JPH06203748A - Manufacture of electron emitting cold cathode - Google Patents

Manufacture of electron emitting cold cathode

Info

Publication number
JPH06203748A
JPH06203748A JP1807993A JP1807993A JPH06203748A JP H06203748 A JPH06203748 A JP H06203748A JP 1807993 A JP1807993 A JP 1807993A JP 1807993 A JP1807993 A JP 1807993A JP H06203748 A JPH06203748 A JP H06203748A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cold cathode
vapor deposition
substrate
anode
electron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1807993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Tantani
恭史 段谷
Kazuo Umeda
和夫 梅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP1807993A priority Critical patent/JPH06203748A/en
Publication of JPH06203748A publication Critical patent/JPH06203748A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To easily manufacture an electron emitting cold cathode having a surface structure suited for emitting an electron. CONSTITUTION:A vacuum microelement for performing action similar to a vacuum tube, by using a cold cathode 9 as the cathode, anode 7 as the anode and a draw out electrode 5 as the grid, is manufactured. The columnar cold cathode 9 is formed by rhombic evaporation of metal. By the rhombic evaporation, many fine columnar protrusions are formed in an upper surface of the cold cathode 9, and an electron is emitted from these columnar protrusions.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子放出用冷陰極の製造
方法、特に、真空マイクロ素子などに用いる電子放出用
冷陰極を製造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a cold cathode for electron emission, and more particularly to a method for producing a cold cathode for electron emission used in vacuum micro devices and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の普及に伴い、真空管の技術
は忘れ去られた存在となっていたが、ここ数年になって
この真空管の技術が再び注目を集めている。いわゆる真
空マイクロ素子の開発である。この真空マイクロ素子
は、長年にわたる半導体素子の研究で培われた半導体の
微細加工技術を利用して、同一基板上に微細な真空管を
集積したものである。すなわち、この素子は、冷陰極と
引出電極と陽極とを備え、引出電極によって冷陰極から
電子を引き出してこれを陽極へと放出させるものであ
る。引出電極に印加する電圧を制御することにより、冷
陰極から放出される電子の量を制御することができる。
2. Description of the Related Art With the spread of semiconductor devices, the vacuum tube technology has been forgotten, but in the last few years, the vacuum tube technology has regained attention. This is the development of so-called vacuum micro devices. This vacuum micro device is one in which fine vacuum tubes are integrated on the same substrate by utilizing the semiconductor fine processing technology cultivated in many years of research on semiconductor devices. That is, this element is provided with a cold cathode, an extraction electrode, and an anode, and an electron is extracted from the cold cathode by the extraction electrode and is emitted to the anode. By controlling the voltage applied to the extraction electrode, the amount of electrons emitted from the cold cathode can be controlled.

【0003】半導体素子では、固体中を電子が移動する
ため、動作速度はその固体中の電子の移動度によって支
配される。これに対し、真空マイクロ素子では、真空中
を電子が移動するため、半導体素子に比べて非常に高速
な動作が可能であり、真空の利点を生かした電荷輸送媒
体として注目を集めている。また、この真空マイクロ素
子の研究にともなって冷陰極の開発が行われており、平
面ディスプレイ等への応用が期待されている。
In a semiconductor device, since electrons move in a solid, the operating speed is governed by the mobility of electrons in the solid. On the other hand, in the vacuum micro device, since electrons move in the vacuum, it can operate at a very high speed as compared with the semiconductor device, and has attracted attention as a charge transport medium utilizing the advantages of the vacuum. Further, along with the research on this vacuum micro device, a cold cathode has been developed and is expected to be applied to a flat display and the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、真空マ
イクロ素子は、原理的には真空管と同じではあるが、そ
の大きさは真空管とは比べ物にならないくらい微細なも
のであり、その製造には高度な微細加工技術が必要であ
る。特に、冷陰極は、電子を放出しやすい表面形状に加
工する必要があり、このような微細加工は非常に困難で
ある。従来、この冷陰極の材料としては、W,Ta,M
oなどの高融点金属が用いられており、電子放出部先端
を曲率半径1μm以下に加工し、10V/cm程度の
強電界がこの先端に集中するようにして電子放出を行っ
ている。しかしながら、この冷陰極先端の曲率半径を1
μm以下に加工するためには、非常に高度な微細加工技
術が必要であり、この冷陰極の加工不良が原因となり、
真空マイクロ素子の動作が不安定になることがある。
As described above, the vacuum micro device is, in principle, the same as a vacuum tube, but its size is so small that it is incomparable to that of a vacuum tube, and its manufacture is difficult. Requires advanced microfabrication technology. In particular, the cold cathode needs to be processed into a surface shape that easily emits electrons, and such fine processing is extremely difficult. Conventionally, as materials for this cold cathode, W, Ta, M
A refractory metal such as o is used, and the tip of the electron emitting portion is processed to have a radius of curvature of 1 μm or less, and a strong electric field of about 10 7 V / cm is concentrated on this tip to emit electrons. However, the radius of curvature of this cold cathode tip is 1
In order to process to less than μm, a very advanced fine processing technology is required, and this cold cathode processing failure causes
The operation of the vacuum micro device may become unstable.

