JP2005108487A - Manufacturing method of field electron emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電界電子放出装置の製造方法、特に電界放出ディスプレイ(以下、FEDと記す)用の電界電子放出装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a field electron emission device, and more particularly to a method for manufacturing a field electron emission device for a field emission display (hereinafter referred to as FED).
FED用の電界電子放出装置は、ガラス基板と、このガラス基板上面に形成されたカソード電極と、このカソード電極の上面の一部に形成されたカーボンナノチューブ(以下、CNTと記す)を含む電子放出部と、この電子放出部周囲のカソード電極上面と電子放出部の周縁部上とに形成された平坦な上面を有する絶縁層と、この絶縁層上面に形成されたゲート電極とを備えている。 A field electron emission device for an FED includes an electron emission including a glass substrate, a cathode electrode formed on the upper surface of the glass substrate, and a carbon nanotube (hereinafter referred to as CNT) formed on a part of the upper surface of the cathode electrode. , An insulating layer having a flat upper surface formed on the upper surface of the cathode electrode around the electron emitting portion and the peripheral portion of the electron emitting portion, and a gate electrode formed on the upper surface of the insulating layer.
そして、ゲート電極を支える上記絶縁層には、FED製造工程において曝される熱処理に耐えること、絶縁層形成時の熱収縮が小さいこと、真空中で用いられるため脱ガスが少ないこと、カソード電極との密着性に優れていることなどの特性が要求される。これらの要求を満たす、高耐熱性、低収縮性、低脱ガス性、高密着性の絶縁性材料として、シリコーンラダーポリマーが開示されている(例えば、特許文献1参照)。 The insulating layer that supports the gate electrode is resistant to heat treatment exposed in the FED manufacturing process, has low thermal shrinkage during formation of the insulating layer, is less degassed because it is used in vacuum, Characteristics such as excellent adhesion are required. Silicone ladder polymers have been disclosed as insulating materials with high heat resistance, low shrinkage, low degassing properties, and high adhesion that satisfy these requirements (see, for example, Patent Document 1).
また、上記絶縁層には、電子放出部から放出された電子が移動するための空間部が設けられている。すなわち、FED用電界電子放出装置を製造するには、上記絶縁層に上記空間部を設けるための加工が必要であり、その加工方法として、反応性イオンエッチングなどのドライエッチング法が開示されている(例えば、非特許文献1参照)。 The insulating layer is provided with a space for moving electrons emitted from the electron emission portion. That is, in order to manufacture a field electron emission device for FED, processing for providing the space in the insulating layer is necessary, and a dry etching method such as reactive ion etching is disclosed as the processing method. (For example, refer nonpatent literature 1).
FED用電界電子放出装置の製造における、シリコーンラダーポリマーの絶縁層に空間部を設ける加工では、反応性イオンエッチングが用いられている。そして、反応性イオンエッチングに用いられるドライエッチングガスが、フッ素系ガスと酸素との混合ガスであるので、エッチング時に、電子放出部を構成するCNTが酸素により酸化され消耗される。すなわち、CNTが傷つき電子の放出効率が優れたFED用電界電子放出装置が得られないとの問題があった。 Reactive ion etching is used in the process of providing a space in the insulating layer of the silicone ladder polymer in the manufacture of a field electron emission device for FED. Since the dry etching gas used for reactive ion etching is a mixed gas of fluorine-based gas and oxygen, the CNTs constituting the electron emission portion are oxidized and consumed by oxygen during etching. That is, there has been a problem that a field electron emission device for FED having excellent electron emission efficiency due to damaged CNTs cannot be obtained.
また、ドライエッチングによるシリコーンラダーポリマーからなる絶縁層の加工では、エッチング速度が遅く、加工に長時間を要するとともに、ドライエッチング時に副生物が上記空間部の内壁に付着し、これらの付着物を除去する工程が必要であり、生産性が低いとの問題があった。 In addition, when processing an insulating layer made of a silicone ladder polymer by dry etching, the etching rate is slow and it takes a long time to process, and by-products adhere to the inner wall of the space during dry etching, and these deposits are removed. There is a problem that productivity is low.
この発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電子放出部を構成するCNTの酸化消耗がなく、また、エッチング速度が速く、電子放出部上の空間部にエッチング副生物の付着もない、電子放出の効率が高いFED用電界電子放出装置を、高い生産性で製造できる製造方法を提供することである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the object thereof is to eliminate the oxidization consumption of the CNTs constituting the electron emission portion, and to provide a high etching rate and a space portion on the electron emission portion. It is another object of the present invention to provide a manufacturing method capable of manufacturing a field electron emission device for FED having high electron emission efficiency without adhesion of etching by-products with high productivity.
