the insulating layer 3, and the electrode structure having the minute cold cathode thin film 7 exposed in the fine hole 5 is formed. (Electron emission source) 10 is produced.

【0029】このようにして電子放出源10を製造すれ
ば、電子放出物質の薄膜7を成膜するに際し、カソード
電極ライン2に所定の負電位を印加しながら、グラファ
イトなど炭素を主体とするターゲットにレーザ光を照射
してターゲット材を飛翔せしめているので、このように
して成膜された薄膜7は低電界で電子のエミッションを
生じるものとなるため、低電圧駆動が可能である。ま
た、ダイヤモンド状炭素からなる薄膜7は、動作時にゲ
ート電極ライン4上の高真空領域に存在するイオンによ
りスパッタされにくいため、安定なエミッションを長い
時間維持できる。
When the electron emission source 10 is manufactured in this manner, when forming the thin film 7 of the electron emission material, a target mainly composed of carbon such as graphite is applied while applying a predetermined negative potential to the cathode electrode line 2. Since the target material is caused to fly by irradiating a laser beam to the target, the thin film 7 formed in this manner causes emission of electrons in a low electric field, so that low voltage driving is possible. In addition, the thin film 7 made of diamond-like carbon is hardly sputtered by ions existing in a high vacuum region on the gate electrode line 4 during operation, so that stable emission can be maintained for a long time.

【0030】また、薄膜7は、その厚み分だけ成膜すれ
ばよいので、従来技術のマイクロチップ27のように高
さや形状を高精度にして形成する必要はなく、また、絶
縁層3の形成前に予め成膜しておけるため、薄膜7の形
成が容易となり、従来技術の如きリフトオフは全く不要
であってカソード−ゲート間が剥離した金属片で短絡す
ることはない。仮に金属片が生じても、薄膜7が薄いた
めにカソード2−ゲート4間が十分離れており、これら
の間に金属片が接触して短絡を生じることはない(しか
も、上記したダイヤモンド状炭素の如き仕事関数の小さ
い物質はいずれも絶縁体であるため、短絡を生じること
はない)。この結果、カソード2−ゲート4間の印加電
圧を上昇させた場合に電極が溶断されることはなく、不
良率を下げ、信頼性の良い動作を行わせることができ
る。
Since the thin film 7 has only to be formed by the thickness thereof, it is not necessary to form the thin film 7 with a high precision in height and shape as in the prior art microchip 27. Since the thin film 7 can be formed in advance, the thin film 7 can be easily formed, and lift-off as in the related art is not required at all, and a short circuit is not caused by a stripped metal piece between the cathode and the gate. Even if a metal piece is formed, the cathode 2 and the gate 4 are sufficiently separated from each other because the thin film 7 is thin, and the metal piece does not come into contact with them and short-circuiting does not occur. Are not insulators and do not cause a short circuit. As a result, when the applied voltage between the cathode 2 and the gate 4 is increased, the electrodes are not blown, the defect rate is reduced, and a reliable operation can be performed.

【0031】また、薄膜7は、従来技術のマイクロチッ
プ27のように微小孔内への蒸着によることなしにレー
ザアブレーションで成膜できるので、その作製工程数が
減り、かつ容易となり、不良率を下げ、カソード2−ゲ
ート4間の絶縁分離も良好となる。
Further, since the thin film 7 can be formed by laser ablation without vapor deposition in micro holes as in the case of the microchip 27 of the prior art, the number of manufacturing steps is reduced, and the number of manufacturing steps is reduced. As a result, the insulation between the cathode 2 and the gate 4 is improved.

【0032】上記した方法で得られる電子放出源10
は、例えばガラス材よりなる下部基板1の表面上に帯状
の複数本のカソード電極ライン2が形成され、これらの
カソード電極ライン2の上に冷陰極用の薄膜7が成膜さ
れ、また、薄膜7の上に絶縁層3が成膜されていて、そ
の上には更に各カソード電極ライン2と領域9において
交差して帯状に複数本のゲート電極ライン4が形成さ
れ、カソード電極ライン2とゲート電極ライン4とでマ
トリクス構造を構成している。各カソード電極ライン2
および各ゲート電極ライン4は制御手段15にそれぞれ
接続され、駆動制御される。
The electron emission source 10 obtained by the above method
A plurality of strip-shaped cathode electrode lines 2 are formed on the surface of a lower substrate 1 made of, for example, a glass material, and a thin film 7 for a cold cathode is formed on these cathode electrode lines 2. An insulating layer 3 is formed on the gate electrode 7, and a plurality of gate electrode lines 4 are further formed on the insulating layer 3 so as to intersect with each cathode electrode line 2 in a region 9. The electrode line 4 forms a matrix structure. Each cathode electrode line 2
And each gate electrode line 4 is connected to the control means 15 and is driven and controlled.

