JP2003045317A - Electron emission body and manufacturing method, cold- cathode field electron emission element and manufacturing method, as well as cold-cathode field electron emission display device and manufacturing method - Google Patents

Electron emission body and manufacturing method, cold- cathode field electron emission element and manufacturing method, as well as cold-cathode field electron emission display device and manufacturing method

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JP2003045317A
JP2003045317A JP2001236380A JP2001236380A JP2003045317A JP 2003045317 A JP2003045317 A JP 2003045317A JP 2001236380 A JP2001236380 A JP 2001236380A JP 2001236380 A JP2001236380 A JP 2001236380A JP 2003045317 A JP2003045317 A JP 2003045317A
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Japan
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electron
field emission
layer
cathode electrode
electrode
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Takao Yagi
貴郎 八木
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cold-cathode field electron emission element which can form a carbon thin film even at low temperature, and yet with excellent cold- cathode field electron emission characteristics. SOLUTION: The cold-cathode field electron emission element consists of (A) a cathode electrode 11 set up on a support body 10 and (B) a plurality of conical electron emission bodies 26 formed on the cathode electrode 11, and the electron emission bodies 26 is structured with a base part 24 made of a conical metal silicide 23 formed on the cathode electrode and a carbon thin film 25 formed on the surface of the base part 24.

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、電子放出体及びそ
の製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方
法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron emitter and a manufacturing method thereof, a cold cathode field emission device and a manufacturing method thereof, and a cold cathode field emission display device and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】真空中に置かれた金属や半導体等に或る
閾値以上の強さの電界を与えると、金属や半導体の表面
近傍のエネルギー障壁を電子が量子トンネル効果によっ
て通過し、常温でも真空中に電子が放出されるようにな
る。かかる原理に基づく電子放出は、冷陰極電界電子放
出、あるいは単に電界放出(フィールド・エミッショ
ン)と呼ばれる。近年、この電界放出の原理を画像表示
に応用した平面型の冷陰極電界電子放出表示装置、所謂
フィールド・エミッション・ディスプレイ(FED)が
提案されており、高輝度、低消費電力等の長所を有する
ことから、従来の陰極線管(CRT)に代わる画像表示
装置として期待されている。
2. Description of the Related Art When an electric field having a strength higher than a certain threshold is applied to a metal or semiconductor placed in a vacuum, electrons pass through an energy barrier near the surface of the metal or semiconductor by a quantum tunnel effect, and even at room temperature. Electrons are emitted into the vacuum. Electron emission based on such a principle is called cold cathode field emission, or simply field emission. In recent years, a flat type cold cathode field emission display device, so-called field emission display (FED), in which the principle of field emission is applied to image display has been proposed, and has advantages such as high brightness and low power consumption. Therefore, it is expected as an image display device that replaces the conventional cathode ray tube (CRT).

【0003】冷陰極電界電子放出表示装置(以下、単
に、表示装置と呼ぶ場合がある)は、一般に、2次元マ
トリクス状に配列され、各画素に対応した電子放出領域
を有するカソードパネルと、電子放出領域から放出され
た電子との衝突により励起されて発光する蛍光体層を有
するアノードパネルとが、真空層を挟んで対向配置され
た構成を有する。各電子放出領域には、通常、複数の電
子放出部が形成され、更に、電子放出部から電子を引き
出すためのゲート電極が形成されている。電子の放出に
関与する最小構造単位(ここでは、電子放出部とゲート
電極を有する部分)が冷陰極電界電子放出素子(以下、
単に、電界放出素子と呼ぶ場合がある)である。
A cold cathode field emission display device (hereinafter sometimes simply referred to as a display device) is generally arranged in a two-dimensional matrix and has a cathode panel having an electron emission region corresponding to each pixel and an electron emission region. It has a configuration in which an anode panel having a phosphor layer that emits light when excited by collision with electrons emitted from the emission region is arranged to face each other with a vacuum layer interposed therebetween. Usually, a plurality of electron emitting portions are formed in each electron emitting region, and a gate electrode for drawing out electrons from the electron emitting portions is further formed. The minimum structural unit involved in electron emission (here, the portion having an electron emission portion and a gate electrode) is a cold cathode field emission device (hereinafter,
It may be simply referred to as a field emission device).

【0004】近年、カーボン・ナノチューブの発見から
触発されたカーボンの電子・電気デバイスへの応用の試
みが盛んに行われている。このような試みの1つに、上
述の電界放出素子を挙げることができる。ダイヤモン
ド、グラファイト、ダイヤモンド状アモルファスカーボ
ン(DLC)、クラスターカーボンといった炭素系材料
は、高融点金属に比べて閾値電界が低く、しかも、電子
放出効率が高く、電界放出素子の電子放出部を構成する
材料として優れた材料である。
In recent years, attempts to apply carbon to electronic and electric devices have been actively made, which was inspired by the discovery of carbon nanotubes. One of such attempts is the field emission device described above. Carbon-based materials such as diamond, graphite, diamond-like amorphous carbon (DLC), and cluster carbon have a lower threshold electric field and higher electron emission efficiency than refractory metals, and are materials that form the electron emission portion of a field emission device. As an excellent material.

【0005】ところで、現在、炭素系材料の形成方法と
して、化学的気相成長法(CVD法)や、フィルタード
・カソディアック・バキューム・アーク法(FCVA
法)、レーザアブレーション法等が検討されているが、
大面積への適用な容易なCVD法が主流である。CVD
法に基づく炭素系材料の形成に関しては、例えば、文
献"Electron field emission and structural properti
es of carbon chemicallyvapor-deposited films", A.
N. Obraztsov, et al., Diamond and Related Material
s, 8 (1999), pp814-819 や "Well-aligned graphite n
anofibers synthesized by plasma-assisted chemical
vapor deposition", Y. Chen, et al., Chemical Physi
cs Letters, 272 (1997), pp178-182 を参照されたい。
By the way, at present, as a method for forming a carbonaceous material, a chemical vapor deposition method (CVD method) and a filtered cathodic vacuum arc method (FCVA) are used.
Method), laser ablation method, etc. are being studied.
The mainstream is the easy CVD method applicable to a large area. CVD
Regarding the formation of carbon-based materials based on the law, see, for example, the document "Electron field emission and structural properti
es of carbon chemically vapor-deposited films ", A.
N. Obraztsov, et al., Diamond and Related Material
s, 8 (1999), pp814-819 and "Well-aligned graphite n
anofibers synthesized by plasma-assisted chemical
vapor deposition ", Y. Chen, et al., Chemical Physi
See cs Letters, 272 (1997), pp178-182.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】結晶性の優れた炭素系
材料であるダイヤモンド、グラファイト、カーボン・ナ
ノチューブは、現在、500゜C以上の高温プロセスに
よってのみ実現されている。即ち、ダイヤモンドの形成
温度は700〜900゜C、グラファイトの形成温度は
900〜1200゜C、カーボン・ナノチューブの形成
温度は550〜900゜C程度である。
Diamond, graphite, and carbon nanotubes, which are carbon materials having excellent crystallinity, are currently realized only by a high temperature process of 500 ° C. or higher. That is, the diamond forming temperature is 700 to 900 ° C, the graphite forming temperature is 900 to 1200 ° C, and the carbon nanotube forming temperature is about 550 to 900 ° C.

【0007】炭素系材料の形成温度がこのように高温で
あるが故に、ガラス基板を使用することが困難となって
いる。ガラス基板を用いることは、表示装置の製造コス
ト低減のために重要である。また、炭素系材料を各種の
電子デバイスに応用しようとした場合、配線等にアルミ
ニウムや金といった低い抵抗値を有し、しかも、低い融
点を有する材料を用いることが困難となる。
Since the carbon-based material is formed at such a high temperature, it is difficult to use a glass substrate. The use of a glass substrate is important for reducing the manufacturing cost of a display device. Further, when trying to apply the carbon-based material to various electronic devices, it is difficult to use a material such as aluminum or gold having a low resistance value and a low melting point for the wiring and the like.

【0008】ニッケル、コバルト、鉄等を一種の触媒と
して用いて炭素系材料の形成温度を低温化する試みもな
されているが、未だ実用化の段階に至っていない。特
に、500゜C以下での炭素系材料の形成は現状では困
難とされている。
Attempts have been made to lower the formation temperature of the carbonaceous material by using nickel, cobalt, iron or the like as a kind of catalyst, but they have not yet reached the stage of practical application. In particular, it is currently difficult to form a carbon-based material at 500 ° C or lower.

【0009】従って、本発明の目的は、比較的低温にお
いても炭素薄膜を形成することができ、しかも、冷陰極
電界電子放出特性に優れた電子放出体及びその製造方
法、かかる電子放出体を応用した冷陰極電界電子放出素
子及びその製造方法、かかる冷陰極電界電子放出素子を
組み込んだ冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方
法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to form a carbon thin film even at a relatively low temperature, and to provide an electron emitter excellent in cold cathode field emission properties, a method for producing the same, and an application of such an electron emitter. Another object of the present invention is to provide a cold cathode field emission device and a manufacturing method thereof, a cold cathode field emission display device incorporating the cold cathode field emission device, and a manufacturing method thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の電子放出体は、基体上に形成された金属シ
リサイドから成る錐状の基部、及び、該基部の表面に形
成された炭素薄膜から構成されていることを特徴とす
る。
An electron emitter of the present invention for achieving the above object is formed by a pyramidal base formed of a metal silicide on a substrate, and a surface of the base. It is characterized by being composed of a carbon thin film.

【0011】上記の目的を達成するための本発明の電子
放出体の製造方法は、上記の本発明の電子放出体を製造
する方法であって、(a)基体上に金属シリサイド層を
形成する工程と、(b)該金属シリサイド層上に化学的
気相成長法に基づき炭素薄膜を形成する工程、から成る
ことを特徴とする。
A method of manufacturing an electron emitter of the present invention for achieving the above object is a method of manufacturing the electron emitter of the present invention described above, wherein (a) a metal silicide layer is formed on a substrate. And (b) forming a carbon thin film on the metal silicide layer by chemical vapor deposition.

【0012】本発明の電子放出体あるいはその製造方法
によって、冷陰極電界電子放出素子の電子放出部や、陰
極線管に組み込まれる電子銃における電子線源、蛍光表
示管を得ることができる。
By the electron emitter of the present invention or the method for manufacturing the same, an electron emitting portion of a cold cathode field emission device, an electron beam source in an electron gun incorporated in a cathode ray tube, and a fluorescent display tube can be obtained.

【0013】上記の目的を達成するための本発明の第1
の態様に係る冷陰極電界電子放出素子は、(A)支持体
上に設けられたカソード電極と、(B)カソード電極上
に形成された複数の錐状の電子放出体から構成された電
子放出部、から成る冷陰極電界電子放出素子であって、
該電子放出体は、カソード電極上に形成された金属シリ
サイドから成る錐状の基部、及び、該基部の表面に形成
された炭素薄膜から構成されていることを特徴とする。
A first aspect of the present invention for achieving the above object
The cold cathode field emission device according to the aspect of (1) is an electron emission device including (A) a cathode electrode provided on a support and (B) a plurality of pyramidal electron emission members formed on the cathode electrode. And a cold cathode field emission device comprising:
The electron emitter is characterized by being formed of a pyramidal base formed of a metal silicide on the cathode electrode, and a carbon thin film formed on the surface of the base.

【0014】上記の目的を達成するための本発明の第1
の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置は、冷陰極電
界電子放出素子が複数設けられたカソードパネル、及
び、蛍光体層とアノード電極とを備えたアノードパネル
が、それらの周縁部で接合されて成る、所謂2電極型の
冷陰極電界電子放出表示装置であって、冷陰極電界電子
放出素子は、(A)支持体上に設けられたカソード電極
と、(B)カソード電極上に形成された複数の錐状の電
子放出体から構成された電子放出部、から成り、該電子
放出体は、カソード電極上に形成された金属シリサイド
から成る錐状の基部、及び、該基部の表面に形成された
炭素薄膜から構成されていることを特徴とする。
The first aspect of the present invention for achieving the above object
In the cold cathode field emission display according to this aspect, a cathode panel provided with a plurality of cold cathode field emission devices and an anode panel including a phosphor layer and an anode electrode are joined at their peripheral portions. In the so-called two-electrode type cold cathode field emission display device, the cold cathode field emission device is formed on (A) a cathode electrode provided on a support and (B) a cathode electrode. A plurality of pyramidal electron emitters, the electron emitters being pyramidal bases made of metal silicide formed on the cathode electrode, and the electron emitters formed on the surfaces of the bases. It is characterized in that it is composed of a carbon thin film.

【0015】上記の目的を達成するための本発明の第2
の態様に係る冷陰極電界電子放出素子は、(A)支持体
上に設けられたカソード電極と、(B)カソード電極上
に形成された複数の錐状の電子放出体から構成された電
子放出部と、(C)電子放出部の上方に配設され、開口
部を有するゲート電極、から成り、該電子放出体は、カ
ソード電極上に形成された金属シリサイドから成る錐状
の基部、及び、該基部の表面に形成された炭素薄膜から
構成されていることを特徴とする。
Second aspect of the present invention for achieving the above object
The cold cathode field emission device according to the aspect of (1) is an electron emission device including (A) a cathode electrode provided on a support and (B) a plurality of pyramidal electron emission members formed on the cathode electrode. And a gate electrode (C) having an opening, which is disposed above the electron-emitting portion, and the electron-emitting body has a pyramidal base formed of metal silicide on the cathode electrode, and It is characterized by comprising a carbon thin film formed on the surface of the base.

【0016】上記の目的を達成するための本発明の第2
の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置は、冷陰極電
界電子放出素子が複数設けられたカソードパネル、及
び、蛍光体層とアノード電極とを備えたアノードパネル
が、それらの周縁部で接合されて成る、所謂3電極型の
冷陰極電界電子放出表示装置であって、冷陰極電界電子
放出素子は、(A)支持体上に設けられたカソード電極
と、(B)カソード電極上に形成された複数の錐状の電
子放出体から構成された電子放出部と、(C)電子放出
部の上方に配設され、開口部を有するゲート電極、から
成り、該電子放出体は、カソード電極上に形成された金
属シリサイドから成る錐状の基部、及び、該基部の表面
に形成された炭素薄膜から構成されていることを特徴と
する。
Second aspect of the present invention for achieving the above object
In the cold cathode field emission display according to this aspect, a cathode panel provided with a plurality of cold cathode field emission devices and an anode panel including a phosphor layer and an anode electrode are joined at their peripheral portions. In the so-called three-electrode type cold cathode field emission display, the cold cathode field emission device is formed on a cathode electrode provided on a support (A) and a cathode electrode (B). A plurality of conical electron emitters, and (C) a gate electrode disposed above the electron emitters and having an opening, the electron emitters on the cathode electrode. It is characterized in that it is composed of a pyramidal base formed of a metal silicide formed on the substrate and a carbon thin film formed on the surface of the base.

【0017】本発明の第2の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子若しくは冷陰極電界電子放出表示装置における
冷陰極電界電子放出素子にあっては、支持体及びカソー
ド電極の上に絶縁層が形成され、該絶縁層上にゲート電
極が形成され、該絶縁層には、ゲート電極に設けられた
開口部に連通した第2の開口部が形成され、第2の開口
部の底部に電子放出部が露出している構造とすることが
できる。尚、このような構成を、便宜上、第1の構造を
有する冷陰極電界電子放出素子と呼ぶ。
In the cold cathode field emission device according to the second aspect of the present invention or the cold cathode field emission device in the cold cathode field emission display device, an insulating layer is formed on the support and the cathode electrode. A gate electrode is formed on the insulating layer, a second opening communicating with an opening provided in the gate electrode is formed in the insulating layer, and an electron emitting portion is formed at the bottom of the second opening. The structure can be exposed. Note that such a configuration is referred to as a cold cathode field emission device having the first structure for convenience.

【0018】あるいは又、本発明の第2の態様に係る冷
陰極電界電子放出素子若しくは冷陰極電界電子放出表示
装置における冷陰極電界電子放出素子にあっては、絶縁
材料から成る帯状あるいは井桁状のゲート電極支持部が
支持体上に形成され、複数の開口部が形成された帯状材
料から成るゲート電極が、ゲート電極支持部の頂面に接
するように、且つ、電子放出部の上方に開口部が位置す
るように張架された構造とすることもできる。尚、この
ような構成を、便宜上、第2の構造を有する冷陰極電界
電子放出素子と呼ぶ。
Alternatively, in the cold cathode field emission device according to the second aspect of the present invention or the cold cathode field emission device in the cold cathode field emission display device, a strip shape or a cross-shaped shape made of an insulating material is used. The gate electrode supporting portion is formed on the support, and the gate electrode made of a band-shaped material having a plurality of openings is formed so as to contact the top surface of the gate electrode supporting portion and above the electron emitting portion. It is also possible to have a structure that is stretched so that Note that such a structure is referred to as a cold cathode field emission device having the second structure for convenience.

【0019】本発明の電子放出体、本発明の第1の態様
若しくは第2の態様に係る冷陰極電界電子放出素子若し
くは冷陰極電界電子放出表示装置における冷陰極電界電
子放出素子にあっては、炭素薄膜の形成条件に依り、電
子放出体の先端部若しくはその近傍にカーボン・ナノチ
ューブが形成されている構造とすることができる。
The electron emitter of the present invention, the cold cathode field emission device according to the first or second aspect of the present invention, or the cold cathode field emission device of the cold cathode field emission display device comprises: Depending on the formation conditions of the carbon thin film, a structure in which carbon nanotubes are formed at the tip of the electron emitter or in the vicinity thereof can be obtained.

【0020】上記の目的を達成するための本発明の第1
の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法は、
(A)支持体上に設けられたカソード電極と、(B)カ
ソード電極上に形成された複数の錐状の電子放出体から
構成された電子放出部、から成り、該電子放出体は、カ
ソード電極上に形成された金属シリサイドから成る錐状
の基部、及び、該基部の表面に形成された炭素薄膜から
構成されている冷陰極電界電子放出素子の製造方法であ
って、電子放出体を、(a)カソード電極上に金属シリ
サイド層を形成する工程と、(b)該金属シリサイド層
上に化学的気相成長法に基づき炭素薄膜を形成する工
程、によって形成することを特徴とする。
The first aspect of the present invention for achieving the above object
The method of manufacturing a cold cathode field emission device according to the aspect of
(A) a cathode electrode provided on a support; and (B) an electron emitting portion composed of a plurality of cone-shaped electron emitters formed on the cathode electrode, wherein the electron emitter is a cathode. A method of manufacturing a cold cathode field emission device, comprising a pyramidal base formed of a metal silicide formed on an electrode, and a carbon thin film formed on the surface of the base, wherein the electron emitter is: It is characterized in that (a) a step of forming a metal silicide layer on the cathode electrode and (b) a step of forming a carbon thin film on the metal silicide layer by a chemical vapor deposition method.

【0021】上記の目的を達成するための本発明の第1
の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法
は、冷陰極電界電子放出素子が複数設けられたカソード
パネル、及び、蛍光体層とアノード電極とを備えたアノ
ードパネルが、それらの周縁部で接合されて成り、冷陰
極電界電子放出素子は、(A)支持体上に設けられたカ
ソード電極と、(B)カソード電極上に形成された複数
の錐状の電子放出体から構成された電子放出部、から成
り、該電子放出体は、カソード電極上に形成された金属
シリサイドから成る錐状の基部、及び、該基部の表面に
形成された炭素薄膜から構成されている、所謂2電極型
の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法であって、電
子放出体を、(a)カソード電極上に金属シリサイド層
を形成する工程と、(b)該金属シリサイド層上に化学
的気相成長法に基づき炭素薄膜を形成する工程、によっ
て形成することを特徴とする。
A first aspect of the present invention for achieving the above object
In the method for manufacturing a cold cathode field emission display device according to the aspect, a cathode panel provided with a plurality of cold cathode field emission devices, and an anode panel provided with a phosphor layer and an anode electrode have their peripheral portions. The cold cathode field emission device is composed of (A) a cathode electrode provided on a support and (B) a plurality of cone-shaped electron emission devices formed on the cathode electrode. The so-called two-electrode structure is composed of an electron emitting portion, and the electron emitting body is composed of a pyramidal base formed of a metal silicide on a cathode electrode and a carbon thin film formed on the surface of the base. Type cold cathode field emission display, the method comprising: (a) forming a metal silicide layer on the cathode electrode; and (b) chemically vapor-depositing the metal silicide layer on the metal silicide layer. Based on growth method And forming the step of forming the carbon thin film.

【0022】本発明の第1の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子の製造方法あるいは第1の態様に係る冷陰極電
界電子放出表示装置の製造方法にあっては、電子放出体
を形成する方法として、より具体的には、(イ)シリコ
ン含有層及び金属層が電子放出部を形成すべき表面領域
に順次成膜されたカソード電極を形成する工程と、
(ロ)シリコン含有層と金属層とを反応させて、カソー
ド電極上に金属シリサイド層を形成する工程と、(ハ)
該金属シリサイド層上に化学的気相成長法に基づき炭素
薄膜を形成し、以て、金属シリサイドから成る錐状の基
部及び該基部の表面に形成された炭素薄膜から構成され
た複数の錐状の電子放出体から成る電子放出部をカソー
ド電極上に得る工程、から成る方法(以下、第1の製造
方法と呼ぶ場合がある)を挙げることができる。
In the method of manufacturing a cold cathode field emission device according to the first aspect of the present invention or the method of manufacturing a cold cathode field emission display device according to the first aspect, a method of forming an electron emitter is used. More specifically, (a) a step of forming a cathode electrode in which a silicon-containing layer and a metal layer are sequentially formed in a surface region where an electron emitting portion is to be formed,
(B) a step of reacting the silicon-containing layer and the metal layer to form a metal silicide layer on the cathode electrode, and (c)
A carbon thin film is formed on the metal silicide layer based on a chemical vapor deposition method, and thus a plurality of pyramid-shaped bases are formed of a pyramidal base made of metal silicide and a carbon thin film formed on the surface of the base. And a step of obtaining an electron emitting portion composed of the electron emitting body on the cathode electrode (hereinafter, sometimes referred to as a first manufacturing method).

【0023】尚、シリコン含有層として、例えば、単結
晶シリコン層やアモルファスシリコン層あるいは単結晶
炭化ケイ素層やアモルファス炭化ケイ素層を挙げること
ができる。以下においても同様である。
Examples of the silicon-containing layer include a single crystal silicon layer, an amorphous silicon layer, a single crystal silicon carbide layer and an amorphous silicon carbide layer. The same applies to the following.

【0024】上記の目的を達成するための本発明の第2
の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法は、
(A)支持体上に設けられたカソード電極と、(B)カ
ソード電極上に形成された複数の錐状の電子放出体から
構成された電子放出部と、(C)電子放出部の上方に配
設され、開口部を有するゲート電極、から成り、該電子
放出体は、カソード電極上に形成された金属シリサイド
から成る錐状の基部、及び、該基部の表面に形成された
炭素薄膜から構成されている冷陰極電界電子放出素子の
製造方法であって、電子放出体を、(a)カソード電極
上に金属シリサイド層を形成する工程と、(b)該金属
シリサイド層上に化学的気相成長法に基づき炭素薄膜を
形成する工程、によって形成することを特徴とする。
Second aspect of the present invention for achieving the above object
The method of manufacturing a cold cathode field emission device according to the aspect of
(A) a cathode electrode provided on the support; (B) an electron emitting portion composed of a plurality of cone-shaped electron emitting members formed on the cathode electrode; and (C) above the electron emitting portion. And a gate electrode having an opening, and the electron emitter comprises a pyramidal base formed of metal silicide on the cathode electrode, and a carbon thin film formed on the surface of the base. A method for manufacturing a cold cathode field emission device, comprising: (a) a step of forming a metal silicide layer on a cathode electrode; and (b) a chemical vapor phase on the metal silicide layer. And a step of forming a carbon thin film based on a growth method.

【0025】上記の目的を達成するための本発明の第2
の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法
は、冷陰極電界電子放出素子が複数設けられたカソード
パネル、及び、蛍光体層とアノード電極とを備えたアノ
ードパネルが、それらの周縁部で接合されて成り、冷陰
極電界電子放出素子は、(A)支持体上に設けられたカ
ソード電極と、(B)カソード電極上に形成された複数
の錐状の電子放出体から構成された電子放出部と、
(C)電子放出部の上方に配設され、開口部を有するゲ
ート電極から成り、該電子放出体は、カソード電極上に
形成された金属シリサイドから成る錐状の基部、及び、
該基部の表面に形成された炭素薄膜から構成されてい
る、所謂3電極型の冷陰極電界電子放出表示装置の製造
方法であって、電子放出体を、(a)カソード電極上に
金属シリサイド層を形成する工程と、(b)該金属シリ
サイド層上に化学的気相成長法に基づき炭素薄膜を形成
する工程、によって形成することを特徴とする。
Second aspect of the present invention for achieving the above object
In the method for manufacturing a cold cathode field emission display device according to the aspect, a cathode panel provided with a plurality of cold cathode field emission devices, and an anode panel provided with a phosphor layer and an anode electrode have their peripheral portions. The cold cathode field emission device is composed of (A) a cathode electrode provided on a support and (B) a plurality of cone-shaped electron emission devices formed on the cathode electrode. An electron emitting portion,
(C) A gate electrode having an opening is provided above the electron-emitting portion, and the electron-emitting body has a pyramidal base formed of metal silicide on the cathode electrode, and
A method of manufacturing a so-called three-electrode type cold cathode field emission display device, which comprises a carbon thin film formed on the surface of the base, wherein an electron emitter is (a) a metal silicide layer on the cathode electrode. Is formed, and (b) a step of forming a carbon thin film on the metal silicide layer by a chemical vapor deposition method is performed.