【0005】そこで本発明は、電子放出に適した表面構
造をもつ電子放出用冷陰極を容易に作成する方法を提供
することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for easily producing a cold cathode for electron emission having a surface structure suitable for electron emission.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、冷陰極と引出
電極と陽極とを備え、引出電極によって冷陰極から電子
を引き出してこれを陽極へと放出させる装置、に用いら
れる冷陰極の製造方法において、冷陰極を形成すべき基
板を、チャンバ内において水平面に対して所定の角度傾
斜させた状態で固定し、この基板の主面に対する法線上
から外れた位置に蒸着材料を置き、この蒸着材料を基板
上に斜方蒸着させることにより、冷陰極の電子放出面を
形成するようにしたものである。
The present invention provides a cold cathode used in an apparatus comprising a cold cathode, an extraction electrode, and an anode, and a device for extracting electrons from the cold cathode by the extraction electrode and discharging the electrons to the anode. In the method, a substrate on which a cold cathode is to be formed is fixed in a chamber in a state of being inclined at a predetermined angle with respect to a horizontal plane, a vapor deposition material is placed at a position deviating from a normal to the main surface of the substrate, and the vapor deposition is performed. The material is obliquely vapor-deposited on the substrate to form the electron emission surface of the cold cathode.

【0007】[0007]

【作 用】真空に引いたチャンバ内に基板と蒸着材料と
を収容し、この蒸着材料を熱または電子線などで気化さ
せ、蒸着材料の原子を基板上に堆積させる蒸着法は、基
板上に金属層などを形成させる方法として古くから用い
られている。このとき、基板を傾斜させておくことによ
り、基板上に斜めの構造をもった堆積層を形成する方法
も、従来から斜方蒸着法として知られている。
[Operation] A substrate and a vapor deposition material are housed in a chamber that is evacuated, and the vapor deposition material is vaporized by heat or an electron beam to deposit the atoms of the vapor deposition material on the substrate. It has been used for a long time as a method for forming a metal layer and the like. At this time, a method of forming a deposition layer having an oblique structure on the substrate by tilting the substrate is also conventionally known as an oblique vapor deposition method.