【0033】カソード電極ライン2とゲート電極ライン
4との各交差領域9においては、ゲート電極ライン4と
絶縁層3とを貫通して冷陰極用の薄膜7に達する多数の
略円形の孔5が設けられ、この孔5の底部に露出した薄
膜7が冷陰極を構成する。この薄膜7は、カソード電極
ライン2に所定の電位(例えば−100V)を印加しな
がら、炭素を主体とするグラファイトなどのターゲット
基板にレーザ(エキシマレーザ、波長193nm、パワ
ー2×108 W/cm2 )を照射して成膜された薄膜で
ある。
In each intersection region 9 between the cathode electrode line 2 and the gate electrode line 4, a number of substantially circular holes 5 penetrating the gate electrode line 4 and the insulating layer 3 and reaching the cold cathode thin film 7. The thin film 7 provided on the bottom of the hole 5 constitutes a cold cathode. This thin film 7 is applied to a target substrate such as graphite mainly composed of carbon by applying a predetermined potential (for example, -100 V) to the cathode electrode line 2 while applying a laser (excimer laser, wavelength 193 nm, power 2 × 10 8 W / cm). 2 ) A thin film formed by irradiation.

【0034】この第1の実施の形態例による電子放出源
10を用いたディスプレイ装置の構成とその表示動作
は、図7及び図8を参照して説明した従来例とは、電子
放出源の冷陰極の構造においてのみ異なるものであっ
て、その他の構成と動作は従来例と同一である。
The configuration of the display device using the electron emission source 10 according to the first embodiment and the display operation thereof are different from those of the conventional example described with reference to FIGS. The difference is only in the structure of the cathode, and other configurations and operations are the same as those of the conventional example.

【0035】即ち、制御手段15により所定のカソード
電極ライン2とゲート電極ライン4を選択し、これらの
間に所定の電圧を印加することにより、カソード電極ラ
イン2とゲート電極ライン4との交差領域9(即ち、画
素領域内の薄膜7とゲート部4aとの間)に所定の電界
が生じ、孔5内の薄膜7からトンネル効果によって電子
が放出される。
That is, a predetermined cathode electrode line 2 and a predetermined gate electrode line 4 are selected by the control means 15, and a predetermined voltage is applied between them, so that an intersection area between the cathode electrode line 2 and the gate electrode line 4 is obtained. 9 (that is, between the thin film 7 in the pixel region and the gate portion 4a), a predetermined electric field is generated, and electrons are emitted from the thin film 7 in the hole 5 by a tunnel effect.

【0036】電子放出源10を組み込んだディスプレイ
装置においては、画像を構成する所定の画素領域の電子
放出源10と一致する交差領域を有するカソード電極ラ
イン2とゲート電極ライン4を制御手段15によって選
択し、それらの間に所定の電圧を印加する。これによ
り、この電子放出源10は励起し、孔5内の薄膜7から
は電子が放出され、更にカソード電極ライン2とアノー
ドである上部基板28との間に印加された電圧によって
電子は加速され、蛍光面29の蛍光体と衝突して可視光
を放出し、画像を形成するものである。この場合、電子
放出源10の構造が単純であるため、大型の極薄型ディ
スプレイ装置を構成することができ、また、放出される
電子の拡がりが小さいので、高精細化することができ
る。
In the display device in which the electron emission source 10 is incorporated, the control means 15 selects the cathode electrode line 2 and the gate electrode line 4 having the intersection area that coincides with the electron emission source 10 in a predetermined pixel area forming an image. Then, a predetermined voltage is applied between them. As a result, the electron emission source 10 is excited, electrons are emitted from the thin film 7 in the hole 5, and the electrons are accelerated by a voltage applied between the cathode electrode line 2 and the upper substrate 28 as an anode. The visible light is emitted by colliding with the phosphor on the phosphor screen 29 to form an image. In this case, the structure of the electron emission source 10 is simple, so that a large ultra-thin display device can be formed. Further, since the spread of emitted electrons is small, high definition can be achieved.

【0037】そして、上述した電子放出源10の構成に
よれば、ゲート電極ライン4と絶縁層3を貫通して薄膜
7に達する多数の孔5の底部には、カソード電極ライン
2に所定の電位を印加しながら炭素主体のターゲット基
板にレーザー光を照射して成膜された薄膜7の冷陰極が
形成されているので、低電圧駆動が可能となる。
According to the structure of the electron emission source 10 described above, a predetermined potential is applied to the cathode electrode line 2 at the bottom of the large number of holes 5 that reach the thin film 7 through the gate electrode line 4 and the insulating layer 3. The cold cathode of the thin film 7 formed by irradiating the carbon-based target substrate with a laser beam while applying a voltage is formed, thereby enabling low-voltage driving.