【0026】本発明の第2の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子の製造方法あるいは第2の態様に係る冷陰極電
界電子放出表示装置の製造方法にあっては、電子放出体
を形成する方法として、より具体的には、(イ)支持体
及びカソード電極の上に絶縁層を形成し、絶縁層上に開
口部を有するゲート電極を形成し、次いで、ゲート電極
に設けられた開口部に連通した第2の開口部を絶縁層に
形成し、第2の開口部の底部にカソード電極を露出させ
る工程と、(ロ)第2の開口部の中央部分に孔部を有す
るマスク層を、カソード電極上、第2の開口部側面上、
開口部側面上、ゲート電極上、絶縁層上に形成する工程
と、(ハ)マスク層及び露出したカソード電極上にシリ
コン含有層及び金属層を順次成膜し、マスク層並びにそ
の上のシリコン含有層及び金属層を除去した後、シリコ
ン含有層と金属層とを反応させて、カソード電極上に金
属シリサイド層を形成する工程と、(ニ)該金属シリサ
イド層上に化学的気相成長法に基づき炭素薄膜を形成
し、以て、金属シリサイドから成る錐状の基部及び該基
部の表面に形成された炭素薄膜から構成された複数の錐
状の電子放出体から成る電子放出部をカソード電極上に
得る工程、から成る方法(以下、第2Aの製造方法と呼
ぶ場合がある)を挙げることができる。
In the method of manufacturing a cold cathode field emission device according to the second aspect of the present invention or the method of manufacturing a cold cathode field emission display device according to the second aspect, a method of forming an electron emitter is used. More specifically, (a) forming an insulating layer on the support and the cathode electrode, forming a gate electrode having an opening on the insulating layer, and then forming an opening on the gate electrode. A step of forming a communicating second opening in the insulating layer and exposing the cathode electrode at the bottom of the second opening; and (b) a mask layer having a hole in the central portion of the second opening, On the cathode electrode, on the side surface of the second opening,
A step of forming on the side surface of the opening, on the gate electrode, and on the insulating layer, and (c) sequentially forming a silicon-containing layer and a metal layer on the mask layer and the exposed cathode electrode to form the mask layer and the silicon-containing layer thereon. A step of reacting the silicon-containing layer and the metal layer to form a metal silicide layer on the cathode electrode after removing the layer and the metal layer, and (d) a chemical vapor deposition method on the metal silicide layer. On the cathode electrode, a carbon thin film is formed based on a pyramidal base formed of metal silicide and a plurality of pyramidal electron emitters formed of the carbon thin film formed on the surface of the base. The method (hereinafter, sometimes referred to as the 2A production method) including the step of obtaining

【0027】尚、第2Aの製造方法の工程(ハ)におい
て、カソード電極上に金属層及びシリコン含有層を順次
成膜してもよい。また、炭素薄膜を形成する前に、プロ
セスガスを適切に選択したプラズマ処理法(後述する)
にて金属シリサイド層の表面に形成されていた自然酸化
膜の除去を行うことが好ましい。
In the step (c) of the second manufacturing method, the metal layer and the silicon-containing layer may be sequentially formed on the cathode electrode. In addition, before forming the carbon thin film, a plasma processing method in which a process gas is appropriately selected (described later)
It is preferable to remove the natural oxide film formed on the surface of the metal silicide layer.

【0028】あるいは又、(イ)シリコン含有層及び金
属層が電子放出部を形成すべき表面領域に順次成膜され
たカソード電極を支持体上に形成する工程と、(ロ)シ
リコン含有層と金属層とを反応させて、カソード電極上
に金属シリサイド層を形成する工程と、(ハ)全面に絶
縁層を形成し、絶縁層上に開口部を有するゲート電極を
形成し、次いで、ゲート電極に設けられた開口部に連通
した第2の開口部を絶縁層に形成し、第2の開口部の底
部に金属シリサイド層を露出させる工程と、(ニ)該金
属シリサイド層上に化学的気相成長法に基づき炭素薄膜
を形成し、以て、金属シリサイドから成る錐状の基部及
び該基部の表面に形成された炭素薄膜から構成された複
数の錐状の電子放出体から成る電子放出部をカソード電
極上に得る工程、から成る方法(以下、第2Bの製造方
法と呼ぶ場合がある)を挙げることができる。
Alternatively, (a) a step of forming on the support a cathode electrode in which a silicon-containing layer and a metal layer are sequentially formed in a surface region where an electron emitting portion is to be formed, and (b) a silicon-containing layer. A step of reacting with the metal layer to form a metal silicide layer on the cathode electrode; and (c) forming an insulating layer on the entire surface, forming a gate electrode having an opening on the insulating layer, and then forming the gate electrode. Forming a second opening communicating with the opening provided in the insulating layer in the insulating layer and exposing the metal silicide layer at the bottom of the second opening; and (d) chemical vapor deposition on the metal silicide layer. A carbon thin film is formed on the basis of a phase growth method, and an electron emitting portion is formed of a pyramidal base made of metal silicide and a plurality of pyramidal electron emitters made of the carbon thin film formed on the surface of the base. To obtain on the cathode electrode, Et consisting method (hereinafter sometimes referred to as a manufacturing method of the 2B) can be exemplified.

【0029】尚、第2Bの製造方法の工程(イ)におい
て、金属層及びシリコン含有層が電子放出部を形成すべ
き表面領域に順次成膜されたカソード電極を支持体上に
形成してもよい。また、炭素薄膜を形成する前に、プロ
セスガスを適切に選択したプラズマ処理法(後述する)
て金属シリサイド層の表面に形成されていた自然酸化膜
の除去を行うことが好ましい。
In the step (a) of the manufacturing method 2B, a metal layer and a silicon-containing layer may be sequentially formed on the surface region where the electron emitting portion is to be formed, and a cathode electrode may be formed on the support. Good. In addition, before forming the carbon thin film, a plasma processing method in which a process gas is appropriately selected (described later)
It is preferable to remove the natural oxide film formed on the surface of the metal silicide layer.

【0030】あるいは又、(イ)シリコン含有層及び金
属層が電子放出部を形成すべき表面領域に順次成膜され
たカソード電極を支持体上に形成する工程と、(ロ)全
面に絶縁層を形成し、絶縁層上に開口部を有するゲート
電極を形成し、次いで、ゲート電極に設けられた開口部
に連通した第2の開口部を絶縁層に形成し、第2の開口
部の底部に金属層を露出させる工程と、(ハ)シリコン
含有層と金属層とを反応させて、カソード電極上に金属
シリサイド層を形成する工程と、(ニ)該金属シリサイ
ド層上に化学的気相成長法に基づき炭素薄膜を形成し、
以て、金属シリサイドから成る錐状の基部及び該基部の
表面に形成された炭素薄膜から構成された複数の錐状の
電子放出体から成る電子放出部をカソード電極上に得る
工程、から成る方法(以下、第2Cの製造方法と呼ぶ場
合がある)を挙げることができる。
Alternatively, (a) a step of forming on the support a cathode electrode in which a silicon-containing layer and a metal layer are sequentially formed in a surface region where an electron emitting portion is to be formed, and (b) an insulating layer over the entire surface. And forming a gate electrode having an opening on the insulating layer, and then forming a second opening communicating with the opening provided on the gate electrode in the insulating layer, and forming a bottom of the second opening. A step of exposing the metal layer to the cathode, (c) a step of reacting the silicon-containing layer and the metal layer to form a metal silicide layer on the cathode electrode, and (d) a chemical vapor phase on the metal silicide layer. A carbon thin film is formed based on the growth method,
Thus, a step of obtaining, on the cathode electrode, an electron emitting portion composed of a pyramidal base made of metal silicide and a plurality of pyramidal electron emitters made of a carbon thin film formed on the surface of the base. (Hereinafter, it may be referred to as a 2C manufacturing method).

【0031】尚、第2Cの製造方法にあっては、工程
(ハ)において、プロセスガスを適切に選択したプラズ
マ処理法(後述する)にて金属シリサイド層を形成すれ
ば、金属層の表面に形成されていた自然酸化膜の除去と
同時に金属層のシリサイド化を行うことができ、好適で
ある。また、第2Cの製造方法の工程(イ)において、
金属層及びシリコン含有層が電子放出部を形成すべき表
面領域に順次成膜されたカソード電極を支持体上に形成
し、工程(ロ)において、第2の開口部の底部にシリコ
ン含有層を露出させてもよい。
In the second manufacturing method C, if the metal silicide layer is formed by the plasma treatment method (described later) in which the process gas is appropriately selected in the step (c), the surface of the metal layer is formed. This is preferable since the formed natural oxide film can be removed and the metal layer can be silicidized at the same time. Moreover, in the step (a) of the manufacturing method of the second C,
A cathode electrode having a metal layer and a silicon-containing layer sequentially formed on a surface region where an electron emitting portion is to be formed is formed on a support, and in the step (b), a silicon-containing layer is formed on the bottom of the second opening. It may be exposed.

【0032】あるいは又、(イ)シリコン含有層が電子
放出部を形成すべき表面領域に成膜されたカソード電極
を支持体上に形成する工程と、(ロ)全面に絶縁層を形
成し、絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形成し、
次いで、ゲート電極に設けられた開口部に連通した第2
の開口部を絶縁層に形成し、第2の開口部の底部にシリ
コン含有層を露出させる工程と、(ハ)第2の開口部の
中央部分に孔部を有するマスク層を、シリコン含有層
上、第2の開口部側面上、開口部側面上、ゲート電極
上、絶縁層上に形成する工程と、(ニ)マスク層及び露
出したシリコン含有層上に金属層を成膜し、マスク層並
びにその上の金属層を除去した後、シリコン含有層と金
属層とを反応させて、カソード電極上に金属シリサイド
層を形成する工程と、(ホ)該金属シリサイド層上に化
学的気相成長法に基づき炭素薄膜を形成し、以て、金属
シリサイドから成る錐状の基部及び該基部の表面に形成
された炭素薄膜から構成された複数の錐状の電子放出体
から成る電子放出部をカソード電極上に得る工程、から
成る方法(以下、第2Dの製造方法と呼ぶ場合がある)
を挙げることができる。
Alternatively, (a) a step of forming a cathode electrode having a silicon-containing layer formed on a surface region where an electron emitting portion is to be formed on a support, and (b) forming an insulating layer on the entire surface, Forming a gate electrode having an opening on the insulating layer,
Then, a second electrode communicating with the opening provided in the gate electrode
Forming an opening in the insulating layer and exposing the silicon-containing layer at the bottom of the second opening; and (c) a mask layer having a hole in the center of the second opening, the silicon-containing layer. Forming a metal layer on the mask layer and the exposed silicon-containing layer, and forming the metal layer on the mask layer and the exposed silicon-containing layer. And a step of forming a metal silicide layer on the cathode electrode by reacting the silicon-containing layer and the metal layer after removing the metal layer thereon, and (e) chemical vapor deposition on the metal silicide layer. A carbon thin film is formed based on the method, and a cathode is formed of an electron emitting portion including a pyramidal base made of metal silicide and a plurality of pyramidal electron emitters formed of the carbon thin film formed on the surface of the base. The step of obtaining on the electrode, May be referred to as the method of manufacturing)
Can be mentioned.

【0033】尚、第2Dの製造方法にあっては、工程
(イ)において、金属層が電子放出部を形成すべき表面
領域に成膜されたカソード電極を支持体上に形成し、工
程(ニ)において、マスク層及び露出した金属層上にシ
リコン含有層を成膜してもよい。また、炭素薄膜を形成
する前に、プロセスガスを適切に選択したプラズマ処理
法(後述する)にて金属シリサイド層の表面に形成され
ていた自然酸化膜の除去を行うことが好ましい。
In the second manufacturing method, in step (a), a cathode electrode having a metal layer formed on a surface region where an electron emitting portion is to be formed is formed on a support, and the step (a) is performed. In d), a silicon-containing layer may be formed on the mask layer and the exposed metal layer. In addition, before forming the carbon thin film, it is preferable to remove the natural oxide film formed on the surface of the metal silicide layer by a plasma treatment method (described later) in which the process gas is appropriately selected.

【0034】あるいは又、(イ)シリコン含有層及び金
属層が電子放出部を形成すべき表面領域に順次成膜され
たカソード電極を支持体上に形成する工程と、(ロ)シ
リコン含有層と金属層とを反応させて、金属シリサイド
層を形成する工程と、(ハ)該金属シリサイド層上に化
学的気相成長法に基づき炭素薄膜を形成し、以て、金属
シリサイドから成る錐状の基部及び該基部の表面に形成
された炭素薄膜から構成された複数の錐状の電子放出体
から成る電子放出部をカソード電極上に得る工程と、
(ニ)全面に絶縁層を形成し、絶縁層上に開口部を有す
るゲート電極を形成し、次いで、ゲート電極に設けられ
た開口部に連通した第2の開口部を絶縁層に形成し、第
2の開口部の底部に電子放出部を露出させる工程、方法
(以下、第2Eの製造方法と呼ぶ場合がある)を挙げる
ことができる。
Alternatively, (a) a step of forming on the support a cathode electrode in which a silicon-containing layer and a metal layer are sequentially formed in a surface region where an electron emitting portion is to be formed, and (b) a silicon-containing layer. A step of reacting with a metal layer to form a metal silicide layer, and (c) a carbon thin film is formed on the metal silicide layer based on a chemical vapor deposition method. A step of obtaining, on a cathode electrode, an electron-emitting portion composed of a plurality of cone-shaped electron-emitting bodies composed of a base and a carbon thin film formed on the surface of the base;
(D) An insulating layer is formed on the entire surface, a gate electrode having an opening is formed on the insulating layer, and then a second opening communicating with the opening provided in the gate electrode is formed in the insulating layer, The step and method of exposing the electron emitting portion to the bottom of the second opening (hereinafter, sometimes referred to as the 2E manufacturing method) can be mentioned.

【0035】尚、第2Eの製造方法の工程(イ)におい
て、金属層及びシリコン含有層が電子放出部を形成すべ
き表面領域に順次成膜されたカソード電極を支持体上に
形成してもよい。また、炭素薄膜を形成する前に、プロ
セスガスを適切に選択したプラズマ処理法(後述する)
にて金属シリサイド層の表面に形成されていた自然酸化
膜の除去を行うことが好ましい。
In the step (a) of the manufacturing method 2E, even if a cathode electrode in which a metal layer and a silicon-containing layer are sequentially formed on a surface region where an electron emitting portion is to be formed is formed on a support. Good. In addition, before forming the carbon thin film, a plasma processing method in which a process gas is appropriately selected (described later)
It is preferable to remove the natural oxide film formed on the surface of the metal silicide layer.

【0036】これら第2Aの製造方法〜第2Eの製造方
法によって、第1の構造を有する冷陰極電界電子放出素
子を得ることができる。
The cold cathode field emission device having the first structure can be obtained by these manufacturing methods 2A to 2E.

【0037】あるいは又、本発明の第2の態様に係る冷
陰極電界電子放出素子の製造方法あるいは第2の態様に
係る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法にあって
は、(イ)絶縁材料から成る帯状あるいは井桁状のゲー
ト電極支持部を支持体上に形成し、且つ、支持体上にカ
ソード電極及び電子放出部を形成する工程と、(ロ)複
数の開口部が形成された帯状材料から成るゲート電極が
ゲート電極支持部の頂面に接するように、且つ、電子放
出部の上方に開口部が位置するように、帯状材料を張架
する工程、から成る方法(以下、第2Fの製造方法と呼
ぶ場合がある)を採用することもできる。これによっ
て、第2の構造を有する冷陰極電界電子放出素子を得る
ことができる。尚、カソード電極及び電子放出部の形成
は、基本的には、上述の第1の製造方法に基づき行うこ
とができる。
Alternatively, in the method for manufacturing the cold cathode field emission device according to the second aspect of the present invention or the method for manufacturing the cold cathode field emission display device according to the second aspect, (a) insulation A step of forming a band-shaped or double-sided gate electrode support made of a material on a support, and forming a cathode electrode and an electron emission part on the support; and (b) a band having a plurality of openings. A step of stretching the strip-shaped material such that the gate electrode made of the material is in contact with the top surface of the gate electrode supporting portion and the opening is located above the electron emission portion (hereinafter referred to as 2F May be referred to as a manufacturing method). Thereby, the cold cathode field emission device having the second structure can be obtained. Incidentally, the formation of the cathode electrode and the electron emitting portion can be basically carried out based on the above-mentioned first manufacturing method.

【0038】第2Fの製造方法にあっては、ゲート電極
支持部を、隣り合うストライプ状のカソード電極の間の
領域、あるいは、複数のカソード電極を一群のカソード
電極群としたとき、隣り合うカソード電極群の間の領域
に形成すればよい。ゲート電極支持部を構成する材料と
して、従来公知の絶縁材料を使用することができ、例え
ば、広く用いられている低融点ガラスにアルミナ等の金
属酸化物を混合した材料や、SiO2等の絶縁材料を用
いることができる。ゲート電極支持部の形成方法とし
て、CVD法とエッチング法の組合せ、スクリーン印刷
法、サンドブラスト法、ドライフィルム法、感光法を例
示することができる。ドライフィルム法とは、支持体上
に感光性フィルムをラミネートし、露光及び現像によっ
てゲート電極支持部を形成すべき部位の感光性フィルム
を除去し、除去によって生じた開口部にゲート電極支持
部形成用の絶縁材料を埋め込み、焼成する方法である。
感光性フィルムは焼成によって燃焼、除去され、開口部
に埋め込まれたゲート電極支持部形成用の絶縁材料が残
り、ゲート電極支持部となる。感光法とは、支持体上に
感光性を有するゲート電極支持部形成用の絶縁材料を形
成し、露光及び現像によってこの絶縁材料をパターニン
グした後、焼成を行う方法である。
In the manufacturing method of the 2nd F, when the gate electrode supporting portion is a region between adjacent stripe-shaped cathode electrodes, or when a plurality of cathode electrodes form one cathode electrode group, adjacent cathode electrodes are formed. It may be formed in a region between the electrode groups. A conventionally known insulating material can be used as a material forming the gate electrode supporting portion. For example, a widely used low melting glass mixed with a metal oxide such as alumina, or an insulating material such as SiO 2 can be used. Materials can be used. Examples of the method of forming the gate electrode support portion include a combination of a CVD method and an etching method, a screen printing method, a sandblast method, a dry film method, and a photosensitizing method. The dry film method is to laminate a photosensitive film on a support, remove the photosensitive film at the site where the gate electrode support is to be formed by exposure and development, and form the gate electrode support in the opening created by the removal. This is a method of burying an insulating material for baking and firing.
The photosensitive film is burned and removed by firing, and the insulating material for forming the gate electrode supporting portion, which is buried in the opening, remains to serve as the gate electrode supporting portion. The photosensitive method is a method in which an insulating material for forming a gate electrode supporting portion having photosensitivity is formed on a support, the insulating material is patterned by exposure and development, and then baking is performed.

【0039】本発明の第1の態様若しくは第2の態様に
係る冷陰極電界電子放出素子若しくはその製造方法、第
1の態様若しくは第2の態様に係る冷陰極電界電子放出
表示装置若しくはその製造方法において、基部がカソー
ド電極上に形成されているが、このような構成には、
(1)基部がカソード電極上に直接形成されている構
成、(2)基部がカソード電極上に金属シリサイド層を
介して形成されている構成、(3)基部がカソード電極
上にシリコン含有層を介して形成されている構成、
(4)基部がカソード電極上にシリコン含有層及び金属
シリサイド層を介して形成されている構成、(5)基部
がカソード電極上に金属層及び金属シリサイド層を介し
て形成されている構成、が包含される。
The cold cathode field emission device or the manufacturing method thereof according to the first or second aspect of the present invention, and the cold cathode field emission display device or the manufacturing method thereof according to the first or second aspect. In, the base is formed on the cathode electrode.
(1) A structure in which the base is directly formed on the cathode electrode, (2) A structure in which the base is formed on the cathode electrode via a metal silicide layer, and (3) A base is a silicon-containing layer on the cathode electrode. A structure formed through
(4) The structure in which the base is formed on the cathode electrode via the silicon-containing layer and the metal silicide layer, and (5) the structure in which the base is formed on the cathode electrode via the metal layer and the metal silicide layer. Included.

【0040】本発明の電子放出体若しくはその製造方
法、第1の態様若しくは第2の態様に係る冷陰極電界電
子放出素子若しくはその製造方法、第1の態様若しくは
第2の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置若しくは
その製造方法(以下、これらを総称して、単に、本発明
と呼ぶ場合がある)において、炭素薄膜はsp2結合を
有するグラファイトあるいはフラーレンから構成され、
若しくは、非晶質炭素から構成される。基部の上の炭素
薄膜の厚さは、1nm乃至0.3μm、好ましくは5n
m乃至30nmであることが望ましい。尚、sp2結合
を有する炭素原子は、通常、6個の炭素原子から六員環
を構成し、この六員環が集まりグラファイトのシートが
構成される。更には、このグラファイトのシートがロー
ルすることによってチューブ構造が形成される。これ
が、カーボン・ナノチューブである。カーボン・ナノチ
ューブには、1層のカーボングラファイトシートが巻か
れた構造を有する単層カーボン・ナノチューブと、2層
以上のカーボングラファイトシートが巻かれた構造を有
する多層カーボン・ナノチューブが存在するが、電子放
出体の先端部若しくはその近傍に形成されたカーボン・
ナノチューブは、形成条件に依存してどちらのタイプに
なる。
Electron emitter of the present invention or method of manufacturing the same, cold cathode field according to the first or second aspect Electron emitting device or method of manufacturing the same, cold cathode electric field according to the first or second aspect In the electron emission display device or the manufacturing method thereof (hereinafter, these may be collectively referred to simply as the present invention), the carbon thin film is composed of graphite or fullerene having sp 2 bond,
Alternatively, it is composed of amorphous carbon. The thickness of the carbon thin film on the base is 1 nm to 0.3 μm, preferably 5 n
It is preferably m to 30 nm. The carbon atom having the sp 2 bond usually forms a 6-membered ring from 6 carbon atoms, and the 6-membered ring is collected to form a graphite sheet. Further, the graphite sheet is rolled to form a tube structure. This is a carbon nanotube. Carbon nanotubes include single-walled carbon nanotubes having a structure in which one layer of carbon graphite sheet is wound and multi-walled carbon nanotubes having a structure in which two or more layers of carbon graphite sheet are wound. Carbon formed at or near the tip of the emitter
Nanotubes are of either type depending on the formation conditions.

【0041】本発明にあっては、金属シリサイドや金属
シリサイド層を構成する金属として、あるいは又、金属
層を構成する金属として、ニッケル(Ni)、コバルト
(Co)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、モリブ
デン(Mo)、鉄(Fe)、白金(Pt)、パラジウム
(Pt)、金(Au)、クロム(Cr)及びこれらの金
属の合金から成る群から選択された少なくとも1種の材
料を挙げることができる。ここで、シリサイドとは、シ
リコン(Si)と、それよりも電気的に陽性な元素の2
元化合物を意味する。電子放出体の基部を構成する金属
シリサイドには、電子放出体の作製時、少量のカーボン
や酸素が含まれる場合もあるが、電子放出体の特性上、
何ら問題は生じない。炭素薄膜を形成する前の金属シリ
サイド層の厚さは、1nm以上、好ましくは5nm以上
であることが望ましい。
In the present invention, nickel (Ni), cobalt (Co), titanium (Ti), tantalum (as metal forming the metal silicide or metal silicide layer, or metal forming the metal layer) At least one material selected from the group consisting of Ta), molybdenum (Mo), iron (Fe), platinum (Pt), palladium (Pt), gold (Au), chromium (Cr) and alloys of these metals. Can be mentioned. Here, silicide is silicon (Si) and an element that is more electrically positive than silicon (Si).
The original compound is meant. The metal silicide forming the base of the electron emitter may contain a small amount of carbon or oxygen when the electron emitter is manufactured, but due to the characteristics of the electron emitter,
No problems arise. The thickness of the metal silicide layer before forming the carbon thin film is 1 nm or more, preferably 5 nm or more.