この発明の電界電子放出装置の製造方法は、基板の上にカソード電極を形成する工程と、上記カソード電極の上にCNTを含む電子放出部を形成する工程と、上記カソード電極の露出面、上記電子放出部の露出面、および上記基板の露出面の上に、液状又はペースト状のシリコーンラダーポリマーを塗布した上で、上記シリコーンラダーポリマーを乾燥固化することにより絶縁層を形成する工程と、上記絶縁層の上にゲート電極を形成する工程と、上記ゲート電極の上にレジスト膜を形成する工程と、上記レジスト膜を露光/現像する工程と、現像後のレジスト膜パターンをマスクとして上記ゲート電極をエッチングして、上記絶縁層の上面の一部を露出させる工程と、上記絶縁層の上記露出部より上記絶縁層の表層部を除去する工程と、上記絶縁層の上記露出部より、表層部が除去された上記絶縁層をウェットエッチングして、上記電子放出部の上面の一部をその底面全体とする開口部を形成する工程とを備えたものである。 The method of manufacturing a field electron emission device according to the present invention includes a step of forming a cathode electrode on a substrate, a step of forming an electron emission portion containing CNT on the cathode electrode, an exposed surface of the cathode electrode, A process of forming an insulating layer by drying and solidifying the silicone ladder polymer after applying a liquid or paste-like silicone ladder polymer on the exposed surface of the electron emission portion and the exposed surface of the substrate; and A step of forming a gate electrode on the insulating layer; a step of forming a resist film on the gate electrode; a step of exposing / developing the resist film; and the gate electrode using the developed resist film pattern as a mask. Etching to expose a part of the upper surface of the insulating layer, removing the surface layer portion of the insulating layer from the exposed portion of the insulating layer, A step of performing wet etching on the insulating layer from which the surface layer portion has been removed from the exposed portion of the insulating layer to form an opening having a part of the upper surface of the electron emission portion as a whole of the bottom surface thereof. is there.
この発明の電界電子放出装置の製造方法は、ゲート電極をエッチング部から露出した絶縁層露出部の表面層を除去した後に、この表面層が除去された絶縁層をウェットエッチングして、上記電子放出部の上面の一部をその底面全体とする開口部を形成するものであり、電子放出部を構成するCNTの酸化消耗がなく、また、絶縁層のエッチング速度が速く、電子放出部上の空間部にエッチング副生物の付着もなく、電子放出の効率が高いFED用電界電子放出装置を、高い生産性で製造できる。 According to the method of manufacturing a field electron emission device of the present invention, the surface layer of the exposed portion of the insulating layer where the gate electrode is exposed from the etched portion is removed, and then the insulating layer from which the surface layer has been removed is wet-etched. An opening having a part of the upper surface of the part as the entire bottom surface is formed, there is no oxidation consumption of the CNT constituting the electron emission part, and the etching rate of the insulating layer is high, and the space above the electron emission part A field electron emission device for FED with high electron emission efficiency without adhesion of etching by-products to the part can be manufactured with high productivity.
実施の形態
図1は、FED用電界電子放出装置の構造を説明する断面構成図である。
Embodiment FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the structure of a field electron emission device for FED.