【0038】また、薄膜9が炭素主体のターゲット基板
にレーザ光を照射して成膜された薄膜であるので、薄膜
9はダイヤモンド状炭素となる。このダイヤモンド状炭
素からなる薄膜は化学的に不活性であってイオンにより
スパッタリングされにくいので、安定なエミッションを
長い時間維持できる。
Since the thin film 9 is a thin film formed by irradiating a carbon-based target substrate with laser light, the thin film 9 is diamond-like carbon. Since the thin film made of diamond-like carbon is chemically inert and is hardly sputtered by ions, stable emission can be maintained for a long time.

【0039】本実施の形態では、ゲート電極ライン4と
絶縁層3を貫通して、冷陰極用の薄膜7に達する複数の
円形の微細孔5が形成された電子放出源10が得られる
が、この電子放出源10によれば、冷陰極用の薄膜7の
仕事関数が十分に小さければ、カソード電極ライン2と
ゲート電極ライン4との間の印加電圧が数10Vで、デ
ィスプレイとして必要な電流量を得ることができる。
In the present embodiment, an electron emission source 10 having a plurality of circular fine holes 5 penetrating the gate electrode line 4 and the insulating layer 3 and reaching the cold cathode thin film 7 is obtained. According to the electron emission source 10, if the work function of the thin film 7 for a cold cathode is sufficiently small, the applied voltage between the cathode electrode line 2 and the gate electrode line 4 is several tens of volts, and the amount of current required for the display is small. Can be obtained.

【0040】また、薄膜7が、カソード電極ライン2に
所定の電位を印加させながら、グラファイトを主体とす
るターゲット基板にレーザ光を照射して成膜を行った薄
膜であるので、5×107 V/m以下の電界の強さでデ
ィスプレイとして必要な電流量を得ることができ、低電
圧駆動が可能となる。即ち、カソード電極ライン2にア
ースに対して負の電位を印加しながら、グラファイトを
主体とするターゲット基板にレーザ光を照射して成膜を
行った薄膜7と、カソード電極ライン2に電位を印加し
ないで成膜を行った薄膜とについて、電界強度と電流密
度との関係を測定したところ、図4に示す結果が得られ
た。この結果から、本発明に基づいて、カソード電極ラ
イン2に所定の電位を印加しながら成膜を行うことは、
薄膜7からの電界放出に効果があり、低電圧でもエミッ
ションが得られることが分る。
Since the thin film 7 is a thin film formed by irradiating a target substrate mainly composed of graphite with a laser beam while applying a predetermined potential to the cathode electrode line 2, the thin film 7 has a thickness of 5 × 10 7 A current required for a display can be obtained with an electric field strength of V / m or less, and low-voltage driving can be performed. That is, while applying a negative potential with respect to the ground to the cathode electrode line 2, a thin film 7 formed by irradiating a laser beam to a target substrate mainly composed of graphite and applying a potential to the cathode electrode line 2. When the relationship between the electric field intensity and the current density was measured for the thin film formed without forming the film, the result shown in FIG. 4 was obtained. From this result, based on the present invention, performing film formation while applying a predetermined potential to the cathode electrode line 2,
It can be seen that there is an effect on the field emission from the thin film 7 and emission can be obtained even at a low voltage.

【0041】<第2の実施の形態>本実施の形態例で得
られる電子放出源は、図5及び図6に示すように、上述
した第1の実施の形態例における電子放出源10の孔5
の形状をスリット状孔6にして電子放出源11を構成し
たことにおいてのみ異なり、また、これを用いたディス
プレイ装置の構成と表示動作も上述した第1の実施の形
態例で述べたととと同一であり、その構成と動作につい
てここでの説明は省略する。
<Second Embodiment> As shown in FIGS. 5 and 6, the electron emission source obtained in this embodiment is a hole of the electron emission source 10 in the first embodiment described above. 5
Only in the configuration of the electron emission source 11 with the shape of the slit-shaped hole 6. The configuration and display operation of the display device using the same are also the same as those described in the first embodiment. The description of the configuration and operation is omitted here.