【0042】尚、シリコン含有層と金属層とを反応させ
て金属シリサイド層を形成する際の反応温度の上限は、
支持体が耐え得る温度とする必要がある。また、反応温
度の下限は、シリサイド化が達成できる温度とする必要
がある。
The upper limit of the reaction temperature at the time of reacting the silicon-containing layer and the metal layer to form the metal silicide layer is
It is necessary to make the temperature that the support can withstand. Further, the lower limit of the reaction temperature needs to be a temperature at which silicidation can be achieved.

【0043】金属層の形成は、例えば、スパッタリング
法や蒸着法等の周知の各種物理的気相成長法(PVD
法)、CVD法、塗布法、電着法にて行うことができ
る。また、シリコン含有層と金属層との反応は、例え
ば、加熱によって達成することができ、あるいは又、イ
オンビーム法、イオン注入法、プラズマ処理法によって
も達成することができる。加熱による場合、その雰囲気
として、真空雰囲気あるいは減圧雰囲気、ヘリウムガス
やネオンガス、アルゴンガス、窒素ガスといった不活性
ガス雰囲気、水素ガス雰囲気、アンモニアガス雰囲気、
酸素ガス雰囲気を挙げることができる。また、プラズマ
処理法(あるいはスパッタ処理法)におけるプロセスガ
スとして、ヘリウム、アルゴン、ネオン、窒素、酸素、
アンモニア及び水素から成る群から選択された少なくと
も1種類のガスを挙げることができ、この場合、得られ
た金属シリサイド層中にかかるガスを構成する物質が不
純物として含まれる場合もあるが、最終的に得られる電
子放出体の特性上、何ら問題は生じない。プラズマ励起
の条件として、室温から支持体が耐え得る温度までの温
度、1分以上、バイアスパワー:0W〜600W、DC
パワー:0W〜600W、プロセスガス流量:1〜10
00sccm、圧力:1×10-4Pa〜1×102Pa
を例示することができる。場合によっては、金属層の成
膜時、支持体を加熱し、金属層の成膜と併せて金属層の
シリサイド化を行ってもよい。また、プロセスガスを適
切に選択することによって、プラズマ処理法(あるいは
スパッタ処理法)にて金属層や金属シリサイド層におけ
る自然酸化物の除去を行うことができる。
The metal layer is formed by various well-known physical vapor deposition (PVD) methods such as sputtering and vapor deposition.
Method), a CVD method, a coating method, or an electrodeposition method. Further, the reaction between the silicon-containing layer and the metal layer can be achieved by, for example, heating, or can also be achieved by an ion beam method, an ion implantation method, or a plasma treatment method. In the case of heating, as the atmosphere, a vacuum atmosphere or a reduced pressure atmosphere, an inert gas atmosphere such as helium gas, neon gas, argon gas, or nitrogen gas, a hydrogen gas atmosphere, an ammonia gas atmosphere,
An oxygen gas atmosphere can be mentioned. Further, as process gas in the plasma processing method (or the sputtering processing method), helium, argon, neon, nitrogen, oxygen,
At least one gas selected from the group consisting of ammonia and hydrogen may be mentioned. In this case, the substance forming the gas may be contained as an impurity in the obtained metal silicide layer, but There is no problem in the characteristics of the electron emitter obtained in 1. As conditions for plasma excitation, a temperature from room temperature to a temperature that the support can withstand for 1 minute or more, bias power: 0 W to 600 W, DC
Power: 0 W to 600 W, process gas flow rate: 1 to 10
00 sccm, pressure: 1 × 10 −4 Pa to 1 × 10 2 Pa
Can be illustrated. In some cases, during the formation of the metal layer, the support may be heated so that the metal layer is silicided together with the formation of the metal layer. Further, by appropriately selecting the process gas, the natural oxide in the metal layer or the metal silicide layer can be removed by the plasma processing method (or the sputtering processing method).

【0044】金属シリサイド層上に化学的気相成長法に
基づき炭素薄膜を形成するときの支持体の温度の上限
は、支持体が耐え得る温度とする必要がある。また、温
度の下限は、炭素薄膜が形成される最低温度であり、具
体的には、150゜C以上、好ましくは200゜C以上
とすることが望ましい。炭素薄膜を形成するためのCV
D法における原料ガスである炭化水素系ガスとして、メ
タン(CH4)、エタン(C26)、プロパン(C
38)、ブタン(C410)、エチレン(C24)、ア
セチレン(C22)等の炭化水素系ガスやこれらの混合
ガス、炭化水素系ガスと水素ガスとの混合ガスを挙げる
ことができる。更には、メタノール、エタノール、アセ
トン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン等を
気化したガス、又は、これらガスと水素の混合ガスを用
いることもできる。また、放電を安定にさせるため及び
プラズマ解離を促進するために、ヘリウム(He)やア
ルゴン(Ar)等の希釈用ガスを混合してもよいし、窒
素、アンモニア等のドーピングガスを混合してもよい。
CVD条件として、バイアスパワー:0W〜600W、
若しくはDCパワー:0W〜600W、成膜時間:1〜
30分、圧力:1×10-4Pa〜1×102Paを例示
することができる。
When the carbon thin film is formed on the metal silicide layer by the chemical vapor deposition method, the upper limit of the temperature of the support needs to be a temperature that the support can withstand. Further, the lower limit of the temperature is the lowest temperature at which the carbon thin film is formed, and specifically, it is desirable to set it to 150 ° C or higher, preferably 200 ° C or higher. CV for forming carbon thin film
As a hydrocarbon-based gas that is a raw material gas in the D method, methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), propane (C
3 H 8 ), butane (C 4 H 10 ), ethylene (C 2 H 4 ), acetylene (C 2 H 2 ), etc., hydrocarbon-based gas, mixed gas thereof, and mixture of hydrocarbon-based gas and hydrogen gas Gas can be mentioned. Furthermore, a gas obtained by vaporizing methanol, ethanol, acetone, benzene, toluene, xylene, naphthalene, or the like, or a mixed gas of these gases and hydrogen can be used. Further, in order to stabilize the discharge and promote plasma dissociation, a dilution gas such as helium (He) or argon (Ar) may be mixed, or a doping gas such as nitrogen or ammonia may be mixed. Good.
As a CVD condition, bias power: 0 W to 600 W,
Alternatively, DC power: 0 W to 600 W, film formation time: 1 to
30 minutes, pressure: 1 * 10 < -4 > Pa-1 * 10 < 2 > Pa can be illustrated.

【0045】基体、あるいは、冷陰極電界電子放出素子
におけるカソード電極を構成する材料として、タングス
テン(W)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、モリ
ブデン(Mo)、クロム(Cr)、アルミニウム(A
l)、銅(Cu)等の金属;これらの金属元素を含む合
金あるいは化合物(例えばTiN等の窒化物);シリコ
ン(Si)等の半導体;あるいはITO(インジウム錫
酸化物)を例示することができる。カソード電極の形成
方法として、例えば電子ビーム蒸着法や熱フィラメント
蒸着法といった蒸着法、スパッタリング法、CVD法や
イオンプレーティング法とエッチング法との組合せ、ス
クリーン印刷法、メッキ法、リフトオフ法等を挙げるこ
とができる。スクリーン印刷法やメッキ法によれば、直
接、ストライプ状のカソード電極を形成することが可能
である。
As a material for the substrate or the cathode electrode in the cold cathode field emission device, tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), chromium (Cr), aluminum (A) is used.
l), metals such as copper (Cu); alloys or compounds containing these metal elements (for example, nitrides such as TiN); semiconductors such as silicon (Si); or ITO (indium tin oxide). it can. Examples of the method of forming the cathode electrode include vapor deposition methods such as electron beam vapor deposition method and hot filament vapor deposition method, sputtering method, combination of CVD method, ion plating method and etching method, screen printing method, plating method, lift-off method and the like. be able to. By the screen printing method or the plating method, it is possible to directly form the stripe-shaped cathode electrode.

【0046】第1の構造を有する冷陰極電界電子放出素
子におけるゲート電極を構成する材料として、タングス
テン(W)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、チタ
ン(Ti)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、ア
ルミニウム(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(A
g)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ジルコニ
ウム(Zr)、鉄(Fe)、白金(Pt)及び亜鉛(Z
n)から成る群から選択された少なくとも1種類の金
属;これらの金属元素を含む合金あるいは化合物(例え
ばTiN等の窒化物);あるいはシリコン(Si)等の
半導体;ITO(インジウム錫酸化物)、酸化インジウ
ム、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物を例示することがで
きる。ゲート電極を作製するには、CVD法、スパッタ
リング法、蒸着法、イオンプレーティング法、電解メッ
キ法、無電解メッキ法、スクリーン印刷法、レーザーア
ブレーション法、ゾル−ゲル法等の公知の薄膜形成技術
により、上述の構成材料から成る薄膜を絶縁層上に形成
する。尚、薄膜を絶縁層の全面に形成した場合には、公
知のパターニング技術を用いて薄膜をパターニングし、
ストライプ状のゲート電極を形成する。ストライプ状の
ゲート電極の形成後、ゲート電極に開口部を形成しても
よいし、ストライプ状のゲート電極の形成と同時に、ゲ
ート電極に開口部を形成してもよい。また、ゲート電極
用導電材料層を形成する前の絶縁層上に予めレジストパ
ターンを形成しておけば、リフトオフ法によるゲート電
極の形成が可能である。更には、ゲート電極の形状に応
じた開口部を有するマスクを用いて蒸着を行ったり、か
かる開口部を有するスクリーンを用いてスクリーン印刷
を行えば、成膜後のパターニングは不要となる。また、
開口部を有する帯状材料を上述した材料から適宜選択し
て予め作製しておき、かかる帯状材料をゲート電極支持
部上に固定することによって、ゲート電極を設けること
もでき、これによって第2の構造を有する冷陰極電界電
子放出素子を得ることができる。
As a material forming the gate electrode in the cold cathode field emission device having the first structure, tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), chromium is used. (Cr), aluminum (Al), copper (Cu), gold (Au), silver (A
g), nickel (Ni), cobalt (Co), zirconium (Zr), iron (Fe), platinum (Pt) and zinc (Z)
n), at least one metal selected from the group consisting of: alloys or compounds containing these metal elements (eg, nitrides such as TiN); or semiconductors such as silicon (Si); ITO (indium tin oxide); Examples thereof include conductive metal oxides such as indium oxide and zinc oxide. Known methods for forming a gate electrode include CVD, sputtering, vapor deposition, ion plating, electroplating, electroless plating, screen printing, laser ablation, and sol-gel method. Thus, a thin film made of the above-mentioned constituent materials is formed on the insulating layer. When the thin film is formed on the entire surface of the insulating layer, the thin film is patterned using a known patterning technique,
A stripe-shaped gate electrode is formed. After forming the stripe-shaped gate electrode, the opening may be formed in the gate electrode, or the opening may be formed in the gate electrode simultaneously with the formation of the stripe-shaped gate electrode. Further, by forming a resist pattern on the insulating layer before forming the gate electrode conductive material layer, the gate electrode can be formed by the lift-off method. Furthermore, when vapor deposition is performed using a mask having an opening corresponding to the shape of the gate electrode or screen printing is performed using a screen having such an opening, patterning after film formation becomes unnecessary. Also,
The gate electrode can be provided by appropriately selecting a band-shaped material having an opening from the above-described materials and manufacturing it in advance, and fixing the band-shaped material on the gate electrode support section, whereby the second structure can be provided. It is possible to obtain a cold cathode field emission device having.

【0047】本発明の冷陰極電界電子放出表示装置にお
いて、アノードパネルは、基板と蛍光体層とアノード電
極とから成る。電子が照射される面は、アノードパネル
の構造に依るが、蛍光体層から構成され、あるいは又、
アノード電極から構成される。
In the cold cathode field emission display according to the present invention, the anode panel comprises a substrate, a phosphor layer and an anode electrode. The surface irradiated with electrons is composed of a phosphor layer depending on the structure of the anode panel, or alternatively,
It is composed of an anode electrode.

【0048】アノード電極の構成材料は、冷陰極電界電
子放出表示装置の構成によって適宜選択すればよい。即
ち、冷陰極電界電子放出表示装置が透過型(アノードパ
ネルが表示面に相当する)であって、且つ、基板上にア
ノード電極と蛍光体層がこの順に積層されている場合に
は、基板は元より、アノード電極自身も透明である必要
があり、ITO(インジウム錫酸化物)等の透明導電材
料を用いる。一方、冷陰極電界電子放出表示装置が反射
型(カソードパネルが表示面に相当する)である場合、
及び、透過型であっても基板上に蛍光体層とアノード電
極とがこの順に積層されている場合には、ITOの他、
カソード電極やゲート電極に関連して上述した材料を適
宜選択して用いることができる。
The constituent material of the anode electrode may be appropriately selected depending on the structure of the cold cathode field emission display. That is, when the cold cathode field emission display is a transmissive type (the anode panel corresponds to the display surface) and the anode electrode and the phosphor layer are laminated on the substrate in this order, the substrate is Originally, the anode electrode itself must also be transparent, and a transparent conductive material such as ITO (indium tin oxide) is used. On the other hand, when the cold cathode field emission display is a reflection type (the cathode panel corresponds to the display surface),
And, even if it is a transmissive type, if the phosphor layer and the anode electrode are laminated in this order on the substrate, in addition to ITO,
The materials described above in connection with the cathode electrode and the gate electrode can be appropriately selected and used.

【0049】蛍光体層を構成する蛍光体として、高速電
子励起用蛍光体や低速電子励起用蛍光体を用いることが
できる。冷陰極電界電子放出表示装置が単色表示装置で
ある場合、蛍光体層は特にパターニングされていなくと
もよい。また、冷陰極電界電子放出表示装置がカラー表
示装置である場合、ストライプ状又はドット状にパター
ニングされた赤(R)、緑(G)、青(B)の三原色に
対応する蛍光体層を交互に配置することが好ましい。
尚、パターニングされた蛍光体層間の隙間は、表示画面
のコントラスト向上を目的としたブラックマトリックス
で埋め込まれていてもよい。
As the phosphor constituting the phosphor layer, a phosphor for fast electron excitation or a phosphor for slow electron excitation can be used. When the cold cathode field emission display is a single color display, the phosphor layer may not be particularly patterned. When the cold cathode field emission display is a color display, phosphor layers corresponding to the three primary colors of red (R), green (G) and blue (B) patterned in stripes or dots are alternately arranged. It is preferable to arrange them in
The gap between the patterned phosphor layers may be filled with a black matrix for the purpose of improving the contrast of the display screen.

【0050】アノード電極と蛍光体層の構成例として、
(1)基板上に、アノード電極を形成し、アノード電極
の上に蛍光体層を形成する構成、(2)基板上に、蛍光
体層を形成し、蛍光体層上にアノード電極を形成する構
成、を挙げることができる。尚、(1)の構成におい
て、蛍光体層の上に、アノード電極と導通した所謂メタ
ルバック膜を形成してもよい。また、(2)の構成にお
いて、アノード電極の上にメタルバック膜を形成しても
よい。
As a constitutional example of the anode electrode and the phosphor layer,
(1) A structure in which an anode electrode is formed on a substrate and a phosphor layer is formed on the anode electrode, (2) a phosphor layer is formed on a substrate, and an anode electrode is formed on the phosphor layer The configuration can be mentioned. In the configuration of (1), a so-called metal back film that is electrically connected to the anode electrode may be formed on the phosphor layer. In addition, in the configuration of (2), a metal back film may be formed on the anode electrode.

【0051】ストライプ状のゲート電極の射影像とスト
ライプ状のカソード電極の射影像とが直交する方向に延
びていることが、冷陰極電界電子放出表示装置の構造の
簡素化の観点から好ましい。尚、ストライプ状のカソー
ド電極とストライプ状のゲート電極の射影像が重複する
重複領域(電子放出領域であり、1画素分の領域あるい
は1サブピクセル分の領域に相当する)に電子放出部
(1又は複数の冷陰極電界電子放出素子)が設けられて
おり、かかる重複領域が、カソードパネルの有効領域
(実際の表示部分として機能する領域)内に、通常、2
次元マトリクス状に配列されている。
From the viewpoint of simplifying the structure of the cold cathode field emission display, it is preferable that the projected image of the striped gate electrode and the projected image of the striped cathode electrode extend in a direction orthogonal to each other. It should be noted that the electron emitting portion (1 is a region for one pixel or a region for one subpixel) in which the projected images of the striped cathode electrode and the projected image of the striped gate electrode overlap each other Alternatively, a plurality of cold cathode field emission devices) are provided, and such an overlapping region is usually formed in an effective region (region that functions as an actual display portion) of the cathode panel.
They are arranged in a dimensional matrix.

【0052】本発明の第2の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子若しくは冷陰極電界電子放出表示装置における
冷陰極電界電子放出素子において、開口部あるいは第2
の開口部の平面形状(支持体表面と平行な仮想平面で開
口部を切断したときの形状)は、円形、楕円形、矩形、
多角形、丸みを帯びた矩形、丸みを帯びた多角形等、任
意の形状とすることができる。開口部の形成は、例え
ば、等方性エッチング、異方性エッチングと等方性エッ
チングの組合せによって行うことができ、あるいは又、
ゲート電極の形成方法に依っては、開口部を直接形成す
ることもできる。ゲート電極に1つの開口部を設け、か
かるゲート電極に設けられた1つの開口部と連通する1
つの第2の開口部を絶縁層に設け、かかる絶縁層に設け
られた第2の開口部内に1つの電子放出部を設けてもよ
いし、ゲート電極に複数の開口部を設け、かかるゲート
電極に設けられた複数の開口部と連通する1つの第2の
開口部を絶縁層に設け、かかる絶縁層に設けられた1つ
の第2の開口部内に1又は複数の電子放出部を設けても
よい。
In the cold cathode field emission device according to the second aspect of the present invention or the cold cathode field emission device in the cold cathode field emission display device, the opening or the second
The planar shape of the opening (the shape when the opening is cut by a virtual plane parallel to the surface of the support) is circular, elliptical, rectangular,
Any shape such as a polygon, a rounded rectangle, and a rounded polygon can be used. The opening can be formed by, for example, isotropic etching, a combination of anisotropic etching and isotropic etching, or
The opening may be directly formed depending on the method of forming the gate electrode. 1 opening provided in the gate electrode and communicating with 1 opening provided in the gate electrode 1
Two second opening portions may be provided in the insulating layer, and one electron emitting portion may be provided in the second opening portion provided in the insulating layer. Alternatively, a plurality of opening portions may be provided in the gate electrode. One second opening communicating with the plurality of openings provided in the insulating layer may be provided in the insulating layer, and one or a plurality of electron emitting portions may be provided in the second opening provided in the insulating layer. Good.

【0053】絶縁層の構成材料として、SiO2、Si
N、SiON、SOG(スピンオングラス)、低融点ガ
ラス、ガラスペーストを、単独あるいは適宜組み合わせ
て使用することができる。絶縁層の形成には、CVD
法、塗布法、スパッタリング法、スクリーン印刷法等の
公知のプロセスが利用できる。第2の開口部の形成は、
例えば、等方性エッチング、異方性エッチングと等方性
エッチングの組合せによって行うことができる。
As the constituent material of the insulating layer, SiO 2 , Si
N, SiON, SOG (spin on glass), low melting point glass, and glass paste can be used alone or in appropriate combination. CVD is used to form the insulating layer.
Known processes such as a coating method, a coating method, a sputtering method, and a screen printing method can be used. The formation of the second opening is
For example, it can be performed by isotropic etching or a combination of anisotropic etching and isotropic etching.

【0054】カソード電極と電子放出部との間に抵抗体
層を設けてもよい。抵抗体層を設けることによって、冷
陰極電界電子放出素子の動作安定化、電子放出特性の均
一化を図ることができる。抵抗体層を構成する材料とし
て、アモルファスシリコンや炭化ケイ素(シリコンカー
バイド、SiC)といったシリコンを含有する材料、S
iN、酸化ルテニウム(RuO2)、酸化タンタル、窒
化タンタル等の高融点金属酸化物を例示することができ
る。抵抗体層の形成方法として、スパッタリング法や、
CVD法やスクリーン印刷法を例示することができる。
抵抗値は、概ね1×105〜1×107Ω、好ましくは数
MΩとすればよい。尚、アモルファスシリコンや炭化ケ
イ素から抵抗体層を構成すれば、シリコン含有層を兼ね
ることができる。
A resistor layer may be provided between the cathode electrode and the electron emitting portion. By providing the resistor layer, the operation of the cold cathode field emission device can be stabilized and the electron emission characteristics can be made uniform. As a material forming the resistor layer, a material containing silicon such as amorphous silicon or silicon carbide (silicon carbide, SiC), S
Examples thereof include refractory metal oxides such as iN, ruthenium oxide (RuO 2 ), tantalum oxide, and tantalum nitride. As a method of forming the resistor layer, a sputtering method,
A CVD method and a screen printing method can be exemplified.
The resistance value may be approximately 1 × 10 5 to 1 × 10 7 Ω, preferably several MΩ. If the resistor layer is made of amorphous silicon or silicon carbide, it can also serve as the silicon-containing layer.

【0055】カソードパネルを構成する支持体は、少な
くとも表面が絶縁性部材より構成されていればよく、ガ
ラス基板、表面に絶縁膜が形成されたガラス基板、石英
基板、表面に絶縁膜が形成された石英基板、表面に絶縁
膜が形成された半導体基板を挙げることができるが、製
造コスト低減の観点からは、ガラス基板、あるいは、表
面に絶縁膜が形成されたガラス基板を用いることが好ま
しい。アノードパネルを構成する基板も、支持体と同様
に構成することができる。本発明の電子放出体において
も、基体を支持体上に形成する必要があるが、かかる支
持体は絶縁材料あるいは上述の材料から構成すればよ
い。
At least the surface of the support constituting the cathode panel should be made of an insulating material, and a glass substrate, a glass substrate having an insulating film formed on the surface thereof, a quartz substrate, and an insulating film formed on the surface thereof. Examples thereof include a quartz substrate and a semiconductor substrate having an insulating film formed on the surface thereof. However, from the viewpoint of manufacturing cost reduction, it is preferable to use a glass substrate or a glass substrate having an insulating film formed on the surface. The substrate that constitutes the anode panel can also be configured in the same manner as the support. Also in the electron emitter of the present invention, the substrate needs to be formed on the support, and the support may be made of an insulating material or the above-mentioned material.

【0056】カソードパネルとアノードパネルとを周縁
部において接合する場合、接合は接着層を用いて行って
もよいし、あるいはガラスやセラミックス等の絶縁剛性
材料から成る枠体と接着層とを併用して行ってもよい。
枠体と接着層とを併用する場合には、枠体の高さを適宜
選択することにより、接着層のみを使用する場合に比
べ、カソードパネルとアノードパネルとの間の対向距離
をより長く設定することが可能である。尚、接着層の構
成材料としては、フリットガラスが一般的であるが、融
点が120〜400゜C程度の所謂低融点金属材料を用
いてもよい。かかる低融点金属材料としては、In(イ
ンジウム:融点157゜C);インジウム−金系の低融
点合金;Sn80Ag20(融点220〜370゜C)、S
95Cu5(融点227〜370゜C)等の錫(Sn)
系高温はんだ;Pb97.5Ag2.5(融点304゜C)、
Pb94.5Ag5.5(融点304〜365゜C)、Pb
97.5Ag1.5Sn1.0(融点309゜C)等の鉛(Pb)
系高温はんだ;Zn95Al5(融点380゜C)等の亜
鉛(Zn)系高温はんだ;Sn5Pb95(融点300〜
314゜C)、Sn2Pb98(融点316〜322゜
C)等の錫−鉛系標準はんだ;Au88Ga12(融点38
1゜C)等のろう材(以上の添字は全て原子%を表す)
を例示することができる。
When the cathode panel and the anode panel are joined at their peripheral portions, the joining may be performed by using an adhesive layer, or a frame body made of an insulating rigid material such as glass or ceramics and an adhesive layer may be used together. You may go.
When the frame and the adhesive layer are used together, by appropriately selecting the height of the frame, the facing distance between the cathode panel and the anode panel is set to be longer than that when only the adhesive layer is used. It is possible to Although frit glass is generally used as a constituent material of the adhesive layer, a so-called low melting point metal material having a melting point of about 120 to 400 ° C. may be used. Such low melting point metal materials include In (indium: melting point 157 ° C.); indium-gold low melting point alloy; Sn 80 Ag 20 (melting point 220 to 370 ° C.), S
Tin (Sn) such as n 95 Cu 5 (melting point 227 to 370 ° C)
System high temperature solder; Pb 97.5 Ag 2.5 (melting point 304 ° C),
Pb 94.5 Ag 5.5 (melting point 304-365 ° C), Pb
Lead (Pb) such as 97.5 Ag 1.5 Sn 1.0 (melting point 309 ° C)
-Based high temperature solder; Zn 95 Al 5 (melting point 380 ° C) and other zinc (Zn) -based high temperature solder; Sn 5 Pb 95 (melting point 300-
314 ° C.), Sn 2 Pb 98 (melting point 316 to 322 ° C.) and other standard tin-lead solder; Au 88 Ga 12 (melting point 38
1 ° C) brazing filler metal (the above subscripts all represent atomic%)
Can be illustrated.

