NL1012681C2

NL1012681C2 - Cold cathode field emission device, cold cathode field emission display unit, and processes for its manufacture.

Info

Publication number: NL1012681C2
Application number: NL1012681A
Authority: NL
Inventors: Kazuo Kikuchi; Shinji Kubota
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2000-09-27
Also published as: NL1012681A1; JP2000235832A

Description

KOUDE KATHODE VELDEMISSIE INRICHTING, KOUDE KATHODE VELDEMISSIE WEERGEEFEENHEID, EN PROCESSEN VOOR DE VERVAARDIGING DAARVANCOLD CATHODE FIELD EMISSIONS DEVICE, COLD CATHODE FIELD EMISSIONS DISPLAY, AND PROCESSES FOR THE MANUFACTURE THEREOF

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING EN STAND VAN DE TECHNIEKBACKGROUND OF THE INVENTION AND STATE OF THE ART

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een koude kathode veldemissie inrichting, een koude kathode veldemissie weergeefeenheid en processen voor de vervaardiging daarvan. Meer specifiek heeft de uitvinding 5 betrekking op een koude kathode veldemissie inrichting met de vorm van een kolom, een koude kathode veldemissie weergeefeenheid van het vlakke paneeltype met een aantal koude kathode veldemissie inrichtingen gerangschikt in een tweedimensionale matrix, en processen voor de ver-10 vaardiging daarvan.The present invention relates to a cold cathode field emission device, a cold cathode field emission display unit and processes for the manufacture thereof. More specifically, the invention relates to a column-shaped cold cathode field emission device, a flat panel type cold cathode field emission display unit having a plurality of cold cathode field emission devices arranged in a two-dimensional matrix, and processes for the manufacture. thereof.

Studies zijn uitgevoerd op verscheidene weer-geefeenheden van het vlakke paneeltype voor een beeld-weergeefeenheid, die de huidige kathodestraalbuizen (CRT) moet vervangen. De weergeefeenheden van het vlakke type 15 omvatten een vloeibaar kristal weergeefeenheid (LCD), een elektroluminescentie weergeefeenheid (ELD) en een plasma-weergeefeenheid (PDP). Verder is voorgesteld een koude kathode emissieweergeefeenheid vanuit het gezichtspunt van helderheid bij weergave.Studies have been conducted on various flat panel display units for an image display unit to replace the current cathode ray tubes (CRT). The flat type display units 15 include a liquid crystal display unit (LCD), an electroluminescence display unit (ELD) and a plasma display unit (PDP). Furthermore, a cold cathode emission display unit has been proposed from the viewpoint of brightness on display.

20 De bovengenoemde koude kathode veldemissie weergeefeenheid (die soms simpelweg aangeduid wordt met ("veldemissie weergeefeenheid") heeft een aantal beeldpunten zoals is weergegeven in het conceptuele aanzicht van fig.33, en elk beeldpunt omvat een aantal koude 25 kathode veldemissie inrichtingen van het Spindt type (hierna soms simpelweg "veldemissie inrichting volgens het Spindt type" genoemd), die zijn gerangschikt in een tweedimensionale matrixvorm. Elke veldemissie inrichting volgens het Spindt type omvat een gepatroneerde elektro-30 delaag (kathode elektrode laag) 11, een isolerende tussenlaag 12, een poortelektrode 14 gevormd op de isolerende tussenlaag 12 en een emitterelektrode 102, die gevormd 1012681 2 is in een openingsgedeelte, dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12.The above cold cathode field emission display unit (which is sometimes simply referred to as ("field emission display unit") has a number of pixels as shown in the conceptual view of FIG. 33, and each pixel comprises a number of cold cathode field emission devices from the Spindt type (hereinafter sometimes simply referred to as "Spindt type field emission device"), which are arranged in a two-dimensional matrix form. Each Spindt type field emission device comprises a patterned electro-layer (cathode electrode layer) 11, an insulating intermediate layer 12, a gate electrode 14 formed on the insulating intermediate layer 12 and an emitter electrode 102 formed 1012681 2 in an opening portion formed in the insulating intermediate layer 12.

De kathode elektrodelaag 11 is bijvoorbeeld gevormd op een diëlectricum ondersteunend substraat 10, 5 dat is opgebouwd uit een glassubstraat, en de kathode elektrodelaag 11 is vervaardigd van bijvoorbeeld niobium (Nb). De kathode elektrodelaag 11 en het diëlectricum ondersteunend oppervlak 10 zijn bedekt met de isolerende tussenlaag 12. De emitterelektrode 102 is een conisch 10 uiteinde, dat gevormd is op de kathode elektrodelaag 11 volgens een halfgeleider vervaardigingsproces en heeft een diameter van ongeveer 1,0 μιπ. De emitterelektrode 102 is opgebouwd uit molybdeen (Mo) of dergelijke. Aan de zijde van het boveneinde van de emitterelektrode 102 is 15 de poortelektrode 114 voorzien, teneinde de emitterelektrode 102 te omgeven. Een spanning wordt aangebracht tussen de emitterelektrode 102 en de poortelektrode 14 om een elektrisch veld te genereren en als gevolg van het elektrische veld worden elektronen geëxtraheerd uit het 20 boveneinde van de emitterelektrode 102. De elektronen worden aangetrokken tot naar een tweede elektrodelaag (anode elektrode laag) 21, die gevormd is op een transparant substraat 20 om te botsen met een fluorescerende laag (licht uitzendende laag) 22, die gevormd is tussen 25 de anode elektrodelaag 21 en het transparante substraat 20, en als gevolg hiervan zendt de fluorescerende laag 22 licht uit en kan een bedoeld beeld verkregen worden. De prestaties van de veldemissie inrichting van het Spindt type worden in principe gestuurd op basis van een span-30 ning, die aangebracht wordt op de poortelektrode 14. Een dergelijke weergeefeenheid wordt bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.857.161. Het proces voor de productie van de in het bovenstaande Amerikaanse octrooischrift beschreven veldemissie inrichting van het 35 Spindt type zal hierna onder verwijzing naar figuren 34A, 34B, 35A en 35B geschetst worden.For example, the cathode electrode layer 11 is formed on a dielectric support substrate 10, 5 which is composed of a glass substrate, and the cathode electrode layer 11 is made of, for example, niobium (Nb). The cathode electrode layer 11 and the dielectric supporting surface 10 are covered with the insulating intermediate layer 12. The emitter electrode 102 is a conical end formed on the cathode electrode layer 11 by a semiconductor manufacturing process and has a diameter of about 1.0 µm. The emitter electrode 102 is constructed from molybdenum (Mo) or the like. At the top end side of the emitter electrode 102, the gate electrode 114 is provided to surround the emitter electrode 102. A voltage is applied between the emitter electrode 102 and the gate electrode 14 to generate an electric field and as a result of the electric field, electrons are extracted from the upper end of the emitter electrode 102. The electrons are attracted to a second electrode layer (anode electrode layer 21, which is formed on a transparent substrate 20 to collide with a fluorescent layer (light emitting layer) 22, which is formed between the anode electrode layer 21 and the transparent substrate 20, and as a result, the fluorescent layer 22 emits light and an intended image can be obtained. The performance of the Spindt type field emission device is basically controlled on the basis of a voltage applied to the gate electrode 14. Such a display unit is described, for example, in U.S. Patent No. 4,857,161. The process for producing the Spindt type field emission device described in the above U.S. Patent will be outlined below with reference to Figures 34A, 34B, 35A and 35B.

[Stap-10] 10 A 2 68 1 3[Step-10] 10 A 2 68 1 3

Een niobium laag wordt gevormd op een diëlec-tricum ondersteunend substraat 10, welke laag bijvoorbeeld is opgebouwd uit een glassubstraat en vervolgens wordt de niobium laag gepatroneerd om een elektrodelaag 5 (kathode elektrode laag) 11 te vormen. Vervolgens wordt een isolerende tussenlaag 12 van bijvoorbeeld Si02 gevormd op het gehele oppervlak door middel van een CVD methode. Verder wordt een poortelektrode 14 gevormd door bijvoorbeeld het vormen van een metaallaag op de isolerende 10 tussenlaag 12 door een CVD methode en het vervolgens patroneren van de metaallaag. Vervolgens wordt een ope-ningsgedeelte 15 gevormd in de poortelektrode 14 door lithografie en droge etsmethoden. Verder wordt de isolerende tussenlaag 12 onder het openingsgedeelte 15 geëtst 15 om een openingsgedeelte 13 in de isolerende tussenlaag 212 te vormen (zie fig.34A).A niobium layer is formed on a dielectric-supporting substrate 10, which layer is composed, for example, of a glass substrate, and then the niobium layer is patterned to form an electrode layer 5 (cathode electrode layer) 11. Then, an insulating intermediate layer 12 of, for example, SiO2 is formed on the entire surface by a CVD method. Furthermore, a gate electrode 14 is formed, for example, by forming a metal layer on the insulating intermediate layer 12 by a CVD method and then patterning the metal layer. Then, an opening portion 15 is formed in the gate electrode 14 by lithography and dry etching methods. Furthermore, the insulating intermediate layer 12 is etched below the opening portion 15 to form an opening portion 13 in the insulating intermediate layer 212 (see Fig. 34A).

[Stap-20][Step-20]

Vervolgens wordt een afpellaag 100 die is opgebouwd uit aluminium, gevormd op de poortelektrode 14 20 door een schuine dampdepositie van aluminium (zie fig.34B). Aluminium wordt schuin damp-gedeponeerd, zodat de gesputterde delen van aluminium de poortelektrode 14 bereiken onder een hoek van ongeveer 75° ten opzichte van de normaal van de poortelektrode 14. Dientengevolge wordt 25 aluminium gedeponeerd om de afpellaag 100 te vormen met "overhangende delen" die zich uitstrekken vanaf een randgedeelte 15A van het in de poortelektrode 14 gevormde openingsgedeelte 15. Als gevolg hiervan krijgt het openingsgedeelte 15 een verminderde diameter door de afpel-30 laag 100.Then, a peel layer 100 constructed of aluminum is formed on the gate electrode 14 by an oblique vapor deposition of aluminum (see Fig. 34B). Aluminum is vapor-deposited obliquely so that the sputtered portions of aluminum reach the gate electrode 14 at an angle of about 75 ° from the normal of the gate electrode 14. As a result, aluminum is deposited to form the peel layer 100 with "overhangs" extending from an edge portion 15A of the opening portion 15 formed in the gate electrode 14. As a result, the opening portion 15 is reduced in diameter by the peel layer 100.

[Stap-30][Step-30]

Vervolgens wordt een metaallaag 101 gevormd door verticale dampdepositie van molybdeen, waardoor een emitterelektrode 102 van molybdeen met een conisch uit-35 einde gevormd is in een onderste gedeelte van het openingsgedeelte 13 (zie fig.35A).Then, a metal layer 101 is formed by vertical vapor deposition of molybdenum, whereby a molybdenum emitter electrode 102 with a conical end is formed in a lower portion of the opening portion 13 (see Fig. 35A).

[Stap-40] F10 1 2 6 8 1 4[Step-40] F10 1 2 6 8 1 4

Vervolgens wordt de afpellaag 100 afgepeld van het oppervlak van de poortelektrode 14 door een elektrochemisch proces en een nat proces teneinde de metaallaag 101 op de poortelektrode 14 (zie fig.35B) op selectieve 5 wijze te verwijderen, waardoor een veldemissie inrichting van het Spindt type met de in fig.33 weergegeven structuur verkregen kan worden.Then, the peel layer 100 is peeled from the surface of the gate electrode 14 by an electrochemical process and a wet process to selectively remove the metal layer 101 on the gate electrode 14 (see Fig. 35B), thereby producing a Spindt type field emission device. with the structure shown in Fig. 33.

In de veldemissie inrichting van het Spindt type, die de in fig.35B getoonde structuur heeft, is de 10 elektron uitzendende karakteristiek daarvan in grote mate afhankelijk van de afstand vanaf het randgedeelte 15A van het in de poortelektrode 14 gevormde openingsgedeelte 15 tot aan het bovenste eindgedeelte van de emitterelektrode 102. De bovenstaande afstand is in grote mate afhankelijk 15 van de procesnauwkeurigheid van de vorm van het openingsgedeelte 15, afhankelijk van de dimensionele nauwkeurigheid van de diameter van het openingsgedeelte 15 en afhankelijk van de dikte nauwkeurigheid van de in [Stap-30] gevormde metaallaag 101. Het is daarom noodzakelijk 20 om de vorming van de metaallaag 101 uniform over het gehele oppervlak van het diëlectricum ondersteunende substraat uit te voeren voor het voortbrengen van de veldemissie weergeefeenheid met een aantal veldemissie inrichtingen van het Spindt type, die uniforme karakte-25 ristieken hebben. Indien verder de metaallaag 101 niet verticaal gedeponeerd kan worden, varieert de afstand vanaf het bovenste eindgedeelte van de conische emitter elektrode 102 tot aan de poortelektrode 14 onderling tussen de veldemissie inrichtingen van het Spindt type.In the Spindt type field emission device having the structure shown in Fig. 35B, its 10 electron-emitting characteristic depends to a great extent on the distance from the edge portion 15A of the opening portion 15 formed in the gate electrode 14 to the upper end portion of the emitter electrode 102. The above distance depends to a large extent on the process accuracy of the shape of the opening portion 15, depending on the dimensional accuracy of the diameter of the opening portion 15 and depending on the thickness accuracy of the [Step- 30] formed metal layer 101. It is therefore necessary to perform the formation of the metal layer 101 uniformly over the entire surface of the dielectric supporting substrate to produce the field emission display unit with a number of Spindt type field emission devices having uniform have character-25 ristics. Furthermore, if the metal layer 101 cannot be vertically deposited, the distance from the upper end portion of the conical emitter electrode 102 to the gate electrode 14 varies among the Spindt type field emission devices.

30 Als gevolg hiervan kunnen de beeldweergave karakteristieken van de veldemissie weergeefeenheid, zoals helderheid van een beeld, variëren. Het is echter erg moeilijk om de metaallaag 101 met een uniforme dikte over het gehele oppervlak van het diëlectricum ondersteunende substraat 35 van grote oppervlakte te deponeren voor het voortbrengen van een veldemissie weergeefeenheid van een groot oppervlak en er kan niet alleen diktevariatie in het vlak van de metaallaag 101 op het diëlectricum ondersteunende 1012681 5 substraat, maar tevens een diktevariatie onder een aantal daarvan optreden. Bovendien is een inrichting voor de positie op grote schaal vereist. Aangezien het vereist is om de metaallaag 101 met een dikte van ongeveer Ιμτη of 5 meer door een dampdepositiewerkwijze te deponeren, is de doorvoer laag.As a result, the image display characteristics of the field emission display unit, such as brightness of an image, may vary. However, it is very difficult to deposit the metal layer 101 of uniform thickness over the entire surface of the dielectric supporting substrate 35 of large surface area to produce a large area field emission display unit and not only can thickness variation in the plane of the metal layer 101 on the dielectric supporting substrate 1012681 5, but also a thickness variation under some of them may occur. In addition, a large-scale position device is required. Since it is required to deposit the metal layer 101 with a thickness of about Ιμτη or 5 more by a vapor deposition process, the throughput is low.

Het is verder vereist om de afpellaag 100 te vormen door een schuine dampdepositiemethode. Het is echter moeilijk om de bovenstaande afpellaag 100 over het 10 gehele oppervlak van het diëlectricum ondersteunende substraat met een groot oppervlak te vormen en het is tevens moeilijk om de afpellaag 100 zodanig nauwkeurig te deponeren, dat de afpellaag 100 zich uitstrekt strikt vanaf het randgedeelte 15A van het in de poortelektrode 15 14 gevormde openingsgedeelte 15 teneinde "overhangende delen " te hebben. Verder varieert de vorming van de afpellaag 100 niet alleen in het vlak van het diëlectricum ondersteunende substraat, maar tevens onder een aantal daarvan.It is further required to form the peel layer 100 by an oblique vapor deposition method. However, it is difficult to form the above peel layer 100 over the entire surface of the dielectric supporting large area substrate, and it is also difficult to deposit the peel layer 100 so precisely that the peel layer 100 extends strictly from the edge portion 15A. of the opening portion 15 formed in the gate electrode 14 to have "overhangs". Furthermore, the formation of the peel layer 100 varies not only in the plane of the dielectric supporting substrate, but also under some of them.

20 Verder is het niet alleen erg moeilijk om de afpellaag 100 over het gehele oppervlak van het glassubstraat met een groot oppervlak af te pellen voor het voortbrengen van de veldemissie weergeefeenheid met een groot oppervlak, maar het afpellen van de afpellaag 100 25 veroorzaakt tevens een verontreiniging, die resulteert in de afname van de productie opbrengst van de veldemissie weergeefeenheden.Furthermore, not only is it very difficult to peel off the peeling layer 100 over the entire surface of the large area glass substrate to produce the large area field emission display unit, but peeling off the peeling layer 100 also causes contamination. , which results in the decrease in the production yield of the field emission display units.

Aangezien bovendien de hoogte van de conische emitterelektrode 102 hoofdzakelijk gedefinieerd wordt 30 door de dikte van de metaallaag 101, wordt de ontwerpvrijheid van de emitterelektrode 102 verminderd. Aangezien er verder moeilijkheden zijn bij het bepalen van de hoogte van de emitterelektrode 102 zoals vereist, wordt de dikte van de isolerende tussenlaag 12 onvermijdelijk 35 verkleind, wanneer de afstand vanaf de emitterelektrode 102 naar de poortelektrode 14 afneemt. Wanneer echter de dikte van de isolerende tussenlaag 12 wordt verminderd, kan de capacitantie tussen de poortelektrode 14 en de 1012681 6 kathode elektrode laag 11 niet verminderd worden, zodat de belasting op de elektrische schakeling van de veld-emissie weergeefeenheid toeneemt, zodat verder problemen optreden, dat de uniformiteit in het vlak en de beeldkwa-5 liteit van de veldemissie weergeefeenheid gedegradeerd wordt.Moreover, since the height of the conical emitter electrode 102 is mainly defined by the thickness of the metal layer 101, the design freedom of the emitter electrode 102 is reduced. Since there are further difficulties in determining the height of the emitter electrode 102 as required, the thickness of the insulating intermediate layer 12 is inevitably decreased as the distance from the emitter electrode 102 to the gate electrode 14 decreases. However, when the thickness of the insulating intermediate layer 12 is reduced, the capacitance between the gate electrode 14 and the 1012681 6 cathode electrode layer 11 cannot be reduced, so that the load on the electrical circuit of the field emission display unit increases, causing further problems that the in-plane uniformity and image quality of the field emission display unit is degraded.

Een emitterelektrode, die de vorm van een kolom heeft, wordt bijvoorbeeld beschreven in het Japanse octrooischrift JP-A-9-139173. De in het bovengenoemde 10 Japanse octrooischrift JP-A-9-139173 beschreven werkwijze voor het vormen van de emitterelektrode verschilt echter geheel van de werkwijze voor het vormen van een koude kathode veldemissie inrichting of een koude kathode veldemissie weergeefeenheid, zoals verschaft door de 15 onderhavige uitvinding. Het is tevens vereist om een isolerende laag 7 van Si02 door middel van een Chimney-dampdepositie werkwijze voor het vormen van de emitterelektrode te vormen, terwijl het moeilijk is om de tussenlaag 7 te vormen met een hoge nauwkeurigheid over 20 het gehele oppervlak van een glassubstraat met een groot oppervlak voor het voortbrengen van een veldemissie weergeefeenheid met een groot oppervlak. Verder is het vereist om een deel van de isolerende laag 7 en een deel van de poortelektrode 8 samen te verwijderen door een 25 natte werkwijze gebruikmakend van een afpelvloeistof. Het is niet alleen erg moeilijk om deze te verwijderen van het gehele oppervlak van het glassubstraat met een groot gebied, maar het afpellen veroorzaakt tevens een verontreiniging .An emitter electrode, which has the shape of a column, is described, for example, in Japanese Patent JP-A-9-139173. However, the method of forming the emitter electrode described in the above Japanese Patent JP-A-9-139173 differs completely from the method of forming a cold cathode field emission device or a cold cathode field emission display unit, as provided by the present invention. It is also required to form an insulating layer 7 of SiO 2 by a Chimney vapor deposition method to form the emitter electrode, while it is difficult to form the intermediate layer 7 with high accuracy over the entire surface of a glass substrate with a large area for producing a large area field emission display unit. Furthermore, it is required to remove part of the insulating layer 7 and part of the gate electrode 8 together by a wet method using a peeling liquid. Not only is it very difficult to remove it from the entire surface of the large area glass substrate, but the peeling also causes contamination.

30 Uit het dokument "Matrix Display using elec tron-emission devices", IBM Technical Disclosure bulletin, US, IBM corp.New York, deel 32, nummer 5b, 1 oktober 1989 (1989-10-01), biz. 239-240 is een proces bekend voor het voortbrengen van een vlakke-plaatweergeefeenheid die 35 is opgebouwd uit een rij van veldemissie-inrichtingen die individueel schakelbaar zijn.30 From the document "Matrix Display using electronic emission devices", IBM Technical Disclosure bulletin, US, IBM corp. New York, part 32, number 5b, October 1, 1989 (1989-10-01), biz. 239-240 discloses a process for producing a flat plate display unit which is composed of a row of field emission devices that are individually switchable.

DOEL EN OVERZICHT VAN DE UITVINDINGPURPOSE AND OVERVIEW OF THE INVENTION

1012681 71012681 7

Het is daarom een doel van de onderhavige uitvinding een proces te verschaffen voor de productie van koude kathode veldemissie inrichtingen, die de problemen bij de productie van conventionele kathode veld-5 emissie inrichtingen van het Spindt type overwinnen en die de eenvoudige productie mogelijk maakt van een aantal kathode veldemissie inrichtingen, die uniforme karakteristieken hebben, een proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeefeenheid en een door de 10 bovengenoemde processen geproduceerde koude kathode veldemissie inrichting en een koude kathode veldemissie weergeefeenheid.It is therefore an object of the present invention to provide a process for the production of cold cathode field emission devices, which overcomes the problems in the production of conventional Spindt type cathode field emission devices and which enables the simple production of a a number of cathode field emission devices having uniform characteristics, a process for producing a cold cathode field emission display unit and a cold cathode field emission device produced by the above processes and a cold cathode field emission display unit.

Het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting volgens een eerste aspect 15 van de onderhavige uitvinding omvat de stappen van: (A) het vormen van een gepatroneerde elektrode laag op een diëlectricum ondersteunend substraat, (B) het vormen van een isolerende tussen laag op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elek- 20 trodelaag, (C) het vormen van een poortelektrode, die gevormd is van een eerste geleidende laag op de isolerende tussenlaag, (D) het vormen van een openingsgedeelte, dat 25 door tenminste de isolerende tussenlaag penetreert en een bodemgedeelte heeft, waarin de elektrodelaag blootgesteld wordt, (E) het vormen van een zijwand van een isolerend materiaal op de zijwand van het openingsgedeelte 30 teneinde het openingsgedeelte in diameter te verkleinen, (F) het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak waaronder de binnenzijde van het openingsgedeelte door een fysieke of chemische dampdepo-sitie werkwijze, 35 (G) het etsen van de tweede geleidende laag teneinde een in de vorm van een kolom gevormde en uit de tweede geleidende laag in het openingsgedeelte opgebouwde emitterelektrode te vormen, en f01268 1 8 (H) het verwijderen van tenminste een bovenste gedeelte van de zijwand.The process for producing a cold cathode field emission device according to a first aspect of the present invention comprises the steps of: (A) forming a patterned electrode layer on a dielectric supporting substrate, (B) forming an insulating intermediate layer on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (C) forming a gate electrode formed of a first conductive layer on the insulating intermediate layer, (D) forming an opening portion passing through at least the insulating interlayer and having a bottom portion in which the electrode layer is exposed, (E) forming a sidewall of an insulating material on the sidewall of the opening portion 30 to reduce the opening portion in diameter, (F) forming a second conductive layer on the entire surface including the inside of the opening portion by a physical or chemical vapor deposition method, 35 (G) etching the second conductive layer to form a column-shaped emitter electrode constructed from the second conductive layer in the opening portion, and removing at least an upper portion of the side wall.

Het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens een eerste 5 aspect van de onderhavige uitvinding voor het tot stand brengen van het bovenstaande doel is een proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeefeenheid, die een aantal beeldpunten heeft, waarbij elk beeldpunt een aantal koude kathode 10 veldemissie inrichtingen omvat; elke koude kathode veldemissie inrichting omvattende: (a) een op een diëlectricum ondersteunend substraat gevormd gepatroneerde elektrodelaag, 15 (b) een isolerende tussenlaag, die gevormd is op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektrodelaag, (c) een op de isolerende tussenlaag gevormde poortelektrode, en 20 (d) een emitterelektrode, die geplaatst is op de elektrodelaag, die gepositioneerd is in een bodemge-deelte van een openingsgedeelte, dat door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag penetreert en dat gevormd is in de vorm van een kolom, 25 waarbij elk beeldpunt verder omvat: (e) een tweede elektrodelaag en een fluorescerende laag, die gevormd is op een transparant substraat tegenover de emitter elektrodes, het proces de stappen omvattende van: 30 (A) het vormen van de gepatroneerde elektrode laag op het diëlectricum ondersteunende substraat, (B) het vormen van de isolerende tussenlaag op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektrodelaag, 35 (C) het vormen van de poortelektrode die opge bouwd is uit een eerste geleidende laag op de isolerende tussenlaag, 10 1 2 68 1 9 (D) het vormen van het openingsgedeelte, dat door tenminste de isolerende tussenlaag penetreert en een bodemgedeelte heeft, waar de elektrodelaag blootgesteld wordt, 5 (E) het vormen van een zijwand van een isole rend materiaal op de zijwand van het openingsgedeelte, teneinde het openingsgedeelte in diameter te verkleinen, (F) het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak waaronder de binnenzijde van het 10 openingsgedeelte door een fysieke of chemische dampdepo-sitie werkwijze, (G) het etsen van de tweede geleidende laag teneinde de in de vorm van een kolom gevormde en uit de tweede geleidende laag in het openingsgedeelte opgebouwde 15 emitterelektrode te vormen, (H) het verwijderen van tenminste een bovenste gedeelte van de zijwand, en (I) het bevestigen en met elkaar verbinden van het transparante substraat waarop de fluorescerende laag 20 en de tweede elektrodelaag gevormd zijn en het diëlectri-cum ondersteunende substraat.The process for producing a cold cathode field emission display unit according to a first aspect of the present invention to accomplish the above object is a process for producing a cold cathode field emission display unit having a plurality of pixels, each pixel includes a number of cold cathode 10 field emission devices; any cold cathode field emission device comprising: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric supporting substrate, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer. and 20 (d) an emitter electrode, which is placed on the electrode layer, which is positioned in a bottom portion of an opening portion, which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer and which is formed in the form of a column, wherein each pixel further comprises: (e) a second electrode layer and a fluorescent layer formed on a transparent substrate opposite the emitter electrodes, the process comprising the steps of: (A) forming the patterned electrode layer on the dielectric supporting substrate, (B) forming the insulating intermediate layer on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (C) forming the gate electrode composed of a first conductive layer on the insulating intermediate layer, forming the opening portion which penetrates through at least the insulating intermediate layer and has a bottom portion where the electrode layer is exposed (E) forming a sidewall of an insulating material on the sidewall of the opening portion in order to reduce the opening portion in diameter, (F) forming a second conductive layer on the entire surface including the inside of the 10 opening portion by a physical or chemical vapor deposition method, (G) etching the second conductive layer to form the column-shaped emitter electrode formed from the second conducting layer in the opening portion, (H) removing at least an upper portion of the side wall, and (I) attaching and joining together the transparent substrate on which the fluorescent layer 20 is and the second electrode layer is formed and the dielectric supporting substrate.