図1に示すように、FED用電界電子放出装置10は、基板1の一方の表面にカソード電極2が形成されている。このカソード電極2の基板1に接合している面と対向する面の一部にCNTを含む電子放出部3が設けられている。電子放出部3の周囲のカソード電極2の表面および電子放出部3の側面と周縁部上とにはラダーシリコーンポリマーの絶縁層4が設けられており、この絶縁層4には、電子放出部3から放出された電子が移動する空間部(以下、電子放出用開口部と記す)8が設けられている。上記絶縁層4のカソード電極2に接合する面に対向する面にゲート電極5が設けられている。
As shown in FIG. 1, a field electrode emission device for FED 10 has a
図1に示すFED用電界電子放出装置10の製造において、従来のドライエッチング法による電子放出用開口部8の形成では、上記のような問題があるので、発明者らは、これに替わる電子放出用開口部8の形成方法として、絶縁層4に分子量を調整したシリコーンラダーポリマーを用い、この絶縁層4を溶剤によりエッチングするウェットエッチング法を検討した。
In the manufacture of the field
しかし、絶縁層4の表面に、ゲート電極5を設け、ゲート電極5に、従来のフォトリソグラフィ法により開口部を設け、このゲート電極5をマスクとして、例えばアニソールとキシレン(重量比で2:1)との混合溶液でエッチングを行ったが、上記絶縁層4をエッチングすることが全くできなかった。この原因解明を鋭意行った結果、発明者らは、ゲート電極5が金属の真空蒸着やスパッタリングにより形成されるので、図2に示すように、絶縁層4のゲート電極5と接触する面およびその近傍の絶縁層中に、絶縁層4の変質部20が形成されることを明らかにした。そして、この変質部20を除去する工程を設けることにより、絶縁層4のウェットエッチングが可能となり、電子放出用開口部8を形成できることを見出し、本発明を完成するにいたった。
However, a
実施の形態1.
図3は、実施の形態1におけるFED用電界電子放出装置の製造工程を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a manufacturing process of the field electron emission device for FED in the first embodiment.
まず、ガラス基板1の上面上に、透明導電膜のカソード電極2を、スパッタリング法を用いて形成する(図3(a))。
First, the
次に、カソード電極2の上面上に、CNT粉末を含むペーストを用いスクリーン印刷法により塗布し、上記ペースト中の樹脂を熱分解させて、電子放出部3を形成する。その際、カソード電極2上面の全面に渡ってではなくて、カソード電極2の上面の内で、電子放出用開口部8の直下に該当する領域上とその周辺領域上とにのみ、電子放出部3を形成する(図3(b))。
Next, a paste containing CNT powder is applied on the upper surface of the
次に、カソード電極2の露出面、電子放出部3の露出面、および基板1の露出面(図示せず)の上に、液状のシリコーンラダーポリマーを塗布した上で、当該シリコーンラダーポリマーを乾燥することにより、電子放出部3を埋没させた、例えば膜厚が約10μmの絶縁層4を形成する(図3(c))。
Next, a liquid silicone ladder polymer is applied on the exposed surface of the
次に、絶縁層上面4上に、真空蒸着法を用いて、例えば、膜厚約0.3μmのAl膜を成膜して、ゲート電極5となる金属膜を形成する(図3(d))。
Next, an Al film having a film thickness of, for example, about 0.3 μm is formed on the
次に、ゲート電極5の上に、レジスト膜を全面的に形成する。例えば、ポジ型レジスト液を用いてスピンコートで、レジスト膜を塗布して、乾燥後、フォトリソグラフィ法により第1の電子放出用開口部8aに相当するパターンを有するレジスト膜パターン6を形成する(図3(e))。
Next, a resist film is formed on the entire surface of the
次に、現像後のレジスト膜パターン6をマスクとしてゲート電極5をエッチングして、ゲート電極5に第1の電子放出用開口部8aを形成して絶縁層上面の一部を露出させる(図3(f))。
Next, the
次に、レジスト膜パターン6を、レジスト剥離液にて除去した後、上記の露出した絶縁層上面を、バッファードフッ酸による処理、反応性イオンエッチング処理、イオンビームエッチング処理のうちのいずれかの処理をして、例えば、上記絶縁層4の上面表層部の約1μmを取り除き、上記ゲート電極形成時に絶縁層上面の表層に形成された絶縁層変質部20を除去する(図3(g))。絶縁層変質部20が取り除けて、電子放出部3が露出しなければ、絶縁層4の表層部を取り除く厚さは1μmに限定されない。
Next, after removing the
次に、表層の変質部20が除去された第1の電子放出用開口部8aに露出した絶縁層4を、例えばアニソールとキシレンとの混合溶液(重量比で2:1)に約100〜180秒間浸漬して、ウェットエッチングを行い、電子放出部3の上面の一部を、その底面の全体とする第2の電子放出用開口部8bを形成する。すなわち、第1の電子放出用開口部8aと第2の電子放出用開口部8bとからなる電子放出用開口部8が形成される(図3(h))。
Next, the
本実施の形態で用いられるシリコーンラダーポリマーとしては、フェニル基を持つポリフェニルシルセスオキサン(以下、PPSQと記す)、側鎖の一部にビニル基を持つポリフェニルビニルシルセスオキサン(以下、PVSQと記す)、側鎖の全てがメチル基であるポリメチルシルセスオキサン(以下、PMSQと記す)が挙げられる。 Examples of the silicone ladder polymer used in this embodiment include polyphenylsilsesoxane (hereinafter referred to as PPSQ) having a phenyl group, and polyphenylvinylsilsesoxane (hereinafter referred to as PPSQ) having a vinyl group in a part of the side chain. , PVSQ), and polymethylsilsesoxane (hereinafter referred to as PMSQ) in which all of the side chains are methyl groups.