【0057】カソードパネルとアノードパネルと枠体の
三者を接合する場合、三者を同時に接合してもよいし、
あるいは、第1段階でカソードパネル又はアノードパネ
ルのいずれか一方と枠体とを接合し、第2段階でカソー
ドパネル又はアノードパネルの他方と枠体とを接合して
もよい。三者同時接合や第2段階における接合を高真空
雰囲気中で行えば、カソードパネルとアノードパネルと
枠体と接着層とにより囲まれた空間は、接合と同時に真
空となる。あるいは、三者の接合終了後、カソードパネ
ルとアノードパネルと枠体と接着層とによって囲まれた
空間を排気し、真空とすることもできる。接合後に排気
を行う場合、接合時の雰囲気の圧力は常圧/減圧のいず
れであってもよく、また、雰囲気を構成する気体は、大
気であっても、あるいは窒素ガスや周期律表0族に属す
るガス(例えばArガス)を含む不活性ガスであっても
よい。
When the cathode panel, the anode panel and the frame body are joined together, they may be joined at the same time,
Alternatively, either the cathode panel or the anode panel may be joined to the frame in the first step, and the other cathode panel or the anode panel may be joined to the frame in the second step. If the three-way simultaneous bonding and the bonding in the second stage are performed in a high vacuum atmosphere, the space surrounded by the cathode panel, the anode panel, the frame and the adhesive layer becomes a vacuum at the same time as the bonding. Alternatively, after the three members are joined together, the space surrounded by the cathode panel, the anode panel, the frame body, and the adhesive layer can be evacuated to create a vacuum. When exhausting is performed after joining, the pressure of the atmosphere during joining may be either normal pressure or reduced pressure, and the gas forming the atmosphere may be atmospheric air, or nitrogen gas or Group 0 of the periodic table. It may be an inert gas containing a gas belonging to (for example, Ar gas).

【0058】接合後に排気を行う場合、排気は、カソー
ドパネル及び/又はアノードパネルに予め接続されたチ
ップ管を通じて行うことができる。チップ管は、典型的
にはガラス管を用いて構成され、カソードパネル及び/
又はアノードパネルの無効領域(実際の表示部分として
は機能しない領域)に設けられた貫通部の周囲に、フリ
ットガラス又は上述の低融点金属材料を用いて接合さ
れ、空間が所定の真空度に達した後、熱融着によって封
じ切られる。尚、封じ切りを行う前に、冷陰極電界電子
放出表示装置全体を一旦加熱してから降温させると、空
間に残留ガスを放出させることができ、この残留ガスを
排気により空間外へ除去することができるので、好適で
ある。
When the exhaust is carried out after the joining, the exhaust can be carried out through a tip tube previously connected to the cathode panel and / or the anode panel. The tip tube is typically constructed using a glass tube, and the cathode panel and / or
Alternatively, frit glass or the above-mentioned low-melting point metal material is used to join the periphery of the through-hole provided in the invalid area (area that does not function as the actual display area) of the anode panel, and the space reaches a predetermined vacuum degree. After that, it is sealed off by heat fusion. It should be noted that if the entire cold cathode field emission display is once heated and then cooled before the sealing, residual gas can be released into the space, and this residual gas can be removed to the outside of the space by exhaust. Therefore, it is preferable.

【0059】本発明においては、金属シリサイド層上に
化学的気相成長法に基づき炭素薄膜を形成するので、金
属シリサイド層の一種の触媒効果によって、従来よりも
低温で炭素薄膜を形成することが可能となる。
In the present invention, since the carbon thin film is formed on the metal silicide layer based on the chemical vapor deposition method, the carbon thin film can be formed at a lower temperature than before due to a kind of catalytic effect of the metal silicide layer. It will be possible.

【0060】[0060]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施の形態(以下、実施の形態と略称する)に基づき本発
明を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings on the basis of an embodiment of the invention (hereinafter, simply referred to as an embodiment).

【0061】(実施の形態1)実施の形態1は、本発明
の電子放出体及びその製造方法、第1の態様に係る冷陰
極電界電子放出素子(以下、電界放出素子と略称する)
及びその製造方法(第1の製造方法)、並びに、第1の
態様に係る所謂2電極型の冷陰極電界電子放出表示装置
(以下、表示装置と略称する)及びその製造方法に関す
る。
(Embodiment 1) Embodiment 1 is an electron emitter of the present invention, a method for manufacturing the same, and a cold cathode field emission device according to the first aspect (hereinafter abbreviated as field emission device).
The present invention also relates to a manufacturing method thereof (first manufacturing method), a so-called two-electrode type cold cathode field emission display device (hereinafter abbreviated as a display device) according to the first aspect, and a manufacturing method thereof.

【0062】実施の形態1の表示装置の模式的な一部断
面図を図1に示し、1つの電子放出部の模式的な斜視図
を図2に示し、1つの電子放出部の模式的な一部断面図
を図3の(D)に示す。
FIG. 1 shows a schematic partial cross-sectional view of the display device according to the first embodiment, and FIG. 2 shows a schematic perspective view of one electron-emitting portion. A partial cross-sectional view is shown in FIG.

【0063】実施の形態1における電子放出体26は、
基体上(実施の形態1においては、具体的には、カソー
ド電極11上)に形成された金属シリサイド23から成
る錐状の基部24、及び、基部24の表面に形成された
(即ち、基部24を被覆する)炭素薄膜25から構成さ
れている。
The electron emitter 26 in the first embodiment is
A pyramidal base portion 24 made of a metal silicide 23 formed on the base body (specifically, on the cathode electrode 11 in the first embodiment), and formed on the surface of the base portion 24 (that is, the base portion 24). A carbon thin film 25).

【0064】また、実施の形態1における電界放出素子
は、支持体10上に設けられたカソード電極11と、カ
ソード電極11上に形成された複数の錐状の電子放出体
26から構成された電子放出部15から成る。そして、
電子放出体26は、カソード電極11上に形成された金
属シリサイド23から成る錐状の基部24、及び、基部
24の表面に形成された(即ち、基部24を被覆する)
炭素薄膜25から構成されている。ここで、炭素薄膜2
5はsp2結合を有するグラファイトから構成されてい
る。また、電子放出部15は、巨視的には、薄膜状であ
る。更には、実施の形態1における表示装置は、電界放
出素子が複数設けられたカソードパネルCP、及び、蛍
光体層31(赤色発光蛍光体層31R、緑色発光蛍光体
層31G、青色発光蛍光体層31B)とアノード電極3
3とを備えたアノードパネルAPが、それらの周縁部で
接合されて成り、複数の画素を有する。実施の形態1の
表示装置におけるカソードパネルCPにおいては、上述
のような電界放出素子の複数から構成された電子放出領
域が有効領域に2次元マトリクス状に多数形成されてい
る。
In addition, the field emission device according to the first embodiment is an electron composed of the cathode electrode 11 provided on the support 10 and a plurality of cone-shaped electron emitters 26 formed on the cathode electrode 11. It consists of the discharge part 15. And
The electron emitter 26 is formed on the surface of the pyramidal base 24 made of the metal silicide 23 formed on the cathode electrode 11 and the base 24 (that is, covering the base 24).
It is composed of a carbon thin film 25. Here, the carbon thin film 2
5 is composed of graphite having sp 2 bonds. Further, the electron emitting portion 15 is macroscopically in the form of a thin film. Further, in the display device according to the first embodiment, the cathode panel CP provided with a plurality of field emission devices, and the phosphor layer 31 (red light emitting phosphor layer 31R, green light emitting phosphor layer 31G, blue light emitting phosphor layer). 31B) and the anode electrode 3
And an anode panel AP having a plurality of pixels. In the cathode panel CP of the display device of the first embodiment, a large number of electron emission regions each including a plurality of field emission devices as described above are formed in a two-dimensional matrix in the effective region.

【0065】カソードパネルCPの無効領域には、真空
排気用の貫通孔(図示せず)が設けられており、この貫
通孔には、真空排気後に封じ切られるチップ管(図示せ
ず)が接続されている。枠体34は、セラミックス又は
ガラスから成り、高さは、例えば1.0mmである。場
合によっては、枠体34の代わりに接着層のみを用いる
こともできる。
A through hole (not shown) for vacuum evacuation is provided in the ineffective region of the cathode panel CP, and a tip tube (not shown) which is sealed off after vacuum evacuation is connected to this through hole. Has been done. The frame 34 is made of ceramics or glass and has a height of 1.0 mm, for example. In some cases, only the adhesive layer may be used instead of the frame 34.

【0066】アノードパネルAPは、具体的には、基板
30と、基板30上に形成され、所定のパターン(例え
ば、ストライプ状やドット状)に従って形成された蛍光
体層31と、全面を覆う例えばアルミニウム薄膜から成
るアノード電極33から構成されている。蛍光体層31
と蛍光体層31との間の基板30上には、ブラックマト
リックス32が形成されている。尚、ブラックマトリッ
クス32を省略することもできる。また、単色表示装置
を想定した場合、蛍光体層31は必ずしも所定のパター
ンに従って設けられる必要はない。更には、ITO等の
透明導電膜から成るアノード電極を基板30と蛍光体層
31との間に設けてもよく、あるいは、基板30上に設
けられた透明導電膜から成るアノード電極33と、アノ
ード電極33上に形成された蛍光体層31及びブラック
マトリックス32と、蛍光体層31及びブラックマトリ
ックス32の上に形成されたアルミニウムから成り、ア
ノード電極33と電気的に接続された光反射導電膜から
構成することもできる。
Specifically, the anode panel AP covers the entire surface of the substrate 30, the phosphor layer 31 formed on the substrate 30, and having a predetermined pattern (for example, stripe shape or dot shape) and covering the entire surface. The anode electrode 33 is made of an aluminum thin film. Phosphor layer 31
A black matrix 32 is formed on the substrate 30 between the and the phosphor layer 31. The black matrix 32 may be omitted. Further, in the case of assuming a single color display device, the phosphor layer 31 does not necessarily have to be provided according to a predetermined pattern. Further, an anode electrode made of a transparent conductive film such as ITO may be provided between the substrate 30 and the phosphor layer 31, or an anode electrode 33 made of a transparent conductive film provided on the substrate 30 and an anode A light-reflecting conductive film that is composed of a phosphor layer 31 and a black matrix 32 formed on the electrode 33 and aluminum formed on the phosphor layer 31 and the black matrix 32 and is electrically connected to the anode electrode 33. It can also be configured.

【0067】1画素は、カソードパネル側において矩形
形状のカソード電極11と、その上に形成された電子放
出部15と、電子放出部15に対面するようにアノード
パネルAPの有効領域に配列された蛍光体層31とによ
って構成されている。有効領域には、かかる画素が、例
えば数十万〜数百万個ものオーダーにて配列されてい
る。
One pixel is arranged in the effective region of the anode panel AP so as to face the cathode electrode 11 having a rectangular shape on the cathode panel side, the electron emitting portion 15 formed thereon, and the electron emitting portion 15. And the phosphor layer 31. In the effective area, such pixels are arranged in the order of, for example, hundreds of thousands to millions.

【0068】また、カソードパネルCPとアノードパネ
ルAPとの間には、両パネル間の距離を一定に維持する
ための補助的手段として、有効領域内に等間隔にスペー
サ35が配置されている。尚、スペーサ35の形状は、
円柱形に限らず、例えば球状でもよいし、ストライプ状
の隔壁(リブ)であってもよい。また、スペーサ35
は、必ずしも全てのカソード電極の重複領域の四隅に配
置されている必要はなく、より疎に配置されていてもよ
いし、配置が不規則であってもよい。
Further, between the cathode panel CP and the anode panel AP, spacers 35 are arranged at equal intervals in the effective area as an auxiliary means for keeping the distance between both panels constant. The shape of the spacer 35 is
The shape is not limited to the cylindrical shape, and may be, for example, a spherical shape or a stripe-shaped partition wall (rib). In addition, the spacer 35
Are not necessarily arranged at the four corners of the overlapping region of all the cathode electrodes, and may be arranged more sparsely or irregularly arranged.

【0069】この表示装置においては、1画素単位で、
カソード電極11に印加する電圧の制御を行う。カソー
ド電極11の平面形状は、図2に模式的に示すように、
略矩形であり、各カソード電極11は、配線11A、及
び、例えばトランジスタから成るスイッチング素子(図
示せず)を介してカソード電極制御回路40Aに接続さ
れている。また、アノード電極33は加速電源42に接
続されている。各カソード電極11に閾値電圧以上の電
圧が印加されると、アノード電極33によって形成され
る電界に基づき、量子トンネル効果に基づき電子放出部
15を構成する電子放出体26から電子が放出され、こ
の電子がアノード電極33に引き付けられ、蛍光体層3
1に衝突する。輝度は、カソード電極11に印加される
電圧によって制御される。
In this display device, one pixel unit
The voltage applied to the cathode electrode 11 is controlled. The planar shape of the cathode electrode 11 is, as schematically shown in FIG.
Each of the cathode electrodes 11 has a substantially rectangular shape, and is connected to the cathode electrode control circuit 40A via the wiring 11A and a switching element (not shown) including, for example, a transistor. Further, the anode electrode 33 is connected to the acceleration power source 42. When a voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied to each cathode electrode 11, electrons are emitted from the electron emitter 26 forming the electron emitter 15 based on the quantum tunnel effect based on the electric field formed by the anode electrode 33. Electrons are attracted to the anode electrode 33, and the phosphor layer 3
Clash with 1. The brightness is controlled by the voltage applied to the cathode electrode 11.

【0070】以下、実施の形態1における電子放出体、
電界放出素子及び表示装置の製造方法を、図3及び図4
を参照して説明する。
Hereinafter, the electron emitter according to the first embodiment,
A method of manufacturing a field emission device and a display device will be described with reference to FIGS.
Will be described with reference to.

【0071】[工程−100]先ず、例えばガラス基板
から成る支持体10上にカソード電極形成用の導電材料
層を形成する。導電材料層は、例えばスパッタリング法
により形成されたアルミニウム(Al)層から成る。次
いで、周知のリソグラフィ技術及び反応性イオンエッチ
ング法(RIE法)に基づき、導電材料層をパターニン
グすることによって、矩形形状のカソード電極11を支
持体10上に形成する(図3の(A)参照)。同時に、
カソード電極11に接続された配線11A(図2参照)
を支持体10上に形成する。次に、全面にアモルファス
シリコンから成るシリコン含有層20をCVD法にて成
膜した後、更に、全面にニッケル(Ni)から成る金属
層21をスパッタリング法にて成膜する。その後、カソ
ード電極11の表面に金属層21及びシリコン含有層2
0が残されるように、周知のリソグラフィ技術及びRI
E法に基づき、金属層21及びシリコン含有層20をパ
ターニングする(図3の(B)参照)。こうして、シリ
コン含有層20及び金属層21が電子放出部を形成すべ
き表面領域に順次成膜されたカソード電極11を得るこ
とができる。
[Step-100] First, a conductive material layer for forming a cathode electrode is formed on the support 10 made of, for example, a glass substrate. The conductive material layer is made of, for example, an aluminum (Al) layer formed by a sputtering method. Then, the rectangular cathode electrode 11 is formed on the support 10 by patterning the conductive material layer based on the well-known lithography technique and reactive ion etching method (RIE method) (see FIG. 3A). ). at the same time,
Wiring 11A connected to the cathode electrode 11 (see FIG. 2)
Are formed on the support 10. Next, after a silicon-containing layer 20 made of amorphous silicon is formed on the entire surface by a CVD method, a metal layer 21 made of nickel (Ni) is further formed on the entire surface by a sputtering method. After that, the metal layer 21 and the silicon-containing layer 2 are formed on the surface of the cathode electrode 11.
Well known lithographic techniques and RI so that 0 is left
The metal layer 21 and the silicon-containing layer 20 are patterned based on the E method (see FIG. 3B). In this way, it is possible to obtain the cathode electrode 11 in which the silicon-containing layer 20 and the metal layer 21 are sequentially formed on the surface region where the electron emitting portion is to be formed.

【0072】[工程−110]その後、真空槽中に支持
体10を搬入し、真空槽内を一旦1×10-4Pa以下の
真空雰囲気とする。そして、窒素ガスを導入して真空槽
内の雰囲気を1Pa程度の窒素ガス雰囲気とした後、4
00゜C、10分間の熱処理を行い、シリコン含有層2
0と金属層21とを反応させて、金属シリサイド層22
を形成する(図3の(C)参照)。全てのシリコン含有
層20が金属層21と反応し、金属シリサイド層22の
厚さは0.1μm〜1μmであった。
[Step-110] After that, the support 10 is loaded into the vacuum chamber, and the inside of the vacuum chamber is once made into a vacuum atmosphere of 1 × 10 −4 Pa or less. Then, after introducing nitrogen gas to change the atmosphere in the vacuum chamber to a nitrogen gas atmosphere of about 1 Pa, 4
After heat treatment at 00 ° C for 10 minutes, the silicon-containing layer 2
0 reacts with the metal layer 21 to form the metal silicide layer 22.
Are formed (see FIG. 3C). All the silicon-containing layers 20 reacted with the metal layer 21, and the thickness of the metal silicide layer 22 was 0.1 μm to 1 μm.

【0073】[工程−120]次いで、真空槽からCV
D装置に支持体10を搬送し、金属シリサイド層22上
に、以下の表1に例示するCVD条件に基づき炭素薄膜
25を形成する。尚、アノード電極11はアルミニウム
(Al)から構成されているので、カソード電極11上
に炭素薄膜が成膜されることはない。
[Step-120] Next, CV is performed from the vacuum chamber.
The support 10 is transported to the D apparatus, and the carbon thin film 25 is formed on the metal silicide layer 22 based on the CVD conditions exemplified in Table 1 below. Since the anode electrode 11 is made of aluminum (Al), no carbon thin film is formed on the cathode electrode 11.

【0074】 [表1] 使用ガス :CH4/H2=10〜50/50〜100sccm バイアスパワー:300〜600W(13.56MHz) 成膜時間 :5分以上 圧力 :0.1〜10Pa[Table 1] Gas used: CH 4 / H 2 = 10 to 50/50 to 100 sccm Bias power: 300 to 600 W (13.56 MHz) Film formation time: 5 minutes or more Pressure: 0.1 to 10 Pa

【0075】このようなCVD条件にあっては、現時点
では機構は解明されていないものの、表面が平坦な金属
シリサイド層22から、金属シリサイド23から成る錐
状の基部24が形成され、しかも、この基部24の表面
に炭素薄膜25が堆積し、複数の錐状の電子放出体26
から成る電子放出部15をカソード電極11上に得るこ
とができる(図3の(D)参照)。尚、図においては、
電子放出体26が規則的に形成されているように示して
いるが、実際には、ランダムに形成されている。また、
電子放出体26と電子放出体26との間には金属シリサ
イド層22が露出している。
Under such CVD conditions, although the mechanism has not been clarified at present, a conical pyramidal base 24 made of the metal silicide 23 is formed from the metal silicide layer 22 having a flat surface, and this A carbon thin film 25 is deposited on the surface of the base 24, and a plurality of cone-shaped electron emitters 26 are formed.
It is possible to obtain the electron emitting portion 15 consisting of (1) on the cathode electrode 11 (see FIG. 3D). In the figure,
Although the electron emitters 26 are shown as being regularly formed, they are actually randomly formed. Also,
The metal silicide layer 22 is exposed between the electron emitters 26.

【0076】[工程−130]その後、表示装置の組み
立てを行う。具体的には、蛍光体層31と電界放出素子
とが対向するようにアノードパネルAPとカソードパネ
ルCPとを配置し、アノードパネルAPとカソードパネ
ルCP(より具体的には、基板30と支持体10)と
を、枠体34を介して、周縁部において接合する。接合
に際しては、枠体34とアノードパネルAPとの接合部
位、及び枠体34とカソードパネルCPとの接合部位に
フリットガラスを塗布し、アノードパネルAPとカソー
ドパネルCPと枠体34とを貼り合わせ、予備焼成にて
フリットガラスを乾燥した後、約450゜Cで10〜3
0分の本焼成を行う。その後、アノードパネルAPとカ
ソードパネルCPと枠体34とフリットガラスとによっ
て囲まれた空間を、貫通孔(図示せず)及びチップ管
(図示せず)を通じて排気し、空間の圧力が10-4Pa
程度に達した時点でチップ管を加熱溶融により封じ切
る。このようにして、アノードパネルAPとカソードパ
ネルCPと枠体34とに囲まれた空間を真空にすること
ができる。その後、必要な外部回路との配線を行い、表
示装置を完成させる。
[Step-130] Then, the display device is assembled. Specifically, the anode panel AP and the cathode panel CP are arranged so that the phosphor layer 31 and the field emission device face each other, and the anode panel AP and the cathode panel CP (more specifically, the substrate 30 and the support body). And 10) are joined at the peripheral edge via the frame 34. At the time of joining, frit glass is applied to a joining portion between the frame 34 and the anode panel AP and a joining portion between the frame 34 and the cathode panel CP, and the anode panel AP, the cathode panel CP and the frame 34 are bonded together. After frit glass is dried by preliminary firing, 10 ~ 3 at about 450 ° C
Perform main firing for 0 minutes. Then, the space surrounded by the anode panel AP, the cathode panel CP, the frame 34, and the frit glass is exhausted through a through hole (not shown) and a tip tube (not shown), and the pressure of the space is 10 −4. Pa
When the degree is reached, the tip tube is sealed by heating and melting. In this way, the space surrounded by the anode panel AP, the cathode panel CP, and the frame 34 can be evacuated. After that, wiring with necessary external circuits is performed to complete the display device.

【0077】尚、図1に示した表示装置におけるアノー
ドパネルAPの製造方法の一例を、以下、図4を参照し
て説明する。
An example of a method of manufacturing the anode panel AP in the display device shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIG.

【0078】先ず、発光性結晶粒子組成物を調製する。
そのために、例えば、純水に分散剤を分散させ、ホモミ
キサーを用いて3000rpmにて1分間、撹拌を行
う。次に、発光性結晶粒子を分散剤が分散した純水中に
投入し、ホモミキサーを用いて5000rpmにて5分
間、撹拌を行う。その後、例えば、ポリビニルアルコー
ル及び重クロム酸アンモニウムを添加して、十分に撹拌
し、濾過する。
First, a luminescent crystal particle composition is prepared.
For that purpose, for example, a dispersant is dispersed in pure water, and stirring is performed for 1 minute at 3000 rpm using a homomixer. Next, the luminescent crystal particles are put into pure water in which a dispersant is dispersed, and agitated at 5000 rpm for 5 minutes using a homomixer. Then, for example, polyvinyl alcohol and ammonium dichromate are added, sufficiently stirred, and filtered.

【0079】アノードパネルAPの製造においては、例
えばガラスから成る基板30上の全面に感光性被膜50
を形成(塗布)する。そして、露光光源(図示せず)か
ら射出され、マスク53に設けられた孔部54を通過し
た紫外線によって、基板30上に形成された感光性被膜
50を露光して感光領域51を形成する(図4の(A)
参照)。その後、感光性被膜50を現像して選択的に除
去し、感光性被膜の残部(露光、現像後の感光性被膜)
52を基板30上に残す(図4の(B)参照)。次に、
全面にカーボン剤(カーボンスラリー)を塗布し、乾
燥、焼成した後、リフトオフ法にて感光性被膜の残部5
2及びその上のカーボン剤を除去することによって、露
出した基板30上にカーボン剤から成るブラックマトリ
ックス32を形成し、併せて、感光性被膜の残部52を
除去する(図4の(C)参照)。その後、露出した基板
30上に、赤、緑、青の各蛍光体層31を形成する(図
4の(D)参照)。具体的には、各発光性結晶粒子(蛍
光体粒子)から調製された発光性結晶粒子組成物を使用
し、例えば、赤色の感光性の発光性結晶粒子組成物(蛍
光体スラリー)を全面に塗布し、露光、現像し、次い
で、緑色の感光性の発光性結晶粒子組成物(蛍光体スラ
リー)を全面に塗布し、露光、現像し、更に、青色の感
光性の発光性結晶粒子組成物(蛍光体スラリー)を全面
に塗布し、露光、現像すればよい。その後、蛍光体層3
1及びブラックマトリックス32上にスパッタリング法
にて厚さ約0.07μmのアルミニウム薄膜から成るア
ノード電極33を形成する。尚、スクリーン印刷法等に
より各蛍光体層31を形成することもできる。
In the manufacture of the anode panel AP, the photosensitive coating 50 is formed on the entire surface of the substrate 30 made of glass, for example.
Is formed (applied). Then, the photosensitive film 50 formed on the substrate 30 is exposed by the ultraviolet rays emitted from the exposure light source (not shown) and passed through the hole 54 provided in the mask 53 to form the photosensitive area 51 ( FIG. 4 (A)
reference). Then, the photosensitive film 50 is developed and selectively removed, and the remaining portion of the photosensitive film (the photosensitive film after exposure and development)
52 is left on the substrate 30 (see FIG. 4B). next,
The carbon agent (carbon slurry) is applied to the entire surface, dried and baked, and then the remaining 5 of the photosensitive film is formed by the lift-off method.
By removing 2 and the carbon agent thereon, a black matrix 32 made of the carbon agent is formed on the exposed substrate 30, and at the same time, the remaining portion 52 of the photosensitive film is removed (see FIG. 4C). ). Then, the red, green, and blue phosphor layers 31 are formed on the exposed substrate 30 (see FIG. 4D). Specifically, a luminescent crystal particle composition prepared from each luminescent crystal particle (phosphor particle) is used, and, for example, a red photosensitive luminescent crystal particle composition (phosphor slurry) is applied to the entire surface. After coating, exposing and developing, then coating the whole surface with a green photosensitive luminescent crystal particle composition (phosphor slurry), exposing and developing, and further blue photosensitive luminescent crystal particle composition. (Phosphor slurry) may be applied over the entire surface, exposed and developed. After that, the phosphor layer 3
An anode electrode 33 made of an aluminum thin film having a thickness of about 0.07 μm is formed on the black matrix 1 and the black matrix 32 by a sputtering method. Each phosphor layer 31 can also be formed by a screen printing method or the like.