【0042】この電子放出源11では、孔6をスリット
状孔としたことにより、上述した第1の実施の形態例で
得られる効果の他に、次の効果が得られる。即ち、冷陰
極の薄膜7の表面での電界強度は円形の孔5の場合とほ
とんど等しく、従って冷陰極は略同一の電圧で駆動でき
るが、円形の孔5に比較してエミッション領域が大きい
ので、同一の電圧で駆動してもより大きな電流密度を得
ることができる。このように、スリット状孔6を有する
冷陰極は、低い電圧の印加で、より大きな放出電流を獲
得することが可能となるものである。
In the electron emission source 11, the following effects can be obtained in addition to the effects obtained in the above-described first embodiment by forming the holes 6 as slit-shaped holes. That is, the electric field strength on the surface of the thin film 7 of the cold cathode is almost equal to that of the case of the circular hole 5. Therefore, the cold cathode can be driven at substantially the same voltage, but the emission area is larger than that of the circular hole 5. Even when driven at the same voltage, a higher current density can be obtained. As described above, the cold cathode having the slit-shaped holes 6 can obtain a larger emission current by applying a low voltage.

【0043】次に、電子放出源11の製造方法を説明す
るが、基本的には図1で述べたものと同様である。
Next, a method of manufacturing the electron emission source 11 will be described, which is basically the same as that described with reference to FIG.

【0044】まず、ガラス等よりなる下部基板1上にニ
オブ、モリブデン又はクロム等を材料として厚さ約20
00Å程の導体膜を成膜する。その後、写真製版法及び
反応性イオンエッチング法によりこの導体膜を帯状に加
工してカソード電極ライン2を形成する。
First, a niobium, molybdenum, chromium or the like material is formed on a lower substrate
A conductor film of about 00 ° is formed. Thereafter, the conductive film is processed into a belt shape by photolithography and reactive ion etching to form a cathode electrode line 2.

【0045】次いで、冷陰極用の薄膜7を、カソード電
極ライン2に所定の電位を印加しながら、炭素を主体と
するターゲット基板にレーザー光を照射してレーザアブ
レーション法で成膜する。その後、写真製版法及び反応
性イオンエッチング法により、この薄膜7を、画素を形
成する領域を被覆する形状に整形する。
Next, a thin film 7 for a cold cathode is formed by laser ablation by applying a laser beam to a target substrate mainly composed of carbon while applying a predetermined potential to the cathode electrode line 2. Thereafter, the thin film 7 is shaped into a shape covering a region where a pixel is to be formed by a photoengraving method and a reactive ion etching method.

【0046】次いで、例えば二酸化珪素をスパッタリン
グ又は化学蒸着法により下部基板1とカソード電極ライ
ン2の露出部および薄膜7の上に成膜して絶縁層3を形
成し、更に絶縁層3上に、例えばニオブ又はモリブデン
のゲート電極材料を成膜する。その後、写真製版法及び
反応性イオンエッチング法により、この導体膜をカソー
ド電極ライン2と交差するライン状に加工して、ゲート
電極ライン4を構成する。
Next, for example, silicon dioxide is formed on the lower substrate 1, the exposed portions of the cathode electrode lines 2 and the thin film 7 by sputtering or chemical vapor deposition to form an insulating layer 3. For example, a gate electrode material of niobium or molybdenum is formed. Thereafter, the conductor film is processed into a line crossing the cathode electrode line 2 by photolithography and reactive ion etching to form the gate electrode line 4.

【0047】次いで、ゲート電極ライン4と絶縁層3を
貫通して薄膜7に達するスリット状の微細な孔6を写真
製版法及び反応性イオンエッチング法により形成して、
電子放出源11を作製する。
Next, fine slit-shaped holes 6 reaching the thin film 7 through the gate electrode line 4 and the insulating layer 3 are formed by photolithography and reactive ion etching.
An electron emission source 11 is manufactured.

【0048】本実施の形態によれば、上述した第1の実
施の形態と同様に、ゲート電極ライン2と絶縁層3を貫
通して薄膜7に達する多数のスリット状微細孔6により
電子放出源11を構成する際に、冷陰極となるカソード
電極ライン2に所定の電位を印加しながら、炭素を主体
とするターゲット基板にレーザ光を照射して、薄膜7を
成膜しているので、この薄膜7は低電界でエミッション
を生じるものとなり、低電圧駆動が可能である。また、
薄膜7はダイヤモンド状炭素となるので、スパッタリン
グされにくく、このため、安定なエミッションを長い時
間維持できる。
According to the present embodiment, as in the first embodiment, the electron emission source is formed by a large number of slit-shaped fine holes 6 penetrating through the gate electrode line 2 and the insulating layer 3 and reaching the thin film 7. In forming the thin film 11, a thin film 7 is formed by irradiating a target substrate mainly composed of carbon with laser light while applying a predetermined potential to the cathode electrode line 2 serving as a cold cathode. The thin film 7 emits light in a low electric field, and can be driven at a low voltage. Also,
Since the thin film 7 is made of diamond-like carbon, it is hard to be sputtered, so that stable emission can be maintained for a long time.