De koude kathode veldemissie inrichting volgens het eerste aspect van de onderhavige uitvinding voor het tot stand brengen van het bovenstaande doel omvat: 25 (a) een op een diëlectricum ondersteunend substraat gevormd gepatroneerde elektrodelaag, (b) een isolerende tussenlaag, die gevormd is op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektrodelaag, 30 (c) een op de isolerende tussenlaag gevormde en uit een eerste geleidende laag opgebouwde poortelektrode, en (d) een emitterelektrode, die geplaatst is op de elektrodelaag, die gepositioneerd is in een bodemge- 35 deelte van een openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag en dat gevormd is in de vorm van een kolom, 1012681 10 waarbij de emitterelektrode gevormd wordt nadat de poortelektrode gevormd wordt op de isolerende tussenlaag door het vormen van het openingsgedeelte, dat door tenminste de isolerende tussenlaag penetreert en een 5 bodemgedeelte heeft, waarin de elektrodelaag blootgesteld wordt; door het vormen van een zijwand van een isolerend materiaal op de zijwand van het openingsgedeelte teneinde het openingsgedeelte in diameter te verkleinen; het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele 10 oppervlak, waaronder de binnenzijde van het openingsgedeelte door een fysieke of chemische dampdepositie werkwijze; het etsen van de tweede geleidende laag, en het vervolgens verwijderen van tenminste een bovenste gedeelte van de zijwand.The cold cathode field emission device according to the first aspect of the present invention for accomplishing the above object comprises: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric support substrate, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer and built up from a first conductive layer, and (d) an emitter electrode, which is placed on the electrode layer, which is positioned in a bottom portion of an opening portion which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer and which is formed in the form of a column, 1012681 10 wherein the emitter electrode is formed after the gate electrode is formed on the insulating intermediate layer by forming the opening portion which is passed through at least the insulating intermediate layer and has a bottom portion in which the electrode layer is exposed being counted; by forming a sidewall of an insulating material on the sidewall of the opening portion to reduce the opening portion in diameter; forming a second conductive layer on the entire surface, including the inside of the opening portion by a physical or chemical vapor deposition method; etching the second conductive layer, and then removing at least an upper portion of the side wall.

15 De koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens het eerste aspect van de onderhavige uitvinding voor het tot stand brengen van het bovenstaande doel is een koude kathode veldemissie weergeefeenheid met een aantal beeldpunten, waarbij elk beeldpunt een aantal 20 koude kathode veldemissie inrichtingen omvat en waarbij elke koude kathode veldemissie inrichting omvat: (a) een op een diëlectricum ondersteunend substraat gevormde gepatroneerde elektrodelaag, (b) een isolerende tussenlaag, die gevormd is 25 op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektrodelaag, (c) een op de isolerende tussenlaag gevormde en uit een eerste geleidende laag opgebouwde poortelektrode, en 30 (d) een emitterelektrode, die geplaatst is op de elektrodelaag, die gepositioneerd is in een bodemgedeelte van een openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag en dat gevormd is in de vorm van een kolom, 35 waarbij elk beeldpunt verder omvat: (e) een tweede elektrodelaag en een fluorescerende laag gevormd op een transparant substraat tegenover de emitter elektrodes, 1012681 11 waarbij de emitterelektrode nadat de poortelek-trode gevormd is op de isolerende tussen gevormd wordt door het vormen van het openingsgedeelte, dat door tenminste de isolerende tussenlaag penetreert en het bodem-5 gedeelte heeft, waar de elektrodelaag blootgesteld wordt; het vormen van een zijwand van een isolerend materiaal op de zijwand van het openingsgedeelte teneinde het openingsgedeelte in diameter te verkleinen; het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak, 10 waaronder de binnenzijde van het openingsgedeelte door een fysieke of chemische dampdepositiewerkwijze; en het vervolgens etsen van de tweede geleidende laag.The cold cathode field emission display unit according to the first aspect of the present invention to accomplish the above object is a cold cathode field emission display unit having a plurality of pixels, each pixel comprising a number of cold cathode field emission devices and each cold cathode field emission device comprises: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric supporting substrate, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c) a insulating intermediate layer formed of a first conductive layer built-up gate electrode, and (d) an emitter electrode placed on the electrode layer, which is positioned in a bottom portion of an opening portion, which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer and which is formed in the form of a column, Each pixel further comprising: (e) a second electrode layer and a fluorescent layer formed on a transparent substrate opposite the emitter electrodes, 1012681 11 wherein the emitter electrode after the gate electrode is formed on the insulating intermediate is formed by forming the opening portion which penetrates through at least the insulating intermediate layer and the bottom -5 has portion where the electrode layer is exposed; forming a sidewall of an insulating material on the sidewall of the opening portion to reduce the opening portion in diameter; forming a second conductive layer on the entire surface, including the interior of the opening portion by a physical or chemical vapor deposition process; and then etching the second conductive layer.

In het proces voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting of het proces voor de 15 productie van een koude kathode veldemissie weergeefeen-heid volgens het eerste aspect van de onderhavige uitvinding, wordt bij voorkeur tenminste een bovenste gedeelte van de zijwand in de bovengenoemde stap (H) verwijderd, zodat er geen zijwand aanwezig is op een denkbeeldig 20 lijnsegment, dat het bovenoppervlak van de emitterelektrode en het randgedeelte van het in de poortelektrode gevormde openingsgedeelte verbindt. In de koude kathode veldemissie inrichting of de koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens het eerste aspect van de onderha-25 vige uitvinding is bij voorkeur geen zijwand aanwezig op een denkbeeldig lijnsegment, dat het bovenoppervlak van de emitterelektrode en het randgedeelte van het in de poortelektrode gevormde openingsgedeelte verbindt. In deze configuraties kan een elektrisch veld op betrouwbare 30 wijze gegenereerd worden wanneer een spanning aangebracht wordt tussen de emitterelektrode en de poortelektrode. In deze configuraties steekt het eindgedeelte van het in de poortelektrode gevormde openingsgedeelte uit over het bovenste eindgedeelte van het in de isolerende tussen-35 laag gevormde openingsgedeelte, waardoor het eindgedeelte van het in de poortelektrode gevormde openingsgedeelte blootgesteld wordt, zodat een elektrisch veld gemakkelijker gevormd kan worden.In the process for the production of the cold cathode field emission device or the process for the production of a cold cathode field emission display unit according to the first aspect of the present invention, preferably at least an upper part of the side wall in the above step is (H) removed so that there is no side wall on an imaginary line segment connecting the top surface of the emitter electrode and the edge portion of the opening portion formed in the gate electrode. Preferably, in the cold cathode field emission device or the cold cathode field emission display unit according to the first aspect of the present invention, no sidewall is present on an imaginary line segment, which includes the top surface of the emitter electrode and the edge portion of the opening portion formed in the gate electrode. connects. In these configurations, an electric field can be reliably generated when a voltage is applied between the emitter electrode and the gate electrode. In these configurations, the end portion of the opening portion formed in the gate electrode projects over the upper end portion of the opening portion formed in the insulating intermediate layer, exposing the end portion of the opening portion formed in the gate electrode so that an electric field can be more easily formed turn into.

1012681 121012681 12

Verder kan in de koude kathode veldemissie inrichting, de koude kathode veldemissie weergeefeenheid of de processen voor de productie daarvan volgens het eerste aspect van de onderhavige uitvinding, een uitvoe-5 ringsvorm gebruikt worden, waarin een scherphoekig gedeelte gevormd wordt op het bovenoppervlak van de emitte-relektrode door het etsen van de tweede geleidende laag en is het scherphoekige gedeelte gevormd uit een oppervlak, dat zich uitspreidt vanaf een in het centrale 10 gedeelte van het bovenste oppervlak gevormde put tot een randgedeelte van het bovenoppervlak en een zijoppervlak van de emitterelektrode.Furthermore, in the cold cathode field emission device, the cold cathode field emission display unit, or the processes for its production according to the first aspect of the present invention, an embodiment can be used in which an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode by etching the second conductive layer and the sharp-angle portion is formed from a surface which spreads from a well formed in the central portion of the top surface to an edge portion of the top surface and a side surface of the emitter electrode.

In het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting of het proces voor de 15 productie van een koude kathode veldemissie weergeefeen-heid volgens het eerste aspect van de onderhavige uitvinding, kan een uitvoeringsvorm gebruikt worden, waarin de bovenstaande stap (G) de stappen omvat voor het vormen van een maskermateriaallaag op het gehele oppervlak; het 20 gedeeltelijk verwijderen van de maskermateriaallaag teneinde de maskermateriaallaag over te laten op de tweede geleidende laag boven het in de isolerende tussenlaag gevormde openingsgedeelte; en het vervolgens etsen van de tweede geleidende laag om in het openingsgedeelte 25 de emitterelektrode (dat wil zeggen de emitterelektrode waarvan het bovenoppervlak een conische vorm heeft) te vormen, welke emitterelektrode de vorm heeft van een kolom, die gevormd is uit de tweede geleidende laag en een scherphoekig gedeelte heeft, dat gevormd is op het 30 bovenoppervlak daarvan, en waarbij het scherphoekige gedeelte gevormd is van een uiteinde oppervlak, dat in de richting van het centrale gedeelte van het bovenoppervlak uitsteekt. In deze uitvoeringsvorm wordt naar wens de tweede geleidende laag geëtst onder omstandigheden, 35 waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag groter is dan de etssnelheid van de maskermateriaallaag. Wanneer de etssnelheid van de maskermateriaallaag gelijk is aan 1, is de etssnelheid van de tweede geleidende laag 1012681 13 naar wens tenminste 1,5, bij voorkeur tenminste 2, nog meer bij voorkeur tenminste 3. Dit punt is tevens toepasbaar bij de hierna te geven uitleg.In the process for the production of a cold cathode field emission device or the process for the production of a cold cathode field emission display unit according to the first aspect of the present invention, an embodiment can be used, wherein the above step (G) includes steps for forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the opening portion formed in the insulating intermediate layer; and then etching the second conductive layer to form in the opening portion 25 the emitter electrode (i.e., the emitter electrode whose top surface has a conical shape), the emitter electrode being in the form of a column formed from the second conductive layer and has a sharp-angle portion formed on the top surface thereof, and the sharp-angle portion formed of an end surface projecting toward the central portion of the top surface. In this embodiment, the second conductive layer is etched as desired under conditions where the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer. When the etch rate of the mask material layer is equal to 1, the etch rate of the second conductive layer 1012681 13 is desired at least 1.5, preferably at least 2, even more preferably at least 3. This point is also applicable to the following explanation.

In de koude kathode veldemissie inrichting of 5 koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens het eerste aspect van de onderhavige uitvinding kan een uitvoeringsvorm gebruikt worden, waarin een scherphoekig gedeelte gevormd wordt op het bovenoppervlak van de emitterelektrode, het scherphoekig gedeelte gevormd is 10 van een uiteinde oppervlak, dat uitsteekt in de richting van het centrale gedeelte van het bovenste oppervlak, en de emitterelektrode (dat wil zeggen emitterelektrode waarvan het bovenoppervlak een conische vorm heeft), nadat de tweede geleidende laag op het gehele oppervlak, 15 waaronder de binnenzijde van het openingsgedeelte gevormd is door een fysische of chemische dampdepositie werkwijze, gevormd is door het vormen van een maskermateriaal-laag op het gehele oppervlak; het gedeeltelijk verwijderen van de maskermateriaallaag teneinde de maskermateri-20 aallaag op de tweede geleidende laag boven het in de isolerende tussenlaag gevormde openingsgedeelte over te laten; het etsen van de tweede geleidende laag; en het vervolgens verwijderen van tenminste het bovenste gedeelte van de zijwand. In deze uitvoeringsvorm wordt naar 25 wens de tweede geleidende laag geëtst onder omstandigheden, waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag hoger is dan de etssnelheid van de maskermateriaallaag.In the cold cathode field emission device or cold cathode field emission display unit according to the first aspect of the present invention, an embodiment can be used in which an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode, the acute angle portion is formed from an end surface, projecting toward the central portion of the top surface, and the emitter electrode (ie, emitter electrode whose top surface has a conical shape), after the second conductive layer is formed on the entire surface, including the inside of the opening portion by a physical or chemical vapor deposition method formed by forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the opening portion formed in the insulating intermediate layer; etching the second conductive layer; and then removing at least the top portion of the side wall. In this embodiment, the second conductive layer is etched as desired under conditions wherein the etch rate of the second conductive layer is higher than the etch rate of the mask material layer.

In het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting of een koude kathode 30 veldemissie weergeefinrichting volgens het eerste aspect van de onderhavige uitvinding, kan een uitvoeringsvorm verschaft worden, waarin na de stap (C), het proces de stappen omvat van het vormen van een isolerende film op het gehele oppervlak en het vervolgens vormen van een 35 focus elektrode op de isolerende film en de bovengenoemde stap (D) de stap omvat van het vormen van het openingsgedeelte, dat door de focuselektrode, de isolerende film, de poortelektrode en de isolerende tussenlaag penetreert 10 1 2 68 1 14 en een bodemgedeelte heeft, waar de elektrodelaag blootgesteld wordt door middel van de bovengenoemde uitvoeringsvorm, heeft de koude kathode veldemissie inrichting of de koude kathode veldemissie weergeefeenheid een focus 5 elektrode, die gevormd is boven de poortelektrode door de isolerende film.In the process for producing a cold cathode field emission device or a cold cathode field emission display device according to the first aspect of the present invention, there can be provided an embodiment, wherein after the step (C), the process comprises the steps of forming of an insulating film on the entire surface and then forming a focus electrode on the insulating film and the above step (D) comprises the step of forming the opening portion passing through the focus electrode, the insulating film, the gate electrode and the insulating intermediate layer penetrates 10 1 2 68 1 14 and has a bottom portion where the electrode layer is exposed by the above embodiment, the cold cathode field emission device or the cold cathode field emission display unit has a focus electrode formed above the gate electrode by the insulating film.

Het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting volgens een tweede aspect van de onderhavige uitvinding voor het bereiken van het 10 bovengenoemde doel omvat de stappen van: (A) het vormen van een gepatroneerde elektrodelaag op een diëlectricum ondersteunend substraat; (B) het vormen van een isolerende tussenlaag op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektro- 15 delaag, (C) het vormen van een poortelektrode gevormd van een eerste geleidende laag op de isolerende tussenlaag, (D) het vormen van een openingsgedeelte, dat 20 penetreert door tenminste de isolerende tussenlaag en een bodemgedeelte heeft, waar de elektrodelaag blootgesteld wordt, (E) het vormen van een isolerende materiaallaag op het gehele oppervlak, waaronder het oppervlak van de 25 zijwand van het openingsgedeelte teneinde het openingsgedeelte in diameter te verkleinen, (F) het vormen van een tweede geleidende laag op de isolerende materiaallaag en het openingsgedeelte door een fysieke of chemische dampdepositie werkwijze, 30 (G) het etsen van de tweede geleidende laag teneinde een emitter elektrode te vormen die gevormd is in de vorm van een kolom en opgebouwd is uit de tweede geleidende laag in het openingsgedeelte, en (H) het verwijderen van de isolerende materi- 35 aallaag.The process for producing a cold cathode field emission device according to a second aspect of the present invention to achieve the above object comprises the steps of: (A) forming a patterned electrode layer on a dielectric supporting substrate; (B) forming an insulating intermediate layer on the dielectric supporting substrate and the electro layer, (C) forming a gate electrode formed of a first conductive layer on the insulating intermediate layer, (D) forming an opening portion, which 20 penetrates through at least the insulating intermediate layer and a bottom portion where the electrode layer is exposed, (E) forming an insulating material layer on the entire surface, including the surface of the side wall of the opening portion in order to reduce the opening portion in diameter, (F) forming a second conductive layer on the insulating material layer and the opening portion by a physical or chemical vapor deposition method, (G) etching the second conductive layer to form an emitter electrode formed in the form of a column and constructed from the second conductive layer in the opening portion, and (H) removing the insulating material well.

Het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens een tweede aspect van de onderhavige uitvinding voor het bereiken 1012681 15 van het bovenstaande doel is een proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeefeenheid, die een aantal beeldpunten heeft, waarbij elk beeldpunt een aantal koude kathode 5 veldemissie inrichtingen omvat, waarbij elke koude kathode veldemissie inrichting omvat: (a) een op een diëlectricum ondersteunend substraat gevormde gepatroneerde elektrodelaag, 10 (b) een isolerende tussenlaag, die gevormd is op het diëlectricum ondersteunde substraat en de elektrodelaag , (c) een op de isolerende tussenlaag gevormde poortelektrode, en 15 (d) een emitterelektrode die geplaatst is op de elektrodelaag die gepositioneerd is in een bodemgedeelte van een openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag en gevormd is in de vorm van een kolom, 20 waarbij elk beeldpunt verder omvat: (e) een tweede elektrodelaag en een fluorescerende laag, gevormd op een transparant substraat tegenover de emitter elektrodes, waarbij het proces de stappen omvat van: 25 (A) het vormen van de gepatroneerde elektrode laag op het diëlectricum ondersteunende substraat, (B) het vormen van de isolerende tussenlaag op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektrodelaag, 30 (C) het vormen van de poortelektrode, die opgebouwd is uit een eerste geleidende laag op de isolerende tussenlaag, (D) het vormen van het openingsgedeelte, dat penetreert door tenminste de isolerende tussenlaag en dat 35 een bodemgedeelte heeft, waar de elektrodelaag blootgesteld wordt, (E) het vormen van een isolerende materiaallaag op het gehele oppervlak, waaronder het oppervlak van de 1012681 16 zijwand van het openingsgedeelte teneinde het openingsge-deelte in diameter te verkleinen, (F) het vormen van een tweede geleidende laag op de isolerende materiaallaag en in het openingsgedeelte 5 door een fysieke of chemische dampdepositie werkwijze, (G) het etsen van de tweede geleidende laag teneinde de emitterelektrode te vormen, die gevormd is in de vorm van een kolom en die opgebouwd is uit de tweede geleidende laag in het openingsgedeelte, 10 (H) het verwijderen van de isolerende materi aallaag, en (I) het bevestigen en met elkaar verbinden van het transparante substraat, waarop de fluorescerende laag en de tweede elektrodelaag gevormd zijn, en het diëlec-15 tricum ondersteunende substraat.The process for producing a cold cathode field emission display unit according to a second aspect of the present invention for achieving the above object is a process for producing a cold cathode field emission display unit having a plurality of pixels, each pixel a plurality of cold cathode 5 field emission devices, each cold cathode field emission device comprising: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric supporting substrate, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supported substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer, and (d) an emitter electrode placed on the electrode layer positioned in a bottom portion of an opening portion penetrating through the gate electrode and the insulating intermediate layer and formed in the form of a column, each pixel further comprising: (e) ee n second electrode layer and a fluorescent layer formed on a transparent substrate opposite the emitter electrodes, the process comprising the steps of: (A) forming the patterned electrode layer on the dielectric supporting substrate, (B) forming the insulating intermediate layer on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (C) forming the gate electrode, which is composed of a first conductive layer on the insulating intermediate layer, (D) forming the opening portion, which penetrates through at least the insulating intermediate layer and having a bottom portion where the electrode layer is exposed, (E) forming an insulating material layer on the entire surface, including the surface of the opening sidewall 1212681 16 to reduce the opening portion in diameter, (F ) forming a second conductive layer on the insulating material layer and in the opening portion 5 by a physical or che thermal vapor deposition method, (G) etching the second conductive layer to form the emitter electrode, which is formed in the form of a column and which is built up from the second conductive layer in the opening portion, (H) removing the insulating material layer, and (I) attaching and joining together the transparent substrate on which the fluorescent layer and the second electrode layer are formed, and the dielectric supporting substrate.

De koude kathode veldemissie inrichting volgens het tweede aspect van de onderhavige uitvinding voor het bereiken van het bovenstaande doel omvat: (a) een op een diëlectricum ondersteunend 20 substraat gevormd gepatroneerde elektrodelaag, (b) een isolerende tussenlaag, die gevormd is op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektrodelaag, (c) een poortelektrode, die gevormd is op de 25 isolerende tussenlaag en gevormd is van een eerste geleidende laag, en (d) een emitterelektrode, die geplaatst is op de elektrodelaag, die gepositioneerd is in een bodemge-deelte van een openingsgedeelte, dat penetreert door de 30 poortelektrode en de isolerende tussenlaag en gevormd is in de vorm van een kolom, waarbij de emitterelektrode, nadat de poortelektrode gevormd is op de isolerende tussenlaag, gevormd is door het vormen van het openingsgedeelte, dat pene-35 treert door tenminste de isolerende tussenlaag en het bodemgedeelte waar de elektrodelaag blootgesteld wordt; het vormen van een isolerende materiaallaag op het gehele oppervlak, waaronder het oppervlak van de zijwand van het 1012681 17 openingsgedeelte om het openingsgedeelte in diameter te verkleinen; en het vormen van een tweede geleidende laag op de isolerende materiaallaag en in het openingsgedeelte door een fysieke of chemische dampdepositie werkwijze; en 5 het vervolgens etsen van de tweede geleidende laag.The cold cathode field emission device according to the second aspect of the present invention for achieving the above object comprises: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric supporting substrate, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer and formed of a first conductive layer, and (d) an emitter electrode placed on the electrode layer positioned in a bottom portion of an opening portion which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer and is formed in the form of a column, wherein the emitter electrode, after the gate electrode has been formed on the insulating intermediate layer, is formed by forming the opening portion which is 35 treats through at least the insulating intermediate layer and the bottom portion where the electrode layer is exposed; forming an insulating material layer on the entire surface, including the surface of the side wall of the opening portion 1012681 17 to reduce the opening portion in diameter; and forming a second conductive layer on the insulating material layer and in the opening portion by a physical or chemical vapor deposition method; and then etching the second conductive layer.

De koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens het tweede aspect van de onderhavige uitvinding voor het bereiken van het bovenstaande doel is een koude kathode veldemissie weergeefeenheid met een aantal beeld-10 punten, waarbij elk beeldpunt een aantal koude kathode veldemissie inrichtingen omvat en waarbij elke koude kathode veldemissie inrichting omvat: (a) een op een diëlectricum ondersteunend substraat gevormde gepatroneerde elektrodelaag, 15 (b) een isolerende tussenlaag, die gevormd is op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektrodelaag, (c) een poortelektrode die gevormd is op de isolerende tussenlaag en gevormd is van een eerste gelei- 20 dende laag, en (d) een emitterelektrode, die geplaatst is op de elektrodelaag, die gepositioneerd in een bodemgedeelte van een openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag en gevormd is in de 25 vorm van een kolom, waarbij elk beeldpunt verder omvat: (e) een tweede elektrodelaag en een fluorescerende laag, gevormd op een transparant substraat tegenover de emitter elektrodes, 30 waarbij de emitterelektrode, nadat de poorte lektrode gevormd is op de isolerende tussenlaag, gevormd is door het vormen van het openingsgedeelte, dat penetreert door tenminste de isolerende tussenlaag en dat het bodemgedeelte heeft waar de elektrodelaag blootgesteld 35 wordt, het vormen van een isolerende materiaallaag op het gehele oppervlak waaronder het oppervlak van de zijwand van het openingsgedeelte om het openingsgedeelte in diameter te verkleinen; het vormen van een tweede gelei- 1012981 18 dende laag op de isolerende materiaallaag en in het openingsgedeelte door een fysieke of chemische dampdepo-sitie werkwijze; en het vervolgens etsen van de tweede geleidende laag.The cold cathode field emission display unit according to the second aspect of the present invention for achieving the above object is a cold cathode field emission display unit having a plurality of image points, each pixel comprising a number of cold cathode field emission devices and each cold cathode field emission device device comprises: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric supporting substrate, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer and formed is of a first conductive layer, and (d) an emitter electrode, which is placed on the electrode layer, positioned in a bottom portion of an opening portion, which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer and is formed in the form of a column, each pixel further comprising: (e) a second electrode layer and ee a fluorescent layer formed on a transparent substrate opposite the emitter electrodes, wherein the emitter electrode, after the gate electrode is formed on the insulating intermediate layer, is formed by forming the opening portion which penetrates through at least the insulating intermediate layer and the bottom portion where the electrode layer is exposed, has an insulating material layer on the entire surface including the surface of the sidewall of the opening portion to reduce the opening portion in diameter; forming a second conductive layer on the insulating material layer and in the opening portion by a physical or chemical vapor deposition method; and then etching the second conductive layer.

5 In de koude kathode veldemissie inrichting, de koude kathode veldemissie weergeefeenheid of de processen voor de productie ervan volgens het tweede aspect van de onderhavige uitvinding, wordt het oppervlak van de elek-trodelaag, wanneer het openingsgedeelte in diameter 10 verkleind wordt door het vormen van de isolerende materiaallaag op de poortelektrode waaronder het oppervlak van de zijwand van het openingsgedeelte, blootgesteld in het bodemgedeelte van het in diameter verkleinde openingsgedeelte.In the cold cathode field emission device, the cold cathode field emission display unit or the processes for its production according to the second aspect of the present invention, the surface of the electrode layer is reduced when the opening portion is reduced in diameter by forming the insulating material layer on the gate electrode including the surface of the sidewall of the opening portion exposed in the bottom portion of the diameter-reduced opening portion.