【0080】尚、アノード電極は、有効領域を1枚のシ
ート状の導電材料で被覆した形式のアノード電極として
もよいし、1又は複数の電子放出部、あるいは、1又は
複数の画素に対応するアノード電極ユニットが集合した
形式のアノード電極としてもよい。
The anode electrode may be an anode electrode of a type in which the effective area is covered with one sheet of a conductive material, and corresponds to one or a plurality of electron emitting portions or one or a plurality of pixels. The anode electrode may be a type in which the anode electrode units are assembled.

【0081】基部24の構造を透過型電子顕微鏡で観察
したところ、円錐形状を有していた。また、電子線回折
像から、基部24は、NiSi及びNi3112から成
る、即ち、金属シリサイドから構成されていることが確
認された。基部24の上の炭素薄膜25の厚さは、平均
5nm〜50nmであった。
When the structure of the base portion 24 was observed with a transmission electron microscope, it had a conical shape. Further, from the electron beam diffraction image, it was confirmed that the base portion 24 was composed of NiSi and Ni 31 S 12 , that is, was composed of metal silicide. The average thickness of the carbon thin film 25 on the base 24 was 5 nm to 50 nm.

【0082】比較のために、アルミニウムから成るカソ
ード電極上にニッケル層を形成し、その上に表1に示し
たCVD条件にて炭素薄膜を形成した。このようにして
得られた炭素薄膜は、何ら特徴的な構造を有しておら
ず、表面が非常に平滑なアモルファスカーボン膜が成膜
されただけであった。
For comparison, a nickel layer was formed on a cathode electrode made of aluminum, and a carbon thin film was formed thereon under the CVD conditions shown in Table 1. The carbon thin film thus obtained did not have any characteristic structure, and only an amorphous carbon film having a very smooth surface was formed.

【0083】[工程−110]におけるシリサイド化に
おいて、熱処理の代わりに、CVD装置内で、400゜
C、10分間の水素プラズマ処理(処理雰囲気圧力:約
1Pa)、400゜C、10分間のアンモニア処理(処
理雰囲気圧力:約1Pa)、400゜C、10分間のア
ルゴンプラズマ処理(処理雰囲気圧力:約1Pa)を行
った。尚、プラズマ処理前に、CVD装置内を一旦1×
10-4Pa以下の真空雰囲気とした。これらの3種類の
プラズマ処理によってもシリサイド化が達成できたこと
が、電子線回折によって確認できた。尚、これらの処理
を、実施の形態1の変形例と呼ぶ場合がある。更に、表
1に例示したCVD条件に基づき炭素薄膜を形成したと
ころ、同様の電子放出体26を得ることができた。
In the silicidation in [Step-110], instead of the heat treatment, hydrogen plasma treatment (treatment atmosphere pressure: about 1 Pa) at 400 ° C. for 10 minutes, ammonia at 400 ° C. for 10 minutes in a CVD apparatus. Treatment (treatment atmosphere pressure: about 1 Pa), argon plasma treatment (treatment atmosphere pressure: about 1 Pa) at 400 ° C. for 10 minutes were performed. Before the plasma treatment, the inside of the CVD device was once
A vacuum atmosphere of 10 −4 Pa or less was used. It was confirmed by electron diffraction that the silicidation could be achieved by these three types of plasma treatments. Note that these processes may be referred to as modified examples of the first embodiment. Furthermore, when a carbon thin film was formed under the CVD conditions shown in Table 1, the same electron emitter 26 could be obtained.

【0084】[工程−120]において、以下の表2に
例示するCVD条件に基づき炭素薄膜を形成したとこ
ろ、電子放出体26の先端部あるいはその近傍から上方
に延びるカーボン・ナノチューブが炭素薄膜25と一体
的に形成された。
In [Step-120], a carbon thin film was formed under the CVD conditions shown in Table 2 below. As a result, carbon nanotubes extending upward from the tip of the electron emitter 26 or in the vicinity thereof became the carbon thin film 25. Formed integrally.

【0085】 [表2] 使用ガス :CH4/H2=20〜50/20〜100sccm バイアスパワー:300〜600W(13.56MHz) 成膜時間 :5分以上 圧力 :0.1〜10Pa[Table 2] Gas used: CH 4 / H 2 = 20 to 50/20 to 100 sccm Bias power: 300 to 600 W (13.56 MHz) Film formation time: 5 minutes or more Pressure: 0.1 to 10 Pa

【0086】1画素を、ストライプ状のカソード電極
と、その上に形成された電子放出部と、電子放出部に対
面するようにアノードパネルの有効領域に配列された蛍
光体層とによって構成してもよい。この場合、アノード
電極もストライプ形状を有する。ストライプ状のカソー
ド電極の射影像と、ストライプ状のアノード電極の射影
像は直交している。アノード電極の射影像とカソード電
極の射影像とが重複する領域に位置する電子放出部から
電子が放出される。このような構成の冷陰極電界電子放
出表示装置の駆動は、所謂単純マトリクス方式により行
われる。即ち、カソード電極に相対的に負の電圧を、ア
ノード電極に相対的に正の電圧を印加する。その結果、
列選択されたカソード電極と行選択されたアノード電極
(あるいは、行選択されたカソード電極と列選択された
アノード電極)とのアノード電極/カソード電極重複領
域に位置する電子放出部から選択的に真空空間中へ電子
が放出され、この電子がアノード電極に引きつけられて
アノードパネルを構成する蛍光体層に衝突し、蛍光体層
を励起・発光させる。
One pixel is composed of a striped cathode electrode, an electron emitting portion formed thereon, and a phosphor layer arranged in the effective region of the anode panel so as to face the electron emitting portion. Good. In this case, the anode electrode also has a stripe shape. The projected image of the striped cathode electrode and the projected image of the striped anode electrode are orthogonal to each other. Electrons are emitted from the electron emitting portion located in a region where the projected image of the anode electrode and the projected image of the cathode electrode overlap. The cold cathode field emission display device having such a structure is driven by a so-called simple matrix system. That is, a relatively negative voltage is applied to the cathode electrode and a relatively positive voltage is applied to the anode electrode. as a result,
Selective vacuum from the electron emission portion located in the anode electrode / cathode electrode overlap region of the column-selected cathode electrode and the row-selected anode electrode (or the row-selected cathode electrode and the column-selected anode electrode) Electrons are emitted into the space, and the electrons are attracted to the anode electrode and collide with the phosphor layer forming the anode panel to excite / emit the phosphor layer.

【0087】このような構造の電界放出素子の製造にあ
たっては、[工程−100]において、例えばガラス基
板から成る支持体10上に、例えばスパッタリング法に
より形成されたアルミニウム(Al)層から成るカソー
ド電極形成用の導電材料層を形成した後、周知のリソグ
ラフィ技術及びRIE法に基づき、導電材料層をパター
ニングすることによって、矩形形状のカソード電極の代
わりにストライプ状のカソード電極11を支持体10上
に形成すればよい。
In manufacturing the field emission device having such a structure, in [Step-100], a cathode electrode made of, for example, an aluminum (Al) layer formed on the support 10 made of, for example, a glass substrate by a sputtering method. After forming the conductive material layer for formation, by patterning the conductive material layer based on the well-known lithography technique and RIE method, the striped cathode electrode 11 is formed on the support 10 instead of the rectangular cathode electrode. It may be formed.

【0088】(実施の形態2)実施の形態2は、本発明
の電子放出体及びその製造方法、第2の態様に係る電界
放出素子及びその製造方法(第2Aの製造方法)、並び
に、第2の態様に係る所謂3電極型の表示装置及びその
製造方法に関する。尚、実施の形態2における電界放出
素子は第1の構造を有する。
(Embodiment 2) Embodiment 2 is an electron emitter of the present invention and a method for manufacturing the same, a field emission device according to a second aspect and a method for manufacturing the same (manufacturing method 2A), and a second embodiment. The present invention relates to a so-called three-electrode type display device according to the second aspect and a manufacturing method thereof. The field emission device according to the second embodiment has the first structure.

【0089】実施の形態2の電界放出素子の模式的な一
部端面図を図9に示し、表示装置の模式的な一部端面図
を図5に示し、カソードパネルCPとアノードパネルA
Pを分解したときの模式的な部分的斜視図を図6に示
す。この電界放出素子は、支持体10上に形成されたカ
ソード電極11(基体に相当する)、カソード電極11
の上方に形成され、開口部14Aを有するゲート電極1
3、及び、カソード電極11上に形成された電子放出部
15から成る。尚、ゲート電極13に設けられた開口部
14Aを、便宜上、第1の開口部14Aと呼ぶ。そし
て、支持体10及びカソード電極11上に絶縁層12が
形成されており、ゲート電極13に設けられた第1の開
口部14Aに連通した第2の開口部14Bが絶縁層12
に設けられており、第2の開口部14Bの底部に電子放
出部15が位置する。電子放出部15は、カソード電極
11上に形成された複数の錐状の電子放出体26から構
成されている。そして、電子放出体26は、カソード電
極11上に形成された金属シリサイド23から成る錐状
の基部24、及び、基部24の表面に形成された炭素薄
膜25から構成されている。ここで、炭素薄膜25はs
2結合を有するグラファイトから構成されている。ま
た、電子放出部15は、巨視的には、薄膜状である。
A schematic partial end view of the field emission device according to the second embodiment is shown in FIG. 9, and a schematic partial end view of the display device is shown in FIG. 5, and the cathode panel CP and the anode panel A are shown.
FIG. 6 shows a schematic partial perspective view when P is disassembled. This field emission device includes a cathode electrode 11 (corresponding to a base body), a cathode electrode 11 formed on a support 10.
Gate electrode 1 formed above the gate and having an opening 14A
3 and an electron emitting portion 15 formed on the cathode electrode 11. The opening 14A provided in the gate electrode 13 is referred to as a first opening 14A for convenience. Then, the insulating layer 12 is formed on the support 10 and the cathode electrode 11, and the second opening 14B communicating with the first opening 14A provided in the gate electrode 13 has the insulating layer 12 formed therein.
The electron emitting portion 15 is located at the bottom of the second opening 14B. The electron emitting portion 15 is composed of a plurality of cone-shaped electron emitting bodies 26 formed on the cathode electrode 11. The electron emitter 26 is composed of a pyramidal base 24 made of metal silicide 23 formed on the cathode electrode 11, and a carbon thin film 25 formed on the surface of the base 24. Here, the carbon thin film 25 is s
It is composed of graphite with p 2 bonds. Further, the electron emitting portion 15 is macroscopically in the form of a thin film.

【0090】表示装置は、上述のような電界放出素子が
有効領域に多数形成されたカソードパネルCPと、アノ
ードパネルAPから構成されており、複数の画素から構
成され、各画素は、電界放出素子と、電界放出素子に対
向して基板30上に設けられたアノード電極33及び蛍
光体層31から構成されている。カソードパネルCPと
アノードパネルAPとは、それらの周縁部において、枠
体34を介して接合されている。図5に示す一部端面図
には、カソードパネルCPにおいて、1本のカソード電
極11につき開口部14A,14B及び電子放出部15
を、図面の簡素化のために2つずつ示しているが、これ
に限定するものではなく、また、電界放出素子の基本的
な構成は図9に示したとおりである。更には、カソード
パネルCPの無効領域には、真空排気用の貫通孔36が
設けられており、この貫通孔36には、真空排気後に封
じ切られるチップ管37が接続されている。但し、図5
は表示装置の完成状態を示しており、図示したチップ管
37は既に封じ切られている。また、スペーサの図示は
省略した。
The display device is composed of a cathode panel CP having a large number of field emission devices as described above formed in the effective region and an anode panel AP, and is composed of a plurality of pixels, each pixel being a field emission device. And an anode electrode 33 and a phosphor layer 31 provided on the substrate 30 so as to face the field emission device. The cathode panel CP and the anode panel AP are joined at their peripheral portions with the frame 34 interposed therebetween. In the partial end view shown in FIG. 5, in the cathode panel CP, one cathode electrode 11 has openings 14A and 14B and an electron emitting portion 15.
2 are shown for simplification of the drawing, but the present invention is not limited to this, and the basic structure of the field emission device is as shown in FIG. Further, a through hole 36 for vacuum evacuation is provided in the ineffective region of the cathode panel CP, and a chip tube 37 which is closed off after vacuum evacuation is connected to the through hole 36. However, FIG.
Shows the completed state of the display device, and the illustrated tip tube 37 is already sealed. Further, the illustration of the spacer is omitted.

【0091】アノードパネルAPの構造は、実施の形態
1にて説明したアノードパネルAPと同様の構造とする
ことができるので、詳細な説明は省略する。
The structure of the anode panel AP can be the same as that of the anode panel AP described in the first embodiment, and therefore detailed description thereof will be omitted.

【0092】この表示装置において表示を行う場合に
は、カソード電極11には相対的な負電圧がカソード電
極制御回路40から印加され、ゲート電極13には相対
的な正電圧がゲート電極制御回路41から印加され、ア
ノード電極33にはゲート電極13よりも更に高い正電
圧が加速電源42から印加される。かかる表示装置にお
いて表示を行う場合、例えば、カソード電極11にカソ
ード電極制御回路40から走査信号を入力し、ゲート電
極13にゲート電極制御回路41からビデオ信号を入力
する。カソード電極11とゲート電極13との間に電圧
を印加した際に生ずる電界により、量子トンネル効果に
基づき電子放出部15から電子が放出され、この電子が
アノード電極33に引き付けられ、蛍光体層31に衝突
する。その結果、蛍光体層31が励起されて発光し、所
望の画像を得ることができる。
When displaying is performed in this display device, a relative negative voltage is applied to the cathode electrode 11 from the cathode electrode control circuit 40, and a relative positive voltage is applied to the gate electrode 13 in the gate electrode control circuit 41. A positive voltage higher than that of the gate electrode 13 is applied to the anode electrode 33 from the acceleration power supply 42. When displaying is performed in such a display device, for example, a scanning signal is input to the cathode electrode 11 from the cathode electrode control circuit 40, and a video signal is input to the gate electrode 13 from the gate electrode control circuit 41. An electric field generated when a voltage is applied between the cathode electrode 11 and the gate electrode 13 causes electrons to be emitted from the electron emitting portion 15 based on the quantum tunnel effect, and the electrons are attracted to the anode electrode 33, so that the phosphor layer 31. Clash with. As a result, the phosphor layer 31 is excited and emits light, and a desired image can be obtained.

【0093】以下、実施の形態2の電子放出体の製造方
法、電界放出素子の製造方法(第2Aの製造方法)及び
表示装置の製造方法を、図7〜図9を参照して説明す
る。
Hereinafter, a method of manufacturing an electron emitter, a method of manufacturing a field emission device (manufacturing method of 2A) and a method of manufacturing a display device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 9.

【0094】[工程−200]先ず、例えばガラス基板
から成る支持体10上にカソード電極形成用の導電材料
層を形成し、次いで、周知のリソグラフィ技術及びRI
E法に基づき導電材料層をパターニングすることによっ
て、ストライプ状のカソード電極11(基体に該当す
る)を支持体10上に形成する(図7の(A)参照)。
ストライプ状のカソード電極11は、図面の紙面左右方
向に延びている。導電材料層は、例えばスパッタリング
法により形成されたアルミニウム(Al)層から成る。
[Step-200] First, a conductive material layer for forming a cathode electrode is formed on the support 10 made of, for example, a glass substrate, and then the well-known lithography technique and RI are used.
By patterning the conductive material layer based on the E method, the stripe-shaped cathode electrode 11 (corresponding to the base) is formed on the support 10 (see FIG. 7A).
The striped cathode electrode 11 extends in the left-right direction of the drawing sheet. The conductive material layer is made of, for example, an aluminum (Al) layer formed by a sputtering method.

【0095】[工程−210]次に、支持体10及びカ
ソード電極11上に絶縁層12を形成する。具体的に
は、例えばTEOS(テトラエトキシシラン)を原料ガ
スとして使用するCVD法により、全面に、厚さ約3μ
mの絶縁層12を形成する。
[Step-210] Next, the insulating layer 12 is formed on the support 10 and the cathode electrode 11. Specifically, for example, by a CVD method using TEOS (tetraethoxysilane) as a source gas, a thickness of about 3 μm is formed on the entire surface.
m insulating layer 12 is formed.

【0096】[工程−220]その後、絶縁層12上に
第1の開口部14Aを有するゲート電極13を形成す
る。具体的には、絶縁層12上にゲート電極を構成する
ためのアルミニウム(Al)から成る導電材料層をスパ
ッタリング法にて形成した後、導電材料層上にパターニ
ングされた第1のマスク材料層(図示せず)を形成し、
かかる第1のマスク材料層をエッチング用マスクとして
用いて導電材料層をエッチングして、導電材料層をスト
ライプ状にパターニングした後、第1のマスク材料層を
除去する。次いで、導電材料層及び絶縁層12上にパタ
ーニングされた第2のマスク材料層(図示せず)を形成
し、かかる第2のマスク材料層をエッチング用マスクと
して用いて導電材料層をエッチングする。これによっ
て、絶縁層12上に第1の開口部14Aを有するゲート
電極13を得ることができる。ストライプ状のゲート電
極13は、カソード電極11と異なる方向(例えば、図
面の紙面垂直方向)に延びている。
[Step-220] After that, the gate electrode 13 having the first opening 14A is formed on the insulating layer 12. Specifically, a conductive material layer made of aluminum (Al) for forming a gate electrode is formed on the insulating layer 12 by a sputtering method, and then the patterned first mask material layer ( (Not shown),
The conductive material layer is etched using the first mask material layer as an etching mask to pattern the conductive material layer in a stripe shape, and then the first mask material layer is removed. Next, a patterned second mask material layer (not shown) is formed on the conductive material layer and the insulating layer 12, and the conductive material layer is etched by using the second mask material layer as an etching mask. Thereby, the gate electrode 13 having the first opening 14A on the insulating layer 12 can be obtained. The stripe-shaped gate electrode 13 extends in a direction different from that of the cathode electrode 11 (for example, a direction perpendicular to the paper surface of the drawing).

【0097】[工程−230]次いで、引き続き、ゲー
ト電極13に形成された第1の開口部14Aに連通する
第2の開口部14Bを絶縁層12に形成する。具体的に
は、第2のマスク材料層をエッチング用マスクとして用
いて絶縁層12をRIE法にてエッチングした後、第2
のマスク材料層を除去する。こうして、図7の(B)に
示す構造を得ることができる。実施の形態2において
は、第1の開口部14Aと第2の開口部14Bとは、一
対一の対応関係にある。即ち、1つの第1の開口部14
Aに対応して、1つの第2の開口部14Bが形成され
る。尚、第1及び第2の開口部14A,14Bの平面形
状は、例えば直径1μm〜30μmの円形である。これ
らの開口部14A,14Bを、例えば、1画素に1個〜
3000個程度形成すればよい。
[Step-230] Then, subsequently, a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12. Specifically, after the insulating layer 12 is etched by the RIE method using the second mask material layer as an etching mask,
The masking material layer is removed. Thus, the structure shown in FIG. 7B can be obtained. In the second embodiment, the first opening 14A and the second opening 14B have a one-to-one correspondence. That is, one first opening 14
Corresponding to A, one second opening 14B is formed. The planar shape of the first and second openings 14A and 14B is, for example, a circle having a diameter of 1 μm to 30 μm. These openings 14A and 14B are, for example, one per pixel.
It is sufficient to form about 3000 pieces.

【0098】[工程−240]その後、第2の開口部1
4Bの底部に位置するカソード電極11の部分の表面に
電子放出体を形成する。そのために、先ず、第2の開口
部14Bの底部の中央部にカソード電極11の表面が露
出したマスク層116を形成する(図7の(C)参
照)。具体的には、レジスト材料層をスピンコート法に
て開口部14A,14B内を含む全面に成膜した後、リ
ソグラフィ技術に基づき、第2の開口部14Bの底部の
中央部に位置するレジスト材料層に孔部を形成すること
によって、マスク層116を得ることができる。実施の
形態2において、マスク層116は、第2の開口部14
Bの底部に位置するカソード電極11の一部分、第2の
開口部14Bの側壁、第1の開口部14Aの側壁、ゲー
ト電極13及び絶縁層12を被覆している。これによっ
て、以降の工程で、第2の開口部14Bの底部の中央部
に位置するカソード電極11の部分の表面に電子放出体
を形成するが、カソード電極11とゲート電極13と
が、電子放出体の形成時、短絡することを確実に防止し
得る。
[Step-240] Then, the second opening 1
An electron emitter is formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 located at the bottom of 4B. For that purpose, first, the mask layer 116 in which the surface of the cathode electrode 11 is exposed is formed in the central portion of the bottom of the second opening 14B (see FIG. 7C). Specifically, after a resist material layer is formed on the entire surface including the inside of the openings 14A and 14B by a spin coating method, the resist material located at the center of the bottom of the second opening 14B is formed based on the lithography technique. The mask layer 116 can be obtained by forming holes in the layer. In the second embodiment, the mask layer 116 has the second opening 14
It covers a part of the cathode electrode 11 located at the bottom of B, the side wall of the second opening 14B, the side wall of the first opening 14A, the gate electrode 13 and the insulating layer 12. Thereby, in the subsequent steps, the electron emitter is formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 located in the central portion of the bottom of the second opening 14B, but the cathode electrode 11 and the gate electrode 13 are When forming the body, it is possible to reliably prevent a short circuit.

【0099】[工程−250]次に、露出したカソード
電極11の表面を含むマスク層116上に、実施の形態
1の[工程−100]と同様にして、アモルファスシリ
コンから成るシリコン含有層及びニッケル(Ni)から
成る金属層を順次成膜する。その後、マスク層116並
びにその上のシリコン含有層及び金属層を除去する。
[Step-250] Next, on the mask layer 116 including the exposed surface of the cathode electrode 11, in the same manner as in [Step-100] of the first embodiment, a silicon-containing layer made of amorphous silicon and nickel. A metal layer made of (Ni) is sequentially formed. Then, the mask layer 116 and the silicon-containing layer and the metal layer thereon are removed.

【0100】[工程−260]次いで、実施の形態1の
[工程−110]と同様にして、あるいは、実施の形態
1の変形例にて説明したと同様の方法にて、シリコン含
有層と金属層とを反応させて、露出したカソード電極1
1の表面に金属シリサイド層22(NiSi及びNi31
12から成る)を形成する(図8の(A)参照)。全て
のシリコン含有層20が金属層21と反応し、金属シリ
サイド層22の厚さは0.1μm〜1μmであった。
[Step-260] Then, in the same manner as in [Step-110] of the first embodiment or by the same method as described in the modification of the first embodiment, the silicon-containing layer and the metal are formed. Exposed cathode electrode 1 by reacting with the layer
1 on the surface of the metal silicide layer 22 (NiSi and Ni 31
It consists S 12) to form a reference ((A in FIG. 8)). All the silicon-containing layers 20 reacted with the metal layer 21, and the thickness of the metal silicide layer 22 was 0.1 μm to 1 μm.