【0008】本願発明者は、このような斜方蒸着法によ
って金属を蒸着させると、蒸着層の表面に、非常に微細
な突起(柱状の凹凸構造)が得られることを発見した。
しかも、こうして得られる突起は、冷陰極として電子を
放出するのに適した構造の突起であることが確認でき、
真空マイクロ素子などにこの冷陰極を利用することがで
きることも確認できた。
The inventor of the present application has discovered that when metal is vapor-deposited by such an oblique vapor deposition method, very fine protrusions (columnar uneven structure) are obtained on the surface of the vapor deposition layer.
Moreover, it can be confirmed that the projections thus obtained have a structure suitable for emitting electrons as a cold cathode,
It was also confirmed that this cold cathode can be used for vacuum micro devices and the like.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて説
明する。まずはじめに、従来の一般的な真空マイクロ素
子の構造について説明する。図1は、平板型のディスプ
レイを駆動するための真空マイクロ素子の一般的な構造
を示す断面図である。ここでは、説明の便宜上、ディス
プレイの1画素分を駆動する構造のみを示し、各部の実
際の寸法比を無視して描いてある。ガラス基板1は、こ
の素子を支持するために十分な厚みを有し、その上に配
線層2が形成されている。この配線層2の上には、冷陰
極3および絶縁層4が形成され、絶縁層4の上には引出
電極5が形成されている。配線層2は、冷陰極3に電圧
を供給するためのもので、ITO,ZnO:Alなどの
透明導電膜や、Al,Au,W,Mo,Ti,Ta,N
b,Crなどの金属薄膜を、0.02〜1.0μm程度
の厚みに形成することによって構成されている。この上
に形成された冷陰極3は、W,Ta,Moなどの高融点
金属からなる円錐状の電極である。また、絶縁層4は、
SiO,Alなどを0.5〜3.0μm程度の
厚みに堆積させることにより得られた層であり、引出電
極5は、Al,Au,W,Mo,Ti,Ta,Nbなど
の金属薄膜を、0.02〜1.0μm程度の厚みに形成
したものである。引出電極5は、冷陰極3の先端部の高
さとほぼ同等の高さに位置する。
The present invention will be described below based on illustrated embodiments. First, the structure of a conventional general vacuum micro device will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a general structure of a vacuum micro device for driving a flat panel display. Here, for convenience of description, only the structure for driving one pixel of the display is shown, and the actual dimensional ratio of each part is ignored. The glass substrate 1 has a sufficient thickness to support this element, and the wiring layer 2 is formed thereon. A cold cathode 3 and an insulating layer 4 are formed on the wiring layer 2, and an extraction electrode 5 is formed on the insulating layer 4. The wiring layer 2 is for supplying a voltage to the cold cathode 3, and is made of a transparent conductive film such as ITO, ZnO: Al, Al, Au, W, Mo, Ti, Ta, N.
It is configured by forming a metal thin film of b, Cr or the like to a thickness of about 0.02 to 1.0 μm. The cold cathode 3 formed thereon is a conical electrode made of a high melting point metal such as W, Ta, Mo. The insulating layer 4 is
The extraction electrode 5 is a layer obtained by depositing SiO 2 , Al 2 O 5 or the like to a thickness of about 0.5 to 3.0 μm, and the extraction electrode 5 includes Al, Au, W, Mo, Ti, Ta, Nb, or the like. The metal thin film is formed to a thickness of about 0.02 to 1.0 μm. The extraction electrode 5 is located at almost the same height as the height of the tip of the cold cathode 3.

【0010】一方、もう1枚のガラス基板6の下面に
は、陽極7および蛍光体層8が形成されている。陽極7
は、ITO,ZnO:Alなどの透明導電膜を0.3〜
1.0μm程度の厚みに形成したものであり、蛍光体層
8は、ZnO:Zn等の蛍光体により厚み10μm程度
の層を形成したものである。ガラス基板1の上面に形成
された構造体と、ガラス基板6の下面に形成された構造
体とは、図1に示すように、対向するように配置され、
両者間の空隙は真空状態に保たれる。
On the other hand, the anode 7 and the phosphor layer 8 are formed on the lower surface of the other glass substrate 6. Anode 7
Is a transparent conductive film of ITO, ZnO: Al, etc.
The phosphor layer 8 is formed to have a thickness of about 1.0 μm, and the phosphor layer 8 is formed of a phosphor such as ZnO: Zn to have a thickness of about 10 μm. As shown in FIG. 1, the structure formed on the upper surface of the glass substrate 1 and the structure formed on the lower surface of the glass substrate 6 are arranged so as to face each other.
The gap between the two is kept in a vacuum state.