15 In de koude kathode veldemissie inrichting, de koude kathode veldemissie weergeefeenheid of de processen voor de productie daarvan volgens het tweede aspect van de onderhavige uitvinding kan tevens een uitvoeringsvorm gebruikt worden, waarin een scherphoekig gedeelte 20 gevormd wordt op het bovenoppervlak van de emitterelek-trode door het etsen van de tweede geleidende laag, en waarin het scherphoekige gedeelte gevormd is van een oppervlak, dat zich uitstrekt vanaf een in het centrale gedeelte van het bovenoppervlak gevormde put tot aan een 25 randgedeelte van het bovenoppervlak en een zijoppervlak van de emitterelektrode.In the cold cathode field emission device, the cold cathode field emission display unit, or the processes for its production according to the second aspect of the present invention, an embodiment can also be used in which an acute angle portion 20 is formed on the top surface of the emitter electrode by etching the second conductive layer, and wherein the sharp-angle portion is formed from a surface extending from a well formed in the central portion of the top surface to an edge portion of the top surface and a side surface of the emitter electrode.

In het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting of het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeefeen-30 heid volgens het tweede aspect van de onderhavige uitvinding, kan er tevens een uitvoeringsvorm gebruikt worden waarin de bovenstaande stap (G) de stappen omvat van het vormen van een maskermateriaallaag op het gehele oppervlak; het gedeeltelijk verwijderen van de maskermateri-35 aallaag teneinde de maskermateriaallaag op de tweede geleidende laag boven het in de isolerende tussenlaag gevormde openingsgedeelte over te laten; en het vervolgens etsen van de tweede geleidende laag teneinde in het 1012681 19 openingsgedeelte de emitterelektrode (d.w.z. de emitterelektrode waarvan het bovenoppervlak een conische vorm heeft) te vormen, welke emitterelektrode de vorm heeft van een kolom, opgebouwd is uit de tweede geleidende laag 5 en een scherphoekig gedeelte heeft, dat gevormd is op het bovenoppervlak daarvan, waarbij het scherphoekige gedeelte opgebouwd is uit een uiteindoppervlak, dat in de richting van het centrale gedeelte van het bovenoppervlak uitsteekt. In deze uitvoeringsvorm wordt naar wens de 10 tweede geleidende laag geëtst onder de omstandigheden, waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag hoger is dan de etssnelheid van de maskermateriaal laag.In the process for producing a cold cathode field emission device or the process for producing a cold cathode field emission display unit according to the second aspect of the present invention, there can also be used an embodiment in which the above step (G) comprising the steps of forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the opening portion formed in the insulating intermediate layer; and then etching the second conductive layer to form in the opening portion the emitter electrode (ie, the emitter electrode whose top surface has a conical shape), the emitter electrode having the shape of a column composed of the second conductive layer 5, and has an acute angle portion formed on the top surface thereof, the acute angle portion being composed of an end surface protruding toward the central portion of the upper surface. In this embodiment, the second conductive layer is etched as desired under the conditions where the etch rate of the second conductive layer is higher than the etch rate of the mask material layer.

In de koude kathode veldemissie inrichting of de koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens het 15 tweede aspect van de onderhavige uitvinding, kan tevens een uitvoeringsvorm toegepast worden, waarin een scherphoekig gedeelte gevormd wordt op het bovenoppervlak van de emitterelektrode, waarin het scherphoekige gedeelte gevormd is van een uiteinde oppervlak, dat uitsteekt in 20 de richting van het centrale gedeelte van het bovenoppervlak, en waarin de emitterelektrode (d.w.z. de emitterelektrode waarvan het bovenoppervlak een conische vorm heeft) gevormd is, nadat de tweede geleidende laag gevormd is op de isolerende materiaallaag en in het ope-25 ningsgedeelte door een fysieke of chemische dampdepositie werkwijze, door het vormen van een maskermateriaallaag op het gehele oppervlak; het gedeeltelijk verwijderen van de maskermateriaallaag teneinde de maskermateriaallaag op de tweede geleidende laag boven het in de isolerende tussen-30 laag gevormde openingsgedeelte over te laten; en het vervolgens etsen van de tweede geleidende laag. Ook in deze uitvoeringsvorm wordt naar wens de tweede geleidende laag geëtst onder omstandigheden waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag hoger is dan de etssnelheid 35 van de maskermateriaallaag.In the cold cathode field emission device or the cold cathode field emission display unit according to the second aspect of the present invention, an embodiment can also be used in which an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode, in which the acute angle portion is formed of a tip surface, which protrudes toward the central portion of the top surface, and in which the emitter electrode (ie, the emitter electrode whose top surface has a conical shape) is formed after the second conductive layer is formed on the insulating material layer and in the opening portion by a physical or chemical vapor deposition method, by forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the opening portion formed in the interlayer insulating layer; and then etching the second conductive layer. Also in this embodiment, the second conductive layer is etched as desired under conditions where the etch rate of the second conductive layer is higher than the etch rate of the mask material layer.

Het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting of een koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens het eerste of het *0 1 2 681 20 tweede aspect van de onderhavige uitvinding omvat de bovengenoemde stap (D) bij voorkeur de stappen van het vormen van een afdeklaag op de isolerende tussenlaag en de poortelektrode door een lithografie werkwijze; het 5 vormen van een openingsgedeelte in de poortelektrode gebruikmakend van de afdeklaag als een etsmasker; en het vervolgens verder vormen van een openingsgedeelte in de isolerende tussenlaag onder het in de poortelektrode gevormde openingsgedeelte gebruikmakend van de afdeklaag 10 als een etsmasker, zodat het openingsgedeelte de elektro-delaag bereikt.The process for producing a cold cathode field emission device or a cold cathode field emission display unit according to the first or second aspect of the present invention preferably comprises the above step (D) of the steps of forming a cover layer on the insulating intermediate layer and the gate electrode by a lithography method; forming an opening portion in the gate electrode using the cover layer as an etching mask; and then further forming an opening portion in the insulating intermediate layer below the opening portion formed in the gate electrode using the cover layer 10 as an etching mask, so that the opening portion reaches the electrode layer.

In de koude kathode veldemissie inrichting, de koude kathode veldemissie weergeefeenheid of de processen voor de productie daarvan volgens het eerste of het 15 tweede aspect van de onderhavige uitvinding, omvat de uitvoeringsvorm, waarin het openingsgedeelte, dat penetreert door "tenminste" de isolerende tussenlaag en dat een bodemgedeelte heeft, waar de elektrodelaag blootgesteld wordt, gevormd wordt, (1) een uitvoeringsvorm, 20 waarin het openingsgedeelte gevormd wordt, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag en een bodemgedeelte heeft, waarin de elektrodelaag blootgesteld wordt, d.w.z. de vorming van het openingsgedeelte in de poortelektrode en de vorming van het openingsgedeelte in 25 de isolerende tussenlaag uitgevoerd worden in een opeenvolgend proces, en (2) een uitvoeringsvorm, waarin een openingsgedeelte gevormd wordt in de poortelektrode, wanneer de poortelektrode gevormd wordt, en een openingsgedeelte, dat communiceert met het in de poortelektrode 30 gevormde openingsgedeelte en een bodemgedeelte heeft, waarin de elektrodelaag blootgesteld wordt, gevormd wordt in de isolerende tussenlaag, d.w.z. de vorming van het openingsgedeelte in de poortelektrode en de vorming van het openingsgedeelte in de isolerende tussenlaag, uitge-35 voerd worden in verschillende processen.In the cold cathode field emission device, the cold cathode field emission display unit, or the processes for its production according to the first or the second aspect of the present invention, the embodiment includes the opening portion which penetrates through "at least" the insulating intermediate layer and having a bottom portion where the electrode layer is exposed is formed, (1) an embodiment in which the opening portion is formed which penetrates through the gate electrode and has the insulating intermediate layer and a bottom portion where the electrode layer is exposed, ie the formation of the opening portion in the gate electrode and the formation of the opening portion in the insulating intermediate layer are performed in a sequential process, and (2) an embodiment, wherein an opening portion is formed in the gate electrode when the gate electrode is formed, and an opening portion, that communicates with it in the gate electrode 3 0 formed opening portion and a bottom portion in which the electrode layer is exposed, formed in the insulating intermediate layer, i.e., the formation of the opening portion in the gate electrode and the formation of the opening portion in the insulating intermediate layer, are performed in various processes.

Het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting volgens een derde aspect 1012661 21 van de onderhavige uitvinding voor het bereiken van het bovenstaande doel omvat de stappen van: (A) het vormen van een gepatroneerde elektrode-laag op een diëlectricum ondersteunend substraat, 5 (B) het vormen van een isolerende tussenlaag op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektro-delaag, (C) het vormen van een poortelektrode, die gevormd is van een eerste geleidende laag op de isoleren- 10 de tussenlaag, (D) het vormen van een isolerende film op het gehele oppervlak, (E) het vormen van een eerste openingsgedeelte, dat penetreert door de isolerende film en een bodemge- 15 deelte heeft, waarin de poortelektrode blootgesteld wordt, (F) het vormen van een eerste zijwand van een eerst isolerend materiaal op de zijwand van het eerste openingsgedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte in 20 diameter te verkleinen, (G) het vormen van een tweede openingsgedeelte, dat penetreert de poortelektrode en de isolerende tussenlaag onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte en dat een bodemgedeelte heeft, waarin de elektro- 25 delaag blootgesteld wordt, (H) het vormen van een tweede zijwand van een tweede isolerend materiaal op de eerste zijwand en de zijwand van het tweede openingsgedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte verder in diameter te verkleinen 30 en teneinde het tweede openingsgedeelte in diameter te verkleinen, (I) het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak, waaronder de binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes door een fysieke of 35 chemische dampdepositie werkwijze, (J) het etsen van de tweede geleidende laag teneinde een emitterelektrode te vormen, die gevormd is 10 1 2 68 1 22 in de vorm van een kolom en die opgebouwd is uit de tweede geleidende laag in het tweede openingsgedeelte, en (K) het verwijderen van de eerste zijwand en het verwijderen van tenminste een bovenste gedeelte van 5 de tweede zijwand.The process for producing a cold cathode field emission device according to a third aspect 1012661 21 of the present invention for achieving the above object comprises the steps of: (A) forming a patterned electrode layer on a dielectric supporting substrate, 5 (B) forming an intermediate insulating layer on the dielectric supporting substrate and the electro layer, (C) forming a gate electrode formed of a first conductive layer on the insulating intermediate layer, (D) forming an insulating film on the entire surface, (E) forming a first opening portion which penetrates through the insulating film and has a bottom portion in which the gate electrode is exposed, (F) forming a first side wall of a first insulating material on the side wall of the first opening portion to reduce the first opening portion in diameter, (G) forming a second opening portion, that penetrates the gate electrode and the insulating intermediate layer below the diameter-reduced first opening portion and having a bottom portion in which the electrode layer is exposed, (H) forming a second side wall of a second insulating material on the first side wall and the sidewall of the second opening portion to further reduce the diameter of the first opening portion and to reduce the second opening portion in diameter, (I) forming a second conductive layer on the entire surface, including the insides of the first and second opening portions by a physical or chemical vapor deposition method, (J) etching the second conductive layer to form an emitter electrode formed in the form of a column and composed of the second conductive layer in the column. second opening portion, and (K) removing the first side wall and removing at least an upper portion of n 5 the second side wall.

Een koude kathode veldemissie inrichting volgens een derde aspect van de onderhavige uitvinding kan geproduceerd worden door het bovenstaande proces voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting 10 volgens het derde aspect van de onderhavige uitvinding.A cold cathode field emission device according to a third aspect of the present invention can be produced by the above process for producing a cold cathode field emission device 10 according to the third aspect of the present invention.

Het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens een derde aspect van de onderhavige uitvinding voor het bereiken van het bovenstaande doel is een proces voor de productie 15 van een koude kathode veldemissie weergeefeenheid, die een aantal beeldpunten heeft, waarbij elk beeldpunt een aantal koude kathode veldemissie inrichtingen omvat en waarbij elke koude kathode veldemissie inrichting omvat: (a) een op een diëlectricum ondersteunend 20 substraat gevormde gepatroneerde elektrodelaag, (b) een isolerende tussenlaag, die gevormd is op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektrodelaag, (c) een op de isolerende tussenlaag gevormde 25 poortelektrode, en (d) een emitterelektrode, die geplaatst is op de elektrodelaag, die gepositioneerd is in een bodemge-deelte van een tweede openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag en dat 30 gevormd is in de vorm van een kolom, waarbij elk beeldpunt verder omvat: (e) een tweede elektrodelaag en een fluorescerende laag, gevormd op een transparant substraat tegenover de emitter elektrodes, 35 waarbij het proces de stappen omvat van: (A) het vormen van de gepatroneerde elektrodelaag op het diëlectricum ondersteunend substraat, *012681 23 (B) he vormen van de isolerende tussenlaag op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektro-delaag, (C) het vormen van de poortelektrode, die 5 opgebouwd is uit een eerste geleidende laag op de isolerende tussenlaag, (D) het vormen van een isolerende film op het gehele oppervlak, (E) het vormen van een eerste openingsgedeelte, 10 dat penetreert door de isolerende film en een bodemge- deelte heeft, waar de poortelektrode blootgesteld wordt, (F) het vormen van een eerste zijwand van een eerste isolerend materiaal op de zijwand van het eerste openingsgedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte in 15 diameter te verkleinen, (G) het vormen van het tweede openingsgedeelte, dat penetreert de poortelektrode en de isolerende tussenlaag onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte en dat een bodemgedeelte heeft, waar de elektrode- 20 laag blootgesteld wordt, en dat een bodemgedeelte heeft, waar de elektrodelaag blootgesteld wordt, (H) het vormen van een tweede zijwand van een tweede isolerend materiaal op de eerste zijwand en de zijwand van het tweede openingsgedeelte om het eerste 25 openingsgedeelte verder in diameter te verkleinen en het tweede openingsgedeelte in diameter te verkleinen, (I) het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak waaronder de binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes door een fysieke of 30 chemische dampdepositie werkwijze, (J) het etsen van de tweede geleidende laag teneinde de emitterelektrode te vormen, die gevormd is in de vorm van een kolom en die opgebouwd is uit de tweede geleidende laag in het tweede openingsgedeelte, 35 (K) het verwijderen van de eerste zijwand en het verwijderen van tenminste een bovenste gedeelte van de tweede zijwand, en 1 0 1 2 6 8 1 24 (L) het bevestigen en het met elkaar verbinden van het transparante substraat, waarop de fluorescerende laag en de tweede elektrodelaag gevormd zijn en het diëlectricum ondersteunende substraat.The process for producing a cold cathode field emission display unit according to a third aspect of the present invention to achieve the above object is a process for producing a cold cathode field emission display unit having a plurality of pixels, each pixel having a a plurality of cold cathode field emission devices and each cold cathode field emission device comprising: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric supporting substrate, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c ) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer, and (d) an emitter electrode placed on the electrode layer, positioned in a bottom portion of a second opening portion, which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer and is formed is in the form of a column, each pixel further comprising: (e) a second electrode layer and a fluorescent layer formed on a transparent substrate opposite the emitter electrodes, the process comprising the steps of: (A) forming the patterned electrode layer on the dielectric support substrate, * 012681 23 (B ) forming the intermediate insulating layer on the dielectric supporting substrate and the electro layer, (C) forming the gate electrode, which is composed of a first conductive layer on the insulating intermediate layer, (D) forming an insulating film on the entire surface, (E) forming a first opening portion, 10 penetrating through the insulating film and having a bottom portion where the gate electrode is exposed, (F) forming a first side wall of a first insulating material on the side wall of the first opening portion in order to reduce the first opening portion in diameter, (G) forming the second opening portion, which penetrates the gate electrode and the insulating intermediate layer below the diameter-reduced first opening portion and having a bottom portion where the electrode layer is exposed, and having a bottom portion where the electrode layer is exposed, (H) forming a second side wall of a second insulating material on the first side wall and the side wall of the second opening portion to further reduce the diameter of the first opening portion and to reduce the second opening portion in diameter, (I) forming a second conductive layer on the entire surface including the insides of the first and second opening portions by a physical or chemical vapor deposition method, (J) etching the second conductive layer to form the emitter electrode which is formed in the form of a column and which is constructed from the second conductive layer in the second opening portion, 35 (K) removing the first side wall and removing at least one top portion elte of the second side wall, and attaching and joining together the transparent substrate, on which the fluorescent layer and the second electrode layer and the dielectric supporting substrate are formed.

5 Een koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens een derde aspect van de onderhavige uitvinding kan geproduceerd worden door het bovenstaande proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeef-eenheid volgens het derde aspect van de onderhavige 10 uitvinding.A cold cathode field emission display unit according to a third aspect of the present invention can be produced by the above process for the production of a cold cathode field emission display unit according to the third aspect of the present invention.

In het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting of het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeefeen-heid volgens het derde aspect van de onderhavige uitvin-15 ding, kan een uitvoeringsvorm toegepast worden waarin naast stap (D) het proces de stappen omvat voor het vormen van een focus elektrode op de isolerende film en waarin de bovenstaande stap (E) de stap omvat van het vormen van het eerste openingsgedeelte, dat door de focus 20 elektrode en de isolerende film penetreert en een bodem-gedeelte heeft, waar de poortelektrode blootgesteld wordt. Een koude kathode veldemissie inrichting of een koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens een vierde aspect van de onderhavige uitvinding, die later 25 beschreven zal worden, kan geproduceerd worden door het bovengenoemde proces voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting of het bovengenoemde proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens bovenstaande uitvoeringsvorm. 30In the process for producing a cold cathode field emission device or the process for producing a cold cathode field emission display unit according to the third aspect of the present invention, an embodiment can be used in which, in addition to step (D) process includes the steps of forming a focus electrode on the insulating film and wherein the above step (E) comprises the step of forming the first opening portion which penetrates through the focus electrode and the insulating film and a bottom portion where the gate electrode is exposed. A cold cathode field emission device or a cold cathode field emission display unit according to a fourth aspect of the present invention, which will be described later, can be produced by the above process for the production of a cold cathode field emission device or the above process for the production of a cold cathode field emission display unit according to the above embodiment. 30

In het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting of het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens het derde aspect van de onderhavige uitvin-35 ding kan een uitvoeringsvorm toegepast worden, waarin naast stap (D) het proces de stappen omvat van het vormen van een focuselektrode op de isolerende film en verder het vormen van een tweede isolerende film op het gehele 1012681 25 oppervlak en waarin de bovengenoemde stap (E) de stap omvat van het vormen van het eerste openingsgedeelte, dat door de tweede isolerende film, de focuselektrode en de isolerende film penetreert en een bodemgedeelte heeft, 5 waar de poortelektrode blootgesteld wordt. Een koude kathode veldemissie inrichting of een koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens een vijfde aspect van de onderhavige uitvinding, die later beschreven zal worden, kunnen geproduceerd worden door het bovengenoemde 10 proces voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting of het bovengenoemde proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens bovengenoemde uitvoeringsvorm.In the process for the production of a cold cathode field emission device or the process for the production of a cold cathode field emission display unit according to the third aspect of the present invention, an embodiment can be used in which, in addition to step (D), the process comprising steps of forming a focus electrode on the insulating film and further forming a second insulating film on the entire surface 1012681 and wherein the above step (E) comprises the step of forming the first opening portion passing through the second insulating film, the focusing electrode and the insulating film penetrates and has a bottom portion where the gate electrode is exposed. A cold cathode field emission device or a cold cathode field emission display unit according to a fifth aspect of the present invention, which will be described later, can be produced by the above process for the production of a cold cathode field emission device or the above process for the production of a cold cathode field emission display unit according to the above embodiment.

In het proces voor de productie van de koude 15 kathode veldemissie inrichting of het proces voor de productie van de koude kathode veldemissie weergeefeen-heid volgens het derde aspect van de onderhavige uitvinding wordt bij voorkeur tenminste een bovengedeelte van de tweede zijwand verwijderd in de bovengenoemde stap 20 (K), zodat geen tweede zijwand aanwezig is op een denk beeldig lijnsegment, dat het bovenoppervlak van de emit-terelektrode en het randgedeelte van het in de poortelektrode gevormde tweede openingsgedeelte verbindt. In deze uitvoeringsvorm steekt bij voorkeur het eindgedeelte 25 van het in de poortelektrode gevormde tweede openingsgedeelte uit over het bovenste eindgedeelte van het tweede openingsgedeelte, dat gevormd is in de isolerende tussenlaag .In the process for producing the cold cathode field emission device or the process for producing the cold cathode field emission display unit according to the third aspect of the present invention, preferably at least an upper portion of the second side wall is removed in the above step 20 (K), so that no second sidewall is present on an imaginary line segment connecting the top surface of the emitter electrode and the edge portion of the second opening portion formed in the gate electrode. In this embodiment, preferably, the end portion 25 of the second opening portion formed in the gate electrode extends over the upper end portion of the second opening portion formed in the insulating intermediate layer.

In het proces voor de productie van de koude 30 kathode veldemissie inrichting of het proces voor de productie van de koude kathode veldemissie weergeefeen-heid volgens het derde aspect van de onderhavige uitvinding kan een uitvoeringsvorm toegepast worden, waarin een scherphoekig gedeelte gevormd wordt op het bovenoppervlak 35 van de emitterelektrode door het etsen van de tweede geleidende laag, en is het scherphoekige gedeelte opgebouwd uit een oppervlak, dat zich uitspreidt vanaf een in het centrale gedeelte van het bovenoppervlak gevormde put 1012681 26 tot aan een randgedeelte van het bovenoppervlak en een zijoppervlak van de emitterelektrode. Aldus kan een uitvoeringsvorm toegepast worden waarin de bovengenoemde stap (J) de stappen omvat van het vormen van een masker-5 materiaallaag op het gehele oppervlak; het gedeeltelijk verwijderen van de maskermateriaallaag teneinde de mas-kermateriaallaag op de tweede geleidende laag boven het in de isolerende tussenlaag gevormde openingsgedeelte over te laten; en het vervolgens etsen van de tweede 10 geleidende laag om in het tweede openingsgedeelte de emitterelektrode te vormen, die de vorm heeft van een kolom, opgebouwd is uit de tweede geleidende laag en een scherphoekig gedeelte heeft, dat gevormd is op het bovenoppervlak daarvan, en waarbij het scherphoekige gedeelte 15 opgebouwd is uit een uiteinde oppervlak, dat in de richting van het centrale gedeelte van het bovenoppervlak uitsteekt. In deze uitvoeringsvorm wordt de tweede geleidende laag naar wens geëtst onder omstandigheden waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag groter is 20 dan de etssnelheid van de maskermateriaallaag.In the process for the production of the cold cathode field emission device or the process for the production of the cold cathode field emission display unit according to the third aspect of the present invention, an embodiment can be used in which an acute angle portion is formed on the top surface 35 of the emitter electrode by etching the second conductive layer, and the sharp-angle portion is composed of a surface which extends from a well 1012681 26 formed in the central portion of the top surface to an edge portion of the top surface and a side surface of the emitter electrode. Thus, an embodiment can be used in which the above step (J) comprises the steps of forming a mask-5 material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the opening portion formed in the insulating intermediate layer; and then etching the second conductive layer to form in the second opening portion the column-shaped emitter electrode composed of the second conductive layer and having an acute angle portion formed on the top surface thereof, and wherein the sharp-angle portion 15 is composed of an end surface projecting toward the central portion of the top surface. In this embodiment, the second conductive layer is etched as desired under conditions where the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer.

In het proces voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting of het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeefeen-heid volgens het derde aspect van de onderhavige uitvin-25 ding omvat de bovengenoemde stap (G) bij voorkeur de stap van het vormen van het tweede openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte en een bodemgedeelte heeft, waar de elektro-30 delaag blootgesteld is, waarbij gebruik wordt gemaakt van de eerste zijwand als een etsmasker.In the process for the production of the cold cathode field emission device or the process for the production of a cold cathode field emission display unit according to the third aspect of the present invention, the above step (G) preferably comprises the step of forming the second opening portion, which penetrates through the gate electrode and has the insulating intermediate layer below the reduced first opening portion and a bottom portion, where the electro layer is exposed, using the first side wall as an etching mask.

De koude kathode veldemissie inrichting volgens een derde aspect van de onderhavige uitvinding voor het bereiken van het bovengenoemde doel omvat: 35 (a) een op een diëlectricum ondersteunend substraat gevormde elektrodelaag, 1012681 27 (b) een isolerende tussenlaag, die gevormd is op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elek-trodelaag, (c) een poortelektrode die gevormd is op de 5 isolerende tussenlaag en opgebouwd is uit een eerste geleidende laag, en (d) een emitterelektrode, die geplaatst is op de elektrodelaag, die gepositioneerd in een bodemgedeelte van het tweede openingsgedeelte, dat door de poortelek- 10 trode en de isolerende tussenlaag penetreert en gevormd is in de vorm van een kolom, waarbij de emitterelektrode, nadat de poortelektrode gevormd is op de isolerende tussenlaag, gevormd wordt door het vormen van een isolerende film op het 15 gehele oppervlak; het vormen van een eerste openingsgedeelte, dat door de isolerende film penetreert en een bodemgedeelte heeft, waarin de poortelektrode blootgesteld wordt; het vormen van een eerste zijwand van een eerste isolerend materiaal op de zijwand van het eerste 20 openingsgedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte in diameter te verkleinen; het vormen van een tweede openingsgedeelte, dat door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte penetreert en een bodemgedeelte heeft, 25 waar de elektrodelaag blootgesteld wordt; het vormen van een tweede zijwand van een tweede isolerend materiaal op de eerste zijwand en op de zijwand van het tweede openingsgedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte verder in diameter te verkleinen en het tweede openingsgedeelte 30 in diameter te verkleinen; het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak, waaronder de binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes door een fysieke of chemische dampdepositie werkwijze; het etsen van de tweede geleidende laag; en het vervol-35 gens verwijderen van de eerste zijwand en het verwijderen van tenminste een bovenste gedeelte van de tweede zijwand .The cold cathode field emission device according to a third aspect of the present invention for achieving the above object comprises: 35 (a) an electrode layer formed on a dielectric supporting substrate, 1012681 27 (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer and composed of a first conductive layer, and (d) an emitter electrode placed on the electrode layer positioned in a bottom portion of the the second opening portion, which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer and is formed in the form of a column, wherein the emitter electrode, after the gate electrode has been formed on the insulating intermediate layer, is formed by forming an insulating film on the entire surface; forming a first opening portion which penetrates through the insulating film and has a bottom portion in which the gate electrode is exposed; forming a first sidewall of a first insulating material on the sidewall of the first opening portion to reduce the diameter of the first opening portion; forming a second opening portion which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer below the first opening portion reduced in diameter and has a bottom portion where the electrode layer is exposed; forming a second side wall of a second insulating material on the first side wall and on the side wall of the second opening portion to further reduce the first opening portion in diameter and the second opening portion 30 in diameter; forming a second conductive layer on the entire surface, including the insides of the first and second opening portions by a physical or chemical vapor deposition method; etching the second conductive layer; and then removing the first side wall and removing at least an upper portion of the second side wall.