【0101】[工程−270]その後、金属シリサイド
層22上に、実施の形態1の[工程−120]と同様に
して、CVD法に基づき炭素薄膜25を形成する。この
状態を図8の(B)に示す。こうして、金属シリサイド
23から成る錐状の基部24及び基部24の表面に形成
された(即ち、基部24を被覆する)炭素薄膜25から
構成された複数の錐状の電子放出体26から成る電子放
出部15をカソード電極11の上に得ることができる。
ここで、アノード電極11及びゲート電極13はアルミ
ニウム(Al)から構成されているので、カソード電極
11及びゲート電極13上に炭素薄膜が成膜されること
はない。
[Step-270] Then, the carbon thin film 25 is formed on the metal silicide layer 22 by the CVD method in the same manner as in [Step-120] of the first embodiment. This state is shown in FIG. Thus, an electron emission is formed by a plurality of cone-shaped electron emitters 26 formed of the pyramidal base 24 made of the metal silicide 23 and the carbon thin film 25 formed on the surface of the base 24 (that is, covering the base 24). The part 15 can be obtained on the cathode electrode 11.
Here, since the anode electrode 11 and the gate electrode 13 are made of aluminum (Al), the carbon thin film is not formed on the cathode electrode 11 and the gate electrode 13.

【0102】尚、[工程−270]において、表2に例
示したCVD条件に基づき炭素薄膜を形成したところ、
電子放出体26の先端部あるいはその近傍から上方に延
びるカーボン・ナノチューブが炭素薄膜と一体的に形成
された。
Incidentally, in [Step-270], when a carbon thin film was formed under the CVD conditions shown in Table 2,
The carbon nanotubes extending upward from the tip of the electron emitter 26 or its vicinity were formed integrally with the carbon thin film.

【0103】[工程−280]その後、絶縁層12に設
けられた第2の開口部14Bの側壁面を等方的なエッチ
ングによって後退させることが、ゲート電極13の開口
端部を露出させるといった観点から、好ましい。こうし
て、図9に示す電界放出素子を完成することができる。
尚、等方的なエッチングは、ケミカルドライエッチング
のようにラジカルを主エッチング種として利用するドラ
イエッチング、あるいはエッチング液を利用するウェッ
トエッチングにより行うことができる。エッチング液と
しては、例えば49%フッ酸水溶液と純水の1:100
(容積比)混合液を用いることができる。
[Step-280] After that, the side wall surface of the second opening 14B formed in the insulating layer 12 is made to recede by isotropic etching so that the opening end of the gate electrode 13 is exposed. Therefore, it is preferable. In this way, the field emission device shown in FIG. 9 can be completed.
The isotropic etching can be performed by dry etching that uses radicals as a main etching species, such as chemical dry etching, or wet etching that uses an etching solution. The etching liquid is, for example, a 49% hydrofluoric acid aqueous solution and 1: 100 of pure water.
(Volume ratio) A mixed solution can be used.

【0104】[工程−290]その後、実施の形態1の
[工程−130]と同様にして、表示装置の組み立てを
行う。
[Step-290] Then, as in [Step-130] of the first embodiment, the display device is assembled.

【0105】こうして得られた表示装置の特性を評価し
たところ、電界放出電流が1μA/cm2流れたときの
電界を閾値電界としたとき、10ボルト/μm以下の閾
値電界を得ることができた。
When the characteristics of the display device thus obtained were evaluated, a threshold electric field of 10 V / μm or less could be obtained when the electric field when the field emission current was 1 μA / cm 2 was taken as the threshold electric field. .

【0106】(実施の形態3)実施の形態3は、実施の
形態2の変形である。実施の形態3の電界放出素子の模
式的な一部端面図を図11に示す。この電界放出素子
も、支持体10上に形成されたカソード電極11、カソ
ード電極11の上方に形成され、第1の開口部14Aを
有するゲート電極13、及び、カソード電極11上に形
成された電子放出部15から成る。開口部14A,14
Bの底部に位置するカソード電極11の部分の表面に電
子放出部15が形成されている。尚、実施の形態2にて
説明した電界放出素子と異なり、金属シリサイド層22
は、絶縁層12内まで延びている。但し、金属シリサイ
ド層22の形成状態に依っては、実施の形態2にて説明
した電界放出素子と同様に、金属シリサイド層22が、
開口部14A,14Bの底部に位置するカソード電極1
1の部分の表面にのみ形成されていてもよい。
(Embodiment 3) Embodiment 3 is a modification of Embodiment 2. A schematic partial end view of the field emission device of the third embodiment is shown in FIG. This field emission device is also a cathode electrode 11 formed on the support 10, a gate electrode 13 formed above the cathode electrode 11 and having a first opening 14A, and an electron formed on the cathode electrode 11. It consists of the discharge part 15. Openings 14A, 14
An electron emitting portion 15 is formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 located at the bottom of B. Note that, unlike the field emission device described in the second embodiment, the metal silicide layer 22
Extend into the insulating layer 12. However, depending on the formation state of the metal silicide layer 22, as in the field emission device described in the second embodiment, the metal silicide layer 22 is
Cathode electrode 1 located at the bottom of the openings 14A and 14B
It may be formed only on the surface of part 1.

【0107】実施の形態3の電界放出素子においても、
支持体10及びカソード電極11上には絶縁層12が形
成されており、ゲート電極13に設けられた第1の開口
部14Aに連通した第2の開口部14Bが絶縁層12に
設けられており、第2の開口部14Bの底部に電子放出
部15が位置する。
Also in the field emission device of the third embodiment,
An insulating layer 12 is formed on the support 10 and the cathode electrode 11, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A provided in the gate electrode 13 is provided in the insulating layer 12. The electron emitting portion 15 is located at the bottom of the second opening 14B.

【0108】実施の形態3の表示装置は、実質的に図5
に示したと同様の表示装置であるが故に、詳細な説明は
省略する。
The display device according to the third embodiment is substantially the same as that shown in FIG.
Since the display device is the same as that shown in, the detailed description is omitted.

【0109】以下、実施の形態3の電子放出体の製造方
法、電界放出素子の製造方法(第2Bの製造方法)及び
表示装置の製造方法を、図10及び図11を参照して説
明する。
Hereinafter, a method of manufacturing an electron emitter, a method of manufacturing a field emission device (method of manufacturing 2B) and a method of manufacturing a display device according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11.

【0110】[工程−300]先ず、実施の形態2の
[工程−200]と同様にして、例えばガラス基板から
成る支持体10上にカソード電極形成用の導電材料層を
形成し、次いで、周知のリソグラフィ技術及びRIE法
に基づき導電材料層をパターニングすることによって、
ストライプ状のカソード電極11を支持体10上に形成
する。ストライプ状のカソード電極11は、図面の紙面
左右方向に延びている。導電材料層は、例えばスパッタ
リング法により形成されたアルミニウム(Al)層から
成る。
[Step-300] First, in the same manner as in [Step-200] of the second embodiment, a conductive material layer for forming a cathode electrode is formed on the support 10 made of, for example, a glass substrate, and then well-known. Patterning the conductive material layer based on the lithographic technique and RIE method of
Striped cathode electrodes 11 are formed on the support 10. The striped cathode electrode 11 extends in the left-right direction of the drawing sheet. The conductive material layer is made of, for example, an aluminum (Al) layer formed by a sputtering method.

【0111】[工程−310]その後、実施の形態1の
[工程−100]と同様にして、アモルファスシリコン
から成るシリコン含有層20及びニッケル(Ni)から
成る金属層21を順次成膜し、カソード電極11と略同
形にパターニングし(図10の(A)参照)、あるいは
又、電子放出部を形成すべきカソード電極の部分の上に
シリコン含有層20及び金属層21が残されるようにパ
ターニングする。
[Step-310] Thereafter, in the same manner as in [Step-100] of the first embodiment, a silicon-containing layer 20 made of amorphous silicon and a metal layer 21 made of nickel (Ni) are sequentially formed to form a cathode. The electrode 11 is patterned to have substantially the same shape (see FIG. 10A), or alternatively, the silicon-containing layer 20 and the metal layer 21 are left on the portion of the cathode electrode where the electron emitting portion is to be formed. .

【0112】[工程−320]次に、実施の形態1の
[工程−110]と同様にして、あるいは、実施の形態
1の変形例にて説明したと同様の方法にて、シリコン含
有層20と金属層21とを反応させて、カソード電極1
1の表面に金属シリサイド層22(NiSi及びNi31
12から成る)を形成する(図10の(B)参照)。
[Step-320] Next, in the same manner as in [Step-110] of the first embodiment, or by the same method as described in the modification of the first embodiment, the silicon-containing layer 20 is formed. To react with the metal layer 21 to form the cathode electrode 1
1 on the surface of the metal silicide layer 22 (NiSi and Ni 31
It consists S 12) to form a reference ((B in FIG. 10)).

【0113】[工程−330]その後、実施の形態2の
[工程−210]と同様にして、全面に絶縁層12を形
成し、実施の形態2の[工程−220]と同様にして、
絶縁層12上に第1の開口部14Aを有するゲート電極
13を形成する。その後、実施の形態2の[工程−23
0]と同様にして、ゲート電極13に設けられた第1の
開口部14Aに連通する第2の開口部14Bを絶縁層1
2に形成し、第2の開口部14Bの底部に金属シリサイ
ド層22を露出させる。こうして、図10の(C)に示
す構造を得ることができる。実施の形態3においても、
第1の開口部14Aと第2の開口部14Bとは、一対一
の対応関係にある。即ち、1つの第1の開口部14Aに
対応して、1つの第2の開口部14Bが形成される。
尚、第1及び第2の開口部14A,14Bの平面形状
は、例えば直径1μm〜30μmの円形である。これら
の開口部14A,14Bを、例えば、1画素に1個〜3
000個程度形成すればよい。
[Step-330] After that, the insulating layer 12 is formed on the entire surface in the same manner as in [Step-210] of the second embodiment, and in the same manner as in [Step-220] in the second embodiment.
The gate electrode 13 having the first opening 14A is formed on the insulating layer 12. Then, [Step-23 of the second embodiment.
[0], the second opening 14B communicating with the first opening 14A provided in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 1.
2 and expose the metal silicide layer 22 at the bottom of the second opening 14B. Thus, the structure shown in FIG. 10C can be obtained. Also in the third embodiment,
The first opening 14A and the second opening 14B have a one-to-one correspondence relationship. That is, one second opening 14B is formed corresponding to one first opening 14A.
The planar shape of the first and second openings 14A and 14B is, for example, a circle having a diameter of 1 μm to 30 μm. These openings 14A and 14B are, for example, one to three per pixel.
About 000 pieces may be formed.

【0114】[工程−340]その後、金属シリサイド
層22上に、実施の形態1の[工程−120]と同様に
して、CVD法に基づき炭素薄膜25を形成する。この
状態を図11に示す。こうして、金属シリサイド23か
ら成る錐状の基部24及び基部24の表面に形成された
(即ち、基部24を被覆する)炭素薄膜25から構成さ
れた複数の錐状の電子放出体26から成る電子放出部1
5をカソード電極11の上に得ることができる。
[Step-340] Then, the carbon thin film 25 is formed on the metal silicide layer 22 by the CVD method in the same manner as in [Step-120] of the first embodiment. This state is shown in FIG. In this way, an electron emission is formed of a pyramidal base 24 made of the metal silicide 23 and a plurality of pyramidal electron emitters 26 made of the carbon thin film 25 formed on the surface of the base 24 (that is, covering the base 24). Part 1
5 can be obtained on the cathode electrode 11.

【0115】尚、[工程−340]において、表2に例
示したCVD条件に基づき炭素薄膜を形成したところ、
電子放出体26の先端部あるいはその近傍から上方に延
びるカーボン・ナノチューブが炭素薄膜と一体的に形成
された。
Incidentally, in [Step-340], when a carbon thin film was formed under the CVD conditions shown in Table 2,
The carbon nanotubes extending upward from the tip of the electron emitter 26 or its vicinity were formed integrally with the carbon thin film.

【0116】[工程−350]その後、実施の形態2の
[工程−280]と同様にして、絶縁層12に設けられ
た第2の開口部14Bの側壁面を等方的なエッチングに
よって後退させることが、ゲート電極13の開口端部を
露出させるといった観点から、好ましい。次いで、実施
の形態1の[工程−130]と同様にして、表示装置の
組み立てを行う。
[Step-350] Thereafter, similarly to [Step-280] of the second embodiment, the side wall surface of the second opening 14B provided in the insulating layer 12 is made to recede by isotropic etching. This is preferable from the viewpoint of exposing the open end of the gate electrode 13. Then, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.

【0117】(実施の形態4)実施の形態4も、実施の
形態2の変形である。以下、実施の形態4の電子放出体
の製造方法、電界放出素子の製造方法(第2Cの製造方
法)及び表示装置の製造方法を、図12を参照して説明
する。
(Fourth Embodiment) The fourth embodiment is also a modification of the second embodiment. Hereinafter, a method for manufacturing an electron emitter, a method for manufacturing a field emission device (method for manufacturing 2C) and a method for manufacturing a display device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.

【0118】[工程−400]先ず、実施の形態2の
[工程−200]と同様にして、例えばガラス基板から
成る支持体10上にカソード電極形成用の導電材料層を
形成し、次いで、周知のリソグラフィ技術及びRIE法
に基づき導電材料層をパターニングすることによって、
ストライプ状のカソード電極11を支持体10上に形成
する。ストライプ状のカソード電極11は、図面の紙面
左右方向に延びている。導電材料層は、例えばスパッタ
リング法により形成されたアルミニウム(Al)層から
成る。
[Step-400] First, in the same manner as in [Step-200] of the second embodiment, a conductive material layer for forming a cathode electrode is formed on the support 10 made of, for example, a glass substrate, and then well-known. By patterning the conductive material layer based on the lithographic technique and RIE method of
Striped cathode electrodes 11 are formed on the support 10. The striped cathode electrode 11 extends in the left-right direction of the drawing sheet. The conductive material layer is made of, for example, an aluminum (Al) layer formed by a sputtering method.

【0119】[工程−410]その後、実施の形態1の
[工程−100]と同様にして、アモルファスシリコン
から成るシリコン含有層20及びニッケル(Ni)から
成る金属層21を順次成膜し、カソード電極11と略同
形にパターニングし(図12の(A)参照)、あるいは
又、電子放出部を形成すべきカソード電極の部分の上に
シリコン含有層20及び金属層21が残されるようにパ
ターニングする。
[Step-410] Thereafter, in the same manner as in [Step-100] of the first embodiment, a silicon-containing layer 20 made of amorphous silicon and a metal layer 21 made of nickel (Ni) are sequentially formed to form a cathode. The electrode 11 is patterned into substantially the same shape (see FIG. 12A), or alternatively, the silicon-containing layer 20 and the metal layer 21 are left on the portion of the cathode electrode where the electron emitting portion is to be formed. .

【0120】[工程−420]その後、実施の形態2の
[工程−210]と同様にして、全面に絶縁層12を形
成し、実施の形態2の[工程−220]と同様にして、
絶縁層12上に第1の開口部14Aを有するゲート電極
13を形成する。その後、実施の形態2の[工程−23
0]と同様にして、ゲート電極13に設けられた第1の
開口部14Aに連通する第2の開口部14Bを絶縁層1
2に形成し、第2の開口部14Bの底部に金属層21を
露出させる。こうして、図12の(B)に示す構造を得
ることができる。実施の形態4においても、第1の開口
部14Aと第2の開口部14Bとは、一対一の対応関係
にある。即ち、1つの第1の開口部14Aに対応して、
1つの第2の開口部14Bが形成される。尚、第1及び
第2の開口部14A,14Bの平面形状は、例えば直径
1μm〜30μmの円形である。これらの開口部14
A,14Bを、例えば、1画素に1個〜3000個程度
形成すればよい。
[Step-420] After that, the insulating layer 12 is formed on the entire surface in the same manner as in [Step-210] of the second embodiment, and in the same manner as in [Step-220] in the second embodiment.
The gate electrode 13 having the first opening 14A is formed on the insulating layer 12. Then, [Step-23 of the second embodiment.
[0], the second opening 14B communicating with the first opening 14A provided in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 1.
2 and expose the metal layer 21 at the bottom of the second opening 14B. Thus, the structure shown in FIG. 12B can be obtained. Also in the fourth embodiment, the first opening 14A and the second opening 14B have a one-to-one correspondence. That is, corresponding to one first opening 14A,
One second opening 14B is formed. The planar shape of the first and second openings 14A and 14B is, for example, a circle having a diameter of 1 μm to 30 μm. These openings 14
For example, about 1 to 3000 A and 14B may be formed in one pixel.

【0121】[工程−430]次に、実施の形態1の
[工程−110]と同様にして、あるいは、実施の形態
1の変形例にて説明したと同様の方法にて、シリコン含
有層20と金属層21とを反応させて、金属シリサイド
層22(NiSi及びNi3112から成る)を形成する
(図12の(C)参照)。尚、シリサイド化の方法に依
っては、露出したカソード電極11の表面にのみ金属シ
リサイド層22が形成される場合もある。また、マイク
ロ波プラズマ還元処理といったプラズマ処理法、あるい
は、例えばアルゴンガス雰囲気におけるスパッタ処理法
にて、金属シリサイド層22を形成すれば、金属層21
の表面に形成されていた自然酸化膜の除去と同時に金属
層のシリサイド化を行うことができ、好適である。
[Step-430] Next, in the same manner as in [Step-110] of the first embodiment, or by the same method as described in the modification of the first embodiment, the silicon-containing layer 20. And the metal layer 21 are reacted with each other to form a metal silicide layer 22 (made of NiSi and Ni 31 S 12 ) (see FIG. 12C). Depending on the silicidation method, the metal silicide layer 22 may be formed only on the exposed surface of the cathode electrode 11. Further, if the metal silicide layer 22 is formed by a plasma processing method such as a microwave plasma reduction processing, or a sputtering processing method in an argon gas atmosphere, for example, the metal layer 21.
This is preferable since the metal layer can be silicidated at the same time as the removal of the natural oxide film formed on the surface of.

【0122】[工程−440]その後、金属シリサイド
層22上に、実施の形態1の[工程−120]と同様に
して、CVD法に基づき炭素薄膜25を形成する。こう
して、図11に示したと同様に、金属シリサイド23か
ら成る錐状の基部24及び基部24の表面に形成された
(即ち、基部24を被覆する)炭素薄膜25から構成さ
れた複数の錐状の電子放出体26から成る電子放出部1
5をカソード電極11の上に得ることができる。
[Step-440] After that, the carbon thin film 25 is formed on the metal silicide layer 22 by the CVD method in the same manner as in [Step-120] of the first embodiment. Thus, as shown in FIG. 11, a plurality of pyramid-shaped bases 24 made of the metal silicide 23 and a plurality of pyramid-shaped carbon thin films 25 formed on the surface of the base 24 (that is, covering the base 24) are formed. Electron emitting portion 1 including electron emitter 26
5 can be obtained on the cathode electrode 11.

【0123】尚、[工程−440]において、表2に例
示したCVD条件に基づき炭素薄膜を形成したところ、
電子放出体26の先端部あるいはその近傍から上方に延
びるカーボン・ナノチューブが炭素薄膜と一体的に形成
された。
Incidentally, in [Step-440], when a carbon thin film was formed under the CVD conditions exemplified in Table 2,
The carbon nanotubes extending upward from the tip of the electron emitter 26 or its vicinity were formed integrally with the carbon thin film.

【0124】[工程−450]その後、実施の形態2の
[工程−280]と同様にして、絶縁層12に設けられ
た第2の開口部14Bの側壁面を等方的なエッチングに
よって後退させることが、ゲート電極13の開口端部を
露出させるといった観点から、好ましい。次いで、実施
の形態1の[工程−130]と同様にして、表示装置の
組み立てを行う。
[Step-450] Then, similarly to [Step-280] of the second embodiment, the side wall surface of the second opening 14B provided in the insulating layer 12 is receded by isotropic etching. It is preferable from the viewpoint of exposing the open end of the gate electrode 13. Then, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.

【0125】(実施の形態5)実施の形態5も、実施の
形態2の変形である。以下、実施の形態5の電子放出体
の製造方法、電界放出素子の製造方法(第2Dの製造方
法)及び表示装置の製造方法を、図13及び図14を参
照して説明する。
(Fifth Embodiment) The fifth embodiment is also a modification of the second embodiment. Hereinafter, a method for manufacturing an electron emitter, a method for manufacturing a field emission device (manufacturing method for 2D) and a method for manufacturing a display device according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14.

【0126】[工程−500]先ず、実施の形態2の
[工程−200]と同様にして、ストライプ状のカソー
ド電極11を支持体10上に形成する。その後、実施の
形態1の[工程−110]と同様にして、但し、アモル
ファスシリコンから成るシリコン含有層20のみを成膜
した後、カソード電極11と略同形にパターニングし
(図13の(A)参照)、あるいは又、電子放出部を形
成すべきカソード電極の部分の上にシリコン含有層20
が残されるようにパターニングする。こうして、シリコ
ン含有層20が電子放出部を形成すべき表面領域に成膜
されたカソード電極11を得ることができる。
[Step-500] First, in the same manner as in [Step-200] of the second embodiment, the stripe-shaped cathode electrodes 11 are formed on the support 10. After that, in the same manner as in [Step-110] of the first embodiment, except that only the silicon-containing layer 20 made of amorphous silicon is formed and then patterned to have substantially the same shape as the cathode electrode 11 ((A) in FIG. 13). Alternatively, a silicon-containing layer 20 is formed on the portion of the cathode electrode where the electron emitting portion is to be formed.
Patterning is performed so that In this way, it is possible to obtain the cathode electrode 11 in which the silicon-containing layer 20 is formed on the surface region where the electron emitting portion is to be formed.

【0127】[工程−510]次に、実施の形態2の
[工程−210]と同様にして、全面に絶縁層12を形
成し、実施の形態2の[工程−220]と同様にして、
絶縁層12上に第1の開口部14Aを有するゲート電極
13を形成する。その後、実施の形態2の[工程−23
0]と同様にして、ゲート電極13に設けられた第1の
開口部14Aに連通する第2の開口部14Bを絶縁層1
2に形成し、第2の開口部14Bの底部にシリコン含有
層20を露出させる。こうして、図13の(B)に示す
構造を得ることができる。実施の形態5においても、第
1の開口部14Aと第2の開口部14Bとは、一対一の
対応関係にある。即ち、1つの第1の開口部14Aに対
応して、1つの第2の開口部14Bが形成される。尚、
第1及び第2の開口部14A,14Bの平面形状は、例
えば直径1μm〜30μmの円形である。これらの開口
部14A,14Bを、例えば、1画素に1個〜3000
個程度形成すればよい。
[Step-510] Next, the insulating layer 12 is formed on the entire surface in the same manner as in [Step-210] of the second embodiment, and in the same manner as in [Step-220] in the second embodiment.
The gate electrode 13 having the first opening 14A is formed on the insulating layer 12. Then, [Step-23 of the second embodiment.
[0], the second opening 14B communicating with the first opening 14A provided in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 1.
2 to expose the silicon-containing layer 20 at the bottom of the second opening 14B. Thus, the structure shown in FIG. 13B can be obtained. Also in the fifth embodiment, the first opening 14A and the second opening 14B have a one-to-one correspondence. That is, one second opening 14B is formed corresponding to one first opening 14A. still,
The planar shape of the first and second openings 14A and 14B is, for example, a circle having a diameter of 1 μm to 30 μm. These openings 14A and 14B are, for example, 1 to 3000 per pixel.
It suffices to form about one piece.

【0128】[工程−520]その後、実施の形態2の
[工程−240]と同様にして、第2の開口部14Bの
底部の中央部にシリコン含有層20が露出したマスク層
116を形成する(図13の(C)参照)。具体的に
は、レジスト材料層をスピンコート法にて開口部14
A,14B内を含む全面に成膜した後、リソグラフィ技
術に基づき、第2の開口部14Bの底部の中央部に位置
するレジスト材料層に孔部を形成することによって、マ
スク層116を得ることができる。実施の形態5におい
て、マスク層116は、第2の開口部14Bの底部に位
置するシリコン含有層20の一部分、第2の開口部14
Bの側壁、第1の開口部14Aの側壁、ゲート電極13
及び絶縁層12を被覆している。
[Step-520] Then, in the same manner as in [Step-240] of the second embodiment, the mask layer 116 in which the silicon-containing layer 20 is exposed is formed at the center of the bottom of the second opening 14B. (See FIG. 13C). Specifically, the resist material layer is formed on the opening 14 by spin coating.
After forming a film on the entire surface including A and 14B, a mask layer 116 is obtained by forming a hole in the resist material layer located at the center of the bottom of the second opening 14B based on the lithography technique. You can In the fifth embodiment, the mask layer 116 has a portion of the silicon-containing layer 20 located at the bottom of the second opening 14B, that is, the second opening 14.
B side wall, first opening 14A side wall, gate electrode 13
And the insulating layer 12 is covered.