【0011】このような構造をもった真空マイクロ素子
は、真空管と同様の動作を行う。すなわち、冷陰極3を
カソード、陽極7をアノード、引出電極5をグリッド、
として各電極に所定の電圧をかければ、冷陰極3から電
子を引き出し、これを陽極7へ放出させることができ、
この電子の放出量を引出電極5に与える電圧によって制
御することができる。蛍光体層8は、陽極7へ向かった
電子の衝突を受けて発光する。この発光は、陽極7およ
びガラス基板6ごしに図面上方から観測される。
The vacuum micro device having such a structure operates as a vacuum tube. That is, the cold cathode 3 is a cathode, the anode 7 is an anode, the extraction electrode 5 is a grid,
As a result, if a predetermined voltage is applied to each electrode, electrons can be extracted from the cold cathode 3 and emitted to the anode 7,
The amount of emitted electrons can be controlled by the voltage applied to the extraction electrode 5. The phosphor layer 8 emits light in response to collision of electrons toward the anode 7. This light emission is observed from above the drawing through the anode 7 and the glass substrate 6.

【0012】さて、このような構造をもった真空マイク
ロ素子を製造する上で、最も困難な工程は、円錐状の冷
陰極3を形成する工程である。比較的低い電界による電
子の放出を可能にするためには、冷陰極3の先端を鋭く
する必要があるが、そのような微細加工は非常に困難で
ある。しかも、図1には、平板状ディスプレイの1画素
分に相当する構造だけが示されているが、実際には、こ
のような構造が縦横に多数配列され、それぞれの冷陰極
3の加工精度をほぼ同じ精度にする必要がある。縦横に
配列された複数の冷陰極3の加工精度にムラが生じる
と、ディスプレイ画面としてムラのあるものになってし
まう。本発明は、このような問題を解決するためになさ
れたものであり、次のような方法によって冷陰極が製造
される。
Now, in manufacturing a vacuum micro device having such a structure, the most difficult process is to form the conical cold cathode 3. In order to enable the emission of electrons by a relatively low electric field, it is necessary to make the tip of the cold cathode 3 sharp, but such fine processing is very difficult. Moreover, FIG. 1 shows only the structure corresponding to one pixel of the flat panel display, but in reality, a large number of such structures are arrayed vertically and horizontally to improve the processing accuracy of each cold cathode 3. It is necessary to have almost the same precision. If the processing accuracy of the plurality of cold cathodes 3 arranged vertically and horizontally is uneven, the display screen becomes uneven. The present invention has been made to solve such a problem, and a cold cathode is manufactured by the following method.

【0013】図2は、本発明による製造方法を適用した
冷陰極を用いた真空マイクロ素子の断面図である。図1
と同様に、平板型のディスプレイを駆動するための真空
マイクロ素子の断面を示し、説明の便宜上、ディスプレ
イの1画素分を駆動する構造のみを、各部の実際の寸法
比を無視して描いてある。図1に示す素子との構造上の
相違は、冷陰極9の形状である。すなわち、図1の冷陰
極3が円錐状であったのに対し、図2の冷陰極9は円柱
状となっている。なお、この形状の相違に伴い、絶縁層
4の形状も若干変わっている(図1の素子では、円錐状
の冷陰極3を形成する工程により、付随的に絶縁層4の
露出面が傾斜面となるが、図2の素子では、そのような
工程は不要になる)。図2に示す1画素分の構造を縦横
に並べた状態は、図3の斜視図に示すようになる(引出
電極5の配線パターンは図示を省略している)。図1に
示すような先端が鋭利な円錐状の冷陰極3を形成するの
は困難であるが、図2に示す円柱状の冷陰極9を形成す
るのは容易である。しかしながら、冷陰極9が単なる円
柱状の電極であったならば、電子を放出させるための動
作ゲート電圧がかなり高くなる。そこで、低電圧で冷陰
極9から電子を放出させるためには、物理的な突起を設
ける必要がある。本発明では、次のような斜方蒸着法に
より、円柱状の冷陰極9の上面に電子放出用の突起を形
成させている。
FIG. 2 is a sectional view of a vacuum micro device using a cold cathode to which the manufacturing method according to the present invention is applied. Figure 1
Similarly to the above, a cross section of a vacuum micro-element for driving a flat panel display is shown, and for convenience of explanation, only a structure for driving one pixel of the display is drawn ignoring the actual dimensional ratio of each part. . The structural difference from the device shown in FIG. 1 is the shape of the cold cathode 9. That is, the cold cathode 3 in FIG. 1 has a conical shape, whereas the cold cathode 9 in FIG. 2 has a cylindrical shape. Note that the shape of the insulating layer 4 is slightly changed due to this difference in shape (in the device of FIG. 1, the exposed surface of the insulating layer 4 is incidentally an inclined surface due to the step of forming the conical cold cathode 3). However, in the device of FIG. 2, such a process is unnecessary). The state in which the structures for one pixel shown in FIG. 2 are arranged vertically and horizontally is as shown in the perspective view of FIG. 3 (the wiring pattern of the extraction electrode 5 is not shown). Although it is difficult to form the cold cathode 3 having a conical shape with a sharp tip as shown in FIG. 1, it is easy to form the cylindrical cold cathode 9 shown in FIG. However, if the cold cathode 9 is a mere columnar electrode, the operating gate voltage for emitting electrons becomes considerably high. Therefore, in order to emit electrons from the cold cathode 9 at a low voltage, it is necessary to provide a physical protrusion. In the present invention, the projection for electron emission is formed on the upper surface of the cylindrical cold cathode 9 by the following oblique vapor deposition method.