PPSQとしては、重量平均分子量が10,000〜200,000の範囲ものが用いられ、重量平均分子量が10,000未満のものでは、絶縁層4として要求される厚さである、例えば、約10μmの膜が形成できない。また、重量平均分子量が200,000より大きいものでは、所望の時間のウェットエッチングでは絶縁層の残留物が残り、電子放出用開口部8の形成に長時間が必要である。
As the PPSQ, those having a weight average molecular weight in the range of 10,000 to 200,000 are used. When the weight average molecular weight is less than 10,000, a film having a thickness required for the insulating
PVSQとしては、重量平均分子量が10,000〜300,000の範囲ものが用いられ、重量平均分子量が10,000未満のものでは、絶縁層4として要求される厚さである、例えば、約10μmの膜が形成できない。また、重量平均分子量が300,000より大きいものでは、所望の時間のウェットエッチングでは絶縁層の残留物が残り、電子放出用開口部8の形成に長時間が必要である。
As the PVSQ, those having a weight average molecular weight in the range of 10,000 to 300,000 are used. When the weight average molecular weight is less than 10,000, a film having a thickness required for the insulating
PMSQとしては、重量平均分子量が20,000〜400,000の範囲ものが用いられ、重量平均分子量が20,000未満のものでは、絶縁層4として要求される厚さである、例えば、約10μmの膜が形成できない。また、重量平均分子量が400,000より大きいものでは、所望の時間のウェットエッチングで絶縁層の残留物が残り、電子放出用開口部8の形成に長時間が必要である。
As the PMSQ, those having a weight average molecular weight in the range of 20,000 to 400,000 are used, and when the weight average molecular weight is less than 20,000, a film having a thickness required for the insulating
本実施の形態では、ゲート電極5の第1の電子放出用開口部8aから露出した絶縁層4の表面層を、バッファードフッ酸による処理、反応性イオンエッチング処理、イオンビームエッチング処理のうちのいずれかの処理をして、上記ゲート電極形成時に絶縁層上面の表層に形成された絶縁層変質部20を除去しており、上記ゲート電極5の第1の電子放出用開口部8aから露出した絶縁層4のウェットエッチングが可能になる。それと絶縁層4をウェットエッチングすることにより第2の電子放出用開口部8bを形成するので、電子放出部3のCNTが酸化消耗されることがない。また、電子放出用開口部8にエッチング副生物の付着がないので、これを除去する工程が不要である。また、エッチング速度が速いので、短時間で電子放出用開口部8を形成できる。
In the present embodiment, the surface layer of the insulating
次に、実施例にて、本発明をさらに詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
実施例1.
図3(a)に示すように、まず、ガラス基板1の上面上に、例えば透明導電膜であるITO膜から成るカソード電極2の膜を、スパッタリング法を用いて形成する。膜厚は、例えば0.3μmである。
Example 1.