【0049】その他、上述した第1の実施の形態で述べ
たように、電子放出源の作製時に剥離層が生じないた
め、カソード電極ラインとゲート電極ラインのショート
の不良率を下げることができ、かつ作製工程を減ずるこ
とができると共に、電子放出源の構造が単純なために大
型の極薄型ディスプレイ装置を構成することができ、ま
た、冷陰極から放出される電子の拡がりが小さいので、
高精細にすることができる。
In addition, as described in the first embodiment, since the peeling layer is not formed when the electron emission source is manufactured, the short-circuit defect rate between the cathode electrode line and the gate electrode line can be reduced. In addition, the number of manufacturing steps can be reduced, and since the structure of the electron emission source is simple, a large ultra-thin display device can be configured. Also, since the spread of electrons emitted from the cold cathode is small,
High definition can be achieved.

【0050】更に、スリット状の微細孔6を形成してい
るので、冷陰極の薄膜7の表面での電界強度は円形の微
細孔の場合とほとんど等しく、略同一の電圧でその冷陰
極を駆動することができるが、円形の微細孔の場合と比
較してエミッション領域が大きいため、同一の電圧で駆
動してもより大きな電流密度を得ることができる。
Further, since the slit-shaped micro holes 6 are formed, the electric field strength on the surface of the thin film 7 of the cold cathode is almost equal to that of the circular micro holes, and the cold cathode is driven at substantially the same voltage. However, since the emission area is larger than that in the case of the circular fine holes, a larger current density can be obtained even when driven by the same voltage.

【0051】以上、本発明の実施の形態例を説明した
が、上述の例は本発明の技術的思想の基づいて更に変形
が可能である。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the above-described example can be further modified based on the technical idea of the present invention.

【0052】例えば、薄膜7、カソード電極2等の材質
や厚み、その成膜方法等は種々変化させてよい。成膜方
法には、スパッタ法、CVDだけでなく、レーザアブレ
ーション法(レーザ光照射によるエッチング現象を利用
した堆積法)等も採用できる。特に薄膜7の場合、ター
ゲットはグラファイト以外も使用可能である。
For example, the materials and thicknesses of the thin film 7, the cathode electrode 2, etc., and the method of forming the film may be variously changed. As a film formation method, not only a sputtering method and a CVD method, but also a laser ablation method (a deposition method using an etching phenomenon by laser light irradiation) or the like can be adopted. In particular, in the case of the thin film 7, a target other than graphite can be used.

【0053】また、上述した冷陰極薄膜7の形成領域
は、カソード電極ライン2とゲート電極ライン4との交
差領域9のみであってよいし、ほぼカソード電極ライン
2と同一パターンに設けてもよく、或いはそれ以外の領
域にも薄膜7が存在していてもよく、場合によっては基
板1の全面にあってもよい。上述した微細孔の形状も上
述の円形、スリット状に限らず、その他の形状であって
もよい。
The cold cathode thin film 7 may be formed only in the intersection area 9 between the cathode electrode line 2 and the gate electrode line 4 or may be provided in substantially the same pattern as the cathode electrode line 2. Alternatively, the thin film 7 may be present in other regions, and may be present on the entire surface of the substrate 1 in some cases. The shape of the fine holes described above is not limited to the above-described circular shape and slit shape, but may be other shapes.

【0054】なお、上述した電子放出源は、FED(Fi
eld emission display) などの電界放出型ディスプレイ
装置に好適であるが、対向する螢光面パネルの構造や各
部のパターン及び材質等は上述したものに限られず、ま
た、その作製方法も種々採用できる。また、上述した電
子放出源の用途は、FED又はそれ以外のディスプレイ
装置に限定されることはなく、真空管(即ち、カソード
から放出される電子流をゲート電極(グリッド)によっ
て制御し、増幅又は整流する電子管)に使用したり、或
いは、カソードから放出される電子を信号電流として取
り出すための回路素子(これには、上述したFEDの螢
光面パネルに光電変換素子を取付け、螢光面パネルの発
光パターンを光電変換素子で電気信号に変換する光通信
用の素子も含まれる。)等にも応用可能である。
The above-mentioned electron emission source is a FED (Fi
It is suitable for a field emission type display device such as an eld emission display, but the structure of the opposing phosphor screen panel and the pattern and material of each part are not limited to those described above, and various production methods can be adopted. Further, the application of the above-described electron emission source is not limited to the FED or other display devices, and the electron flow emitted from the cathode is controlled by a gate electrode (grid) to amplify or rectify. A circuit element (for example, an electron tube to be used), or a circuit element for extracting electrons emitted from a cathode as a signal current (in which a photoelectric conversion element is attached to the fluorescent panel of the above-described FED, and An element for optical communication that converts a light emission pattern into an electric signal by a photoelectric conversion element is also included.)