【0129】[工程−530]次に、露出したシリコン
含有層20の表面を含むマスク層116上に、実施の形
態1の[工程−100]と同様にして、ニッケル(N
i)から成る金属層21を成膜する。その後、マスク層
116並びにその上の金属層21を除去する(図14の
(A)参照)。そして、実施の形態1の[工程−11
0]と同様にして、あるいは、実施の形態1の変形例に
て説明したと同様の方法にて、シリコン含有層20と金
属層21とを反応させて、露出したカソード電極11の
表面に金属シリサイド層22(NiSi及びNi3112
から成る)を形成する(図14の(B)参照)。
[Step-530] Next, nickel (N) is formed on the mask layer 116 including the exposed surface of the silicon-containing layer 20 in the same manner as in [Step-100] of the first embodiment.
The metal layer 21 composed of i) is formed. After that, the mask layer 116 and the metal layer 21 thereon are removed (see FIG. 14A). [Step-11 of the first embodiment
[0] or by a method similar to that described in the modification of the first embodiment, the silicon-containing layer 20 and the metal layer 21 are caused to react with each other to form a metal on the exposed surface of the cathode electrode 11. Silicide layer 22 (NiSi and Ni 31 S 12
Is formed) (see (B) of FIG. 14).

【0130】[工程−540]その後、金属シリサイド
層22上に、実施の形態1の[工程−120]と同様に
して、CVD法に基づき炭素薄膜25を形成する。こう
して、図8の(B)に示したと同様に、金属シリサイド
23から成る錐状の基部24及び基部24の表面に形成
された(即ち、基部24を被覆する)炭素薄膜25から
構成された複数の錐状の電子放出体26から成る電子放
出部15をカソード電極11の上に得ることができる。
[Step-540] Then, the carbon thin film 25 is formed on the metal silicide layer 22 by the CVD method in the same manner as in [Step-120] of the first embodiment. Thus, as shown in FIG. 8B, a plurality of pyramidal bases 24 made of the metal silicide 23 and a plurality of carbon thin films 25 formed on the surface of the base 24 (that is, covering the base 24) are formed. The electron emitting portion 15 composed of the pyramidal electron emitting body 26 can be obtained on the cathode electrode 11.

【0131】尚、[工程−540]において、表2に例
示したCVD条件に基づき炭素薄膜を形成したところ、
電子放出体26の先端部あるいはその近傍から上方に延
びるカーボン・ナノチューブが炭素薄膜と一体的に形成
された。
Incidentally, in [Step-540], when a carbon thin film was formed based on the CVD conditions exemplified in Table 2,
The carbon nanotubes extending upward from the tip of the electron emitter 26 or its vicinity were formed integrally with the carbon thin film.

【0132】[工程−550]その後、実施の形態2の
[工程−280]と同様にして、絶縁層12に設けられ
た第2の開口部14Bの側壁面を等方的なエッチングに
よって後退させることが、ゲート電極13の開口端部を
露出させるといった観点から、好ましい。次いで、実施
の形態1の[工程−130]と同様にして、表示装置の
組み立てを行う。
[Step-550] After that, similarly to [Step-280] of the second embodiment, the side wall surface of the second opening 14B provided in the insulating layer 12 is made to recede by isotropic etching. This is preferable from the viewpoint of exposing the open end of the gate electrode 13. Then, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.

【0133】(実施の形態6)実施の形態6も、実施の
形態2の変形である。以下、実施の形態6の電子放出体
の製造方法、電界放出素子の製造方法(第2Eの製造方
法)及び表示装置の製造方法を、図3及び図15を参照
して説明する。
(Sixth Embodiment) The sixth embodiment is also a modification of the second embodiment. Hereinafter, a method for manufacturing an electron emitter, a method for manufacturing a field emission device (method for manufacturing 2E), and a method for manufacturing a display device according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 15.

【0134】[工程−600]先ず、実施の形態2の
[工程−200]と同様にして、例えばガラス基板から
成る支持体10上にカソード電極形成用の導電材料層を
形成し、次いで、周知のリソグラフィ技術及びRIE法
に基づき導電材料層をパターニングすることによって、
ストライプ状のカソード電極11を支持体10上に形成
する(図3の(A)参照)。ストライプ状のカソード電
極11は、図面の紙面左右方向に延びている。導電材料
層は、例えばスパッタリング法により形成されたアルミ
ニウム(Al)層から成る。
[Step-600] First, in the same manner as in [Step-200] of the second embodiment, a conductive material layer for forming a cathode electrode is formed on the support 10 made of, for example, a glass substrate, and then well-known. Patterning the conductive material layer based on the lithographic technique and RIE method of
Striped cathode electrodes 11 are formed on the support 10 (see FIG. 3A). The striped cathode electrode 11 extends in the left-right direction of the drawing sheet. The conductive material layer is made of, for example, an aluminum (Al) layer formed by a sputtering method.

【0135】[工程−610]その後、実施の形態1の
[工程−100]と同様にして、アモルファスシリコン
から成るシリコン含有層20及びニッケル(Ni)から
成る金属層21を順次成膜し、電子放出部を形成すべき
カソード電極の部分の上にシリコン含有層20及び金属
層21が残されるようにパターニングし(図3の(B)
参照)、あるいは又、カソード電極11と略同形にパタ
ーニングする。
[Step-610] Thereafter, in the same manner as in [Step-100] of the first embodiment, a silicon-containing layer 20 made of amorphous silicon and a metal layer 21 made of nickel (Ni) are sequentially formed, and an electron is formed. Patterning is performed so that the silicon-containing layer 20 and the metal layer 21 are left on the portion of the cathode electrode where the emission portion is to be formed (FIG. 3B).
Pattern), or alternatively, the cathode electrode 11 is patterned into substantially the same shape.

【0136】[工程−620]その後、実施の形態1の
[工程−110]と同様にして、あるいは、実施の形態
1の変形例にて説明したと同様の方法にて、シリコン含
有層20と金属層21とを反応させて、露出したカソー
ド電極11の表面に金属シリサイド層22(NiSi及
びNi3112から成る)を形成する(図3の(C)参
照)。
[Step-620] Thereafter, the silicon-containing layer 20 is formed in the same manner as in [Step-110] of the first embodiment or by the same method as described in the modification of the first embodiment. By reacting with the metal layer 21, a metal silicide layer 22 (made of NiSi and Ni 31 S 12 ) is formed on the exposed surface of the cathode electrode 11 (see FIG. 3C).

【0137】[工程−630]次に、金属シリサイド層
22上に、実施の形態1の[工程−120]と同様にし
て、CVD法に基づき炭素薄膜25を形成する(図3の
(D)参照)。こうして、金属シリサイド23から成る
錐状の基部24及び基部24の表面に形成された(即
ち、基部24を被覆する)炭素薄膜25から構成された
複数の錐状の電子放出体26から成る電子放出部15を
カソード電極11の上に得ることができる。
[Step-630] Next, the carbon thin film 25 is formed on the metal silicide layer 22 by the CVD method in the same manner as in [Step-120] of the first embodiment ((D) of FIG. 3). reference). Thus, an electron emission is formed by a plurality of cone-shaped electron emitters 26 formed of the pyramidal base 24 made of the metal silicide 23 and the carbon thin film 25 formed on the surface of the base 24 (that is, covering the base 24). The part 15 can be obtained on the cathode electrode 11.

【0138】尚、[工程−630]において、表2に例
示したCVD条件に基づき炭素薄膜を形成したところ、
電子放出体26の先端部あるいはその近傍から上方に延
びるカーボン・ナノチューブが炭素薄膜と一体的に形成
された。
In the process [630], a carbon thin film was formed under the CVD conditions shown in Table 2.
The carbon nanotubes extending upward from the tip of the electron emitter 26 or its vicinity were formed integrally with the carbon thin film.

【0139】[工程−640]その後、実施の形態2の
[工程−210]と同様にして、全面に絶縁層12を形
成し、実施の形態2の[工程−220]と同様にして、
絶縁層12上に第1の開口部14Aを有するゲート電極
13を形成する(図15の(A)参照)。その後、実施
の形態2の[工程−230]と同様にして、ゲート電極
13に設けられた第1の開口部14Aに連通する第2の
開口部14Bを絶縁層12に形成し、第2の開口部14
Bの底部に電子放出部15を露出させる。こうして、図
15の(B)に示す構造を得ることができる。尚、図1
5の(B)においては、一部の電子放出体26が絶縁層
12で覆われた構造を示したが、全ての電子放出体26
が露出した状態としてもよいし、カソード電極11の表
面の全てに電子放出体26が形成された状態としてもよ
い。実施の形態6においても、第1の開口部14Aと第
2の開口部14Bとは、一対一の対応関係にある。即
ち、1つの第1の開口部14Aに対応して、1つの第2
の開口部14Bが形成される。尚、第1及び第2の開口
部14A,14Bの平面形状は、例えば直径1μm〜3
0μmの円形である。これらの開口部14A,14B
を、例えば、1画素に1個〜3000個程度形成すれば
よい。
[Step-640] After that, the insulating layer 12 is formed on the entire surface in the same manner as in [Step-210] of the second embodiment, and in the same manner as in [Step-220] in the second embodiment.
A gate electrode 13 having a first opening 14A is formed on the insulating layer 12 (see FIG. 15A). After that, in the same manner as in [Step-230] of the second embodiment, the second opening 14B communicating with the first opening 14A provided in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12, and the second opening 14B is formed. Opening 14
The electron emission portion 15 is exposed at the bottom of B. Thus, the structure shown in FIG. 15B can be obtained. Incidentally, FIG.
5B shows a structure in which some of the electron emitters 26 are covered with the insulating layer 12, but all the electron emitters 26 are covered.
May be exposed, or the electron emitter 26 may be formed on the entire surface of the cathode electrode 11. Also in the sixth embodiment, the first opening 14A and the second opening 14B have a one-to-one correspondence. That is, one second opening is provided corresponding to one first opening 14A.
14B is formed. The planar shape of the first and second openings 14A and 14B is, for example, 1 μm to 3 mm in diameter.
It has a circular shape of 0 μm. These openings 14A, 14B
, For example, about 1 to 3000 may be formed in one pixel.

【0140】[工程−650]その後、実施の形態2の
[工程−280]と同様にして、絶縁層12に設けられ
た第2の開口部14Bの側壁面を等方的なエッチングに
よって後退させることが、ゲート電極13の開口端部を
露出させるといった観点から、好ましい。次いで、実施
の形態1の[工程−130]と同様にして、表示装置の
組み立てを行う。
[Step-650] After that, similarly to [Step-280] of the second embodiment, the side wall surface of the second opening 14B provided in the insulating layer 12 is set back by isotropic etching. This is preferable from the viewpoint of exposing the open end of the gate electrode 13. Then, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.

【0141】(実施の形態7)実施の形態7も、実施の
形態2の変形である。実施の形態7における電界放出素
子は第2の構造を有する。即ち、実施の形態7の電界放
出素子は、支持体10上に配設された絶縁材料から成る
帯状のゲート電極支持部112、支持体10上に形成さ
れたカソード電極11、複数の開口部114が形成され
た帯状材料113Aから成るゲート電極113、並び
に、カソード電極11上に形成された電子放出部15か
ら成り、ゲート電極支持部112の頂面に接するよう
に、且つ、電子放出部15の上方に開口部114が位置
するように帯状材料113Aが張架されている。電子放
出部15は、開口部114の底部に位置するカソード電
極11の部分の表面に形成された複数の錐状の電子放出
体26から成る。
(Embodiment 7) Embodiment 7 is also a modification of Embodiment 2. The field emission device according to the seventh embodiment has the second structure. That is, in the field emission device according to the seventh embodiment, a strip-shaped gate electrode support portion 112 made of an insulating material is disposed on the support body 10, a cathode electrode 11 formed on the support body 10, and a plurality of openings 114. The gate electrode 113 made of the strip-shaped material 113A and the electron emitting portion 15 formed on the cathode electrode 11 are in contact with the top surface of the gate electrode supporting portion 112, and the electron emitting portion 15 The strip-shaped material 113A is stretched so that the opening 114 is located above. The electron emitting portion 15 is composed of a plurality of cone-shaped electron emitting bodies 26 formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 located at the bottom of the opening 114.

【0142】帯状材料113Aは、ゲート電極支持部1
12の頂面に、熱硬化性接着剤(例えばエポキシ系接着
剤)にて固定されている。実施の形態7の電界放出素子
の模式的な一部断面図を図16の(A)に示し、カソー
ド電極11、帯状材料113A及びゲート電極113、
並びに、ゲート電極支持部112の模式的な配置図を図
16の(B)に示す。
The strip-shaped material 113A corresponds to the gate electrode supporting portion 1
It is fixed to the top surface of 12 with a thermosetting adhesive (for example, an epoxy adhesive). A schematic partial cross-sectional view of the field emission device according to the seventh embodiment is shown in FIG. 16 (A), in which the cathode electrode 11, the strip-shaped material 113A and the gate electrode 113,
In addition, a schematic layout of the gate electrode support portion 112 is shown in FIG.

【0143】以下、実施の形態7の電界放出素子の製造
方法(第2Fの製造方法)の一例を説明する。
An example of the method of manufacturing the field emission device according to the seventh embodiment (method of manufacturing the second F) will be described below.

【0144】[工程−700]先ず、支持体10上にゲ
ート電極支持部112を、例えば、サンドブラスト法に
基づき形成する。
[Step-700] First, the gate electrode support 112 is formed on the support 10 by, for example, a sandblast method.

【0145】[工程−710]その後、支持体10上に
電子放出部15を形成する。具体的には、実施の形態1
の[工程−100]〜[工程−120]と同様にして、
カソード電極11、及び、複数の錐状の電子放出体26
から成る電子放出部15を形成する。但し、カソード電
極11はストライプ状であり、ゲート電極支持部112
とゲート電極支持部112との間に位置する支持体10
の部分に形成される。
[Step-710] After that, the electron emitting portion 15 is formed on the support 10. Specifically, the first embodiment
[Step-100] to [Step-120] of
Cathode electrode 11 and a plurality of cone-shaped electron emitters 26
The electron emitting portion 15 is formed. However, the cathode electrode 11 has a stripe shape, and the gate electrode support portion 112
Support 10 positioned between the gate electrode support 112 and the gate electrode support 112
Is formed in the part of.

【0146】[工程−720]その後、複数の開口部1
14が形成されたストライプ状の帯状材料113Aを、
複数の開口部114が電子放出部15の上方に位置する
ように、ゲート電極支持部112によって支持された状
態に配設し、以て、ストライプ状の帯状材料113Aか
ら構成され、複数の開口部114を有するゲート電極1
13を電子放出部15の上方に位置させる。ストライプ
状の帯状材料113Aを、ゲート電極支持部112の頂
面に、熱硬化性接着剤(例えばエポキシ系接着剤)にて
固定することができる。尚、ストライプ状のカソード電
極11の射影像と、ストライプ状の帯状材料113Aの
射影像は、直交する。
[Step-720] Then, the plurality of openings 1
Stripe-shaped material 113A in which 14 is formed,
The plurality of openings 114 are arranged in a state of being supported by the gate electrode supporting portion 112 so that the plurality of openings 114 are located above the electron emitting portion 15, and thus the plurality of openings 114 are composed of the strip-shaped strip-shaped material 113A. Gate electrode 1 having 114
13 is positioned above the electron emitting portion 15. The strip-shaped strip-shaped material 113A can be fixed to the top surface of the gate electrode support portion 112 with a thermosetting adhesive (for example, an epoxy adhesive). The projection image of the striped cathode electrode 11 and the projection image of the striped strip material 113A are orthogonal to each other.

【0147】尚、実施の形態7においては、支持体10
上にカソード電極11を形成した後に、支持体10上に
ゲート電極支持部112を、例えば、サンドブラスト法
に基づき形成してもよい。また、ゲート電極支持部11
2を、例えば、CVD法とエッチング法の組合せに基づ
き形成してもよい。更には、[工程−710]を実行し
た後、[工程−700]を実行してもよい。あるいは
又、[工程−700]を実行した後、[工程−710]
と同様の工程において、ストライプ状のカソード電極の
形成、シリコン含有層の形成、金属層の形成を行い、更
に、金属シリサイド層を形成した後、[工程−720]
を実行し、その後、炭素薄膜を形成してもよい。あるい
は又、[工程−700]を実行した後、[工程−71
0]と同様の工程において、ストライプ状のカソード電
極の形成、シリコン含有層の形成、金属層の形成を行
い、[工程−720]を実行し、その後、更に、金属シ
リサイド層を形成した後、炭素薄膜を形成してもよい。
In the seventh embodiment, the support 10
After forming the cathode electrode 11 thereon, the gate electrode support portion 112 may be formed on the support 10 by, for example, a sandblast method. In addition, the gate electrode support portion 11
2 may be formed based on, for example, a combination of the CVD method and the etching method. Furthermore, [Step-700] may be executed after executing [Step-710]. Alternatively, after performing [Step-700], [Step-710]
In the same step as the above, the stripe-shaped cathode electrode is formed, the silicon-containing layer is formed, the metal layer is formed, and further, the metal silicide layer is formed, and then [Step-720].
Then, a carbon thin film may be formed. Alternatively, after performing [Step-700], [Step-71
0], the cathode electrode in a stripe shape is formed, the silicon-containing layer is formed, the metal layer is formed, [Step-720] is performed, and then a metal silicide layer is further formed. A carbon thin film may be formed.

【0148】また、図17に、支持体10の端部近傍の
模式的な一部断面図を示すように、ストライプ状の帯状
材料113Aの両端部が、支持体10の周辺部に固定さ
れている構造とすることもできる。より具体的には、例
えば、支持体10の周辺部に突起部117を予め形成し
ておき、この突起部117の頂面に帯状材料113Aを
構成する材料と同じ材料の薄膜118を形成しておく。
そして、ストライプ状の帯状材料113Aを張架した状
態で、かかる薄膜118に、例えばレーザを用いて溶接
する。尚、突起部117は、例えば、ゲート電極支持部
の形成と同時に形成することができる。
Further, as shown in FIG. 17 which is a schematic partial sectional view in the vicinity of the end of the support 10, both ends of the strip-shaped strip material 113A are fixed to the periphery of the support 10. It can also have a structure. More specifically, for example, a protrusion 117 is formed in advance on the peripheral portion of the support 10, and a thin film 118 of the same material as the material forming the strip-shaped material 113A is formed on the top surface of the protrusion 117. deep.
Then, in a state where the striped strip material 113A is stretched, the thin film 118 is welded by using, for example, a laser. The protrusion 117 can be formed at the same time as the formation of the gate electrode support portion, for example.

【0149】また、実施の形態7の電界放出素子におけ
る開口部114の平面形状は円形に限定されない。帯状
材料113Aに設けられた開口部114の形状の変形例
を図18の(A)、(B)、(C)及び(D)に例示す
る。
The planar shape of the opening 114 in the field emission device of the seventh embodiment is not limited to the circular shape. Modifications of the shape of the opening 114 provided in the strip material 113A are illustrated in FIGS. 18A, 18B, 18C and 18D.

【0150】以上、本発明を、実施の形態に基づき説明
したが、本発明はこれらに限定されるものではない。実
施の形態において説明した各種の条件、使用材料、電界
放出素子や表示装置の構成や構造、製造方法は例示であ
り、適宜変更することができるし、金属シリサイドの構
成材料や形成方法、炭素薄膜の形成条件も例示であり、
適宜変更することができる。炭素薄膜の形成は、専らC
VD法によったが、その代わりに、フィルタード・カソ
ディアック・バキューム・アーク法(FCVA法、例え
ば、文献 "Properties of filtered-ion-beam-deposite
d diamondlikecarbon as a function of ion energy",
P. J. Fallon, et al., Phys. Rev. B48 (1993), pp 47
77-4782 参照)やアーク放電法、レーザアブレーション
法、イオンビーム法、蒸着法、スパッタリング法によっ
て行うこともができる。
The present invention has been described above based on the embodiments, but the present invention is not limited to these. The various conditions, materials used, configurations and structures of field emission devices and display devices, and manufacturing methods described in the embodiments are examples, and can be changed as appropriate, and constituent materials and forming methods of metal silicide and carbon thin film. The formation conditions of are also examples,
It can be changed appropriately. The carbon thin film is formed exclusively by C
The VD method was used, but instead, the filtered Casodiac vacuum arc method (FCVA method, for example, the document "Properties of filtered-ion-beam-deposite") was used.
d diamondlikecarbon as a function of ion energy ",
PJ Fallon, et al., Phys. Rev. B48 (1993), pp 47
77-4782), arc discharge method, laser ablation method, ion beam method, vapor deposition method, and sputtering method.

【0151】シリサイド化が可能な金属あるいは金属合
金からカソード電極を構成する場合、場合によっては、
金属層の形成を省略することができる。即ち、かかる材
料からカソード電極を形成し、その上にシリコン含有層
を形成すれば、カソード電極とシリコン含有層との反応
によって金属シリサイド層を形成することが可能であ
る。あるいは又、不純物がドーピングされた低抵抗のポ
リシリコン等からカソード電極を構成する場合、場合に
よっては、シリコン含有層の形成を省略することができ
る。即ち、かかる材料からカソード電極を形成し、その
上に金属層を形成すれば、カソード電極と金属層との反
応によって金属シリサイド層を形成することが可能であ
る。
When the cathode electrode is made of a metal or metal alloy capable of silicidation, in some cases,
The formation of the metal layer can be omitted. That is, if the cathode electrode is formed from such a material and the silicon-containing layer is formed thereon, the metal silicide layer can be formed by the reaction between the cathode electrode and the silicon-containing layer. Alternatively, when the cathode electrode is made of low-resistance polysilicon or the like doped with impurities, the formation of the silicon-containing layer can be omitted in some cases. That is, if a cathode electrode is formed from such a material and a metal layer is formed thereon, a metal silicide layer can be formed by the reaction between the cathode electrode and the metal layer.

【0152】電界放出素子においては、専ら1つの開口
部に1つの電子放出部が対応する形態を説明したが、電
界放出素子の構造に依っては、1つの開口部に複数の電
子放出部が対応した形態、あるいは、複数の開口部に1
つの電子放出部が対応する形態とすることもできる。あ
るいは又、ゲート電極に複数の第1の開口部を設け、絶
縁層にかかる複数の第1の開口部に連通した1つの第2
の開口部を設け、1又は複数の電子放出部を設ける形態
とすることもできる。
In the field emission device, one electron emission part corresponds to one opening, but a plurality of electron emission parts may be formed in one opening depending on the structure of the field emission device. Corresponding form, or 1 for multiple openings
It is also possible that the two electron emitting portions correspond to each other. Alternatively, a plurality of first openings are provided in the gate electrode, and one second opening communicating with the plurality of first openings in the insulating layer is provided.
It is also possible to adopt a mode in which the opening portion is provided and one or a plurality of electron emitting portions are provided.

【0153】本発明の冷陰極電界電子放出素子におい
て、ゲート電極13及び絶縁層12の上に更に第2の絶
縁層62を設け、第2の絶縁層62上に収束電極63を
設けてもよい。このような構造を有する電界放出素子の
模式的な一部端面図を図19に示す。第2の絶縁層62
には、第1の開口部14Aに連通した第3の開口部64
が設けられている。収束電極63の形成は、例えば、実
施の形態2にあっては、[工程−220]において、絶
縁層12上にストライプ状のゲート電極13を形成した
後、第2の絶縁層62を形成し、次いで、第2の絶縁層
62上にパターニングされた収束電極63を形成した
後、収束電極63、第2の絶縁層62に第3の開口部6
4を設け、更に、ゲート電極13に第1の開口部14A
を設ければよい。尚、収束電極のパターニングに依存し
て、1又は複数の電子放出部、あるいは、1又は複数の
画素に対応する収束電極ユニットが集合した形式の収束
電極とすることもでき、あるいは又、有効領域を1枚の
シート状の導電材料で被覆した形式の収束電極とするこ
ともできる。
In the cold cathode field emission device of the present invention, the second insulating layer 62 may be further provided on the gate electrode 13 and the insulating layer 12, and the converging electrode 63 may be provided on the second insulating layer 62. . A schematic partial end view of a field emission device having such a structure is shown in FIG. Second insulating layer 62
The third opening 64 communicating with the first opening 14A.
Is provided. The formation of the converging electrode 63 is, for example, in the second embodiment, in [Step-220], after forming the stripe-shaped gate electrode 13 on the insulating layer 12, the second insulating layer 62 is formed. Then, after forming a patterned focusing electrode 63 on the second insulating layer 62, the third opening 6 is formed in the focusing electrode 63 and the second insulating layer 62.
4 is provided, and further the first opening 14A is formed in the gate electrode 13.
Should be provided. Incidentally, depending on the patterning of the focusing electrode, a focusing electrode of a type in which one or a plurality of electron emitting portions or a focusing electrode unit corresponding to one or a plurality of pixels are assembled may be used, or an effective area may be used. It is also possible to form a focusing electrode of the type in which is coated with one sheet of conductive material.