1012681 281012681 28

De koude kathode veldemissie inrichting volgens een vierde aspect van de onderhavige uitvinding voor het bereiken van het bovengenoemde doel omvat: (a) een op een diëlectricum ondersteunend 5 substraat gevormd gepatroneerde elektrodelaag, (b) een isolerende tussenlaag, die gevormd is op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektrodelaag, (c) een poortelektrode, die gevormd is op de 10 isolerende tussenlaag en opgebouwd is uit een eerste geleidende laag, (d) een focuselektrode, die gevormd is boven de poortelektrode door een isolerende film (e) een tweede openingsgedeelte, dat communi-15 ceert met een eerste openingsgedeelte dat door de focuse- lektrode en de isolerende film penetreert en door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag penetreert, en (f) een emitterelektrode, die geplaatst is op de elektrodelaag, die gepositioneerd is in een bodemge- 20 deelte van het tweede openingsgedeelte en gevormd is in de vorm van een kolom, waarbij de emitterelektrode gevormd is, nadat de poortelektrode gevormd is op de isolerende tussenlaag, het vormen van de isolerende film op het gehele opper-25 vlak; het vormen van de focuselektrode op de isolerende film; het vormen van het eerste openingsgedeelte, dat door de focuselektrode en de isolerende film penetreert en een bodemgedeelte heeft, waar de poortelektrode blootgesteld wordt; het vormen van een eerste zijwand van een 30 eerste isolerend materiaal op de zijwand van het eerste openingsgedeelte, teneinde het eerste openingsgedeelte in diameter te verkleinen; het vormen van het tweede ope* ningsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag onder het in diameter verkleinde 35 eerste openingsgedeelte en dat een bodemgedeelte heeft, waar de elektrodelaag blootgesteld wordt; het vormen van een tweede zijwand van een tweede isolerend materiaal op de eerste zijwand en de zijwand van het tweede openings- .10 1 2 6 8 1 29 gedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte verder in diameter te verkleinen en het tweede openingsgedeelte in diameter te verkleinen; het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak waaronder de binnen-5 zijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes door een fysieke of chemische dampdepositiewerkwijze; het etsen van de tweede geleidende laag; en het vervolgens verwijderen van de eerste zijwand en het verwijderen van tenminste een bovenste gedeelte van de tweede zijwand.The cold cathode field emission device according to a fourth aspect of the present invention for achieving the above object comprises: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric supporting substrate, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer and composed of a first conductive layer, (d) a focus electrode formed above the gate electrode by an insulating film (e) a second opening portion communicating with a first opening portion that penetrates through the focusing electrode and the insulating film and penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer, and (f) an emitter electrode, which is placed on the electrode layer, which is positioned in a bottom portion of the second opening portion and is formed in the form of a column, the emitter electrode being formed, after the gate electrode is formed on the interlayer insulating layer, forming the insulating film on the entire surface; forming the focus electrode on the insulating film; forming the first opening portion which penetrates through the focus electrode and the insulating film and has a bottom portion where the gate electrode is exposed; forming a first side wall of a first insulating material on the side wall of the first opening portion to reduce the first opening portion in diameter; forming the second opening portion, which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer below the diameter-reduced first opening portion and which has a bottom portion where the electrode layer is exposed; forming a second sidewall of a second insulating material on the first sidewall and the sidewall of the second opening portion to further reduce the first opening portion in diameter and the second opening portion in diameter; forming a second conductive layer on the entire surface including the insides of the first and second opening portions by a physical or chemical vapor deposition process; etching the second conductive layer; and then removing the first side wall and removing at least an upper portion of the second side wall.

10 De koude kathode veldemissie inrichting volgens een vijfde aspect van de onderhavige uitvinding voor het bereiken van het bovengenoemde doel omvat: (a) een op een diëlectricum ondersteunend substraat gevormde gepatroneerde elektrodelaag, 15 (b) een isolerende tussenlaag, die gevormd is op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektrodelaag, (c) een poortelektrode, die gevormd is op de isolerende tussenlaag en opgebouwd is uit een eerste 20 geleidende laag, (d) een focuselektrode, die gevormd is boven de poortelektrode door een isolerende film (e) een tweede openingsgedeelte, dat communiceert met een eerste openingsgedeelte dat door de focuse- 25 lektrode en de isolerende film penetreert en door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag penetreert, en (f) een emitterelektrode, die geplaatst is op de elektrodelaag, die gepositioneerd is in een bodemge-deelte van het tweede openingsgedeelte en gevormd is in 30 de vorm van een kolom, waarbij de emitterelektrode, nadat de poortelektrode gevormd wordt op de isolerende tussenlaag, gevormd wordt door het vormen van de isolerende film op het gehele oppervlak; het vormen van de focuselektrode op 35 de isolerende film; het vormen van een tweede isolerende film op het gehele oppervlak; het vormen van het eerste openingsgedeelte, dat door de tweede isolerende film, de focus elektrode en de isolerende film penetreert en een 10 1 2 68 1 30 bovengedeelte heeft, waar de poortelektrode blootgesteld wordt; het vormen van een eerste zijwand van een eerste isolerend materiaal op de zijwand van het eerste ope-ningsgedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte in 5 diameter te verkleinen; het vormen van het tweede openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte en dat een bodemgedeelte heeft waar de elektrodelaag blootgesteld wordt; het vormen van 10 een tweede zijwand van een tweede isolerend materiaal op de eerste zijwand en de zijwand van het tweede openingsgedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte verder in diameter te verkleinen en het tweede openingsgedeelte in diameter te verkleinen; het vormen van een tweede gelei-15 dende laag op het gehele oppervlak waaronder de binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes door een fysieke of chemische dampdepositie werkwijze; het etsen van de tweede geleidende laag; en het vervolgens verwijderen van de eerste zijwand en het verwijderen van ten-20 minste een bovenste gedeelte van de tweede zijwand.The cold cathode field emission device according to a fifth aspect of the present invention for achieving the above object comprises: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric-supporting substrate, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer and composed of a first conductive layer, (d) a focus electrode formed above the gate electrode by an insulating film (e) a second opening portion, which communicates with a first opening portion which penetrates through the focusing electrode and the insulating film and penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer, and (f) an emitter electrode, which is placed on the electrode layer, which is positioned in a bottom layer part of the second opening portion and is formed in the form of a column, the emitter electrode after the gate electrode is formed on the interlayer insulating layer, is formed by forming the insulating film on the entire surface; forming the focus electrode on the insulating film; forming a second insulating film on the entire surface; forming the first opening portion which penetrates through the second insulating film, the focus electrode and the insulating film and has a top portion where the gate electrode is exposed; forming a first side wall of a first insulating material on the side wall of the first opening portion to reduce the first opening portion in diameter; forming the second opening portion, which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer below the diameter-reduced first opening portion and which has a bottom portion where the electrode layer is exposed; forming a second sidewall of a second insulating material on the first sidewall and the sidewall of the second opening portion to further reduce the first opening portion in diameter and the second opening portion in diameter; forming a second conductive layer on the entire surface including the insides of the first and second opening portions by a physical or chemical vapor deposition method; etching the second conductive layer; and then removing the first side wall and removing at least an upper portion of the second side wall.

De koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens een derde aspect van de onderhavige uitvinding voor het bereiken van het bovengenoemde doel is een koude kathode veldemissie weergeefeenheid, die een aantal 25 beeldpunten heeft, waarbij elk beeldpunt een aantal koude kathode veldemissie inrichtingen omvat en elke koude kathode veldemissie inrichting omvat: (a) een op een diëlectricum ondersteunend substraat gevormde gepatroneerde elektrodelaag, 30 (b) een isolerende tussenlaag, die gevormd is op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektrodelaag, (c) een poortelektrode, die gevormd is op de isolerende tussenlaag en opgebouwd is uit een eerste 35 geleidende laag, (d) een emitterelektrode, die geplaatst is op de elektrodelaag, die gepositioneerd is in het bodemgedeelte van een tweede openingsgedeelte, dat penetreert J 0 1 2 6 8 t 31 door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag en gevormd is in de vorm van een kolom, waarbij elk beeldpunt verder omvat: (e) een tweede elektrodelaag en een fluoresce-5 rende laag gevormd op een transparant substraat tegenover de emitter elektrode, waarbij de emitterelektrode, nadat de poortelektrode gevormd wordt op de isolerende tussenlaag, gevormd door het vormen van een isolerende film op het 10 gehele oppervlak; het vormen van een eerste openingsge-deelte, dat penetreert door de isolerende film en een bodemgedeelte heeft, waar de poortelektrode blootgesteld wordt; het vormen van een eerste zijwand van een eerste isolerend materiaal op de zijwand van het eerste ope-15 ningsgedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte in diameter te verkleinen; het vormen van het tweede openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte en dat een bodemgedeelte heeft 20 waar de elektrodelaag blootgesteld wordt; het vormen van een tweede zijwand van een tweede isolerend materiaal op de eerste zijwand en op de zijwand van het tweede openingsgedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte in diameter verder te verkleinen en het tweede openingsge-25 deelte in diameter te verkleinen; het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak waaronder de binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes door een fysieke of chemische dampdepositiewerkwijze; het etsen van de tweede geleidende laag; en het vervolgens 30 verwijderen van de eerste zijwand en het verwijderen van tenminste een bovenste gedeelte van de tweede zijwand.The cold cathode field emission display unit according to a third aspect of the present invention for achieving the above object is a cold cathode field emission display unit having a plurality of 25 pixels, each pixel comprising a number of cold cathode field emission devices and each cold cathode field emission device comprises: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric supporting substrate, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer and constructed from a first conductive layer, (d) is an emitter electrode placed on the electrode layer, which is positioned in the bottom portion of a second opening portion, which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer, and is formed in the form of a column, each pixel further comprising: (e) a second electrode layer and a fluorescent layer formed on a transparent substrate opposite the emitter electrode, the emitter electrode, after the gate electrode is formed on the insulating intermediate layer, formed by forming an insulating film on the entire surface; forming a first opening portion which penetrates through the insulating film and has a bottom portion where the gate electrode is exposed; forming a first sidewall of a first insulating material on the sidewall of the first opening portion to reduce the diameter of the first opening portion; forming the second opening portion which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer below the diameter-reduced first opening portion and which has a bottom portion where the electrode layer is exposed; forming a second side wall of a second insulating material on the first side wall and on the side wall of the second opening portion to further reduce the diameter of the first opening portion and to reduce the diameter of the second opening portion; forming a second conductive layer on the entire surface including the insides of the first and second opening portions by a physical or chemical vapor deposition process; etching the second conductive layer; and then removing the first side wall and removing at least an upper portion of the second side wall.

De koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens een vierde aspect van de onderhavige uitvinding voor het bereiken van het bovengenoemde doel is een koude 35 kathode veldemissie weergeefeenheid, die een aantal beeldpunten heeft, waarbij elk beeldpunt een aantal koude kathode veldemissie inrichtingen omvat en waarbij elke koude kathode veldemissie inrichting omvat: 1012681 32 (a) een op een diëlectricum ondersteunend substraat gevormd gepatroneerde elektrodelaag, (b) een isolerende tussenlaag, die gevormd is op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elek- 5 trodelaag, (c) een poortelektrode, die gevormd is op de isolerende tussenlaag en opgebouwd is uit een eerste geleidende laag, (d) een focuselektrode, die gevormd is boven de 10 poortelektrode door een isolerende film (e) een tweede openingsgedeelte, dat communiceert met een eerste openingsgedeelte dat door de focuselektrode en de isolerende film penetreert en door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag penetreert, en 15 (f) een emitterelektrode, die geplaatst is op de elektrodelaag, die gepositioneerd is in een bodemge-deelte van het tweede openingsgedeelte en gevormd is in de vorm van een kolom, waarbij elk beeldpunt verder omvat: 20 (g) een tweede elektrode laag en een fluoresce rende laag, gevormd op een transparant substraat tegenover de emitter elektrodes, waarbij de emitterelektrode, nadat de poortelektrode gevormd wordt op de isolerende tussenlaag, 25 gevormd wordt door het vormen van de isolerende film op het gehele oppervlak; het vormen van de focuselektrode op de isolerende film; het vormen van een tweede isolerende film op het gehele oppervlak; het vormen van het eerste openingsgedeelte, dat door de tweede isolerende film, de 30 focus elektrode en de isolerende film penetreert en een bovengedeelte heeft, waar de poortelektrode blootgesteld wordt; het vormen van een eerste zijwand van een eerste isolerend materiaal op de zijwand van het eerste openingsgedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte in 35 diameter te verkleinen; het vormen van het tweede openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte en dat een bodemgedeelte heeft 1012681 33 waar de elektrodelaag blootgesteld wordt; het vormen van een tweede zijwand van een tweede isolerend materiaal op de eerste zijwand en de zijwand van het tweede openings-gedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte verder in 5 diameter te verkleinen en het tweede openingsgedeelte in diameter te verkleinen; het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak waaronder de binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes door een fysieke of chemische dampdepositie werkwijze; het etsen 10 van de tweede geleidende laag; en het vervolgens verwijderen van de eerste zijwand en het verwijderen van tenminste een bovenste gedeelte van de tweede zijwand.The cold cathode field emission display unit according to a fourth aspect of the present invention for achieving the above object is a cold cathode field emission display unit having a plurality of pixels, each pixel comprising a number of cold cathode field emission devices and each cold cathode field emission device device comprises: 1012681 32 (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric support substrate, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric support substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer and composed of a first conductive layer, (d) a focus electrode formed above the gate electrode by an insulating film (e) a second opening portion communicating with a first opening portion passing through the focusing electrode and the insulating film penetrates and penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer t, and 15 (f) an emitter electrode, which is placed on the electrode layer, which is positioned in a bottom portion of the second opening portion and is formed in the form of a column, each pixel further comprising: 20 (g) a second electrode layer and a fluorescent layer formed on a transparent substrate opposite the emitter electrodes, wherein the emitter electrode, after the gate electrode is formed on the insulating intermediate layer, is formed by forming the insulating film on the entire surface; forming the focus electrode on the insulating film; forming a second insulating film on the entire surface; forming the first opening portion which penetrates through the second insulating film, the focus electrode and the insulating film and has an upper portion where the gate electrode is exposed; forming a first side wall of a first insulating material on the side wall of the first opening portion to reduce the first opening portion in diameter; forming the second opening portion which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer below the diameter-reduced first opening portion and which has a bottom portion where the electrode layer is exposed; forming a second side wall of a second insulating material on the first side wall and the side wall of the second opening portion to further reduce the first opening portion in diameter and the second opening portion in diameter; forming a second conductive layer on the entire surface including the insides of the first and second opening portions by a physical or chemical vapor deposition method; etching the second conductive layer; and then removing the first side wall and removing at least an upper portion of the second side wall.

De koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens een vijfde aspect van de onderhavige uitvinding 15 voor het bereiken van het bovengenoemde doel is een koude kathode veldemissie weergeefeenheid, die een aantal beeldpunten heeft, waarbij elk beeldpunt een aantal koude kathode veldemissie inrichtingen omvat, en waarbij elke koude kathode veldemissie inrichting omvat: 20 (a) een op een diëlectricum ondersteunend substraat gevormd gepatroneerde elektrodelaag, (b) een isolerende tussenlaag, die gevormd is op het diëlectricum ondersteunende substraat en de elektrodelaag, 25 (c) een poortelektrode, die gevormd is op de isolerende tussenlaag en opgebouwd is uit een eerste geleidende laag, (d) een focuselektrode, die gevormd is boven de poortelektrode door een isolerende film 30 (e) een tweede openingsgedeelte, dat communi ceert met een eerste openingsgedeelte dat door de focuselektrode en de isolerende film penetreert en door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag penetreert, en (f) een emitterelektrode, die geplaatst is op 35 de elektrodelaag, die gepositioneerd is in een bodemge-deelte van het tweede openingsgedeelte en gevormd is in de vorm van een kolom, waarbij elk beeldpunt verder omvat: 10 1 2 68 1 34 (g) een tweede elektrode laag en een fluorescerende laag, gevormd op een transparant substraat tegenover de emitterelektrode, waarbij de emitterelektrode, nadat de poorte-5 lektrode gevormd wordt op de isolerende tussenlaag, gevormd wordt door het vormen van de isolerende film op het gehele oppervlak; het vormen van de focuselektrode op de isolerende film; het vormen van een tweede isolerende film op het gehele oppervlak; het vormen van het eerste 10 openingsgedeelte, dat door de tweede isolerende film, de focus elektrode en de isolerende film penetreert en een bovengedeelte heeft, waar de poortelektrode blootgesteld wordt; het vormen van een eerste zijwand van een eerste isolerend materiaal op de zijwand van het eerste ope-15 ningsgedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte in diameter te verkleinen; het vormen van het tweede openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte en dat een bodemgedeelte heeft 20 waar de elektrodelaag blootgesteld wordt; het vormen van een tweede zijwand van een tweede isolerend materiaal op de eerste zijwand en de zijwand van het tweede openingsgedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte verder in diameter te verkleinen en het tweede openingsgedeelte in 25 diameter te verkleinen; het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak waaronder de binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes door een fysieke of chemische dampdepositie werkwijze; het etsen van de tweede geleidende laag; en het vervolgens verwij-30 deren van de eerste zijwand en het verwijderen van tenminste een bovenste gedeelte van de tweede zijwand.The cold cathode field emission display unit according to a fifth aspect of the present invention for achieving the above object is a cold cathode field emission display unit having a plurality of pixels, each pixel comprising a number of cold cathode field emission devices, and each cold cathode field emission device comprises: 20 (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric supporting substrate, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, 25 (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer and composed of a first conductive layer, (d) a focus electrode formed above the gate electrode by an insulating film 30 (e) a second opening portion which communicates with a first opening portion penetrating through the focusing electrode and the insulating film and penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer, and ( f) an emitter electrode placed on the electrode layer positioned in a bottom portion of the second opening portion and formed in the form of a column, each pixel further comprising: 10 1 2 68 1 34 (g) a second electrode layer and a fluorescent layer formed on a transparent substrate opposite the emitter electrode, wherein after the gate electrode is formed on the insulating intermediate layer, the emitter electrode is formed by forming the insulating film on the entire surface; forming the focus electrode on the insulating film; forming a second insulating film on the entire surface; forming the first opening portion which penetrates through the second insulating film, the focus electrode and the insulating film and has an upper portion where the gate electrode is exposed; forming a first sidewall of a first insulating material on the sidewall of the first opening portion to reduce the diameter of the first opening portion; forming the second opening portion which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer below the diameter-reduced first opening portion and which has a bottom portion where the electrode layer is exposed; forming a second side wall of a second insulating material on the first side wall and the side wall of the second opening portion to further reduce the diameter of the first opening portion and to reduce the second opening portion in diameter; forming a second conductive layer on the entire surface including the insides of the first and second opening portions by a physical or chemical vapor deposition method; etching the second conductive layer; and then removing the first side wall and removing at least an upper portion of the second side wall.

In de koude kathode veldemissie inrichting of de koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens een van de derde tot en met vijfde aspecten van de onderhavi-35 ge uitvinding is bij voorkeur geen tweede zijwand aanwezig op een denkbeeldig lijnsegment, dat het bovenoppervlak van de emitterelektrode en het eindgedeelte van het in de poortelektrode gevormde tweede openingsgedeelte 10 1 2 68 f 35 verbindt, of het eindgedeelte van het in de poortelektro-de gevormde tweede openingsgedeelte steekt uit over het bovenste eindgedeelte van het in de isolerende tussenlaag gevormde tweede openingsgedeelte.Preferably, in the cold cathode field emission device or the cold cathode field emission display unit according to any of the third through fifth aspects of the present invention, there is no second side wall on an imaginary line segment, which includes the top surface of the emitter electrode and the end portion of the second opening portion formed in the gate electrode, or the end portion of the second opening portion formed in the gate electrode protrudes over the upper end portion of the second opening portion formed in the insulating intermediate layer.

5 In de koude kathode veldemissie inrichting of de koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens een van de derde t/m vijfde aspecten van de onderhavige uitvinding kan een uitvoeringsvorm toegepast worden, waarin een scherphoekig gedeelte gevormd wordt op het 10 bovenoppervlak van de emitterelektrode door het etsen van de tweede geleidende laag en waarin het scherphoekig gedeelte opgebouwd is uit een oppervlak, dat zich uitspreidt vanaf een in het centrale gedeelte van het bovenoppervlak gevormde put tot aan een randgedeelte van het 15 bovenoppervlak en een zijoppervlak van de emitterelektrode. Overigens kan een andere uitvoeringsvorm toegepast worden, waarin een scherphoekig gedeelte gevormd wordt op het bovenoppervlak van de emitterelektrode, het scherphoekig gedeelte opgebouwd is uit een uiteinde oppervlak, 20 dat uitsteekt in de richting van het centrale gedeelte van het bovenoppervlak, en de emitterelektrode, gevormd wordt, nadat de tweede geleidende laag gevormd is op het gehele oppervlak waaronder de binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes door een fysieke of chemische 25 dampdepositiewerkwijze, door het vormen van een maskerma-teriaallaag op het gehele oppervlak; het gedeeltelijk verwijderen van de maskermateriaallaag teneinde de mas-kermateriaallaag op de tweede geleidende laag boven het in de isolerende tussenlaag gevormde tweede openingsge-30 deelte over te laten; het etsen van de tweede geleidende laag; en het vervolgens verwijderen van de eerste zijwand en het verwijderen van tenminste een bovenste gedeelte van de tweede zijwand. In deze uitvoeringsvorm wordt de tweede geleidende laag naar wens geëtst onder omstandig-35 heden, waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag hoger is dan de etssnelheid van de maskermateriaallaag .In the cold cathode field emission device or the cold cathode field emission display unit according to any of the third through fifth aspects of the present invention, an embodiment can be used in which an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode by etching. the second conductive layer and in which the sharp-angle portion is composed of a surface which extends from a well formed in the central portion of the top surface to an edge portion of the top surface and a side surface of the emitter electrode. Incidentally, another embodiment may be used in which an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode, the acute angle portion is composed of an end surface 20 projecting toward the central portion of the upper surface, and the emitter electrode is formed after the second conductive layer has been formed on the entire surface including the insides of the first and second opening portions by a physical or chemical vapor deposition process, by forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the second opening portion formed in the insulating intermediate layer; etching the second conductive layer; and then removing the first side wall and removing at least an upper portion of the second side wall. In this embodiment, the second conductive layer is etched as desired under conditions wherein the etch rate of the second conductive layer is higher than the etch rate of the mask material layer.

10 1 2 68 1 3610 1 2 68 1 36

De vorm in dwarsdoorsnede van de "kolom" kan willekeurig zijn, zoals een cirkelvorm, een rechthoekige vorm, een afgeronde rechthoekige vorm, veelhoekige vorm, een ovale vorm of dergelijke en de vorm is afhankelijk 5 van de vorm in dwarsdoorsnede van het openingsgedeelte of het tweede openingsgedeelte. De term "het verkleinen van het openingsgedeelte in diameter" betekent, dat het gebied in dwarsdoorsnede van het openingsgedeelte, genomen door het snijden van het openingsgedeelte in een vlak 10 loodrecht op een axiale lijn, die door het midden van het openingsgedeelte gaat, verkleind wordt.The cross-sectional shape of the "column" may be any such as a circular shape, a rectangular shape, a rounded rectangular shape, a polygonal shape, an oval shape or the like, and the shape depends on the cross-sectional shape of the opening portion or the second opening section. The term "reducing the opening portion in diameter" means that the cross-sectional area of the opening portion taken by cutting the opening portion in a plane perpendicular to an axial line passing through the center of the opening portion is reduced .

In het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting of het proces voor de productie van een koude kathode veldemissie weergeefeen-15 heid volgens een van de eerste t/m derde aspecten van de onderhavige uitvinding of in de koude kathode veldemissie inrichting of de koude kathode veldemissie weergeefeen-heid volgens een van de eerste t/m vijfde aspecten van de onderhavige uitvinding, omvat het diëlectricum ondersteu-20 nende substraat een glassubstraat, een quartz substraat, een glassubstraat met een oppervlak gevormd van een isolerende film, een quartz substraat met een oppervlak gevormd van een isolerende film, en een silicium halfgeleider substraat met een oppervlak gevormd van een isole-25 rende film.In the process for the production of a cold cathode field emission device or the process for the production of a cold cathode field emission display unit according to one of the first to third aspects of the present invention or in the cold cathode field emission device or the cold cathode field emission display unit according to any of the first through fifth aspects of the present invention, the dielectric supporting substrate comprises a glass substrate, a quartz substrate, a glass substrate having a surface formed of an insulating film, a quartz substrate with a surface formed of an insulating film, and a silicon semiconductor substrate with a surface formed of an insulating film.

Het materiaal voor het vormen van de elektrode-laag omvat refractaire metalen zoals wolfram (W), molyb-deen (Mo), titaan (Ti), niobium (Nb), tantalium (Ta), chroom (Cr); metalen zoals aluminium (Al) en koper (Cu); 30 legeringen van deze warmtebestendige metalen of deze metalen; willekeurige samenstellingen van deze warmtebestendige metalen of deze metalen (b.v. nitriden en sili-ciden); halfgeleiders zoals silicium (Si); diamant; koolstof; en ITO. De elektrodelaag kan gevormd zijn door 35 een algemene dunne laag vormende werkwijze zoals een dampdepositie werkwijze, een sputtering werkwijze, een CVD werkwijze, een ionplateringswerkwijze, een drukwerk-wijze, een plateringswerkwijze of dergelijke.The electrode layer forming material includes refractory metals such as tungsten (W), molybdenum (Mo), titanium (Ti), niobium (Nb), tantalum (Ta), chromium (Cr); metals such as aluminum (Al) and copper (Cu); 30 alloys of these heat-resistant metals or these metals; arbitrary compositions of these heat-resistant metals or these metals (e.g. nitrides and silicides); semiconductors such as silicon (Si); diamond; carbon; and ITO. The electrode layer may be formed by a general thin film forming method such as a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, an ion plating method, a printing method, a plating method or the like.