【0055】[0055]

【発明の作用効果】本発明によれば、上述した如く、前
記第2電極と前記絶縁層を貫通して前記薄膜に達する微
細孔により荷電粒子放出源を形成するに際し、前記第1
電極に所定の電位を印加しながら、炭素を主体とするタ
ーゲットにレーザ光を照射してターゲット材を飛翔せし
め、前記薄膜を成膜しているので、このようにして成膜
された薄膜は低電界でエミッションを生じるものとなる
ため、低電圧駆動が可能である。また、上記のようにし
て成膜された薄膜は、ダイヤモンド状炭素からなるの
で、イオンによりスパッタされにくく、このため、安定
なエミッションを長い時間維持できる。
According to the present invention, as described above, when the charged particle emission source is formed by the fine holes reaching the thin film through the second electrode and the insulating layer,
While applying a predetermined potential to the electrode, the target material mainly composed of carbon is irradiated with laser light to fly the target material, and the thin film is formed. Therefore, the thin film thus formed is low. Since emission is caused by an electric field, low-voltage driving is possible. In addition, since the thin film formed as described above is made of diamond-like carbon, it is hard to be sputtered by ions, so that stable emission can be maintained for a long time.

【0056】また、従来技術におけるような剥離層が製
造時に生じないため、第1電極と第2電極とのショート
がなく、不良率を下げ、かつ作製工程数を減らすことが
できる。そして、荷電粒子放出源の構造が単純なため、
大型の極薄型ディスプレイ装置を構成することができ、
また、放出される荷電粒子の拡がりが小さいので、高精
細化することができる。
Further, since the peeling layer is not formed at the time of manufacturing as in the prior art, there is no short circuit between the first electrode and the second electrode, the defect rate can be reduced, and the number of manufacturing steps can be reduced. And because the structure of the charged particle emission source is simple,
Large ultra-thin display devices can be configured,
In addition, since the spread of the discharged charged particles is small, high definition can be achieved.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態による電子放出源の
製造方法を工程順に示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing an electron emission source according to a first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】同、電子放出源の一部分の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of a part of the electron emission source.

【図3】同、電子放出源の一部分の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a part of the electron emission source.

【図4】同、電子放出源の電子放出性能(冷陰極薄膜の
電界強度と電流密度との関係)を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the electron emission performance (the relationship between the electric field strength of the cold cathode thin film and the current density) of the electron emission source.

【図5】本発明の第2の実施の形態例による電子放出源
の一部分の概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view of a part of an electron emission source according to a second embodiment of the present invention.

【図6】同、電子放出源の一部分の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a part of the electron emission source.

【図7】従来の電子放出源の一部分の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a part of a conventional electron emission source.

【図8】同、電子放出源を用いたディスプレイ装置の構
成の一部を示す概略斜視図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a part of a configuration of a display device using the electron emission source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21…下部基板、2、22…カソード電極ライン、
3、23…絶縁層、4、24…ゲート電極ライン、4
a、24a…ゲート部、5、6、26…円形又はスリッ
ト状孔、7…薄膜、8…電源、9…交差領域、10、1
1、12…電子放出源、15、25…制御手段、20…
ディスプレイ装置、27…マイクロチップ、28…上部
基板、29…蛍光面
1, 21 ... lower substrate, 2, 22 ... cathode electrode line,
3, 23 ... insulating layer, 4, 24 ... gate electrode line, 4
a, 24a: gate portion, 5, 6, 26: circular or slit-shaped hole, 7: thin film, 8: power source, 9: intersection area, 10, 1
1, 12 ... electron emission source, 15, 25 ... control means, 20 ...
Display device, 27: microchip, 28: upper substrate, 29: phosphor screen