【0014】図4は、一般的な斜方蒸着の方法を示す図
である。図示しない排気系(たとえば真空ポンプ)によ
って減圧されたチャンバ10内に基板11を収容し、斜
方蒸着を行えば、この基板11の表面に蒸着層12が形
成される。この斜方蒸着の特徴は、基板11を水平面か
ら角度θだけ傾斜させてホルダ13に固定する点にあ
る。蒸着層12を形成するもとになる材料は、るつぼ1
4内に蒸着材料15として用意されるが、基板11が傾
斜しているため、基板11の主面に対する法線nから外
れた位置に蒸着材料15が置かれることになる。るつぼ
14の下には、電子銃16が設けられており、図示しな
い電子偏向系(電磁石など)により、この電子銃16か
ら放出された電子がるつぼ14内の蒸着材料15に衝突
する。この衝突により、蒸着材料15の原子(この実施
例では鉄Feの原子)がチャンバ10内に飛び出し、基
板11の表面に堆積する。こうして、基板11の表面に
は、徐々に鉄Feからなる蒸着層12が形成されること
になる。ここで注目すべきことは、このような斜方蒸着
を行うと、蒸着層12が斜めの構造をもつことである。
具体的には、図5に示す断面図のように、基板11の表
面に形成される蒸着層12は、基板11の主面に対して
傾斜した柱状構造をもった層となる。これは、斜方蒸着
の過程で、基板11上に先に蒸着した材料により、いわ
ば陰となる領域が形成されるためと考えられている。
FIG. 4 is a diagram showing a general method of oblique vapor deposition. When the substrate 11 is housed in the chamber 10 whose pressure is reduced by an exhaust system (for example, a vacuum pump) (not shown) and oblique vapor deposition is performed, the vapor deposition layer 12 is formed on the surface of the substrate 11. The feature of this oblique vapor deposition lies in that the substrate 11 is tilted from the horizontal plane by an angle θ and fixed to the holder 13. The material from which the vapor deposition layer 12 is formed is the crucible 1
4 is prepared as the vapor deposition material 15, but since the substrate 11 is inclined, the vapor deposition material 15 is placed at a position deviated from the normal line n to the main surface of the substrate 11. An electron gun 16 is provided below the crucible 14, and an electron deflection system (electromagnet or the like) (not shown) causes electrons emitted from the electron gun 16 to collide with the vapor deposition material 15 in the crucible 14. Due to this collision, atoms of the vapor deposition material 15 (atoms of iron Fe in this embodiment) jump out into the chamber 10 and deposit on the surface of the substrate 11. Thus, the vapor deposition layer 12 made of iron Fe is gradually formed on the surface of the substrate 11. What should be noted here is that when such oblique vapor deposition is performed, the vapor deposition layer 12 has an oblique structure.
Specifically, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5, the vapor deposition layer 12 formed on the surface of the substrate 11 has a columnar structure inclined with respect to the main surface of the substrate 11. It is considered that this is because a shadow area is formed on the substrate 11 by the material previously deposited in the process of oblique deposition.