10 1 2 68 1 3710 1 2 68 1 37

Wanneer de emitterelektrode gevormd wordt, wordt de tweede geleidende laag op de poortelektrode of op de focuselektrode geëtst. Bij voorkeur kan daarom het materiaal voor het vormen van de poortelektrode (eerste 5 geleidende laag) of de focuselektrode en het materiaal voor het vormen van de emitterelektrode (tweede geleidende laag) het etsen op selectieve wijze mogelijk maken.When the emitter electrode is formed, the second conductive layer is etched on the gate electrode or on the focus electrode. Preferably, therefore, the material for forming the gate electrode (first conductive layer) or the focus electrode and the material for forming the emitter electrode (second conductive layer) may selectively enable etching.

Het materiaal voor het vormen van de poortelektrode (de eerste geleidende laag) en de focuselektrode omvat warm-10 tebestendige metalen zoals wolfram (W), molybdeen (Mo), titanium (Ti), niobium (Nb), tantalium (Ta), chroom (Cr); metalen zoals aluminium (Al) en koper (Cu); legeringen met deze warmtebestendige metalen of deze metalen; en willekeurige samenstellingen van deze warmtebestendige 15 metalen of deze metalen (b.v. nitriden en siliciden). Het materiaal voor het vormen van de emitterelektrode (tweede geleidende laag) omvat warmtebestendige metalen zoals wolfram (W), niobium (Nb), tantalium (Ta), titanium (Ti), molybdeen (Mo), chroom (Cr); metalen zoals aluminium (Al) 20 en koper (Cu); legeringen met deze warmtebestendige metalen of deze metalen; en willekeurige samenstellingen van deze warmtebestendige metalen of deze metalen, en onder deze materialen worden warmtebestendige metalen, legeringen met deze warmtebestendige metalen of willekeu-25 rige samenstellingen van deze warmtebestendige metalen gebruikt. Bij voorkeur wordt een materiaal voor het vormen van de emitterelektrode (tweede geleidende laag) en een materiaal voor het vormen van de elektrodelaag gecombineerd teneinde een hoge mate van kleefkracht te 30 krijgen tussen de elektrodelaag en de emitterelektrode.The material for forming the gate electrode (the first conductive layer) and the focus electrode includes heat-resistant metals such as tungsten (W), molybdenum (Mo), titanium (Ti), niobium (Nb), tantalum (Ta), chromium (Cr); metals such as aluminum (Al) and copper (Cu); alloys with these heat-resistant metals or these metals; and arbitrary compositions of these heat resistant metals or these metals (eg nitrides and silicides). The material for forming the emitter electrode (second conductive layer) includes heat resistant metals such as tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), chromium (Cr); metals such as aluminum (Al) 20 and copper (Cu); alloys with these heat-resistant metals or these metals; and random compositions of these heat-resistant metals or these metals, and among these materials, heat-resistant metals, alloys with these heat-resistant metals or random compositions of these heat-resistant metals are used. Preferably, a material for forming the emitter electrode (second conductive layer) and a material for forming the electrode layer are combined to obtain a high degree of tack between the electrode layer and the emitter electrode.

De fysieke dampdepositie (PVD) werkwijze voor het vormen van de tweede geleidende laag omvat (a) verscheidene vacuüm dampdepositie werkwijzen, zoals een elektronenstraal verwarmingswerkwijze, een weerstandsver-35 warmingswerkwijze en een flits depositiewerkwijze (flash deposition method), (b) een verbeterde plasma dampdeposi- tiewerkwijze (plasma-enhanced vapor deposition method), (c) verscheidene sputteringswerkwijzen zoals een dubbele 1012681 ? 38 pool sputteringswerkwijze (double-pole sputtering method) , een DC sputteringswerkwijze, een DC magnetron sputteringswerkwijze, een hoog frequentie sputterings-werkwijze, een magnetron sputteringswerkwijze, een ionen-5 straal sputteringswerkwijze en een schuin sputteringswerkwi jze, (d) verscheidene ionenplateringswerkwijzen zoals een DC (Direct Current) werkwijzen, een RF werkwijze, een multikathode werkwijze, een activatie reactie werkwijze, een HCD (Hollow Cathode Discharge) werkwijze, 10 een elektrisch veld dampdepositiewerkwijze, een RF ion plateringswerkwijze en een reactieve ion plateringswerk-wijze, en (e) een ion dampdepositie (IVD) werkwijze. De chemische damp depositiewerkwijze (CVD werkwijze) voor het vormen van de tweede geleidende laag omvat een normals le druk CVD werkwijze, een lage druk CVD werkwijze, een thermische CVD werkwijze, een verbeterde plasma CVD werkwijze, een foto CVD werkwijze en een door een laser geïnduceerde CVD werkwijze.The physical vapor deposition (PVD) method of forming the second conductive layer comprises (a) various vacuum vapor deposition methods, such as an electron beam heating method, a resistance heating method and a flash deposition method, (b) an improved plasma plasma-enhanced vapor deposition method, (c) various sputtering methods such as a double 1012681? 38 pole sputtering method, a double-pole sputtering method, a DC sputtering method, a DC magnetron sputtering method, a high frequency sputtering method, a magnetron sputtering method, an ion-5 sputtering method and an oblique sputtering method, (d) various ion plating methods such as a DC (Direct Current) methods, an RF method, a multicathode method, an activation reaction method, an HCD (Hollow Cathode Discharge) method, an electric field vapor deposition method, an RF ion plating method and a reactive ion plating method, and (e ) an ion vapor deposition (IVD) method. The chemical vapor deposition method (CVD method) for forming the second conductive layer includes a normal pressure CVD method, a low pressure CVD method, a thermal CVD method, an improved plasma CVD method, a photo CVD method and a laser induced CVD method.

De maskermateriaal laag kan opgebouwd zijn uit 20 een willekeurig materiaal zolang als het een lagere etssnelheid heeft dan de etssnelheid van de tweede geleidende laag. Het materiaal voor de maskermateriaal laag omvat bijvoorbeeld een afdekmateriaal, SOG (spin on glass) en op polyimide gebaseerde harsen. Deze materialen 25 kunnen eenvoudig toegepast worden in een spinbekledings-werkwijze. Anders kan het bovenstaande materiaal een materiaal zijn zoals BPSG (boro-phospho-silicate glass), dat oppervlak afvlakking mogelijk maakt na te zijn gevormd in een laag door een thermische herstroomwerkwijze 30 De "etssnelheid" betekent een etssnelheid van de masker-materiaallaag en de tweede geleidende laag in een richting loodrecht op het diëlectricum ondersteunende substraat .The mask material layer can be composed of any material as long as it has a lower etching rate than the etching rate of the second conductive layer. The material for the mask material layer includes, for example, a cover material, SOG (spin on glass) and polyimide based resins. These materials can be easily applied in a spin coating process. Otherwise, the above material may be a material such as BPSG (boro-phospho-silicate glass), which allows surface smoothing after being formed in a layer by a thermal reflow process. The "etch rate" means an etch rate of the mask material layer and the second conductive layer in a direction perpendicular to the dielectric supporting substrate.

Wanneer het materiaal voor het vormen van de 35 emitter elektrode (tweede geleidende laag) geselecteerd kan worden uit warmtebestendige metalen zoals wolfram (W), titanium (Ti), niobium (Nb), tantalium (Ta), molyb-deen (Mo), chroom (Cr), legeringen met deze warmtebesten-When the material for forming the emitter electrode (second conductive layer) can be selected from heat resistant metals such as tungsten (W), titanium (Ti), niobium (Nb), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), chromium (Cr), alloys with these heat resistant

10 1 2 68 Y10 1 2 68 Y

39 dige metalen, of willekeurige samenstellingen van deze warmtebestendige metalen zoals nitriden (b.v. TiN) en siliciden (b.v. WSi2, MoSi2, TiSi2, TaSi2) kan de maskerma-teriaal laag samengesteld zijn uit koper (Cu), goud (Au) 5 en zilver (Ag), of de combinatie daarvan. Wanneer een dergelijk materiaal gebruikt wordt als het materiaal voor het vormen van de maskermateriaallaag en wanneer de snelheid van de maskermateriaal laag 1 is, kan naar wens de etssnelheid van de tweede geleidende laag van tenmin-10 ste 10 verkregen worden.39 metals, or arbitrary compositions of these heat-resistant metals such as nitrides (eg TiN) and silicides (eg WSi2, MoSi2, TiSi2, TaSi2), the mask material layer may be composed of copper (Cu), gold (Au) 5 and silver (Ag), or the combination thereof. When such a material is used as the material for forming the mask material layer and when the speed of the mask material is layer 1, the etch rate of the second conductive layer of at least 10 may be obtained as desired.

Het materiaal voor het vormen van de isolerende tussenlaag omvat Si02, SiN, SiOn en een uitgehard glaspasta product (engels: glass-paste cured product), het materiaal voor het vormen van de zijwand, de eerste 15 zijwand, de tweede zijwand, de isolerende materiaal laag, de isolerende film of de tweede isolerende film omvat Si02, SiN en SiON. De vorming van de isolerende tussenlaag, de isolerende film of de tweede isolerende film kan uitgevoerd worden door een bekende werkwijze zoals een 20 CVD werkwijze, een bedekkingswerkwijze, een sputterings-werkwijze of een afdrukwerkwijze, en de vorming van de zijwand, de eerste zijwand of de tweede zijwand kan uitgevoerd worden met een bekende werkwijze, zoals de combinatie van de CVD-werkwijze en een etsproces. Bij 25 voorkeur kan het materiaal voor het vormen van de isolerende tussenlaag en het materiaal voor de zijwand, de eerste zijwand, de tweede zijwand, de isolerende materi-aallaag, de isolerende film of de tweede isolerende film (hierna in het algemeen "zijwand, etc." genoemd), het op 30 selectieve wijze etsen mogelijk maken. Wanneer SiOz gebruikt wordt als materiaal voor de isolerende tussenlaag, heeft het de voorkeur om SiN als een isolerend materiaal voor het vormen van de zijwand, etc. te gebruiken en wanneer SiON gebruikt wordt als materiaal voor het vormen 35 van de isolerende tussenlaag, heeft het de voorkeur om Si02 als materiaal te gebruiken voor het vormen van de zijwand, etc., alhoewel de combinatie van de bovenstaande materialen niet tot deze beperkt is.The material for forming the insulating intermediate layer includes Si02, SiN, SiOn and a cured glass paste product (English: glass-paste cured product), the material for forming the side wall, the first 15 side wall, the second side wall, the insulating material layer, the insulating film or the second insulating film includes SiO 2, SiN and SiON. The formation of the intermediate insulating layer, the insulating film or the second insulating film can be performed by a known method such as a CVD method, a coating method, a sputtering method or a printing method, and the formation of the side wall, the first side wall or the second side wall can be performed with a known method, such as the combination of the CVD method and an etching process. Preferably, the material for forming the insulating intermediate layer and the material for the side wall, the first side wall, the second side wall, the insulating material layer, the insulating film or the second insulating film (hereinafter generally "side wall, etc. "), enabling selective etching. When SiOz is used as a material for the insulating intermediate layer, it is preferable to use SiN as an insulating material for forming the sidewall, etc. and when SiON is used as a material for forming the insulating intermediate layer, it has preferable to use SiO 2 as a material for forming the sidewall, etc., although the combination of the above materials is not limited to them.

Γ10 1 2 6 8 1 40110 1 2 6 8 1 40

Het transparante substraat omvat b.v. een glassubstraat en een quartz substraat. Het materiaal voor de tweede elektrodelaag kan geselecteerd worden uit aluminium, met tinoxide gedoteerde indium oxide (ITO) en 5 tinoxide (Sn02) . De fluorescerende laag kan opgebouwd zijn uit een bekend fluorescerend materiaal. De tweede elek-trolaag en de fluorescerende laag kunnen gevormd zijn op het transparante substraat in de volgorde van de tweede elektrodelaag en de fluorescerende laag of in de volgorde 10 van de fluorescerende laag en de tweede elektrodelaag.The transparent substrate includes, e.g. a glass substrate and a quartz substrate. The material for the second electrode layer can be selected from aluminum, tin oxide doped indium oxide (ITO) and tin oxide (SnO2). The fluorescent layer can be composed of a known fluorescent material. The second electrode layer and the fluorescent layer may be formed on the transparent substrate in the order of the second electrode layer and the fluorescent layer or in the order of the fluorescent layer and the second electrode layer.

De focuselektrode is een onderdeel dat verschaft is voor het verhinderen van de divergentie van de banen van elektronen, die geëmitteerd zijn vanuit een elektron emissiegedeelte in een zogenoemde weergeefeen-15 heid van het hoge spanningstype, waarin het spanningsverschil tussen de tweede elektrodelaag (anode elektrode), die gevormd is op het transparante substraat, en de elektrodelaag (kathode elektrode), die gevormd is op het diëlectricum ondersteunende substraat, in de orde van 20 grootte van 5 kV is en de afstand tussen deze twee elektroden relatief groot (b.v. ongeveer 1 mm) is. Door het verbeteren van de convergentie van het pad van de geëmitteerde elektronen, kan een overspraak tussen beeldpunten verminderd worden en wordt in het bijzonder een kleurver-25 menging verhinderd wanneer de weergave uitgevoerd wordt in kleuren. Verder kunnen de beeldpunten gevormd worden als kleinere eenheden, zodat weergave van kleinere beelden tot stand kan worden gebracht.The focus electrode is a part provided to prevent the divergence of the orbits of electrons emitted from an electron emission portion in a so-called high voltage type display unit, in which the voltage difference between the second electrode layer (anode electrode) , which is formed on the transparent substrate, and the electrode layer (cathode electrode), which is formed on the dielectric supporting substrate, is of the order of 5 kV and the distance between these two electrodes is relatively large (eg about 1 mm ). By improving the convergence of the path of the emitted electrons, cross-talk between pixels can be reduced and, in particular, color mixing is prevented when the reproduction is performed in colors. Furthermore, the pixels can be formed as smaller units so that display of smaller images can be accomplished.

In de onderhavige uitvinding wordt de emittere-30 lektrode gevormd in het in diameter verkleinde openings-gedeelte met de zijwand of de isolerende materiaallaag, zodat de emitterelektrode gevormd kan worden op een zelfopgelijnde wijze. Verder wordt de tweede geleidende laag geëtst teneinde het scherphoekige gedeelte te vormen 35 op het bovenoppervlak van de emitterelektrode, zodat het niet langer noodzakelijk is om een speciale productie-werkwijze te gebruiken teneinde een scherphoekig gedeelte te vormen op het bovenoppervlak van de emitterelektrode.In the present invention, the emitter electrode is formed in the diameter-reduced opening portion with the side wall or the insulating material layer, so that the emitter electrode can be formed in a self-aligned manner. Furthermore, the second conductive layer is etched to form the sharp-angle portion on the top surface of the emitter electrode, so that it is no longer necessary to use a special manufacturing method to form a sharp-angle portion on the top surface of the emitter electrode.

1012881 411012881 41

In de processen voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens het tweede aspect van de onderhavige uitvinding, wordt de tweede geleidende laag 5 geëtst in een toestand, waarin de poortelektrode bedekt is met de isolerende materiaal laag. In de processen voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid volgens het derde aspect van de onderhavige uitvinding, wordt de 10 tweede geleidende laag geëtst in een toestand, waarin de poortelektrode bedekt is met de isolerende film of waarin de focuselektrode bedekt is met de tweede isolerende film. Voordeligerwijze neemt daarom de vrijheid van selectie van de combinatie van het materiaal voor het 15 vormen van de poortelektrode of de focuselektrode en het materiaal voor het vormen van de tweede geleidende laag toe. In het bijzonder kan het materiaal voor de poortelektrode of de focuselektrode geselecteerd worden uit een breder bereik van materialen en behoeft de tweede gelei-20 dende laag niet langer op selectieve wijze geëtst te worden ten opzichte van de poortelektrode of de focuselektrode .In the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission display unit according to the second aspect of the present invention, the second conductive layer 5 is etched in a state where the gate electrode is covered with the insulating material layer. In the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission display unit according to the third aspect of the present invention, the second conductive layer is etched in a state in which the gate electrode is covered with the insulating film or in which the focus electrode is covered with the second insulating film. Advantageously, therefore, freedom of selection of the combination of the material for forming the gate or the focus electrode and the material for forming the second conductive layer increases. In particular, the material for the gate or focus electrode can be selected from a wider range of materials and the second conductive layer no longer needs to be etched selectively with respect to the gate or focus electrode.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN 25BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS 25

De onderhavige uitvinding zal hierna gedetailleerd beschreven worden onder verwijzing naar de tekeningen .The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

Fig. IA is een schematisch gedeeltelijk eind-30 aanzicht van een koude kathode veldemissie inrichting in voorbeeld 1, enFig. 1A is a schematic partial end view of a cold cathode field emission device in Example 1, and

Fig. 1B is een conceptueel aanzicht van een koude kathode veldemissie weergeefeenheid.Fig. 1B is a conceptual view of a cold cathode field emission display unit.

Fig. 2A toont een rangschikking van een deel 35 van de elektrodelagen en poortelektrodes van een koude kathode veldemissie inrichting enFig. 2A shows an arrangement of part 35 of the electrode layers and gate electrodes of a cold cathode field emission device and

Fig. 2B toont een rangschikking van een elek-trodelaag en poortelektrodes in één beeldpunt.Fig. 2B shows an arrangement of an electrode layer and gate electrodes in one pixel.

10 1 2 681 4210 1 2 681 42

Fig. 3A is een schematisch aanzicht in perspectief van een koude kathode veldemissie weergeefeenheid enFig. 3A is a schematic perspective view of a cold cathode field emission display unit and

Fig. 3B is een uitvergroot aanzicht van een emitterelektrode.Fig. 3B is an enlarged view of an emitter electrode.

5 Fig. 4A en 4B zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc, voor het verklaren van de processen voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting en een koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voor-10 beeld 1.FIG. 4A and 4B are schematic partial end views of a dielectric support substrate, etc., for explaining the processes for producing a cold cathode field emission device and a cold cathode field emission display unit in Example 1.

Fig. 5A, 5B en 5C, volgend op fig.4B zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van de koude kathode 15 veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 1.Fig. 5A, 5B and 5C, following FIG. 4B are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission display unit in Example 1.

Fig. 6A en 6B volgend op fig.5C, zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc. voor het verklaren van de 20 processen voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 1.Fig. 6A and 6B following FIG. 5C are schematic partial end views of a dielectric support substrate, etc., for explaining the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission display unit in Example 1.

Fig. 7A en 7B zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend sub-25 straat, etc., voor het verklaren van de processen voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting en een koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 2.Fig. 7A and 7B are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing a cold cathode field emission device and a cold cathode field emission display unit in Example 2.

Fig. 8A en 8B, volgend op fig.7B, zijn schema-30 tische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc., voor het verklaren van de processen voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 2.Fig. 8A and 8B, following FIG. 7B, are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for the production of the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission unit in Example 2 .

35 Fig. 9 is een schematisch gedeeltelijk eindaan- zicht van een variant van het proces voor de productie van de in voorbeeld 2 verklaarde koude kathode veldemissie inrichting.FIG. 9 is a schematic partial end view of a variant of the process for producing the cold cathode field emission device explained in Example 2.

f10 1 2 68 1 43f10 1 2 68 1 43

Fig. 10A en 10B zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van de koude kathode veldemissie inrichtingen in voorbeelden 3 en 4.Fig. 10A and 10B are schematic partial end views of the cold cathode field emission devices in Examples 3 and 4.

Fig. 11A en 11B zijn schematische gedeeltelijke 5 eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc., voor het verklaren van de processen voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting en een koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 3 .Fig. 11A and 11B are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing a cold cathode field emission device and a cold cathode field emission display unit in Example 3.

10 Fig. 12A en 12B, volgend op fig. 11B, zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc., voor het verklaren van de processen voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie 15 weergeefeenheid in voorbeeld 3.FIG. 12A and 12B, following Fig. 11B, are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission unit in Example 3.

Fig. 13A en 13B zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting en 20 een koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 4 .Fig. 13A and 13B are schematic partial end views of a dielectric support substrate, etc., for explaining the processes for producing a cold cathode field emission device and a cold cathode field emission display unit in Example 4.

Fig. 14, volgend op fig. 13B, is een schematisch gedeeltelijk eindaanzicht van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc. voor het verklaren van de 25 processen voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 4.Fig. 14, following Fig. 13B, is a schematic partial end view of a dielectric support substrate, etc., for explaining the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission display unit in Example 4.

Fig. 15A en 15B zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend sub-30 straat, etc. voor het in het algemeen verklaren van de processen voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting en een koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 5.Fig. 15A and 15B are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc. for generally explaining the processes for producing a cold cathode field emission device and a cold cathode field emission display unit in Example 5.

Fig. 16A en 16B volgend op fig.l5B, zijn sche-35 matische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van de koude kathode 10 1 2 68 1 44 veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 5.Fig. 16A and 16B following Fig. 15B are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate etc. for explaining the processes for the production of the cold cathode 10 1 2 68 1 44 field emission device and the cold cathode field emission display unit. in example 5.

Fig. 17 volgens op fig. 16B is een schematisch gedeeltelijk eindaanzicht van een diëlectricum ondersteu-5 nend substraat, etc. voor het verklaren van de processen van de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 5.Fig. 17 according to FIG. 16B is a schematic partial end view of a dielectric supporting substrate, etc. for explaining the processes of the production of the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission display unit in example 5.

Fig. 18A en 18B zijn schematische gedeeltelijke 10 eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting en een koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 6 .Fig. 18A and 18B are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing a cold cathode field emission device and a cold cathode field emission display unit in Example 6.

15 Fig. 19A en 19B volgend op fig. 18B, zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie 20 weergeefeenheid in voorbeeld 6.FIG. 19A and 19B following FIG. 18B are schematic partial end views of a dielectric support substrate, etc., for explaining the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission display unit in Example 6.

Fig. 20A en 20B, volgend op fig. 19B, zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van de koude kathode 25 veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 6.Fig. 20A and 20B, following Fig. 19B, are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission unit in Example 6.

Fig. 21A en 21B, volgend op fig. 20B, zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc. voor het verklaren 30 van de processen voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 6.Fig. 21A and 21B, following Fig. 20B, are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission display unit in Example 6.

Fig. 22A en 22B zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend sub-35 straat, etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van een koude kathode veldemissie inrichting en een koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 7.Fig. 22A and 22B are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing a cold cathode field emission device and a cold cathode field emission display unit in Example 7.

1012681 451012681 45

Fig. 23A en 23B volgend op fig. 22B, zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlec-tricum ondersteunend substraat, etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van de koude kathode 5 veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 7.Fig. 23A and 23B following FIG. 22B are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing the cold cathode 5 field emission device and the cold cathode field emission display unit in Example 7.

Fig. 24A en 24B, volgend op fig. 23B, zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlec-tricum ondersteunend substraat, etc.voor het verklaren 10 van de processen voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 7.Fig. 24A and 24B, following Fig. 23B, are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission unit in Example 7.

Fig. 25 volgend op fig. 24B is een schematisch gedeeltelijk eindaanzichten van een diëlectricum onderis steunend substraat, etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeen-heid in voorbeeld 7.Fig. Following Fig. 24B is a schematic partial end elevational view of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission unit in Example 7.

Fig. 26A en 26B zijn schematische gedeeltelijke 20 eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 8.Fig. 26A and 26B are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission display unit in Example 8.

25 Fig. 27A en 27B volgend op fig. 26B zijn sche matische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie 30 weergeefeenheid in voorbeeld 8.FIG. 27A and 27B following FIG. 26B are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission display unit in Example 8.

Fig. 28A en 28B volgend op fig. 27B zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van de koude kathode 35 veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 8.Fig. 28A and 28B following Fig. 27B are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for producing the cold cathode 35 field emission device and the cold cathode field emission display unit in Example 8.

Fig. 29A en 29B volgend op fig. 28B zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectri- 10 1 2 68 1 46 cum ondersteunend substraat etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van de koude kathode veldemissie inrichting en de koude kathode veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 8.Fig. 29A and 29B following Fig. 28B are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate etc. for explaining the processes for producing the cold cathode field emission device and the cold cathode field emission display unit in example. 8.

5 Fig. 30A en 30B zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van varianten van de koude kathode veldemissie inrichtingen die in voorbeelden 1 en 2 verklaard zi jn.FIG. 30A and 30B are schematic partial end views of variants of the cold cathode field emission devices explained in Examples 1 and 2.

Fig. 31A en 31B zijn schematische gedeeltelijke 10 eindaanzichten van de koude kathode veldemissie inrichting, die verklaard is in voorbeeld 2 voor het tonen van een andere variant van het proces voor de productie daarvan.Fig. 31A and 31B are schematic partial end views of the cold cathode field emission device explained in Example 2 for showing another variant of the process for its production.

Fig. 32 volgend op fig. 31B is een schematisch 15 gedeeltelijk eindaanzicht van de koude kathode veldemissie inrichting die verklaard is in voorbeeld 2 voor het vertonen van de variant van het proces voor de productie daarvan.Fig. 32 following Fig. 31B is a schematic partial end view of the cold cathode field emission device explained in Example 2 for showing the variant of the process for its production.

Fig. 33 is een conceptueel aanzicht van een 20 conventionele koude kathode veldemissie weergeefeenheid.Fig. 33 is a conceptual view of a conventional cold cathode field emission display unit.

Fig. 34A en 34B zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat, etc. voor het verklaren van de processen voor de productie van een conventioneel koude kathode veldemissie 25 inrichting volgens het Spindt type.Fig. 34A and 34B are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate, etc., for explaining the processes for the production of a conventional cold cathode field emission device of the Spindt type.

Fig. 35A en 35B volgend op fig. 34B zijn schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een dielectrium ondersteunend substraat etc. voor het verklaren van het proces voor de productie van de conventionele koude 30 kathode veldemissie inrichting van het Spindt type.Fig. 35A and 35B following Fig. 34B are schematic partial end views of a dielectrium supporting substrate, etc., for explaining the process for the production of the conventional Spindt-type cold cathode field emission device.