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体上に第1電極を形成する工程と、 前記第1電極に所定の電位を印加しながら、炭素を主体
とするターゲットにレーザ光を照射してターゲット材を
飛翔せしめ、前記第1の電極上に薄膜を成膜する工程
と、 前記基体、前記第1電極及び前記薄膜を被覆する絶縁層
を形成する工程と、 前記絶縁層上に前記第1電極と交差する第2電極を形成
する工程と、 前記第1電極と前記第2電極とが交差する領域に、前記
第2電極と前記絶縁層とを貫通して前記薄膜に達する微
細孔を形成する工程とを有する、荷電粒子放出装置の製
造方法。
A step of forming a first electrode on a base; and applying a predetermined potential to the first electrode while irradiating a target mainly composed of carbon with a laser beam to fly a target material. A step of forming a thin film on a first electrode; a step of forming an insulating layer covering the base, the first electrode and the thin film; a second electrode crossing the first electrode on the insulating layer And forming a fine hole reaching the thin film through the second electrode and the insulating layer in a region where the first electrode and the second electrode intersect. Manufacturing method of particle emission device.
【請求項2】 基板上にカソード電極ラインを形成す
る工程と、 前記カソード電極ラインに所定の電位を印加しながら、
炭素を主体とするターゲットにレーザ光を照射してター
ゲット材を飛翔せしめ、前記カソード電極ライン上に前
記薄膜を成膜する工程と、 前記基板、前記カソード電極ライン及び前記薄膜を被覆
する絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層上に前記カソード電極ラインと交差するゲー
ト電極ラインを形成する工程と、 前記カソード電極ラインと前記ゲート電極ラインとが交
差する領域に、前記ゲート電極ラインと前記絶縁層とを
貫通して前記薄膜に達する略円形又はスリット状の前記
微細孔を形成する工程とを経て、冷陰極を有する電子放
出源を製造する、請求項1に記載した荷電粒子放出装置
の製造方法。
2. A step of forming a cathode electrode line on a substrate, and applying a predetermined potential to the cathode electrode line.
Irradiating the target material mainly composed of carbon with a laser beam to fly the target material to form the thin film on the cathode electrode line; and forming an insulating layer covering the substrate, the cathode electrode line and the thin film. Forming; forming a gate electrode line on the insulating layer that intersects the cathode electrode line; and forming the gate electrode line and the insulating layer in a region where the cathode electrode line and the gate electrode line intersect. Forming a substantially circular or slit-shaped fine hole that penetrates through the thin film and reaches the thin film, thereby manufacturing an electron emission source having a cold cathode. .
【請求項3】 グラファイトを主体とするターゲットを
用いて前記薄膜を成膜する、請求項1に記載した荷電粒
子放出装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a charged particle emission device according to claim 1, wherein the thin film is formed using a target mainly composed of graphite.
【請求項4】 前記第1電極にアースに対して負の電位
を印加しながら前記薄膜を成膜する、請求項1に記載し
た荷電粒子放出装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the thin film is formed while applying a negative potential to the first electrode with respect to the ground.
【請求項5】 基体上に第1電極を形成する工程と、 前記第1電極に所定の電位を印加しながら、炭素を主体
とするターゲットにレーザ光を照射してターゲット材を
飛翔せしめ、前記第1の電極上に薄膜を成膜する工程
と、 前記基体、前記第1電極及び前記薄膜を被覆する絶縁層
を形成する工程と、 前記絶縁層上に前記第1電極と交差する第2電極を形成
する工程と、 前記第1電極と前記第2電極とが交差する領域に、前記
第2電極と前記絶縁層とを貫通して前記薄膜に達する微
細孔を形成する工程とを経て、荷電粒子放出装置を製造
し、この荷電粒子放出装置と対向する位置に発光面を配
置し、前記荷電粒子放出装置から放出される荷電粒子に
より前記発光面を発光させるディスプレイ装置を製造す
る、電界放出型ディスプレイ装置の製造方法。
5. A step of forming a first electrode on a substrate, and applying a predetermined potential to the first electrode, irradiating a target mainly composed of carbon with a laser beam to fly a target material, A step of forming a thin film on a first electrode; a step of forming an insulating layer covering the base, the first electrode and the thin film; a second electrode crossing the first electrode on the insulating layer Forming a fine hole reaching the thin film through the second electrode and the insulating layer in a region where the first electrode and the second electrode intersect. Manufacturing a particle emission device, arranging a light emitting surface at a position facing the charged particle emission device, and manufacturing a display device for emitting the light emission surface by charged particles emitted from the charged particle emission device, a field emission type Display device manufacturing Method.
【請求項6】 基板上にカソード電極ラインを形成す
る工程と、 前記カソード電極ラインに所定の電位を印加しながら、
炭素を主体とするターゲットにレーザ光を照射してター
ゲット材を飛翔せしめ、前記カソード電極ライン上に前
記薄膜を成膜する工程と、 前記基板、前記カソード電極ライン及び前記薄膜を被覆
する絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層上に前記カソード電極ラインと交差するゲー
ト電極ラインを形成する工程と、 前記カソード電極ラインと前記ゲート電極ラインとが交
差する領域に、前記ゲート電極ラインと前記絶縁層とを
貫通して前記薄膜に達する略円形又はスリット状の前記
微細孔を形成する工程とを経て、冷陰極を有する電子放
出源を製造し、この電子放出源と対向する位置に螢光面
を配置し、前記冷陰極から放出される電子により前記螢
光面を発光させるディスプレイ装置を製造する、請求項
5に記載した電界放出型ディスプレイ装置の製造方法。
6. A step of forming a cathode electrode line on a substrate, and applying a predetermined potential to the cathode electrode line.
Irradiating the target material mainly composed of carbon with a laser beam to fly the target material to form the thin film on the cathode electrode line; and forming an insulating layer covering the substrate, the cathode electrode line and the thin film. Forming; forming a gate electrode line on the insulating layer that intersects the cathode electrode line; and forming the gate electrode line and the insulating layer in a region where the cathode electrode line and the gate electrode line intersect. And forming a substantially circular or slit-shaped fine hole that reaches the thin film by passing through the thin film to produce an electron emission source having a cold cathode, and forming a fluorescent surface at a position facing the electron emission source. 6. The field emission display according to claim 5, wherein the display device is arranged to emit the phosphor screen by electrons emitted from the cold cathode. Manufacturing method of the device.
【請求項7】 グラファイトを主体とするターゲットを
用いて前記薄膜を成膜する、請求項5に記載した電界放
出型ディスプレイ装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a field emission display device according to claim 5, wherein the thin film is formed using a target mainly composed of graphite.
【請求項8】 前記第1電極にアースに対して負の電位
を印加しながら前記薄膜を成膜する、請求項5に記載し
た電界放出型ディスプレイ装置の製造方法。
8. The method according to claim 5, wherein the thin film is formed while applying a negative potential to the first electrode with respect to the ground.
JP11061799A 1999-04-19 1999-04-19 Manufacture of charged particle emitting device and manufacture of field emission display device Pending JP2000306498A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11061799A JP2000306498A (en) 1999-04-19 1999-04-19 Manufacture of charged particle emitting device and manufacture of field emission display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11061799A JP2000306498A (en) 1999-04-19 1999-04-19 Manufacture of charged particle emitting device and manufacture of field emission display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000306498A true JP2000306498A (en) 2000-11-02