As shown in FIG. 3A, first, a film of a
次に、図3(b)に示すように、カソード電極2の上面上に、電子放出部3を形成する。その際、カソード電極2上面の全面に渡ってではなくて、カソード電極2の上面の内で、電子放出用開口部8の直下に該当する領域上とその周辺領域上とにのみ、電子放出部3を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, the
具体的には、CNT粉末を含むペーストを用いて、スクリーン印刷法で、電子放出部3を形成する。このとき、CNT粉末の平均粒径を1.5μmとし、ペーストの組成比は、重量比で、CNT:エチルセルロース:ブチルカルビトール:ブチルカルビトールアセテート=4:13:42:41とする。スクリーン印刷用マスクとしては、250番メッシュのスクリーン版を用いる。
電子放出部3の印刷後は、150℃で同部3を乾燥し、その後、大気中450℃で同部3を10分間焼成し、同部3中の樹脂および溶剤を燃焼分解する。
Specifically, the
After printing the
次に、図3(c)に示すように、カソード電極2の露出面、電子放出部3の露出面、および基板1の露出面(図示せず)の上に、液状のシリコーンラダーポリマーを塗布した上で、当該シリコーンラダーポリマーを乾燥することにより、約10μmの膜厚を有する絶縁層4を形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, a liquid silicone ladder polymer is applied on the exposed surface of the
具体的には、シリコーンラダーポリマーとして、重量平均分子量200,000のPPSQ(この状態では液状である)を、テーブルコータを用いて、上記露出面上に、均一に塗布し、凹凸の無い平坦な面のPPSQの塗布層を形成する。
次に、平坦な上面を有する液状のPPSQ層としての絶縁層4が形成された基板1を、ホットプレートを用いて150℃の温度下で予備乾燥を行い、更にオーブンを用い250℃の温度下で1時間の乾燥処理を行い、PPSQ固体の絶縁層4とする。250℃での乾燥処理では、PPSQは分子末端のシラノール基の脱水縮合反応は起こらず、PPSQ固体の絶縁層4は溶剤に対する溶解性を有する。
それと、乾燥処理の結果、絶縁層の膜厚は約10μmになる。しかも、絶縁層4は、平坦な上面を有する液状から、上面の平坦性が保たれたままで固体化されているので、乾燥後の絶縁層上面もまた、一様に凹凸の無い平坦な面となっている。
Specifically, as a silicone ladder polymer, a PPSQ having a weight average molecular weight of 200,000 (which is liquid in this state) is uniformly applied on the exposed surface using a table coater, and a flat surface without unevenness is applied. A coating layer of PPSQ is formed.
Next, the
In addition, as a result of the drying process, the film thickness of the insulating layer becomes about 10 μm. Moreover, since the insulating
次に、図3(d)に示すように、絶縁層上面上に、ゲート電極5となる金属膜を形成する。例えば、真空蒸着法を用いて、Alの膜を蒸着する。膜厚は、0.3μmである。
Next, as shown in FIG. 3D, a metal film to be the
次に、図3(e)に示すように、ゲート電極5の上に、レジスト膜を全面的に形成する。例えば、ポジ型レジスト液を用いてスピンコートで塗布し、レジスト膜を形成する。その後、レジスト膜を乾燥させる。
レジスト膜の乾燥後、第1の電子放出用開口部8aの横断面形状に相当する円形の透過部をもつ露光マスク(図示せず)を用いて、レジスト膜を露光する。更に、アルカリ系現像液で現像を行ない、露光された部分のレジスト膜を除去する。これにより、第1の電子放出用開口部8aに相当するパターンを有するレジスト膜パターン6が形成される。
Next, as shown in FIG. 3E, a resist film is entirely formed on the
After drying the resist film, the resist film is exposed using an exposure mask (not shown) having a circular transmission portion corresponding to the cross-sectional shape of the first
次に、図3(f)に示すように、現像後のレジスト膜パターン6をマスクとしてゲート電極5をエッチングして、絶縁層上面の一部を露出させる。即ち、レジスト膜パターン6における円形開口部の直下に位置するAl膜をエッチングして、電子放出部3の上面の直上方に位置するゲート電極5の部分に、当該部分を貫通する第1の電子放出用開口部8aを形成する。Al膜のエッチングは、例えば、液温が40℃のリン酸系のエッチング液を用いて行う。
Next, as shown in FIG. 3F, the
次に、図3(g)に示すように、レジスト膜パターン6を、有機アミンを主成分とするレジスト剥離液にて除去した後、上記第1の電子放出用開口部8aに露出した絶縁層上面を、25℃の3%HF水溶液に10分間浸漬するバッファードフッ酸処理により、上記絶縁層4の上面表層部の約1μmを取り除き、上記ゲート電極形成時に絶縁層上面の表層に形成された絶縁層変質部20を除去する。
Next, as shown in FIG. 3G, after the resist
次に、図3(h)に示すように、表層の変質部20が除去された第1の電子放出用開口部8aに露出した絶縁層4を、アニソールとキシレンとの混合溶液(重量比で2:1)に110秒間浸漬して、ウェットエッチングを行い、電子放出部3の上面の一部を、その底面の全体とする第2の電子放出用開口部8bを形成する。
Next, as shown in FIG. 3 (h), the insulating
このようにして得られた、第1の電子放出用開口部8aと第2の電子放出用開口部8bとからなる電子放出用開口部8が設けられたFED用電界電子放出装置について、電子放出用開口部8に絶縁層4が残留しているか、電子放出用開口部8にエッチング副生物が付着していないか、電子放出部3のCNTが消耗されていないかを顕微鏡を用いて観察した。観察結果を表1に示した。
Regarding the field electron emission device for FED provided with the
実施例2〜6.