BESCHRIJVING VAN DE VOORKEURSUITVOERINGSVORMEN·DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Voorbeeld 1 35Example 1 35

Voorbeeld 1 heeft betrekking op een koude kathode veldemissie inrichting (hierna simpelweg een "veldemissie inrichting" genoemd), een koude kathode f0 1 2 681 47 veldemissie weergeefeenheid (hierna simpelweg een "veld-emissie weergeefeenheid" genoemd) met de veldemissie inrichtingen en processen voor de productie daarvan volgens het eerste aspect van de onderhavige uitvinding.Example 1 relates to a cold cathode field emission device (hereinafter simply referred to as a "field emission device"), a cold cathode f0 1 2 681 47 field emission display unit (hereinafter simply referred to as a "field emission display unit") with the field emission devices and processes for its production according to the first aspect of the present invention.

5 Fig. IA toont een schematisch gedeeltelijk eindaanzicht van de veldemissie inrichting in voorbeeld 1 en fig. 1B toont een conceptueel aanzicht van de veldemissie weergeefeenheid wanneer de veldemissie weergeefeenheid verticaal door midden gesneden is. Fig. 2A toont een rang-10 schikking van een deel van de elektrodelagen (kathode elektrode lagen) 11 en poortelektrodes 14 in de veldemissie weergeefeenheid, fig. 2B toont een rangschikking van de elektrodelaag (kathode elektrode laag) 11 en de poor-telektrode 14 in één beeldpunt, en fig. 3A toont een 15 schematisch aanzicht in perspectief van de veldemissie weergeefeenheid. In fig. 2B is het aantal veldemissie inrichtingen waaruit één beeldpunt bestaat gelijk aan 64, terwijl het bovenstaande aantal hiertoe niet beperkt is.FIG. 1A shows a schematic partial end view of the field emission device in Example 1 and FIG. 1B shows a conceptual view of the field emission display unit when the field emission display unit is cut vertically in half. Fig. 2A shows a rank-10 arrangement of a portion of the electrode layers (cathode electrode layers) 11 and gate electrodes 14 in the field emission display unit, FIG. 2B shows a arrangement of the electrode layer (cathode electrode layer) 11 and the gate electrode 14 in one pixel, and Fig. 3A shows a schematic perspective view of the field emission display unit. In Fig. 2B, the number of field emission devices making up one pixel is 64, while the above number is not limited thereto.

De veldemissie inrichting omvat een diëlectri-20 cum ondersteunend substraat 10, dat is opgebouwd uit een glassubstraat, een gepatroneerde elektrodelaag (kathode elektrode laag) 11 die is opgebouwd uit molybdeen, een isolerende tussenlaag 12 opgebouwd uit Si02, een poorte-lektrode 14 opgebouwd uit aluminium en een emitterelek-25 trode 18, die de vorm heeft van een kolom en opgebouwd is uit wolfram (W). De gepatroneerde elektrodelaag 11 is gevormd op het diëlectricum ondersteunend substraat 10 dat gevormd is van een glassubstraat. De isolerende tussenlaag 12 is gevormd op het diëlectricum ondersteu-30 nend substraat 10 en de elektrodelaag 11. De poortelek-trode 14, die gevormd is van een eerste geleidende laag (aluminium laag), wordt gevormd op de isolerende tussenlaag 12. De emitterelektrode 18, gevormd van een tweede laag, is geplaatst op de elektrodelaag 11 die blootge-35 steld is in een bodemgedeelte van een openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode 14 en de isolerende tussenlaag 12. Het openingsgedeelte omvat een openingsgedeelte 15, dat gevormd is in de poortelektrode 14, en een 110 1 2 68 1 48 openingsgedeelte 13, dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12. De emitterelektrode 18 wordt omgeven door het openingsgedeelte 15, dat gevormd is in de poortelek-trode 14. Een holte gedeelte 19 is gevormd in de isole-5 rende tussenlaag 12 onder het openingsgedeelte 15, dat gevormd is in de poortelektrode 14.The field emission device comprises a dielectric-20 supporting substrate 10, which is made up of a glass substrate, a patterned electrode layer (cathode electrode layer) 11, which is made up of molybdenum, an insulating intermediate layer 12 made up of SiO2, a gate electrode 14 made up of aluminum and an emitter electrode 25, which has the shape of a column and is constructed of tungsten (W). The patterned electrode layer 11 is formed on the dielectric support substrate 10 formed of a glass substrate. The insulating intermediate layer 12 is formed on the dielectric supporting substrate 10 and the electrode layer 11. The gate electrode 14, which is formed of a first conductive layer (aluminum layer), is formed on the insulating intermediate layer 12. The emitter electrode 18 , formed of a second layer, is placed on the electrode layer 11 which is exposed in a bottom portion of an opening portion which penetrates through the gate electrode 14 and the insulating intermediate layer 12. The opening portion includes an opening portion 15 formed in the gate electrode 14, and a 110 1 2 68 1 48 opening portion 13 formed in the insulating intermediate layer 12. The emitter electrode 18 is surrounded by the opening portion 15 formed in the gate electrode 14. A cavity portion 19 is formed in the insulating intermediate layer 12 below the opening portion 15 formed in the gate electrode 14.

In de veldemissie inrichting in voorbeeld 1, waarbij fig. 3B een uitvergroot aanzicht toont van een boveneindgedeelte van de emitterelektrode 18, wordt een 10 scherphoekig gedeelte 18B gevormd op een bovenoppervlak 18A van de emitterelektrode 18, en wordt het scherphoekig gedeelte 18B opgebouwd uit een oppervlak 18D dat zich uitspreidt vanaf een in het centrale gedeelte van het bovenoppervlak 18A gevormde put 18C tot aan een randge-15 deelte van het bovenoppervlak en een zijoppervlak 18E van de emitterelektrode 18. De emitterelektrode 18 wordt gevormd, nadat de poortelektrode 14 gevormd is op de isolerende tussenlaag 12, door het vormen van de ope-ningsgedeeltes 15 en 13, die de poortelektrode 14 en de 20 isolerende tussenlaag 12 penetreren en een bodem hebben waar de elektrodelaag 11 blootgesteld wordt (overigens wordt het openingsgedeelte 13 gevormd in de isolerende tussenlaag 12 en wordt het openingsgedeelte 15 gevormd in de poortelektrode 14); het vormen van een zijwand 16 die 25 is opgebouwd uit een isolerend materiaal op de zijwanden van de openingsgedeelten 13 en 15 teneinde de openingsge-deelten 13 en 15 in diameter te verkleinen; het vormen van een tweede geleidende laag 17 op het gehele oppervlak (meer in het bijzonder op de isolerende tussenlaag 12 en 30 de poortelektrode 14) waaronder de binnenzijdes van de openingsgedeeltes 13A en 15A door een CVD werkwijze; het etsen van de tweede geleidende laag 17; en het vervolgens verwijderen van een bovenste gedeelte van de zijwand 16 en verder de isolerende tussenlaag 12 onder het openings-35 gedeelte 15, dat gevormd is in de poortelektrode 14. Geen zijwand 16 is aanwezig op een denkbeeldig lijnsegment dat het bovenoppervlak 18A van de emitterelektrode 18 en een randgedeelte 15A van het openingsgedeelte 15, gevormd in )10 1 2 6 8 1 49 de poortelektrode 14, verbindt. Verder vormt het eindge-deelte 15A van het openingsgedeelte 15, gevormd in de poortelektrode 14, een overhangend deel boven het bovenste einde van het openingsgedeelte 13, gevormd in de 5 isolerende tussenlaag 12. Dat wil zeggen dat het eindge-deelte 15A van het openingsgedeelte 15, gevormd in de poortelektrode 14, uitsteekt over het holtegedeelte 19.In the field emission device in Example 1, wherein Fig. 3B shows an enlarged view of an upper end portion of the emitter electrode 18, a sharp-angle portion 18B is formed on an upper surface 18A of the emitter electrode 18, and the sharp-angled portion 18B is built up from a surface 18D extending from a well 18C formed in the central portion of the top surface 18A to an edge portion of the top surface and a side surface 18E of the emitter electrode 18. The emitter electrode 18 is formed after the gate electrode 14 is formed on the insulating intermediate layer 12, by forming the opening portions 15 and 13, which penetrate the gate electrode 14 and the insulating intermediate layer 12 and have a bottom where the electrode layer 11 is exposed (incidentally, the opening portion 13 is formed in the insulating intermediate layer 12 and the opening portion 15 is formed in the gate electrode 14); forming a side wall 16 constructed of an insulating material on the side walls of the opening portions 13 and 15 to reduce the opening portions 13 and 15 in diameter; forming a second conductive layer 17 on the entire surface (more particularly on the insulating intermediate layer 12 and the gate electrode 14) including the insides of the opening portions 13A and 15A by a CVD method; etching the second conductive layer 17; and then removing an upper portion of the sidewall 16 and further the insulating intermediate layer 12 below the opening 35 portion 15 formed in the gate electrode 14. No sidewall 16 is present on an imaginary line segment covering the top surface 18A of the emitter electrode 18 and an edge portion 15A of the opening portion 15 formed in the gate electrode 14. Furthermore, the end portion 15A of the opening portion 15 formed in the gate electrode 14 forms an overhang above the upper end of the opening portion 13 formed in the insulating intermediate layer 12. That is, the end portion 15A of the opening portion 15 formed in the gate electrode 14 protrudes over the cavity portion 19.

De veldemissie weergeefeenheid van voorbeeld 1 heeft een aantal beeldpunten en elk beeldpunt omvat een 10 aantal van de bovengenoemde veldemissie inrichtingen. Verder omvat elk beeldpunt een tweede elektrodelaag (anode elektrodelaag) 21 en een fluorescerende laag 22, gevormd op een transparant substraat 22, dat opgebouwd is uit een glassubstraat tegenover de emitterelektrodes 18. 15 De anode elektrode laag 21 is opgebouwd uit aluminium. De veldemissie weergeefeenheid van voorbeeld 1 wordt vervaardigd op de wijze van een achterpaneel, waarin een aantal van de bovengenoemde veldemissie inrichtingen gevormd wordt en een voorpaneel met behulp van een frame 20 23 aan elkaar bevestigd en met elkaar verbonden worden. Het frame 23 heeft een hoogte van ongeveer 1 mm en bestaat uit een keramiek of glas. Voor de bovengenoemde verbinding (laminatie), kan een afdichtingsmateriaal 24 van gefrit glas gebruikt worden. Het voorpaneel omvat het 25 transparante substraat 20, de daarop gevormde fluorescerende laag 22 en de tweede elektrodelaag (anode elektrode laag) 21 die gevormd is op de fluorescerende laag 22. Het voorpaneel kan het transparante substraat 20, de tweede elektrodelaag (anode elektrode laag ) 21, die daarop 30 gevormd is, en de fluorescerende laag 22, die op de elektrodelaag 21 gevormd is, omvatten.The field emission display unit of Example 1 has a number of pixels and each pixel comprises a number of the above field emission devices. Furthermore, each pixel comprises a second electrode layer (anode electrode layer) 21 and a fluorescent layer 22 formed on a transparent substrate 22, which is composed of a glass substrate opposite the emitter electrodes 18. The anode electrode layer 21 is composed of aluminum. The field emission display unit of Example 1 is manufactured in the manner of a back panel, in which a number of the above field emission devices are formed and a front panel is attached and connected together by a frame 20 23. The frame 23 has a height of about 1 mm and consists of a ceramic or glass. For the above-mentioned connection (lamination), a seal glass 24 of fritted glass can be used. The front panel includes the transparent substrate 20, the fluorescent layer 22 formed thereon and the second electrode layer (anode electrode layer) 21 which is formed on the fluorescent layer 22. The front panel may comprise the transparent substrate 20, the second electrode layer (anode electrode layer) 21 formed thereon and the fluorescent layer 22 formed on the electrode layer 21.

Zoals is weergegeven in fig. 1B wordt de anode elektrodelaag 21 verbonden met een versnellingsenergie-bron 30, wordt de poortelektrode 14 verbonden met een 35 besturingsschakeling 33, en wordt de elektrodelaag (kathode elektrode laag) 11 verbonden met een aftastscha-keling 34. Wanneer een focuselektrode 32 geplaatst wordt boven de poortelektrode 14, wordt de focuselektrode 32 <10 1 2 68 1 50 verbonden met een focusenergiebron 31. Een spanning wordt aangebracht tussen de emitterelektrode 18 en de poorte-lektrode 14 door de juiste eigenschappen van de bovengenoemde energiebronnen en schakelingen teneinde een elek-5 trisch veld te genereren, en wegens het elektrische veld worden elektronen geëxtraheerd uit het scherphoekig gedeelte 18B van de emitterelektrode 18. De elektronen worden aangetrokken naar de anode elektrode laag 21, die gevormd is op het transparante substraat 20 teneinde te 10 botsen met de fluorescerende laag (licht uitzendende laag) 22, die gevormd is tussen de anode elektrode laag 21 en het transparante substraat 20. Dientengevolge zendt de fluorescerende laag 22 licht uit en kan een gewenst beeld verkregen worden. Door het toestaan dat de fluores-15 cerende lagen 22 rood licht, groen licht en blauw licht uitstralen, kan een kleurenbeeld verkregen worden. Een videosignaal wordt ingevoerd in de besturingsschakeling 33, teneinde de hoeveelheid vanaf de emitterelektrode 18 uitgezonden elektronen te sturen. Een aftastsignaal wordt 20 ingevoerd in de aftastschakeling 34 om elektronen uit een gewenste emitterelektrode 18 te zenden.As shown in Fig. 1B, the anode electrode layer 21 is connected to an accelerating energy source 30, the gate electrode 14 is connected to a control circuit 33, and the electrode layer (cathode electrode layer) 11 is connected to a sensing circuit 34. When a focus electrode 32 is placed above the gate electrode 14, the focus electrode 32 <10 1 2 68 1 50 is connected to a focus energy source 31. A voltage is applied between the emitter electrode 18 and the gate electrode 14 by the proper properties of the above energy sources and circuitry to generate an electric field, and because of the electric field, electrons are extracted from the sharp-angle portion 18B of the emitter electrode 18. The electrons are attracted to the anode electrode layer 21 formed on the transparent substrate 20 to 10 collide with the fluorescent layer (light emitting layer) 22 formed between the anode electrode the red layer 21 and the transparent substrate 20. As a result, the fluorescent layer 22 emits light and a desired image can be obtained. By allowing the fluorescent layers 22 to emit red light, green light and blue light, a color image can be obtained. A video signal is input to the control circuit 33 to control the amount of electrons emitted from the emitter electrode 18. A scan signal is inputted into the scan circuit 34 to transmit electrons from a desired emitter electrode 18.

De processen voor de productie van de veldemis-sie inrichtingen van voorbeeld 1 en de veldemissie weergeef eenheid die de veldemissie inrichtingen heeft, zal 25 uiteengezet worden onder verwijzing naar de figuren 4A, 4B, 5A, 5B, 5C, 6A en 6B die schematische deeleindaan-zichten van het diëlectricum ondersteunend substraat en dergelijke weergeven.The processes for producing the field emission devices of Example 1 and the field emission display unit having the field emission devices will be explained with reference to Figures 4A, 4B, 5A, 5B, 5C, 6A and 6B which show schematic part represent views of the dielectric supporting substrate and the like.

[Stap -100] 30 Allereerst wordt de gepatroneerde elektrodelaag (kathode elektrode laag) 11 die is opgebouwd uit molyb-deen, gevormd op het diëlectricum ondersteunend substraat 10 dat is opgebouwd uit een glassubstraat. Meer specifiek wordt een molybdeen laag afgezet op het diëlectricum 35 ondersteunend substraat 10 door bijvoorbeeld een sputter-werkwijze of een CVD werkwijze, en de molybdeen laag wordt gepatroneerd, waardoor een aantal van de elektrode-lagen 11, die zich parallel in een rijrichting uitstrek- 1012681 51 ken en die de vorm van een streep hebben, gevormd kunnen worden (zie fig. IA en 2A). Vervolgens wordt de isolerende tussenlaag 12, die opgebouwd is uit Si02 gevormd op het diëlectricum ondersteunend substraat 10 en de elektrode-5 lagen 11 door een CVD werkwijze. De isolerende tussenlaag 12 heeft een dikte van 1 μιη.[Step -100] First of all, the patterned electrode layer (cathode electrode layer) 11 which is composed of molybdenum is formed on the dielectric supporting substrate 10 which is composed of a glass substrate. More specifically, a molybdenum layer is deposited on the dielectric-supporting substrate 10 by, for example, a sputtering method or a CVD method, and the molybdenum layer is patterned, thereby extending some of the electrode layers 11 parallel in a direction of travel. 1012681 51 and which have the shape of a stripe can be formed (see Figs. 1A and 2A). Then, the insulating intermediate layer 12, which is composed of SiO 2, is formed on the dielectric supporting substrate 10 and the electrode-5 layers 11 by a CVD method. The insulating intermediate layer 12 has a thickness of 1 µ.

[Stap-110)][Step-110)]

Vervolgens wordt een uit aluminium opgebouwde eerste geleidende laag 14A gevormd op de isolerende 10 tussenlaag 12 door een sputterwerkwijze en wordt vervolgens de eerste geleidende laag (aluminium laag )14A gepatroneerd door een bekende werkwijze teneinde de poortelektroden 14 te vormen, die zijn opgebouwd uit de eerste geleidende laag (aluminium laag) 14A. Een aantal 15 van de gepatroneerde eerste geleidende lagen 14A, die de poortelektrodes 14 vormen, hebben de vorm van een streep die zich uitstrekt in een kolomrichting (zie fig. 2A). Vervolgens wordt een afdeklaag 40 gevormd op het gehele oppervlak (meer specifiek op de isolerende tussenlaag 12 20 en de poortelektrode 14) door een lithografie werkwijze (zie fig. 4A). Terwijl de afdeklaag 40 gebruikt wordt als een etsmasker, wordt een openingsgedeelte 15 gevormd in de poortelektrode 14 door een reactief ion etswerkwijze (RIE methode) gebruikmakend van een etsgas op chlorine 25 basis (zie fig. 4B). De dwarsdoorsnede van het openingsgedeelte 15, genomen door het doorsnijden van het openingsgedeelte 15 met een vlak loodrecht op een axiale lijn L die door het midden van het openingsgedeelte 15 gaat, heeft een cirkelvorm met een diameter van 2 μπι.Then, an aluminum built-up first conductive layer 14A is formed on the insulating intermediate layer 12 by a sputtering method, and then the first conductive layer (aluminum layer) 14A is patterned by a known method to form the gate electrodes 14 which are constructed from the first conductive layer (aluminum layer) 14A. A number of 15 of the patterned first conductive layers 14A, which form the gate electrodes 14, are in the form of a stripe extending in a column direction (see Fig. 2A). Then, a cover layer 40 is formed on the entire surface (more specifically on the insulating intermediate layer 12 and the gate electrode 14) by a lithography method (see Fig. 4A). While the cover layer 40 is used as an etching mask, an opening portion 15 is formed in the gate electrode 14 by a reactive ion etching method (RIE method) using a chlorine-based etching gas (see Fig. 4B). The cross section of the opening portion 15, taken by cutting the opening portion 15 with a plane perpendicular to an axial line L passing through the center of the opening portion 15, has a circular shape with a diameter of 2 µm.

30 [Stap-120)]30 [Step-120)]

Na het etsen van de poortelektrode 14, wordt, terwijl de afdeklaag 40 gebruikt wordt als een etsmasker, het openingsgedeelte 13 gevormd in de isolerende tussenlaag 12 onder het openingsgedeelte 15, dat gevormd is in 35 de poortelektrode 14, teneinde de elektrodelaag 11 door een RI werkwijze gebruik makend van een koolstoftetraflu-oride (CF4) gas te bereiken. De dwarsdoorsnede van het openingsgedeelte 13, genomen door het snijden van het 10Ί 2 68 1 52 openingsgedeelte 13 met een vlak loodrecht op de axiale lijn die door het midden van het openingsgedeelte 13 gaat en die in overeenstemming is met de axiale lijn L die door het midden van het openingsgedeelte 15 gaat, heeft 5 eveneens een cirkelvorm met een diameter van 2 μνη. Vervolgens wordt de afdeklaag 40 verwijderd door een veras-singsbehandeling, waardoor een in fig. 5A weergegeven structuur kan worden verkregen.After etching the gate electrode 14, while the cover layer 40 is used as an etching mask, the opening portion 13 is formed in the insulating intermediate layer 12 below the opening portion 15, which is formed in the gate electrode 14, in order to form the electrode layer 11 through an RI process using a carbon tetrafluoride (CF4) gas. The cross section of the opening section 13, taken by cutting the 10Ί 2 68 1 52 opening section 13 with a plane perpendicular to the axial line passing through the center of the opening section 13 and corresponding to the axial line L passing through the center of the opening portion 15, 5 also has a circular shape with a diameter of 2 μνη. Then, the cover layer 40 is removed by an ashing treatment, whereby a structure shown in Fig. 5A can be obtained.

[Stap-130] 10 Vervolgens wordt een zijwand opgebouwd uit een isolerend materiaal (Si02) gevormd op zijwanden van de openingsgedeelten 13 en 15 voor het doen afnemen van de openingsgedeeltes 13 en 15 in diameter. Meer specifiek wordt een uit Si02 opgebouwde isolerende materiaallaag 16A 15 afgezet op het gehele oppervlak door een plasma-verbeterd TEOS-CVD werkwijze. De isolerende materiaallaag 16A op de poortelektrode 14 heeft een dikte van 0,8 μτη (zie fig.[Step-130] Next, a side wall built of an insulating material (SiO2) is formed on side walls of the opening portions 13 and 15 to decrease the opening portions 13 and 15 in diameter. More specifically, a SiO 2 insulating material layer 16A 15 is deposited on the entire surface by a plasma-enhanced TEOS-CVD method. The insulating material layer 16A on the gate electrode 14 has a thickness of 0.8 μτη (see fig.

5B). Vervolgens wordt de isolerende materiaallaag 16A geëtst door een RIE werkwijze gebruikmakend van CF4 gas 20 teneinde de zijwand 16 te vormen op de zijwanden van de openingsgedeelten 13 en 15 (zie fig. 5C). Het openingsgedeelte 13 alleen kan in diameter verkleind worden door het vormen van de zijwand 16 op de zijwand van het openingsgedeelte 13. Het in diameter verkleinde openingsge-2 5 deel te 13A heeft een diameter van 0,4 μτη. Het openingsgedeelte 13A wordt gevormd op een zelfopgelijnde wijze en de axiale lijn, die door het midden van het openingsgedeelte 13A gaat, dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12 en de axiale lijn L die door het midden van het 30 openingsgedeelte 15, dat gevormd is in de poortelektrode 14, gaat, zijn in overeenstemming met elkaar. Wanneer de emitterelektrode gevormd wordt in een volgende stap, wordt de emitterelektrode gevormd op een zelfopgelijnde wijze en de axiale lijn die door de emitterelektrode gaat 35 is in overeenstemming met de axiale lijn L, die door het midden van het openingsgedeelte 15, dat gevormd is in de poortelektrode 14, gaat.5B). Then, the insulating material layer 16A is etched by a RIE method using CF4 gas 20 to form the side wall 16 on the side walls of the opening portions 13 and 15 (see Fig. 5C). The opening portion 13 alone can be reduced in diameter by forming the side wall 16 on the side wall of the opening portion 13. The diameter reduced opening portion 13A has a diameter of 0.4 μτη. The opening portion 13A is formed in a self-aligned manner and the axial line passing through the center of the opening portion 13A formed in the insulating intermediate layer 12 and the axial line L passing through the center of the opening portion 15 formed. into the gate electrode 14, are consistent with each other. When the emitter electrode is formed in a next step, the emitter electrode is formed in a self-aligned manner and the axial line passing through the emitter electrode 35 is in accordance with the axial line L passing through the center of the opening portion 15, which is formed in the gate electrode 14.

[Stap-14 0] 1012681 53[Step-14 0] 1012681 53

Vervolgens wordt een ongeveer 200 nm dikke tweede geleidende laag 17, die is opgebouwd uit wolfram gevormd op het gehele oppervlak (meer in het bijzonder op de isolerende tussenlaag 12 en de poortelektrode 14), 5 waaronder de binnenzijdes van het in diameter verkleinde openingsgedeelte 13A en 15B door een CVD werkwijze onder omstandigheden die als voorbeeld in de volgende Tabel 1 zijn weergegeven (zie fig. 6A). Een concaaf gedeelte wordt gevormd in de tweede geleidende laag 17 boven het 10 openingsgedeelte 15A, dat gevormd is in de poortelektrode 14, wegens een invloed van een hoogteverschil tussen het bovenste oppervlak van de poortelektrode en het onderste oppervlak van het openingsgedeelte 13A. De tweede geleidende laag 17 wordt geëtst door een RIE werkwijze onder 15 omstandigheden die als voorbeeld zijn weergegeven in de volgende Tabel 2, waardoor de emitterelektrode 18, die de vorm heeft van een kolom (waarvan de vorm in dwarsdoorsnede in voorbeeld 1 een cirkel is) en gevormd is van de tweede geleidende laag (wolfram laag) 17 gevormd kan 20 worden in het openingsgedeelte 13A, dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12 op een zelfopgelijnde wijze (zie fig. 6B). Onder de in Tabel 2 weergegeven etsomstandighe-den, wordt de poortelektrode 14, opgebouwd uit aluminium, nauwelijks geëtst. Wanneer de tweede geleidende laag 17 25 geëtst wordt, wordt de put 18C gevormd in het centrale gedeelte van het bovenoppervlak 18A van de emitterelektrode 18 wegens een invloed van het concave gedeelte, dat gevormd is in de tweede geleidende laag 17 boven het openingsgedeelte 15A, dat gevormd is in de poortelektrode 30 14, en als gevolg daarvan wordt het scherphoekig gedeelte 18B gevormd op het bovenoppervlak 18A van de emitterelektrode 18. Dat wil zeggen, dat het scherphoekig gedeelte 18B opgebouwd is uit een oppervlak 18D, dat zich uitstrekt vanaf de in het centrale gedeelte van het bovenop-35 pervlak 18A gevormde put 18C tot een randgedeelte van het bovenoppervlak en het zij oppervlak 18E van de emitterelektrode 18. Voor de vorming van de tweede geleidende laag 17 door een lage druk CVD werkwijze, wordt naar wens 10 1 2 68 1 54 een kleefkracht vergrotende laag (niet weergegeven), die opgebouwd is uit Ti of TiN, gevormd op het gehele oppervlak waaronder de binnenoppervlakken van de openingsge-deelten 13 en 15 door een sputterwerkwijze of een CVD 5 werkwijze voor het verbeteren van de adhesie tussen de emitterelektrode en de elektrodelaag 11.Next, an approximately 200 nm thick second conductive layer 17, which is composed of tungsten, is formed on the entire surface (more particularly on the insulating intermediate layer 12 and the gate electrode 14), including the insides of the apertured portion 13A in diameter and 15B by a CVD method under conditions exemplified in the following Table 1 (see Fig. 6A). A concave portion is formed in the second conductive layer 17 above the opening portion 15A, which is formed in the gate electrode 14, due to an influence of a height difference between the top surface of the gate electrode and the bottom surface of the opening portion 13A. The second conductive layer 17 is etched by an RIE method under 15 conditions exemplified in the following Table 2, whereby the emitter electrode 18, which has the shape of a column (whose cross-sectional shape in Example 1 is a circle) and formed from the second conductive layer (tungsten layer) 17 can be formed in the opening portion 13A, which is formed in the insulating intermediate layer 12 in a self-aligned manner (see Fig. 6B). Under the etching conditions shown in Table 2, the gate electrode 14, constructed of aluminum, is hardly etched. When the second conductive layer 17 is etched, the well 18C is formed in the central portion of the top surface 18A of the emitter electrode 18 due to an influence of the concave portion formed in the second conductive layer 17 above the opening portion 15A, which is formed in the gate electrode 14, and as a result, the sharp-angle portion 18B is formed on the top surface 18A of the emitter electrode 18. That is, the sharp-angle portion 18B is built up from a surface 18D extending from the central portion of the top surface 18A formed well 18C into an edge portion of the top surface and the side surface 18E of the emitter electrode 18. For the formation of the second conductive layer 17 by a low pressure CVD method, as desired, 10 1 2 68 1 54 an adhesion-enhancing layer (not shown), which is composed of Ti or TiN, formed on the entire surface including the inner surfaces of the opening portions 13 and 15 by a sputtering method or a CVD 5 method for improving adhesion between the emitter electrode and the electrode layer 11.