【0015】本願発明者は、冷陰極9を、このような斜
方蒸着によって形成すれば、電子放出に適した多数の柱
状突起が冷陰極9の表面に形成されることを発見したの
である。すなわち、図2に示すような円柱状の冷陰極9
を形成する工程を、斜方蒸着法によって行えば、冷陰極
9の上面に電子放出に適した多数の微細な柱状突起が得
られることになる。具体的には、ガラス基板1の上に配
線層2を形成した後、この基板1を、図4に示すよう
に、チャンバ内に傾斜させて固定する。傾斜角度θとし
ては、60°以上に設定するのが好ましい。そして、こ
の基板1の上に金属を2μm程度の厚みに斜方蒸着して
蒸着層を形成する。この蒸着層を所定のパターンに基づ
いてパターニングすれば、図2に示すような円柱状の冷
陰極9を得ることができる。斜方蒸着を行ったため、冷
陰極9は、図5に示すような柱状構造を構成し、表面に
は電子放出に適した凹凸構造が形成される。なお、冷陰
極9を構成する蒸着材料としては、比較的電子を放出し
やすく、耐熱性、耐腐食性にすぐれたW,Mo,Ti,
Ta,Nb,Au,Ag,Cuなどの金属を用いるのが
よい。この後、絶縁層4および引出電極5を形成すれ
ば、陰極側の構造は完成する。このような斜方蒸着は、
図3に示すような平面に対して一様に行うことができる
ため、複数の冷陰極9の上面にはほぼ一様に柱状突起が
形成されるようになり、平板型ディスプレイの駆動素子
として用いても画面にムラが生じることはない。
The inventor of the present application has discovered that if the cold cathode 9 is formed by such oblique vapor deposition, a large number of columnar projections suitable for electron emission are formed on the surface of the cold cathode 9. That is, a columnar cold cathode 9 as shown in FIG.
If the step of forming is carried out by the oblique evaporation method, a large number of fine columnar projections suitable for electron emission can be obtained on the upper surface of the cold cathode 9. Specifically, after the wiring layer 2 is formed on the glass substrate 1, the substrate 1 is tilted and fixed in the chamber as shown in FIG. The inclination angle θ is preferably set to 60 ° or more. Then, metal is obliquely vapor-deposited on the substrate 1 to a thickness of about 2 μm to form a vapor deposition layer. By patterning this vapor deposition layer based on a predetermined pattern, a cylindrical cold cathode 9 as shown in FIG. 2 can be obtained. Since the oblique deposition is performed, the cold cathode 9 has a columnar structure as shown in FIG. 5, and the uneven structure suitable for electron emission is formed on the surface. In addition, as the vapor deposition material forming the cold cathode 9, W, Mo, Ti, which is relatively easy to emit electrons, and has excellent heat resistance and corrosion resistance,
It is preferable to use a metal such as Ta, Nb, Au, Ag, Cu. After that, if the insulating layer 4 and the extraction electrode 5 are formed, the structure on the cathode side is completed. Such oblique deposition is
Since it can be performed uniformly on a plane as shown in FIG. 3, columnar protrusions are formed on the upper surfaces of the plurality of cold cathodes 9 almost uniformly, and the columnar protrusions are used as driving elements for a flat panel display. However, there is no unevenness on the screen.