絶縁層4として表1の実施例2〜6に示す種類と重量平均分子量とのシリコーンラダーポリマーを用いた以外、実施例1と同様にして、FED用電界電子放出装置を得た。得られたFED用電界電子放出装置について、実施例1と同様にして、電子放出用開口部8と電子放出部3とを観察した。観察家結果を表1に示した。
Examples 2-6.
A field electron emission device for FED was obtained in the same manner as in Example 1 except that a silicone ladder polymer having the type and weight average molecular weight shown in Examples 2 to 6 in Table 1 was used as the insulating
実施例7.
第1の電子放出用開口部8aに露出した絶縁層上面の約1μmの除去、すなわち絶縁層変質部20の除去を、CF4とO2との混合ガスを用いて反応性エッチングにより行った以外、実施例1と同様にして、FED用電界電子放出装置を得た。反応性エッチング条件は、CF4のガス流量が100sccm、O2のガス流量が25sccm、ガス圧力が100mTorr、RF出力が300W、エッチング時間が3分である。得られたFED用電界電子放出装置について、実施例1と同様にして、電子放出用開口部8と電子放出部3とを観察し、観察結果を表1に示した。
Example 7.
Removal of about 1 μm from the upper surface of the insulating layer exposed to the first
実施例8.
第1の電子放出用開口部8aに露出した絶縁層上面の約1μmの除去、すなわち絶縁層変質部20の除去を、イオンビームエッチングにより行った以外、実施例1と同様にして、FED用電界電子放出装置を得た。イオンビームエッチング条件は、シリング角が45°、ガス流量が8sccm、チャンバー内圧力が0.03Pa、出力が600V/240mA、減速電圧が-200V、エッチング時間が5分である。得られたFED用電界電子放出装置について、実施例1と同様にして、電子放出用開口部8と電子放出部3とを観察し、観察結果も表1に示した。
Example 8.
The electric field for FED is the same as that of Example 1 except that the removal of about 1 μm of the upper surface of the insulating layer exposed to the first
実施例9.
ウェットエッチングによる第2の電子放出用開口部8bの形成に、シクロヘキサノンとジエチルベンゼンとの混合溶液(重量比で2:1)を用いた以外、実施例1と同様にして、FED用電界電子放出装置を得た。得られたFED用電界電子放出装置について、実施例1と同様にして、電子放出用開口部8と電子放出部3とを観察し、観察結果を表1に示した。
Example 9.
FED field electron emission device in the same manner as in Example 1 except that a mixed solution of cyclohexanone and diethylbenzene (2: 1 by weight) was used to form the second
比較例1〜6.
絶縁層4として表1の比較例1〜6に示す種類と重量平均分子量とのシリコーンラダーポリマーを用いた以外、実施例1と同様にして、FED用電界電子放出装置を得た。得られたFED用電界電子放出装置について、実施例1と同様にして、電子放出用開口部8と電子放出部3とを観察し、観察結果を表1に示した。
Comparative Examples 1-6.
A field electron emission device for FED was obtained in the same manner as in Example 1 except that a silicone ladder polymer having the type and weight average molecular weight shown in Comparative Examples 1 to 6 in Table 1 was used as the insulating
比較例7.