Tabel 1 10 Gebruikt gas WF6/H2=97/700 scanTable 1 10 Gas used WF6 / H2 = 97/700 scan

Druk 1,2 x 104 PaPressure 1.2 x 104 Pa

15 Substraat temperatuur 430°CSubstrate temperature 430 ° C

Tabel 2 20 Gebruikt gas SF6/02/Ar =150/30/90 sccmTable 2 20 Gas used SF6 / 02 / Ar = 150/30/90 sccm

Druk 35 Pa RF golfenergie 700 w 25 _ [Stap-150]Pressure 35 Pa RF wave energy 700 w 25 _ [Step-150]

Vervolgens wordt tenminste een bovenste gedeelte van de zijwand 16 verwijderd (geëtst) teneinde het 30 holtegedeelte 19 onder het openingsgedeelte 15, dat gevormd is in de poortelektrode 14 (zie fig. IA) te vormen. In voorbeeld 1 worden het bovenste gedeelte van de zijwand 16 en een deel van de isolerende tussenlaag 12, die gepositioneerd onmiddellijk onder het randgedeel- 35 te 15A van het openingsgedeelte 15, dat gevormd is in de poortelektrode 14, geëtst door isotroop etsen gebruikmakend van CF4 gas of dergelijke. Dat wil zeggen, dat het holtegedeelte 19 gevormd is onder het openingsgedeelte 1012681 55 15, dat gevormd is in de poortelektrode 14, zodat geen zijwand 16 aanwezig is op een denkbeeldige segmentlijn, die het bovenoppervlak 18A van de emitterelektrode 18 en het randgedeelte 15A van het openingsgedeelte 15, dat 5 gevormd is in de poortelektrode 14, verbindt, waardoor een structuur verkregen kan worden waarin het randgedeelte 15A van het openingsgedeelte 15, dat gevormd is in de poortelektrode 14, geprojecteerd wordt over het boven-eindgedeelte van het openingsgedeelte 13, dat gevormd is 10 in de isolerende tussenlaag 12. In de bovengenoemde stappen kan de veldemissie inrichting van voorbeeld 1 voortgebracht worden.Then, at least an upper portion of the side wall 16 is removed (etched) to form the cavity portion 19 below the opening portion 15 formed in the gate electrode 14 (see FIG. 1A). In Example 1, the top portion of the sidewall 16 and a portion of the interlayer insulating layer 12 positioned immediately below the edge portion 15A of the opening portion 15 formed in the gate electrode 14 are etched by isotropic etching using CF4 gas or the like. That is, the cavity portion 19 is formed below the opening portion 1012681 55 15, which is formed in the gate electrode 14, so that no side wall 16 is present on an imaginary segment line, which covers the top surface 18A of the emitter electrode 18 and the edge portion 15A of the emitter electrode. opening portion 15 formed in the gate electrode 14 connects, thereby obtaining a structure in which the edge portion 15A of the opening portion 15 formed in the gate electrode 14 is projected over the upper end portion of the opening portion 13 is formed in the insulating intermediate layer 12. In the above steps, the field emission device of Example 1 can be produced.

[Stap-160][Step-160]

Voor het voortbrengen van de veldemissie weer-15 geefeenheid wordt het transparante substraat 20, dat gevormd is van een glassubstraat geprepareerd. De fluorescerende laag 22 (elk beeldpunt zendt één van de drie kleuren rood, groen en blauw uit) wordt gevormd op het transparante substraat 20 en verder wordt de tweede 20 elektrodelaag (anode elektrode laag) 21 daarop gevormd.To produce the field emission display unit, the transparent substrate 20 formed of a glass substrate is prepared. The fluorescent layer 22 (each pixel emits one of the three colors red, green and blue) is formed on the transparent substrate 20 and further, the second electrode layer (anode electrode layer) 21 is formed thereon.

De tweede elektrodelaag (anode elektrode laag) 21 kan gevormd worden door het op bekende wijze sputteren van aluminium en.het vervolgens patroneren daarvan. Vervolgens worden het transparante substraat 20 (voorpaneel) en 25 het diëlectricum ondersteunend substraat 10 (achterpa-neel) aan elkaar bevestigd en met elkaar verbonden. Het verbinden (laminering) kan uitgevoerd worden door het van te voren aanbrengen van afdichtingsmateriaal 24 van gefrit glas op het transparante substraat 20 (voorpa-30 neel), het diëlectricum ondersteunend substraat 10 (ach-terpaneel) en het frame 23, het drogen van het afdich-tingsmateriaal 24, het plaatsen van het frame 23 tussen het transparante substraat 20 (voorpaneel) en het diëlectricum ondersteunende substraat 10 (achterpaneel) en het 35 vervolgens sinteren van de frit op ongeveer 450°C gedurende 10 tot 30 minuten. Vervolgens wordt een vacuüm van ongeveer 10'4 Pa verschaft binnen in de veldemissie weer- 1012681 56 geefeenheid. Als alternatief kan het tussenplaatsen en het sinteren uitgevoerd worden in een vacuümkamer. Voorbeeld 2 5 Voorbeeld 2 is een variant van voorbeeld 1. De veldemissie inrichting van voorbeeld 2 verschilt van zijn tegenhanger van voorbeeld 1 in de vorm van het bovenoppervlak van de veldemissie inrichting. Dat wil zeggen dat in voorbeeld 2, zoals is weergegeven in fig. 8A een 10 scherphoekig gedeelte 18G gevormd is op een bovenoppervlak 18F van een emitterelektrode 118 en het scherphoekig gedeelte 18G gevormd wordt van een uiteinde-eindoppervlak 18A, dat zich in de richting van het centrale gedeelte van het bovenoppervlak uitstrekt. Dat wil zeggen dat het 15 bovenoppervlak 18F van de emitter elektrode 118 een conische vorm heeft. De emitter elektrode 118 in voorbeeld 2 wordt, nadat een poortelektrode 14 gevormd is op een isolerende tussenlaag 12, gevormd door het vormen van openingsgedeelten 15 en 13, die de poortelektrode 14 en 20 de isolerende tussenlaag 12 penetreren en een bodemge-deelte hebben waarin een elektrodelaag (kathode elektrode laag) 11 blootgesteld wordt; door het vormen van de zijwand 16 die opgebouwd is uit een isolerend materiaal op de zijwanden van het openingsgedeelte 13 en 15 tenein-25 de de openingsgedeeltes 13 en 15 in diameter te verkleinen; door het vormen van een tweede geleidende laag 17 op het gehele oppervlak (meer specifiek op de isolerende tussenlaag 12 en de poortelektrode 14) waaronder de binnenzijdes van de openingsgedeeltes 13A en 15A door een 30 CVD werkwijze; door het vormen van een maskermateriaal laag 50 op het gehele oppervlak; door het gedeeltelijk verwijderen van de maskermateriaal laag 50 teneinde de maskermateriaal laag 50 op de tweede geleidende laag 17 boven het openingsgedeelte 13A dat gevormd is in de 35 isolerende tussenlaag 12 over te laten; en door het vervolgens etsen van de tweede geleidende laag 17. In voorbeeld 2 is de isolerende tussenlaag 12 opgebouwd uit Si02 en is de zijwand 16 opgebouwd uit SiN. Een concaaf 1012681 57 gedeelte wordt gevormd in de tweede geleidende laag 17 boven het openingsgedeelte 13A dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12 wegens een hoog niveauverschil tussen het bovenoppervlak van de poortelektrode 14 en de 5 bodem van het openingsgedeelte 13A. De maskermateriaal laag 50A wordt in het concave gedeelte gelaten.The second electrode layer (anode electrode layer) 21 can be formed by sputtering aluminum in a known manner and then patterning it. Then, the transparent substrate 20 (front panel) and 25 the dielectric supporting substrate 10 (back panel) are attached to each other and joined together. Joining (lamination) can be performed by pre-applying fritted glass sealing material 24 to the transparent substrate 20 (front panel), the dielectric supporting substrate 10 (back panel) and the frame 23, drying the sealing material 24, placing the frame 23 between the transparent substrate 20 (front panel) and the dielectric supporting substrate 10 (back panel), and then sintering the frit at about 450 ° C for 10 to 30 minutes. Then, a vacuum of about 10-14 Pa is provided inside the field emission display unit. Alternatively, the intermediate and sintering can be performed in a vacuum chamber. Example 2 Example 2 is a variant of example 1. The field emission device of example 2 differs from its counterpart of example 1 in the form of the top surface of the field emission device. That is, in Example 2, as shown in Fig. 8A, an acute angle portion 18G is formed on an upper surface 18F of an emitter electrode 118, and the acute angle portion 18G is formed of an end-end surface 18A, which is in the direction of the central portion of the top surface extends. That is, the top surface 18F of the emitter electrode 118 has a conical shape. The emitter electrode 118 in Example 2, after a gate electrode 14 is formed on an insulating intermediate layer 12, is formed by forming opening portions 15 and 13 which penetrate the gate electrodes 14 and 20 into the insulating intermediate layer 12 and have a bottom portion in which a electrode layer (cathode electrode layer) 11 is exposed; by forming the side wall 16 constructed of an insulating material on the side walls of the opening portion 13 and 15 in order to reduce the opening portions 13 and 15 in diameter; by forming a second conductive layer 17 on the entire surface (more specifically on the insulating intermediate layer 12 and the gate electrode 14) including the insides of the opening portions 13A and 15A by a CVD method; by forming a mask material layer 50 on the entire surface; by partially removing the mask material layer 50 to leave the mask material layer 50 on the second conductive layer 17 above the opening portion 13A formed in the insulating intermediate layer 12; and by subsequently etching the second conductive layer 17. In Example 2, the insulating intermediate layer 12 is constructed from SiO2 and the side wall 16 is constructed from SiN. A concave 1012681 57 portion is formed in the second conductive layer 17 above the opening portion 13A formed in the insulating intermediate layer 12 due to a high level difference between the top surface of the gate electrode 14 and the bottom of the opening portion 13A. The mask material layer 50A is left in the concave portion.

De processen voor de voortbrenging van de veldemissie inrichting en de veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 2 zullen verklaard worden onder verwijzing 10 naar fig.7A( 7B, 8A en 8B, die schematische deeleindaan-zichten van een diëlectricum ondersteunend substraat en dergelijke tonen.The processes for producing the field emission device and the field emission display unit in Example 2 will be explained with reference to Fig. 7A (7B, 8A and 8B, which show schematic partial views of a dielectric supporting substrate and the like.

[Stap-200)[Step-200)

De stap van het vormen van een gepatroneerde 15 elektrodelaag (kathode elektrode laag) 11 op een diëlectricum ondersteunend substraat 10, de stap van het vormen van een isolerende tussenlaag 12 op het diëlectricum ondersteunend substraat 10 en de elektrode laag 11, de stap van het vormen van een poortelektrode 14 op de 20 isolerende tussenlaag 12, de stap van het vormen van de openingsgedeelten 15 en 13, die penetreren door de poortelektrode 14 en de isolerende tussenlaag 12 en een bodem hebben, waarin de elektrodelaag 11 blootgesteld wordt, de stap van het vormen van een zijwand 16, die is opgebouwd 25 van een isolerend materiaal, op de zijwanden van de openingsgedeeltes 13 en 15 teneinde de openingsgedeelten 13 en 15 in diameter te verkleinen, en de stap van het vormen van een tweede geleidende laag 17, die is opgebouwd uit wolfram, op het gehele oppervlak (specifiek op 30 de isolerende tussenlaag 12 en de poortelektrode 14) waaronder de binnenzijdes van de diameter verkleinde openingsgedeeltes 13A en 15A door een CVD werkwijze, kunnen op dezelfde wijze worden uitgevoerd als in [stap-100] tot en met [Stap-130] en de vorming van de tweede 35 geleidende laag die is opgebouwd uit wolfram in [Stap-140] in voorbeeld 1 en verklaringen daaromtrent worden daarom weggelaten. In een stap die soortgelijk is aan [Stap-130] in voorbeeld 1, wordt een zijwand, die is 10 1 2 68 1 58 opgebouwd van een isolerend materiaal (SiN) gevormd op de zijwanden van de openingsgedeeltes 13 en 15 voor het verkleinen van de openingsgedeeltes 13 en 15 in diameter. Specifiek wordt een uit SiN opgebouwd isolerende materi-5 aallaag 16A gedeponeerd op het gehele oppervlak door en plasma verbeterde CVD werkwijze. Vervolgens wordt de isolerende materiaallaag 16A geëtst door een RIE-werkwij-ze, waarbij gebruik wordt gemaakt van CHF3/02 gas teneinde de zijwand 16 op de zijwanden van de openingsgedeelten 13 10 en 15 te vormen. De zijwand 16 kan gevormd worden op alleen de zijwand van het openingsgedeelte 13.The step of forming a patterned electrode layer (cathode electrode layer) 11 on a dielectric supporting substrate 10, the step of forming an insulating intermediate layer 12 on the dielectric supporting substrate 10 and the electrode layer 11, the forming step of a gate electrode 14 on the insulating intermediate layer 12, the step of forming the opening portions 15 and 13 penetrating through the gate electrode 14 and having the insulating intermediate layer 12 and a bottom in which the electrode layer 11 is exposed, the step of forming a side wall 16 built of an insulating material on the side walls of the opening portions 13 and 15 to reduce the opening portions 13 and 15 in diameter, and the step of forming a second conductive layer 17 which is built up of tungsten, on the entire surface (specifically on the insulating intermediate layer 12 and the gate electrode 14) including the inside of the diameter reduced open Blocks 13A and 15A by a CVD method can be performed in the same manner as in [Step-100] through [Step-130] and the formation of the second conductive layer constructed of tungsten in [Step-140] therefore in example 1 and explanations thereof are omitted. In a step similar to [Step-130] in Example 1, a side wall, which is 10 1 2 68 1 58, is constructed of an insulating material (SiN) formed on the side walls of the opening portions 13 and 15 to reduce the opening sections 13 and 15 in diameter. Specifically, an SiN insulating material layer 16A is deposited on the entire surface by a plasma enhanced CVD method. Then, the insulating material layer 16A is etched by a RIE process using CHF3 / 02 gas to form the sidewall 16 on the sidewalls of the opening portions 13 and 15. The side wall 16 can be formed on only the side wall of the opening portion 13.

[Stap-210][Step-210]

Vervolgens wordt een ongeveer 0,77 μτη dik maskermateriaal laag 50, die is opgebouwd uit afdekmate-15 riaal, gevormd op het gehele oppervlak (zie fig. 7A) en wordt het maskermateriaal 50 gedeeltelijk verwijderd door een verassingsbehandeling waarbij gebruik wordt gemaakt van zuurstofgas, waardoor een maskermateriaal laag 50A achterblijft op de tweede geleidende laag 17 boven het 20 openingsgedeelte 13A, dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12 (zie fig. 7B). Dat wil zeggen dat de maskermateriaal laag 50A in het in de tweede geleidende laag 17 boven het openingsgedeelte 13A gevormde concave gedeelte achterblijft.Then, an approximately 0.77 μτη thick mask material layer 50, which is composed of cover material, is formed on the entire surface (see Fig. 7A) and the mask material 50 is partially removed by a surprise treatment using oxygen gas, whereby a mask material layer 50A remains on the second conductive layer 17 above the opening portion 13A, which is formed in the insulating intermediate layer 12 (see Fig. 7B). That is, the mask material layer 50A remains in the concave portion formed in the second conductive layer 17 above the opening portion 13A.

25 [Stap-220]25 [Step-220]

Vervolgens wordt de tweede geleidende laag 17 geëtst teneinde de emitterelektrode 118 te vormen, die de vorm heeft van een kolom en gevormd is van de tweede geleidende laag (wolfram laag) 17 in het openingsgedeelte 30 13A, dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12 (zie fig. 8A). Een emitterelektrode, die de vorm heeft van een kolom en opgebouwd is uit de tweede geleidende laag (wolfram laag) 17 kan gevormd worden in het openingsgedeelte 13A, dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12 35 en in het openingsgedeelte 15, dat gevormd is in de poortelektrode 14. Dit punt is tevens toepasbaar op andere voorbeelden. Wanneer de tweede geleidende laag 17 geëtst wordt, wordt de tweede geleidende laag 17 geëtst >10 1 2 6 8 1 59 onder omstandigheden, waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag 17 hoger is dan de etssnelheid van de maskermateriaal laag 50. Specifiek kunnen er, door het veranderen van de stroomsnelheid van het zuurstofgas 5 onder etsomstandigheden zoals is weergegeven in Tabel 2, etsomstandigheden verkregen worden, waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag 17 bijvoorbeeld ongeveer 1,5 is wanneer de etssnelheid van de maskermateriaal laag 50 1 is. Op deze wijze wordt de tweede geleidende laag 10 17, waarop geen maskermateriaal laag 50A achterblijft, geëtst vanaf het begin van het etsen, wordt het etsen van de tweede geleidende laag 17, waarop de maskermateriaal laag 50A met een kleinere dikte achterblijft, enige tijd later geïnitieerd, en wordt het etsen van de tweede 15 geleidende laag 17, waarop de maskermateriaallaag 50A, die een grotere dikte heeft, na een langere tijd geïnitieerd. Wegens het bovengenoemde verschil in tijd van de initiatie van het etsen van de tweede geleidende laag 17, kan een emitterelektrode 118 waarvan het bovenste einde 20 zich verscherpt zoals is weergegeven in fig.8A verkregen worden.Then, the second conductive layer 17 is etched to form the emitter electrode 118, which is column-shaped and formed of the second conductive layer (tungsten layer) 17 in the opening portion 13A, which is formed in the insulating intermediate layer 12 ( see fig. 8A). A column-shaped emitter electrode composed of the second conductive layer (tungsten layer) 17 can be formed in the opening portion 13A formed in the insulating intermediate layer 12 and in the opening portion 15 formed in the gate electrode 14. This point is also applicable to other examples. When the second conductive layer 17 is etched, the second conductive layer 17 is etched> 10 1 2 6 8 1 59 under conditions where the etch rate of the second conductive layer 17 is higher than the etch rate of the mask material layer 50. Specifically, by changing the flow rate of the oxygen gas 5 under etching conditions as shown in Table 2, etching conditions are obtained in which the etch rate of the second conductive layer 17 is, for example, about 1.5 when the etch rate of the mask material is layer 50 1. In this way, the second conductive layer 10 17, on which no mask material layer 50A remains, is etched from the beginning of the etching, the etching of the second conductive layer 17, on which the mask material layer 50A with a smaller thickness remains, is etched some time later and the etching of the second conductive layer 17, on which the mask material layer 50A, which has a greater thickness, is initiated after a longer period of time. Because of the above time difference of the initiation of etching the second conductive layer 17, an emitter electrode 118 whose upper end 20 is sharpened as shown in Fig. 8A can be obtained.

[Stap-23 0][Step-23 0]

Vervolgens wordt in voorbeeld 1 [Stap-150] uitgevoerd teneinde de veldemissie inrichting van voor-25 beeld 2 voort te brengen en wordt verder [Stap-160] in voorbeeld 1 uitgevoerd om de veldemissie weergeefeenheid van voorbeeld 2 voort te brengen. In een stap die soortgelijk is aan [Stap-150] in voorbeeld 1, worden het bovenste gedeelte van de zijwand 16 en een deel van de 30 isolerende tussenlaag 12, gepositioneerd onmiddellijk onder het randgedeelte 15A van het openingsgedeelte 15, gevormd in de poortelektrode 14 verwijderd (geëtst) door het uitvoeren van isotroop etsen met CF4/02 gas of derge-lijke.Then, in Example 1, [Step-150] is performed to produce the field emission device of Example 2, and further [Step-160] in Example 1 is performed to produce the field emission display unit of Example 2. In a step similar to [Step-150] in Example 1, the top portion of the sidewall 16 and a portion of the insulating intermediate layer 12, positioned immediately below the edge portion 15A of the opening portion 15, are formed in the gate electrode 14 removed (etched) by performing isotropic etching with CF4 / 02 gas or the like.

35 Het op het bovenoppervlak 18F van de emitter elektrode 118 in voorbeeld 2 gevormde scherphoekig gedeelte 18G kan naar wens gevormd worden hoofdzakelijk door het besturen van de verhouding van de etssnelheid 1012081 60 van de maskermateriaal laag 50 en de etssnelheid van de tweede geleidende laag 17. Dat wil zeggen dat een scherphoekig gedeelte 18G met een scherphoekige vorm van een hogere graad gevormd kan worden op het bovenoppervlak 18F 5 van de emitterelektrode 118 door het instellen van de etssnelheid van de tweede geleidende laag 17 op een hogere snelheid dan de etssnelheid van de maskermateriaal laag 50, d.w.z door het sneller maken van het etsen van de tweede geleidende laag 17 dan het etsen van de masker-10 materiaal laag 50. Wanneer de maskermateriaal laag 50 op het tweede geleidende gedeelte 17 boven het openingsge-deelte 13A, dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12, achter mag blijven, is het niet noodzakelijkerwijs vereist om de maskermateriaal laag 50A op de tweede 15 geleidende 17 boven het openingsgedeelte 13A rigoureus achter te laten. Zoals is weergegeven in fig.9 kan de maskermateriaal laag 50 een verbreed gebied hebben op de tweede geleidende laag 17, die verbreed is vanaf een gedeelte boven het openingsgedeelte 13A.The sharp-angle portion 18G formed on the top surface 18F of the emitter electrode 118 in Example 2 can be formed as desired mainly by controlling the ratio of the etching rate 1012081 60 of the mask material layer 50 and the etching rate of the second conductive layer 17. That is, a sharply angled portion 18G with a sharply angled shape of a higher degree can be formed on the top surface 18F 5 of the emitter electrode 118 by setting the etching rate of the second conductive layer 17 at a higher rate than the etching rate of the mask material. layer 50, ie by making etching the second conductive layer 17 faster than etching the mask-10 material layer 50. When the mask material layer 50 is applied to the second conductive portion 17 above the opening portion 13A, which is formed may remain in the insulating intermediate layer 12, it is not necessarily required to apply the mask material layer 50A on the second e 15 leave conductive 17 above the opening portion 13A rigorously. As shown in Figure 9, the mask material layer 50 may have a widened area on the second conductive layer 17, which is widened from a portion above the opening portion 13A.

20 Voorbeeld 320 Example 3

Voorbeeld 3 heeft betrekking op de veldemissie inrichting, de veldemissie weergeefeenheid en de processen voor de productie daarvan volgens het tweede aspect van de onderhavige uitvinding. Fig.lOA toont een schema-25 tisch gedeeltelijk eindaanzicht van de veldemissie inrichting van voorbeeld 3. In dwarsdoorsnede heeft de veldemissieweergeefeenheid van voorbeeld 3 een conceptueel aanzicht dat soortgelijk is aan dat is weergegeven in Fig. 1B. Voor een configuratie van een deel van de elek-30 trodelaag (kathode elektrode laag) 11 en de poortelektro-des 14 in de veldemissie weergeefeenheid, een configuratie van de elektrodelaag (kathode elektrode laag) 11 en de poortelektrode 14 in één beeldpunt en een aanzicht in perspectief van de veldemissie weergeefeenheid, zie fig.Example 3 relates to the field emission device, the field emission display unit and the processes for its production according to the second aspect of the present invention. Fig. 10A shows a schematic partial end view of the field emission device of Example 3. In cross section, the field emission display unit of Example 3 has a conceptual view similar to that shown in Fig. 10. 1B. For a configuration of part of the electrode layer (cathode electrode layer) 11 and the gate electrodes 14 in the field emission display unit, a configuration of the electrode layer (cathode electrode layer) 11 and the gate electrode 14 in one pixel and a view in perspective of the field emission display unit, see fig.

35 2A, 2B en 3A. De basisconfiguratie van de veldemissie inrichting in voorbeeld 3 is soortgelijk aan de configuratie van de veldemissie inrichting die is uitgelegd in voorbeeld 1, en de emitter elektrode 18 heeft een boven- 10 1 2 68 1 61 gedeelte zoals is weergegeven in het uitvergrote aanzicht van fig. 3B.2A, 2B and 3A. The basic configuration of the field emission device in Example 3 is similar to the configuration of the field emission device explained in Example 1, and the emitter electrode 18 has an upper portion as shown in the enlarged view of Fig. 3B.