【0016】もっとも、本発明は図2あるいは図3に示
すような構造の真空マイクロ素子への適用だけに限定さ
れるものではない。図6は、また別な構造をもった真空
マイクロ素子の電子放出側(冷陰極側)の斜視図であ
る。図2に示す構造が縦型と呼ばれるのに対し、図6に
示す構造は横型と呼ばれるものである。基板20の上に
絶縁層21を介して平板状の冷陰極22が形成され、絶
縁層23を介して引出電極24が形成されている。電子
は、冷陰極22の引出電極24側の電子放出端22aか
ら引き出され、図示されていない陽極へと放出される。
この横型では、冷陰極22と引出電極24との間隙をか
なり小さくすることができるため、縦型に比べてより低
電圧で電子放出が可能になるという利点がある。このよ
うな横型の真空マイクロ素子においても、本発明は適用
可能である。すなわち、冷陰極22の少なくとも電子放
出端22aの面に上述した斜方蒸着を行い、微細な柱状
突起を多数形成すればよい。
However, the present invention is not limited to the application to the vacuum micro device having the structure shown in FIG. 2 or 3. FIG. 6 is a perspective view of the electron emission side (cold cathode side) of a vacuum micro device having another structure. The structure shown in FIG. 2 is called a vertical type, while the structure shown in FIG. 6 is called a horizontal type. A flat plate-shaped cold cathode 22 is formed on the substrate 20 via an insulating layer 21, and an extraction electrode 24 is formed via an insulating layer 23. The electrons are extracted from the electron emission end 22a of the cold cathode 22 on the extraction electrode 24 side and emitted to an anode (not shown).
In this horizontal type, the gap between the cold cathode 22 and the extraction electrode 24 can be made quite small, so that there is an advantage that electrons can be emitted at a lower voltage than in the vertical type. The present invention is also applicable to such a horizontal vacuum micro device. That is, the oblique vapor deposition described above may be performed on at least the surface of the electron emitting end 22a of the cold cathode 22 to form a large number of fine columnar projections.

【0017】以上、本発明を図示する実施例に基づいて
説明したが、本発明はこれらの実施例のみに限定される
ものではなく、この他にも種々の態様で実施可能であ
る。たとえば、上述の実施例では、蒸着材料に電子を衝
突させるEB蒸着により斜方蒸着を行った例を示した
が、蒸着材料をヒータで熱する熱蒸着を用いてもかまわ
ない。また、冷陰極9の形状は円柱状に限定されるもの
ではなく、表面に微細な突起構造が形成されていれば、
全体的な形状はどのようなものでもかまわない。たとえ
ば、基板を回転させながら斜方蒸着を行えば、円錐状の
冷陰極9を形成することも可能である。
The present invention has been described above based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments and can be implemented in various modes other than this. For example, in the above-described embodiment, the example in which the oblique evaporation is performed by the EB evaporation in which electrons are made to collide with the evaporation material is shown, but thermal evaporation in which the evaporation material is heated by a heater may be used. Further, the shape of the cold cathode 9 is not limited to a cylindrical shape, and if a fine protrusion structure is formed on the surface,
The overall shape does not matter. For example, it is possible to form the conical cold cathode 9 by performing oblique vapor deposition while rotating the substrate.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る電子放出用
冷陰極の製造方法によれば、斜方蒸着によって冷陰極を
形成するようにしたため、電子放出に適した表面構造を
もつ電子放出用冷陰極を容易に作成することができる。
As described above, according to the method for manufacturing a cold cathode for electron emission according to the present invention, the cold cathode is formed by oblique vapor deposition. Therefore, the electron emission cold cathode having a surface structure suitable for electron emission is used. A cold cathode can be easily manufactured.

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

【図1】従来の一般的な縦型真空マイクロ素子の構造を
示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional general vertical vacuum micro device.

【図2】本発明を適用して製造された縦型真空マイクロ
素子の構造を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a vertical vacuum micro device manufactured by applying the present invention.

【図3】図2に示す構造をもった真空マイクロ素子を平
面上に配列した状態を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which vacuum micro elements having the structure shown in FIG. 2 are arranged on a plane.

【図4】一般的な斜方蒸着の方法を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a general method of oblique vapor deposition.

【図5】斜方蒸着によって形成される蒸着層の構造を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a structure of a vapor deposition layer formed by oblique vapor deposition.