第1の電子放出用開口部8aに露出した絶縁層上面の約1μmの除去、すなわち絶縁層変質部20の除去、を実施しなかった以外、実施例1と同様にしてFED用電界電子放出装置を得た。得られたFED用電界電子放出装置について、実施例1と同様にして、電子放出用開口部8と電子放出部3とを観察し、観察結果を表1に示した。
Comparative Example 7
Field electron emission device for FED as in Example 1 except that the removal of about 1 μm of the upper surface of the insulating layer exposed to the first
表1から明らかなように、絶縁層4に、重量平均分子量が10,00〜200,00の範囲のPPSQ、重量平均分子量が10,00〜300,00の範囲のPVSQ、または、重量平均分子量が20,00〜400,00の範囲のPMSQを用いた場合、本発明の製造方法にて、絶縁層4を容易に形成でき、電子放出部3のCNTが酸化消耗されることがなく、また、電子放出用開口部8にエッチング副生物の付着がなく、短時間で電子放出用開口部8を形成できる。
As apparent from Table 1, the insulating
しかし、絶縁層4に用いるシリコーンラダーポリマーが、重量平均分子量が10,00未満のPPSQ、重量平均分子量が10,00未満のPVSQ、または、重量平均分子量が20,
00未満のPMSQの場合では、例えば10μmの厚膜の絶縁層4を形成できず、FED用電界電子放出装置を得ることができなかった。
However, the silicone ladder polymer used for the insulating
In the case of a PMSQ of less than 00, for example, the 10 μm thick insulating
また、絶縁層4に用いるシリコーンラダーポリマーが、重量平均分子量が200,00より大きいPPSQ、重量平均分子量が300,00より大きいPVSQ、または、重量平均分子量が400,00より大きいPMSQの場合では、短時間のウェットエッチングでは絶縁層の残留物が残り、第2の電子放出用開口部8bを形成できず、FED用電界電子放出装置を得ることができなかった。
When the silicone ladder polymer used for the insulating
また、ウェットエッチング可能なシリコーンラダーポリマーを絶縁層4に用いても、第1の電子放出用開口部8aに露出した絶縁層上面の約1μmの除去、すなわち絶縁層変質部20の除去、を実施しないと、ウェットエッチングができず、第2の電子放出用開口部8bの形成が不可能であり、FED用電界電子放出装置を得ることができなかった。
Further, even when a wet-etchable silicone ladder polymer is used for the insulating
電子放出部のCNTを傷つけることなく電子放出部を形成する信頼性の高いFED用電界電子放出装置の製造に適用できる。 The present invention can be applied to the manufacture of a highly reliable field electron emission device for FED that forms an electron emission portion without damaging the CNT of the electron emission portion.
1 基板、2カソード電極、3 電子放出部、4 絶縁層、5 ゲート電極、6 レジスト膜パターン、8 電子放出用開口部、10 電界電子放出装置、20 絶縁層の変質部。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記カソード電極の上にCNTを含む電子放出部を形成する工程と、
上記カソード電極の露出面、上記電子放出部の露出面、および上記基板の露出面の上に、液状又はペースト状のシリコーンラダーポリマーを塗布した上で、上記シリコーンラダーポリマーを乾燥固化することにより絶縁層を形成する工程と、
上記絶縁層の上にゲート電極を形成する工程と、
上記ゲート電極の上にレジスト膜を形成する工程と、
上記レジスト膜を露光/現像する工程と、
現像後のレジスト膜パターンをマスクとして上記ゲート電極をエッチングして、上記絶縁層の上面の一部を露出させる工程と、
上記絶縁層の上記露出部より上記絶縁層の表層部を除去する工程と、
上記絶縁層の上記露出部より、表層部が除去された上記絶縁層をウェットエッチングして、上記電子放出部の上面の一部をその底面全体とする開口部を形成する工程とを備えることを特徴とする電界電子放出装置の製造方法。 Forming a cathode electrode on the substrate;
Forming an electron emission portion containing CNTs on the cathode electrode;
Insulation is carried out by applying a liquid or paste-like silicone ladder polymer on the exposed surface of the cathode electrode, the exposed surface of the electron emission portion, and the exposed surface of the substrate, and then drying and solidifying the silicone ladder polymer. Forming a layer;
Forming a gate electrode on the insulating layer;
Forming a resist film on the gate electrode;
Exposing / developing the resist film;
Etching the gate electrode using the developed resist film pattern as a mask to expose a portion of the upper surface of the insulating layer;
Removing the surface layer portion of the insulating layer from the exposed portion of the insulating layer;
And wet etching the insulating layer from which the surface layer portion has been removed from the exposed portion of the insulating layer, thereby forming an opening having a part of the upper surface of the electron emission portion as its entire bottom surface. A method for manufacturing a field electron emission device.
For the silicone ladder polymer, use one of PPSQ having a weight average molecular weight in the range of 10,000 to 200,000, PVSQ having a weight average molecular weight in the range of 10,000 to 300,000, and PMSQ having a weight average molecular weight in the range of 20,000 to 400,000. The method of manufacturing a field electron emission device according to claim 1.
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JP2006318702A (en) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacturing method of electron emission source |
JP2007258009A (en) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacturing method of electric field electron emitting device |
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2003
- 2003-09-29 JP JP2003337089A patent/JP2005108487A/en active Pending
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