Family

ID=14540361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11061799A Pending JP2000306498A (en) 1999-04-19 1999-04-19 Manufacture of charged particle emitting device and manufacture of field emission display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000306498A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1209716A2 (en) * 2000-11-20 2002-05-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cold cathode forming process and electron emission element, and applied device of the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1209716A2 (en) * 2000-11-20 2002-05-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cold cathode forming process and electron emission element, and applied device of the same
EP1209716A3 (en) * 2000-11-20 2003-12-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cold cathode forming process and electron emission element, and applied device of the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5243252A (en) Electron field emission device
US5445550A (en) Lateral field emitter device and method of manufacturing same
JPH08115654A (en) Particle emission device, field emission type device, and their manufacture
US6950237B2 (en) Fiber based field emitter display
KR20010031360A (en) Field emission devices
JPH06223707A (en) Silicon field emission device and its manufacture
US6626720B1 (en) Method of manufacturing vacuum gap dielectric field emission triode and apparatus
JPH08264109A (en) Particle emitter, and field emission type device, and their manufacture
JP3066573B2 (en) Field emission display device
JP3409468B2 (en) Particle emission device, field emission device, and manufacturing method thereof
CN102254762A (en) Field emission device
US7009336B2 (en) Micro-field emitter device for flat panel display
JPH07122179A (en) Field emitting cathode and manufacture of field emitting cathode
JPH0896704A (en) Particulate emitting device, field emission type device and manufacture of these devices
JPH0887956A (en) Electron emitting element, its manufacture, crt and plane display
JP4228256B2 (en) ELECTRON EMITTING SOURCE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND DISPLAY DEVICE USING ELECTRON EMITTING SOURCE
JP2000306498A (en) Manufacture of charged particle emitting device and manufacture of field emission display device
JP2000348601A (en) Electron emitting source and manufacture thereof, and display device using electron emitting source
JP2001052600A (en) Electron emission source, its manufacture and display device
JP2001023506A (en) Electron emission source and its manufacture and display
JP4247649B2 (en) Electron emission source and method for manufacturing the same, and display device using the electron emission source
JPS6367742B2 (en)
JPH04284325A (en) Electric field emission type cathode device
JP2000048707A (en) Electron emitting source and manufacture thereof, and display device using electron emitting source
KR100400374B1 (en) Method Of Fabricating Field Emission Device and Field Emission Display Using The Same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060117

RD13 Notification of appointment of power of sub attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433

Effective date: 20070125

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080229

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080428

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080904