【0154】尚、収束電極は、このような方法にて形成
するだけでなく、例えば、厚さ数十μmの42%Ni−
Feアロイから成る金属板の両面に、例えばSiO2
ら成る絶縁膜を形成した後、各画素に対応した領域にパ
ンチングやエッチングすることによって開口部を形成す
ることで収束電極を作製することもできる。そして、カ
ソードパネル、金属板、アノードパネルを積み重ね、両
パネルの外周部に枠体を配置し、加熱処理を施すことに
よって、金属板の一方の面に形成された絶縁膜と絶縁層
12とを接着させ、金属板の他方の面に形成された絶縁
膜とアノードパネルとを接着し、これらの部材を一体化
させ、その後、真空封入することで、表示装置を完成さ
せることもできる。
The focusing electrode is not only formed by such a method, but also, for example, 42% Ni- having a thickness of several tens of μm.
It is also possible to form the focusing electrode by forming an insulating film made of, for example, SiO 2 on both surfaces of a metal plate made of Fe alloy, and then punching or etching the region corresponding to each pixel to form an opening. . Then, by stacking the cathode panel, the metal plate, and the anode panel, disposing the frame bodies on the outer peripheral portions of both panels, and applying heat treatment, the insulating film and the insulating layer 12 formed on one surface of the metal plate are separated. It is also possible to complete the display device by adhering the insulating film formed on the other surface of the metal plate to the anode panel, adhering these members together, and then vacuum-sealing.

【0155】ゲート電極を、有効領域を1枚のシート状
の導電材料(開口部を有する)で被覆した形式のゲート
電極とすることもできる。この場合には、カソード電極
を実施の形態1にて説明したと同様の構造としておく。
そして、ゲート電極に正の電圧(例えば160ボルト)
を印加する。更には、各画素を構成するカソード電極と
カソード電極制御回路との間に、例えば、TFTから成
るスイッチング素子を設け、かかるスイッチング素子の
作動によって、各画素を構成するカソード電極への印加
状態を制御し、画素の発光状態を制御する。
The gate electrode may be a gate electrode of a type in which the effective region is covered with one sheet of conductive material (having an opening). In this case, the cathode electrode has the same structure as described in the first embodiment.
Then, a positive voltage (for example, 160 V) is applied to the gate electrode.
Is applied. Further, a switching element including, for example, a TFT is provided between the cathode electrode forming each pixel and the cathode electrode control circuit, and the operation state of the switching element controls the application state to the cathode electrode forming each pixel. Then, the light emitting state of the pixel is controlled.

【0156】あるいは又、カソード電極を、有効領域を
1枚のシート状の導電材料で被覆した形式のカソード電
極とすることもできる。この場合には、1枚のシート状
の導電材料の所定の部分に、電界放出素子から成り、各
画素を構成する電子放出領域を形成しておく。そして、
カソード電極に電圧(例えば0ボルト)を印加する。更
には、各画素を構成する矩形形状のゲート電極とゲート
電極制御回路との間に、例えば、TFTから成るスイッ
チング素子を設け、かかるスイッチング素子の作動によ
って、各画素を構成する電子放出部への電界の加わる状
態を制御し、画素の発光状態を制御する。
Alternatively, the cathode electrode may be a cathode electrode of the type in which the effective area is covered with one sheet of conductive material. In this case, an electron emission region which is composed of a field emission element and constitutes each pixel is formed in a predetermined portion of one sheet of conductive material. And
A voltage (for example, 0 volt) is applied to the cathode electrode. Further, a switching element composed of, for example, a TFT is provided between the rectangular-shaped gate electrode forming each pixel and the gate electrode control circuit, and the operation of the switching element causes an electron emission portion to be formed in each pixel. The state in which an electric field is applied is controlled, and the light emitting state of the pixel is controlled.

【0157】[0157]

【発明の効果】本発明においては、金属シリサイド層上
に化学的気相成長法に基づき炭素薄膜を形成するので、
金属シリサイド層の一種の触媒効果によって、従来より
も低温で炭素薄膜を形成することができる。従って、ガ
ラス基板を使用することが可能となり、冷陰極電界電子
放出表示装置の製造コスト低減を図ることができる。し
かも、現時点では機構は解明されていないものの、表面
が平坦な金属シリサイド層から、金属シリサイドから成
る錐状の基部が形成され、しかも、この基部の表面に炭
素薄膜が堆積し、錐状の電子放出体が形成される結果、
電子放出体の先端部から効率良く電子が放出される。
According to the present invention, since the carbon thin film is formed on the metal silicide layer by the chemical vapor deposition method,
The carbon thin film can be formed at a lower temperature than before due to a kind of catalytic effect of the metal silicide layer. Therefore, the glass substrate can be used, and the manufacturing cost of the cold cathode field emission display can be reduced. Moreover, although the mechanism has not been clarified at present, a pyramidal base made of metal silicide is formed from the metal silicide layer having a flat surface, and further, a carbon thin film is deposited on the surface of the metal silicide to form a cone-shaped electron. As a result of the formation of the emitter,
Electrons are efficiently emitted from the tip of the electron emitter.

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

【図1】発明の実施の形態1の冷陰極電界電子放出表示
装置の模式的な一部断面図である。
FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a cold cathode field emission display according to a first embodiment of the invention.

【図2】発明の実施の形態1の冷陰極電界電子放出表示
装置における1つの電子放出部の模式的な斜視図であ
る。
FIG. 2 is a schematic perspective view of one electron emitting portion in the cold cathode field emission display according to the first embodiment of the invention.

【図3】発明の実施の形態1における冷陰極電界電子放
出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的な
一部断面図である。
FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view of a support and the like for explaining the method of manufacturing the cold cathode field emission device according to the first embodiment of the invention.

【図4】発明の実施の形態1の冷陰極電界電子放出表示
装置におけるアノードパネルの製造方法を説明するため
の基板等の模式的な一部断面図である。
FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view of a substrate and the like for explaining the method of manufacturing the anode panel in the cold cathode field emission display according to the first embodiment of the invention.

【図5】発明の実施の形態2の冷陰極電界電子放出表示
装置の模式的な一部断面図である。
FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view of a cold cathode field emission display according to a second embodiment of the invention.

【図6】発明の実施の形態2の冷陰極電界電子放出表示
装置におけるカソードパネルとアノードパネルを分解し
たときの模式的な部分的斜視図である。
FIG. 6 is a schematic partial perspective view of the cathode panel and the anode panel of the cold cathode field emission display according to the second embodiment of the invention when the cathode panel and the anode panel are disassembled.

【図7】発明の実施の形態2における冷陰極電界電子放
出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的な
一部断面図である。
FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view of a support and the like for explaining the method of manufacturing the cold cathode field emission device according to the second embodiment of the invention.

【図8】図7に引き続き、発明の実施の形態2における
冷陰極電界電子放出素子の製造方法を説明するための支
持体等の模式的な一部断面図である。
FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of the support body and the like for explaining the method for manufacturing the cold cathode field emission device according to the second embodiment of the invention, following FIG. 7;

【図9】図8に引き続き、発明の実施の形態2における
冷陰極電界電子放出素子の製造方法を説明するための支
持体等の模式的な一部断面図である。
FIG. 9 is a schematic partial cross-sectional view of the support body and the like for explaining the method for manufacturing the cold cathode field emission device according to the second embodiment of the invention, following FIG. 8;

【図10】発明の実施の形態3における冷陰極電界電子
放出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的
な一部断面図である。
FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view of a support and the like for explaining the method of manufacturing the cold cathode field emission device according to the third embodiment of the invention.

【図11】図10に引き続き、発明の実施の形態3にお
ける冷陰極電界電子放出素子の製造方法を説明するため
の支持体等の模式的な一部断面図である。
FIG. 11 is a schematic partial cross-sectional view of the support body and the like for explaining the method for manufacturing the cold cathode field emission device according to the third embodiment of the invention, following FIG.

【図12】発明の実施の形態4における冷陰極電界電子
放出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的
な一部断面図である。
FIG. 12 is a schematic partial cross-sectional view of a support and the like for explaining the method of manufacturing the cold cathode field emission device according to the fourth embodiment of the invention.

【図13】発明の実施の形態5における冷陰極電界電子
放出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的
な一部断面図である。
FIG. 13 is a schematic partial cross-sectional view of a support and the like for explaining the method of manufacturing the cold cathode field emission device according to the fifth embodiment of the invention.

【図14】図13に引き続き。発明の実施の形態5にお
ける冷陰極電界電子放出素子の製造方法を説明するため
の支持体等の模式的な一部断面図である。
14 is a continuation of FIG. FIG. 16 is a schematic partial cross-sectional view of a support and the like for explaining the method of manufacturing the cold cathode field emission device according to the fifth embodiment of the invention.

【図15】発明の実施の形態6における冷陰極電界電子
放出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的
な一部断面図である。
FIG. 15 is a schematic partial cross-sectional view of a support and the like for explaining the method of manufacturing the cold cathode field emission device according to the sixth embodiment of the invention.

【図16】発明の実施の形態7における冷陰極電界電子
放出素子の模式的な一部断面図、及び、ゲート電極等の
模式的な配置図である。
FIG. 16 is a schematic partial cross-sectional view of a cold cathode field emission device according to a seventh embodiment of the invention, and a schematic layout diagram of a gate electrode and the like.

【図17】発明の実施の形態7の変形例における冷陰極
電界電子放出素子の模式的な一部断面図である。
FIG. 17 is a schematic partial cross-sectional view of a cold cathode field emission device according to a modification of the seventh embodiment of the invention.

【図18】発明の実施の形態7におけるゲート電極の有
する複数の開口部を示す模式的な平面図である。
FIG. 18 is a schematic plan view showing a plurality of openings of a gate electrode according to a seventh embodiment of the invention.

【図19】発明の実施の形態2の冷陰極電界電子放出素
子の変形であって、収束電極を備えた冷陰極電界電子放
出素子の模式的な一部端面図である。
FIG. 19 is a schematic partial end view of a modification of the cold cathode field emission device of Embodiment 2 of the present invention, which is a cold cathode field emission device provided with a focusing electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

CP・・・カソードパネル、AP・・・アノードパネ
ル、10・・・支持体、11A・・・配線、11・・・
カソード電極、12・・・絶縁層、112・・・ゲート
電極支持部、13,113・・・ゲート電極、113A
・・・帯状材料、14A,114・・・開口部(第1の
開口部)、14B・・・第2の開口部、15・・・電子
放出部、16,116・・・マスク層、117・・・突
起部、118・・・薄膜、20・・・シリコン含有層、
21・・・金属層、22・・・金属シリサイド層、23
・・・金属シリサイド、24・・・基部、25・・・炭
素薄膜、26・・・電子放出体、30・・・基板、3
1,31R,31G,31B・・・蛍光体層、32・・
・ブラックマトリックス、33・・・アノード電極、3
4・・・枠体、35・・・スペーサ、36・・・貫通
孔、37・・・チップ管、40,40A・・・カソード
電極制御回路、41・・・ゲート電極制御回路、42・
・・加速電源、62・・・第2の絶縁層、63・・・収
束電極、64・・・第3の開口部
CP ... Cathode panel, AP ... Anode panel, 10 ... Support, 11A ... Wiring, 11 ...
Cathode electrode, 12 ... Insulating layer, 112 ... Gate electrode support, 13, 113 ... Gate electrode, 113A
・ ・ ・ Strip material, 14A, 114 ・ ・ ・ Opening portion (first opening portion), 14B ・ ・ ・ Second opening portion, 15 ・ ・ ・ Electron emitting portion, 16,116 ・ ・ ・ Mask layer 117 ... Protrusions, 118 ... Thin film, 20 ... Silicon-containing layer,
21 ... Metal layer, 22 ... Metal silicide layer, 23
... metal silicide, 24 ... base, 25 ... carbon thin film, 26 ... electron emitter, 30 ... substrate, 3
1, 31R, 31G, 31B ... Phosphor layer, 32 ...
・ Black matrix, 33 ... Anode electrode, 3
4 ... Frame body, 35 ... Spacer, 36 ... Through hole, 37 ... Chip tube, 40, 40A ... Cathode electrode control circuit, 41 ... Gate electrode control circuit, 42 ...
..Acceleration power source, 62 ... second insulating layer, 63 ... focusing electrode, 64 ... third opening

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基体上に形成された金属シリサイドから成
る錐状の基部、及び、該基部の表面に形成された炭素薄
膜から構成されていることを特徴とする電子放出体。
1. An electron emitter comprising a pyramidal base formed of a metal silicide on a substrate and a carbon thin film formed on the surface of the base.
【請求項2】(a)基体上に金属シリサイド層を形成す
る工程と、 (b)該金属シリサイド層上に化学的気相成長法に基づ
き炭素薄膜を形成する工程、から成ることを特徴とする
電子放出体の製造方法。
2. A method comprising: (a) forming a metal silicide layer on a substrate; and (b) forming a carbon thin film on the metal silicide layer by chemical vapor deposition. Method for manufacturing electron emitter.
【請求項3】(A)支持体上に設けられたカソード電極
と、 (B)カソード電極上に形成された複数の錐状の電子放
出体から構成された電子放出部、から成る冷陰極電界電
子放出素子であって、 該電子放出体は、カソード電極上に形成された金属シリ
サイドから成る錐状の基部、及び、該基部の表面に形成
された炭素薄膜から構成されていることを特徴とする冷
陰極電界電子放出素子。
3. A cold cathode electric field comprising: (A) a cathode electrode provided on a support; and (B) an electron emitting portion composed of a plurality of cone-shaped electron emitters formed on the cathode electrode. An electron-emitting device, wherein the electron-emitting body comprises a pyramidal base formed of a metal silicide formed on a cathode electrode, and a carbon thin film formed on the surface of the base. Cold cathode field emission device.
【請求項4】(A)支持体上に設けられたカソード電極
と、 (B)カソード電極上に形成された複数の錐状の電子放
出体から構成された電子放出部と、 (C)電子放出部の上方に配設され、開口部を有するゲ
ート電極、から成り、 該電子放出体は、カソード電極上に形成された金属シリ
サイドから成る錐状の基部、及び、該基部の表面に形成
された炭素薄膜から構成されていることを特徴とする冷
陰極電界電子放出素子。
4. (A) a cathode electrode provided on a support; (B) an electron emitting portion composed of a plurality of cone-shaped electron emitters formed on the cathode electrode; and (C) an electron. A gate electrode having an opening is disposed above the emitting portion, and the electron emitter is formed on a cathode electrode by a pyramidal base formed of metal silicide and on a surface of the base. A cold cathode field emission device comprising a thin carbon film.
【請求項5】支持体及びカソード電極の上には絶縁層が
形成され、該絶縁層上にゲート電極が形成され、該絶縁
層には、ゲート電極に設けられた開口部に連通した第2
の開口部が形成され、第2の開口部の底部に電子放出部
が露出していることを特徴とする請求項4に記載の冷陰
極電界電子放出素子。
5. An insulating layer is formed on the support and the cathode electrode, a gate electrode is formed on the insulating layer, and the insulating layer has a second portion communicating with an opening formed in the gate electrode.
5. The cold cathode field emission device according to claim 4, wherein the opening is formed and the electron emission part is exposed at the bottom of the second opening.
【請求項6】電子放出体の先端部若しくはその近傍にカ
ーボン・ナノチューブが形成されていることを特徴とす
る請求項3乃至請求項5のいずれか1項に記載の冷陰極
電界電子放出素子。
6. The cold cathode field emission device according to claim 3, wherein carbon nanotubes are formed at or near the tip of the electron emitter.
【請求項7】冷陰極電界電子放出素子が複数設けられた
カソードパネル、及び、蛍光体層とアノード電極とを備
えたアノードパネルが、それらの周縁部で接合されて成
る冷陰極電界電子放出表示装置であって、 冷陰極電界電子放出素子は、 (A)支持体上に設けられたカソード電極と、 (B)カソード電極上に形成された複数の錐状の電子放
出体から構成された電子放出部、から成り、 該電子放出体は、カソード電極上に形成された金属シリ
サイドから成る錐状の基部、及び、該基部の表面に形成
された炭素薄膜から構成されていることを特徴とする冷
陰極電界電子放出表示装置。
7. A cold cathode field emission display in which a cathode panel having a plurality of cold cathode field emission devices and an anode panel having a phosphor layer and an anode electrode are joined together at their peripheral portions. In the apparatus, a cold cathode field emission device is an electron composed of (A) a cathode electrode provided on a support, and (B) a plurality of cone-shaped electron emission devices formed on the cathode electrode. The electron-emitting body is composed of a pyramidal base formed of metal silicide formed on the cathode electrode, and a carbon thin film formed on the surface of the base. Cold cathode field emission display.
【請求項8】冷陰極電界電子放出素子が複数設けられた
カソードパネル、及び、蛍光体層とアノード電極とを備
えたアノードパネルが、それらの周縁部で接合されて成
る冷陰極電界電子放出表示装置であって、 冷陰極電界電子放出素子は、 (A)支持体上に設けられたカソード電極と、 (B)カソード電極上に形成された複数の錐状の電子放
出体から構成された電子放出部と、 (C)電子放出部の上方に配設され、開口部を有するゲ
ート電極、から成り、 該電子放出体は、カソード電極上に形成された金属シリ
サイドから成る錐状の基部、及び、該基部の表面に形成
された炭素薄膜から構成されていることを特徴とする冷
陰極電界電子放出表示装置。
8. A cold cathode field emission display in which a cathode panel having a plurality of cold cathode field emission devices and an anode panel having a phosphor layer and an anode electrode are joined at their peripheral portions. In the apparatus, a cold cathode field emission device is an electron composed of (A) a cathode electrode provided on a support, and (B) a plurality of cone-shaped electron emission devices formed on the cathode electrode. An electron emitting portion; and (C) a gate electrode provided above the electron emitting portion and having an opening, wherein the electron emitting body is a pyramidal base formed of a metal silicide on the cathode electrode, and A cold cathode field emission display comprising a carbon thin film formed on the surface of the base.
【請求項9】冷陰極電界電子放出素子において、支持体
及びカソード電極の上には絶縁層が形成され、該絶縁層
上にゲート電極が形成され、該絶縁層には、ゲート電極
に設けられた開口部に連通した第2の開口部が形成さ
れ、第2の開口部の底部に電子放出部が露出しているこ
とを特徴とする請求項8に記載の冷陰極電界電子放出表
示装置。
9. In a cold cathode field emission device, an insulating layer is formed on a support and a cathode electrode, a gate electrode is formed on the insulating layer, and the insulating layer is provided on the gate electrode. 9. The cold cathode field emission display according to claim 8, wherein a second opening communicating with the opening is formed, and the electron emitting portion is exposed at the bottom of the second opening.
【請求項10】電子放出体の先端部若しくはその近傍に
カーボン・ナノチューブが形成されていることを特徴と
する請求項7乃至請求項9のいずれか1項に記載の冷陰
極電界電子放出表示装置。
10. The cold cathode field emission display according to claim 7, wherein carbon nanotubes are formed at or near the tip of the electron emitter. .
【請求項11】(A)支持体上に設けられたカソード電
極と、 (B)カソード電極上に形成された複数の錐状の電子放
出体から構成された電子放出部、から成り、 該電子放出体は、カソード電極上に形成された金属シリ
サイドから成る錐状の基部、及び、該基部の表面に形成
された炭素薄膜から構成されている冷陰極電界電子放出
素子の製造方法であって、 電子放出体を、 (a)カソード電極上に金属シリサイド層を形成する工
程と、 (b)該金属シリサイド層上に化学的気相成長法に基づ
き炭素薄膜を形成する工程、によって形成することを特
徴とする冷陰極電界電子放出素子の製造方法。
11. An electron emitting section comprising: (A) a cathode electrode provided on a support; and (B) an electron emitting portion formed of a plurality of cone-shaped electron emitting bodies formed on the cathode electrode. The emitter is a conical pyramidal base formed on the cathode electrode, and a method for manufacturing a cold cathode field emission device including a carbon thin film formed on the surface of the base, Forming an electron emitter by (a) forming a metal silicide layer on the cathode electrode; and (b) forming a carbon thin film on the metal silicide layer by chemical vapor deposition. A method of manufacturing a cold cathode field emission device, which is characterized.
【請求項12】(A)支持体上に設けられたカソード電
極と、 (B)カソード電極上に形成された複数の錐状の電子放
出体から構成された電子放出部と、 (C)電子放出部の上方に配設され、開口部を有するゲ
ート電極、から成り、 該電子放出体は、カソード電極上に形成された金属シリ
サイドから成る錐状の基部、及び、該基部の表面に形成
された炭素薄膜から構成されている冷陰極電界電子放出
素子の製造方法であって、 電子放出体を、 (a)カソード電極上に金属シリサイド層を形成する工
程と、 (b)該金属シリサイド層上に化学的気相成長法に基づ
き炭素薄膜を形成する工程、によって形成することを特
徴とする冷陰極電界電子放出素子の製造方法。
12. (A) a cathode electrode provided on a support; (B) an electron emitting portion composed of a plurality of cone-shaped electron emitters formed on the cathode electrode; and (C) an electron. A gate electrode having an opening is disposed above the emitting portion, and the electron emitter is formed on a cathode electrode by a pyramidal base formed of metal silicide and on a surface of the base. A method of manufacturing a cold cathode field emission device comprising a carbon thin film, comprising: (a) forming a metal silicide layer on a cathode electrode; and (b) forming a metal silicide layer on the metal silicide layer. And a step of forming a carbon thin film based on the chemical vapor deposition method, and forming the cold cathode field emission device.
【請求項13】冷陰極電界電子放出素子が複数設けられ
たカソードパネル、及び、蛍光体層とアノード電極とを
備えたアノードパネルが、それらの周縁部で接合されて
成り、 冷陰極電界電子放出素子は、 (A)支持体上に設けられたカソード電極と、 (B)カソード電極上に形成された複数の錐状の電子放
出体から構成された電子放出部、から成り、 該電子放出体は、カソード電極上に形成された金属シリ
サイドから成る錐状の基部、及び、該基部の表面に形成
された炭素薄膜から構成されている冷陰極電界電子放出
表示装置の製造方法であって、 電子放出体を、 (a)カソード電極上に金属シリサイド層を形成する工
程と、 (b)該金属シリサイド層上に化学的気相成長法に基づ
き炭素薄膜を形成する工程、によって形成することを特
徴とする冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。
13. A cold cathode field electron emission device comprising a cathode panel having a plurality of cold cathode field emission devices and an anode panel having a phosphor layer and an anode electrode joined together at their peripheral portions. The element comprises (A) a cathode electrode provided on a support, and (B) an electron emitting portion composed of a plurality of cone-shaped electron emitters formed on the cathode electrode. Is a method for manufacturing a cold cathode field emission display comprising a conical pyramidal base formed on a cathode electrode and a carbon thin film formed on the surface of the base. The emitter is formed by (a) forming a metal silicide layer on the cathode electrode, and (b) forming a carbon thin film on the metal silicide layer by chemical vapor deposition. A method of manufacturing a cold cathode field emission display device.
【請求項14】冷陰極電界電子放出素子が複数設けられ
たカソードパネル、及び、蛍光体層とアノード電極とを
備えたアノードパネルが、それらの周縁部で接合されて
成り、 冷陰極電界電子放出素子は、 (A)支持体上に設けられたカソード電極と、 (B)カソード電極上に形成された複数の錐状の電子放
出体から構成された電子放出部と、 (C)電子放出部の上方に配設され、開口部を有するゲ
ート電極から成り、 該電子放出体は、カソード電極上に形成された金属シリ
サイドから成る錐状の基部、及び、該基部の表面に形成
された炭素薄膜から構成されている冷陰極電界電子放出
表示装置の製造方法であって、 電子放出体を、 (a)カソード電極上に金属シリサイド層を形成する工
程と、 (b)該金属シリサイド層上に化学的気相成長法に基づ
き炭素薄膜を形成する工程、によって形成することを特
徴とする冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。
14. A cold cathode field electron emission device comprising a cathode panel having a plurality of cold cathode field emission devices and an anode panel having a phosphor layer and an anode electrode joined together at their peripheral portions. The device includes (A) a cathode electrode provided on a support, (B) an electron emitting portion composed of a plurality of cone-shaped electron emitting bodies formed on the cathode electrode, and (C) an electron emitting portion. Which is a gate electrode having an opening, and the electron emitter is a pyramidal base formed of a metal silicide formed on the cathode electrode, and a carbon thin film formed on the surface of the base. A method of manufacturing a cold cathode field emission display, comprising: (a) a step of forming a metal silicide layer on a cathode electrode; and (b) a chemical step on the metal silicide layer. Physical phase The manufacturing method of a cold cathode field emission display, and forming the process of forming the carbon film on the length method.
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JP2014500593A (en) * 2010-12-01 2014-01-09 エスエヌ ディスプレイ カンパニー リミテッド Field emission display device and manufacturing method thereof
JP2016092038A (en) * 2014-10-29 2016-05-23 富士電機株式会社 Semiconductor device manufacturing method

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