【図6】本発明を適用して製造された横型真空マイクロ
素子の構造を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a structure of a horizontal vacuum micro device manufactured by applying the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガラス基板 2…配線層 3…冷陰極 4…絶縁層 5…引出電極 6…ガラス基板 7…陽極 8…蛍光体層 9…冷陰極 10…チャンバ 11…基板 12…蒸着層 13…ホルダ 14…るつぼ 15…蒸着材料 16…電子銃 20…基板 21…絶縁層 22…冷陰極 22a…電子放出端 23…絶縁層 24…引出電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate 2 ... Wiring layer 3 ... Cold cathode 4 ... Insulating layer 5 ... Extraction electrode 6 ... Glass substrate 7 ... Anode 8 ... Phosphor layer 9 ... Cold cathode 10 ... Chamber 11 ... Substrate 12 ... Evaporation layer 13 ... Holder 14 ... Crucible 15 ... Vapor deposition material 16 ... Electron gun 20 ... Substrate 21 ... Insulating layer 22 ... Cold cathode 22a ... Electron emission end 23 ... Insulating layer 24 ... Extraction electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 冷陰極と引出電極と陽極とを備え、引出
電極によって冷陰極から電子を引き出してこれを陽極へ
と放出させる装置、に用いられる冷陰極の製造方法にお
いて、冷陰極を形成すべき基板を、チャンバ内において
水平面に対して所定の角度傾斜させた状態で固定し、こ
の基板の主面に対する法線上から外れた位置に蒸着材料
を置き、この蒸着材料を前記基板上に斜方蒸着させるこ
とにより、前記冷陰極の電子放出面を形成することを特
徴とする電子放出用冷陰極の製造方法。
1. A method for producing a cold cathode used in a device comprising a cold cathode, an extraction electrode, and an anode, wherein an electron is drawn from the cold cathode by the extraction electrode and emitted to the anode. The substrate to be fixed is fixed in the chamber at a predetermined angle with respect to the horizontal plane, the vapor deposition material is placed at a position deviating from the normal to the main surface of the substrate, and the vapor deposition material is obliquely placed on the substrate. A method of manufacturing a cold cathode for electron emission, comprising forming an electron emission surface of the cold cathode by vapor deposition.
JP1807993A 1993-01-08 1993-01-08 Manufacture of electron emitting cold cathode Pending JPH06203748A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1807993A JPH06203748A (en) 1993-01-08 1993-01-08 Manufacture of electron emitting cold cathode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1807993A JPH06203748A (en) 1993-01-08 1993-01-08 Manufacture of electron emitting cold cathode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06203748A true JPH06203748A (en) 1994-07-22

Family

ID=11961649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1807993A Pending JPH06203748A (en) 1993-01-08 1993-01-08 Manufacture of electron emitting cold cathode

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06203748A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0687018A3 (en) * 1994-05-18 1996-04-24 Toshiba Kk Device for emitting electrons

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0687018A3 (en) * 1994-05-18 1996-04-24 Toshiba Kk Device for emitting electrons

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5243252A (en) Electron field emission device
US5703435A (en) Diamond film flat field emission cathode
US7465210B2 (en) Method of fabricating carbide and nitride nano electron emitters
JPH07111869B2 (en) Method for manufacturing cathode-luminescence display means
US5628659A (en) Method of making a field emission electron source with random micro-tip structures
US5675216A (en) Amorphic diamond film flat field emission cathode
JP3253683B2 (en) Method of manufacturing field emission cold cathode plate
JPH08273526A (en) Electric field effect electron emission element and its preparation
JP2969081B2 (en) Electron emitting device having horizontal field effect and method of manufacturing the same
JPH06203748A (en) Manufacture of electron emitting cold cathode
US5780960A (en) Micro-machined field emission microtips
US6127773A (en) Amorphic diamond film flat field emission cathode
Jeong et al. Electrical properties of Cs3Sb photocathode emitters in panel device applications
KR100257568B1 (en) Method for a field emitter array of a field emission display
JPH1050206A (en) Manufacture of field emission element
EP1159752B1 (en) Cathode structure for a field emission display
KR100286450B1 (en) Field emission emitter and method of manufacturing the same
US5938493A (en) Method for increasing field emission tip efficiency through micro-milling techniques
JPH02257540A (en) Source of hot electron beam and its manufacture
JPH06203747A (en) Manufacture of electron emitting cold cathode
Cho et al. Fabrication of field emitter arrays using the mold method for FED application
KR100290136B1 (en) Method for fabricating field emission display device
KR100282261B1 (en) Field emission cathode array and its manufacturing method
JPH05274998A (en) Electron emission element
KR100343206B1 (en) Horizontal field emission display and fabricating method thereof