De emitter elektrode 18 in voorbeeld 3 wordt, nadat de poortelektrode 14 gevormd is op de isolerende 5 tussenlaag 12, gevormd door het vormen van openingsge-deeltes 15 en 13, die de poortelektrode 14 en de isolerende tussenlaag 12 penetreren en een bodem hebben, waarin de elektrodelaag 11 blootgesteld wordt; door het vormen van een isolerende materiaal laag 16B op het 10 gehele oppervlak (specifiek op de poortelektrode 14) waaronder de oppervlakken van de zijwanden van de ope-ningsgedeeltes 13 en 15 teneinde de openingsgedeeltes 13 en 15 in diameter te verkleinen; door het vormen van een tweede geleidende laag 17 op de isolerende tussenlaag 16B 15 en door het in diameter verkleinen van de openingsgedeeltes 13A en 15A door een CVD werkwijze; en het vervolgens etsen van de tweede geleidende laag 17.The emitter electrode 18 in Example 3, after the gate electrode 14 is formed on the insulating intermediate layer 12, is formed by forming opening portions 15 and 13 which penetrate the gate electrode 14 and the insulating intermediate layer 12 and have a bottom in which the electrode layer 11 is exposed; by forming an insulating material layer 16B on the entire surface (specifically on the gate electrode 14) including the surfaces of the side walls of the opening sections 13 and 15 in order to reduce the opening sections 13 and 15 in diameter; by forming a second conductive layer 17 on the insulating intermediate layer 16B 15 and by reducing the opening portions 13A and 15A in diameter by a CVD method; and then etching the second conductive layer 17.

De processen voor de productie van de veldemis-sie inrichting en de veldemissie weergeefeenheid met de 20 veldemissie inrichting in voorbeeld 3 zullen verklaard worden onder verwijzing naar fig. 11A, 11B, 12A en 12B, die schematische deeleindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat en dergelijke tonen.The processes for producing the field emission device and the field emission display unit with the field emission device in Example 3 will be explained with reference to Figures 11A, 11B, 12A and 12B, which show schematic partial end views of a dielectric supporting substrate and the like .

[Stap-300] 25 De stap van het vormen van een gepatroneerde elektrodelaag (kathode elektrode laag) 11 op een diëlectricum ondersteunend substraat 10, de stap van het vormen van een isolerende tussenlaag 12 op het diëlectricum ondersteunend substraat 10 en de elektrodelaag 11, de 30 stap van het vormen van een poortelektrode 14 op een isolerende tussenlaag 12 en de stap van het vormen van openingsgedeeltes 15 en 13, die penetreren door de poortelektrode 14 en de isolerende tussenlaag 12 en een bodem hebben waarin de elektrodelaag 11 blootgesteld wordt, 35 kunnen op dezelfde wijze worden uitgevoerd als in [Stap-100] t/m [Stap-120] in voorbeeld 1 en verklaringen hiervan worden daarom weggelaten.[Step-300] 25 The step of forming a patterned electrode layer (cathode electrode layer) 11 on a dielectric support substrate 10, the step of forming an insulating intermediate layer 12 on the dielectric support substrate 10 and the electrode layer 11, the 30 step of forming a gate electrode 14 on an insulating intermediate layer 12 and the step of forming opening portions 15 and 13 penetrating through the gate electrode 14 and having the insulating intermediate layer 12 and a bottom in which the electrode layer 11 is exposed are performed in the same manner as in [Step-100] through [Step-120] in Example 1, and explanations thereof are therefore omitted.

[Stap-310] 10 1 2 68 1 62[Step-310] 10 1 2 68 1 62

Vervolgens wordt een isolerende materiaal laag 16B die is opgebouwd uit Si02, gevormd op het gehele oppervlak waaronder de oppervlakken van de zijwanden van de openingsgedeeltes 13 en 15 teneinde de openingsgedeel-5 tes 13 en 15 in diameter te verkleinen. Specifiek wordt de van Si02 opgebouwde isolerende materiaal laag 16B gedeponeerd op de poortelektrode 14, waaronder de binnen-oppervlakken van de openingsgedeeltes 13 en 15 door een plasma verbeterd TEOS-CVD werkwijze (zie fig. 11A). De 10 isolerende materiaal laag 16B wordt geëtst door een RIE werkwijze gebruik makend van CF4 gas teneinde de isolerende materiaal laag 16B op de zijwanden van de openingsgedeeltes 13 en 15 en op de poortelektrode 14 (zie fig. 11B) over te laten. In het bodemgedeelte van het in 15 diameter verkleinde openingsgedeelte 13A wordt een oppervlak van de elektrodelaag 11 blootgesteld. Het openingsgedeelte 13A wordt gevormd op een zelf-opgelijnde wijze en de axiale lijn die door het midden van het openingsgedeelte 13A en de axiale lijn L die door het openingsge-20 deelte 15 gaat, komen met elkaar overeen. Wanneer de emitterelektrode gevormd wordt in een volgende stap, wordt de emitterelektrode op een zelf opgelijnde wijze gevormd en is de axiale lijn, die door het midden van de emitterelektrode gaat in overeenstemming met de axiale 25 lijn L die door het midden van het openingsgedeelte 15 gaat.Then, an insulating material layer 16B constructed of SiO 2 is formed on the entire surface including the surfaces of the side walls of the opening portions 13 and 15 in order to reduce the opening portions 13 and 15 in diameter. Specifically, the insulating material layer 16B built up from SiO2 is deposited on the gate electrode 14, including the inner surfaces of the opening portions 13 and 15 by a plasma-enhanced TEOS-CVD method (see Fig. 11A). The insulating material layer 16B is etched by a RIE method using CF4 gas to leave the insulating material layer 16B on the side walls of the opening portions 13 and 15 and on the gate electrode 14 (see Fig. 11B). In the bottom portion of the opening portion 13A reduced in diameter, a surface of the electrode layer 11 is exposed. The opening portion 13A is formed in a self-aligned manner and the axial line passing through the center of the opening portion 13A and the axial line L passing through the opening portion 15 match. When the emitter electrode is formed in a subsequent step, the emitter electrode is formed in a self-aligned manner and the axial line passing through the center of the emitter electrode is in accordance with the axial line L passing through the center of the opening portion 15 .

[Stap-320][Step-320]

Een tweede geleidende laag 17 opgebouwd uit wolfram wordt gevormd op de isolerende materiaal laag 16B 30 en in de openingsgedeeltes 13A en 15A door een CVD werkwijze onder omstandigheden zoals weergegeven in Tabel 1 als voorbeeld (zie fig. 12A). De tweede geleidende laag 17 wordt onder omstandigheden zoals als voorbeeld in Tabel 2 is weergegeven door een RIE werkwijze geëtst,A second conductive layer 17 constructed of tungsten is formed on the insulating material layer 16B 30 and in the opening portions 13A and 15A by a CVD method under conditions as shown in Table 1 as an example (see Fig. 12A). The second conductive layer 17 is etched by an RIE method under conditions as shown in Table 2 as an example,

35 waardoor de emitterelektrode 18, die de vorm heeft van een kolom (met een vorm in dwarsdoorsnede van een cirkel) en gevormd is van de tweede geleidende laag (wolfram laag) 17, gevormd kan worden in het openingsgedeelte 13A35 whereby the emitter electrode 18, which has the shape of a column (with a cross-sectional shape of a circle) and is formed of the second conductive layer (tungsten layer) 17, can be formed in the opening portion 13A

1012681 63 dat op een zelfopgelijnde wijze gevormd is in de isolerende tussenlaag 12 (zie fig. 12B). Wanneer de tweede geleidende laag 17 geëtst wordt, wordt een put 18C gevormd in het centrale gedeelte van het bovenoppervlak 18A 5 van de emitterelektrode 18 en dientengevolge wordt het scherphoekig gedeelte 18B gevormd op het bovenoppervlak 18A van de emitterelektrode 18. Dat wil zeggen dat het scherphoekig gedeelte 18B gevormd is van een oppervlak 18D dat zich uitstrekt vanaf de put 18C die gevormd is in 10 het centrale gedeelte van het bovenoppervlak 18A tot aan een randgedeelte van het bovenoppervlak en een zijoppervlak 18E van de emitterelektrode 18. Voor de vorming van de tweede geleidende laag 17 door een lagere druk CVD werkwijze, wordt naar wens een kleefkracht vergrotende 15 laag (niet weergegeven) die is opgebouwd uit Ti of TiN gevormd op het gehele oppervlak waaronder de binnenopper-vlakken van de openingsgedeelten 13A en 15A door een CVD werkwijze of een sputteringswerkwijze voor het verbeteren van de kleefkracht tussen de emitterelektrode en de 20 elektrodelaag 11.1012681 63 formed in a self-aligned manner in the insulating intermediate layer 12 (see Fig. 12B). When the second conductive layer 17 is etched, a well 18C is formed in the central portion of the top surface 18A 5 of the emitter electrode 18, and consequently the sharp-angle portion 18B is formed on the top surface 18A of the emitter electrode 18. That is, the sharp-angled portion 18B is formed of a surface 18D extending from the well 18C formed in the central portion of the top surface 18A to an edge portion of the top surface and a side surface 18E of the emitter electrode 18. For the formation of the second conductive layer 17 by a lower pressure CVD method, an adhesion-enhancing layer (not shown) built up of Ti or TiN is formed on the entire surface including the inner surfaces of the opening portions 13A and 15A by a CVD method or a sputtering method for improving the adhesive force between the emitter electrode and the electrode layer 11.

[Stap-330][Step-330]

De isolerende materiaallaag 16B wordt geëtst, waardoor een veldemissie inrichting met een in fig. 10A weergegeven structuur voortgebracht kan worden en verder 25 wordt [Stap-160] in voorbeeld 1 uitgevoerd om een veldemissie weergeefeenheid voort te brengen.The insulating material layer 16B is etched, whereby a field emission device having the structure shown in Fig. 10A can be produced, and further [Step-160] in Example 1 is performed to produce a field emission display unit.

In voorbeeld 3 wordt de tweede geleidende laag 17 geëtst in een toestand, waarin de poortelektrode 14 bedekt is met de isolerende materiaal laag 16B. Daarom 30 wordt de vrijheid bij de selectie van de combinatie van een materiaal voor het vormen van de poortelektrode 14 en een materiaal voor het vormen van de tweede geleidende laag 17 vergroot. In het bijzonder voordelig kan het materiaal voor het vormen van de poortelektrode 14 gese-35 lecteerd worden uit een breder bereik van materialen en behoeft de tweede geleidende laag 17 niet langer op selectieve wijze geëtst te worden ten opzichte van de poortelektrode 14.In Example 3, the second conductive layer 17 is etched in a state where the gate electrode 14 is covered with the insulating material layer 16B. Therefore, the freedom in selecting the combination of a material for forming the gate electrode 14 and a material for forming the second conductive layer 17 is increased. Particularly advantageously, the material for forming the gate electrode 14 can be selected from a wider range of materials and the second conductive layer 17 no longer needs to be etched selectively with respect to the gate electrode 14.

1012881 641012881 64

Voorbeeld 4Example 4

Voorbeeld 4 is een variant van voorbeeld 3. De veldemissie inrichting van voorbeeld 4 verschilt van zijn tegenhanger van voorbeeld 3 in de vorm van het bovenop-5 pervlak van de veldemissie inrichting. Dat wil zeggen dat in voorbeeld 4, zoals weergegeven in fig. 10B, een scherphoekig gedeelte 18G gevormd wordt op een bovenoppervlak 18F van de emitterelektrode 118 en het scherphoekig gedeelte 18G opgebouwd is uit een uiteinde-eindopper-10 vlak 18A dat zich in de richting van het centrale gedeelte van het bovenoppervlak uitstrekt. Dat wil zeggen dat het bovenoppervlak 18F van de emitterelektrode 118 een conische vorm heeft. De emitterelektrode 118 in voorbeeld 4 wordt, nadat de poortelektrode 14 gevormd is op de 15 isolerende tussenlaag 12, gevormd door het vormen van de openingsgedeelten 15 en 13, die penetreren door de poortelektrode 14 en de isolerende tussenlaag 12 en een bodemgedeelte hebben, waarin de elektrode laag (kathode elektrodelaag) 11 blootgesteld wordt; door het vormen van 20 een isolerende materiaallaag 16B op het gehele oppervlak (specifiek op de poortelektrode 14) waaronder de oppervlakken van de zijwanden van de openingsgedeeltes 13 en 15 teneinde de openingsgedeeltes 13 en 15 in diameter te verkleinen; het vormen van een tweede geleidende laag 17 25 op de isolerende materiaal laag 16B en in de in diameter verkleinde openingsgedeeltes 13A en 15A door een CVD werkwijze; door het vormen van een masker materiaal laag 50 op het gehele oppervlak; het gedeeltelijk verwijderen van de maskermateriaal laag 50 teneinde de maskermateri-30 aal laag 50A op de tweede geleidende laag 17 boven het openingsgedeelte 13A, dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12, over te laten; en door het vervolgens etsen van de tweede geleidende laag 17. In voorbeeld 4 wordt de isolerende tussenlaag 12 opgebouwd uit Si02 en 35 wordt de isolerende materiaal laag 16B opgebouwd uit SiN.Example 4 is a variant of Example 3. The field emission device of Example 4 differs from its counterpart of Example 3 in the form of the top surface of the field emission device. That is, in Example 4, as shown in Fig. 10B, an acute angle portion 18G is formed on an upper surface 18F of the emitter electrode 118 and the acute angle portion 18G is composed of an end-end surface 10A facing in the direction. from the central portion of the top surface. That is, the top surface 18F of the emitter electrode 118 has a conical shape. The emitter electrode 118 in Example 4, after the gate electrode 14 is formed on the insulating intermediate layer 12, is formed by forming the opening portions 15 and 13 which penetrate through the gate electrode 14 and have the insulating intermediate layer 12, in which the electrode layer (cathode electrode layer) 11 is exposed; by forming an insulating material layer 16B on the entire surface (specifically on the gate electrode 14) including the surfaces of the side walls of the opening portions 13 and 15 in order to reduce the opening portions 13 and 15 in diameter; forming a second conductive layer 17 on the insulating material layer 16B and in the diameter-reduced opening portions 13A and 15A by a CVD method; by forming a mask material layer 50 on the entire surface; partially removing the mask material layer 50 to leave the mask material layer 50A on the second conductive layer 17 above the opening portion 13A formed in the insulating intermediate layer 12; and by subsequently etching the second conductive layer 17. In example 4, the insulating intermediate layer 12 is constructed from SiO 2 and 35, the insulating material layer 16B is constructed from SiN.

De processen voor de productie van de veldemissie inrichting en de veldemissie weergeefeenheid in voorbeeld 4, zal verklaard worden onder verwijzing naar 1012681 65 fig. 13A, 13B en 14, die schematische gedeeltelijke eindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat en dergelijke tonen.The processes for producing the field emission device and the field emission display unit in Example 4 will be explained with reference to 1012681 65 Figures 13A, 13B and 14, which show schematic partial end views of a dielectric supporting substrate and the like.

[Stap-400] 5 De stap van het vormen van een gepatroneerde elektrodelaag (kathode elektrode laag) 11 op een diëlectricum ondersteunend substraat 10, de stap van het vormen van een isolerende tussenlaag 12 op het diëlectricum ondersteunend substraat 10 en de elektrode laag 11, de 10 stap van het vormen van een poortelektrode 14 op de isolerende tussenlaag 12, de stap van het vormen van de openingsgedeeltes 15 en 13, die penetreren door de poortelektrode 14 en de isolerende tussenlaag 12 en een bodem hebben waarin de elektrodelaag 11 blootgesteld wordt, de 15 stap van het vormen van een isolerende materiaal laag 16B op het gehele oppervlak (specifiek op de poortelektrode 14) waaronder de oppervlakken van zijwanden van de openingsgedeeltes 13 en 15 teneinde de openingsgedeeltes 13 en 15 in diameter te verkleinen en de stap van het vormen 20 van een tweede geleidende laag 17 die opgebouwd is uit wolfram op de isolerende materiaal laag 16B en in de in diameter verkleinde openingsgedeeltes 13A en 15A, die op dezelfde wijze uitgevoerd worden als in [Stap-300] tot en met [Stap-310] en de vorming van de tweede geleidende 25 laag die opgebouwd is uit wolfram in [Stap-32] in voorbeeld 3, en verklaringen daarvan worden derhalve weggelaten. In een stap die soortgelijk is aan [Stap-310] in voorbeeld 3, wordt de van SiN opgebouwde isolerende materiaal laag 16B gedeponeerd op het gehele oppervlak 30 door een plasma-verbeterde CVD werkwijze voor het verkleinen van de diameters van de openingsgedeelts 13 en 15. Vervolgens wordt de isolerende materiaal laag 16B geëtst door een RIE werkwijze gebruikmakend van CHF3/02 gas of dergelijke teneinde de isolerende materiaal laag 35 16B op de poortelektrode 14 waaronder de oppervlakken van de zijwanden van de openingsgedeeltes 13 en 15 te vormen. [Stap-410] r10 1 2 6 8 1 66[Step-400] 5 The step of forming a patterned electrode layer (cathode electrode layer) 11 on a dielectric supporting substrate 10, the step of forming an insulating intermediate layer 12 on the dielectric supporting substrate 10 and the electrode layer 11, the step of forming a gate electrode 14 on the insulating intermediate layer 12, the step of forming the opening portions 15 and 13 which penetrate through the gate electrode 14 and have the insulating intermediate layer 12 and a bottom in which the electrode layer 11 is exposed, the step of forming an insulating material layer 16B on the entire surface (specifically on the gate electrode 14) including the surfaces of side walls of the opening portions 13 and 15 in order to reduce the opening portions 13 and 15 in diameter and the forming step 20 of a second conductive layer 17 which is built up of tungsten on the insulating material layer 16B and in the opening sections reduced in diameter 13A and 15A, which are performed in the same manner as in [Step-300] through [Step-310] and the formation of the second conductive layer constructed of tungsten in [Step-32] in Example 3, and explanations thereof are therefore omitted. In a step similar to [Step-310] in Example 3, the insulating material layer 16B built up from SiN is deposited on the entire surface 30 by a plasma-enhanced CVD method for reducing the diameters of the opening portions 13 and 15. Next, the insulating material layer 16B is etched by an RIE method using CHF3 / 02 gas or the like to form the insulating material layer 16B on the gate electrode 14 including the surfaces of the side walls of the opening portions 13 and 15. [Step-410] r10 1 2 6 8 1 66

Vervolgens wordt een van een afdekmateriaal gevormd maskermateriaal laag 15 gevormd op het gehele oppervlak (zie fig. 13A) en wordt de masker materiaal laag 50 gedeeltelijk verwijderd door asbehandeling ge-5 bruik makend van zuurstofgas of dergelijke, waardoor de maskermateriaal laag 50A achterblijft op de tweede geleidende laag 17 boven het openingsgedeelte 13A dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12 (zie fig. 13B). Dat wil zeggen, dat de masker materiaal laag 50A achtergelaten 10 wordt in een concaaf gedeelte, dat gevormd is in de tweede geleidende laag 17 boven het openingsgedeelte 13A.Then, a mask material layer 15 formed of a covering material is formed on the entire surface (see Fig. 13A) and the mask material layer 50 is partially removed by ash treatment using oxygen gas or the like, leaving the mask material layer 50A on the second conductive layer 17 above the opening portion 13A formed in the insulating intermediate layer 12 (see Fig. 13B). That is, the mask material layer 50A is left in a concave portion formed in the second conductive layer 17 above the opening portion 13A.

[Stap-420][Step-420]

Vervolgens wordt de tweede geleidende laag 17 15 geëtst teneinde de emitterelektrode 118 te vormen, die de vorm heeft van een kolom en opgebouwd is uit de tweede geleidende laag (wolfram laag) 17 in het openingsgedeelte 13A, dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12 (zie fig.14). Wanneer de tweede geleidende laag 17 geëtst 20 wordt, wordt de tweede geleidende laag 17 geëtst onder omstandigheden, waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag 17 groter is dan de etssnelheid van de masker materiaal laag 50. Specifiek kan door het veranderen van de stroomsnelheid van zuurstofgas onder etsom-25 standigheden zoals getoond in Tabel 2, etsomstandigheden verkregen worden waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag 17 bijvoorbeeld ongeveer 1,5 is wanneer de etssnelheid van de maskermateriaal laag 50 gelijk is aan 1. Op deze wijze wordt de tweede geleidende laag 17, 30 waarop geen masker materiaal laag 15A achtergelaten is, geëtst van het begin van het etsen, wordt het etsen van de tweede geleidende laag 17, waarop de masker materiaal laag 50A met een kleinere dikte achtergelaten wordt, enige tijd later geïnitieerd, en wordt het etsen van de 35 tweede geleidende laag 17 waarop de masker materiaal laag 50A met een grotere dikte geïnitieerd wordt na een langere tijd, genomen. Wegens het bovengenoemde verschil in tijd van initiatie van het etsen van de tweede geleidende 10 1 2 68 1 67 laag 17, kan de emitterelektrode 118 waarvan het uiteinde zich verscherpt, zoals is weergegeven in fig. 14, verkregen worden.Then, the second conductive layer 17 15 is etched to form the column-shaped emitter electrode 118 which is composed of the second conductive layer (tungsten layer) 17 in the opening portion 13A formed in the insulating intermediate layer 12 ( see fig. 14). When the second conductive layer 17 is etched, the second conductive layer 17 is etched under conditions where the etch rate of the second conductive layer 17 is greater than the etch rate of the mask material layer 50. Specifically, by changing the flow rate of oxygen gas under etching conditions as shown in Table 2, etching conditions are obtained in which the etch rate of the second conductive layer 17 is, for example, about 1.5 when the etch rate of the mask material layer 50 is equal to 1. In this manner, the second conductive layer 17, 30 on which no mask material layer 15A is left, etched from the start of etching, etching of the second conductive layer 17, on which the mask material layer 50A with a smaller thickness is left, is initiated some time later, and etching of the second conductive layer 17 on which the mask material layer 50A of greater thickness is initiated after 1 taken over time. Because of the aforementioned difference in time of initiation of etching the second conductive layer 1 1 68 1 67 layer 17, the emitter electrode 118 whose tip is sharpened, as shown in Fig. 14, can be obtained.

[Stap-430] 5 Vervolgens wordt [Stap-330] in voorbeeld 3 uitgevoerd teneinde de veldemissie inrichting van voorbeeld 4 voort te brengen en wordt verder [Stap-160] in voorbeeld 1 uitgevoerd teneinde de veldemissie weergeef-eenheid uit te voeren.[Step-430] Next, [Step-330] in Example 3 is performed to generate the field emission device of Example 4, and further [Step-160] in Example 1 is performed to perform the field emission display.

10 Het op het bovenoppervlak 18F van de emittere lektrode 118 in voorbeeld 4 gevormde scherphoekig gedeelte 18G kan naar wens gevormd worden hoofdzakelijk door besturing van de verhouding van de etssnelheid van de masker materiaal laat 50 en de etssnelheid van de tweede 15 geleidende laag 17. Dat wil zeggen, dat een scherphoekig gedeelte 18G met een scherphoekige vorm van een hogere graad gevormd kan worden op het bovenoppervlak 18F van de emitterelektrode 118 door het instellen van de etssnelheid van de tweede geleidende laag 17 met een hogere 20 snelheid dan de etssnelheid van de masker materiaal laag 50, dat wil zeggen door het sneller maken van het etsen van de tweede geleidende laag 17 dan het etsen van de masker materiaal laag 50. Wanneer de masker materiaal laag 50 op de tweede geleidende laag 17 boven het ope-25 ningsgedeelte 13A, dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12, mag achterblijven, is het niet noodzakelijkerwijze vereist om de masker materiaal laag 50 rigoureus achter te laten op de tweede geleidende laag 17 boven het openingsgedeelte 13A. Zoals is weergegeven in fig. 9 kan 30 de maskermateriaallaag 50 achtergelaten worden met een verbreed gebied op de tweede geleidende laag 17, die verbreed is vanaf een gedeelte boven het openingsgedeelte 13A. 1 1012681 !The sharp-angle portion 18G formed on the top surface 18F of the emitter electrode 118 in Example 4 can be formed as desired mainly by controlling the ratio of the etch rate of the mask material to 50 and the etch rate of the second conductive layer 17. That that is, a sharply angled portion 18G with a sharply angled shape of a higher degree can be formed on the top surface 18F of the emitter electrode 118 by adjusting the etching rate of the second conductive layer 17 at a rate higher than the etching rate of the mask. material layer 50, that is, by making etching the second conductive layer 17 faster than etching the mask material layer 50. When the mask material layer 50 is applied to the second conductive layer 17 above the opening portion 13A, which is formed in the insulating intermediate layer 12 may remain, it is not necessarily required to rigorously mask the material 50 layer ac leave on the second conductive layer 17 above the opening portion 13A. As shown in Fig. 9, the mask material layer 50 can be left with a widened area on the second conductive layer 17 widened from a portion above the opening portion 13A. 1 1012681!

Voorbeeld 5Example 5

Voorbeeld 5 is een variant van voorbeeld 2. In de veldemissie-inrichting van voorbeeld 5 wordt een focuselektrode gevormd boven de poortelektrode door een 68 isolerende film. Het proces van de produktie van de veldemissie-inrichting in voorbeeld 5 verschilt van zijn tegenhanger in voorbeeld 2 doordat het proces in voorbeeld 5 nadat de poortelektrode gevormd is de stappen 5 omvat van het vormen van de isolerende film op het gehele oppervlak en het vormen van de focuselektrode op de isolerende film en doordat een openingsgedeelte gevormd dat penetreert door de focuselektrode, de isolerende film, de poortelektrode en de isolerende tussenlaag en 10 dat een bodemgedeelte heeft waarin de elektrodelaag blootgesteld wordt.Example 5 is a variant of Example 2. In the field emission device of Example 5, a focus electrode is formed above the gate electrode by an 68 insulating film. The process of producing the field emission device in Example 5 differs from its counterpart in Example 2 in that the process in Example 5 after the gate electrode is formed comprises the steps of 5 forming the insulating film on the entire surface and forming the focusing electrode on the insulating film and in that an opening portion is formed which penetrates through the focusing electrode, the insulating film, the gate electrode and the insulating intermediate layer and has a bottom portion in which the electrode layer is exposed.

De processen voor de produktie van de veldemissie-inrichting en veldemissieweergeefeenheid in voorbeeld 5 zullen onder verwijzing naar fig. 15A, 15B, 16A, 16B en 15 17 verklaard worden, waarin schematische deelaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat en dergelijke getoond worden.The processes for the production of the field emission device and field emission display unit in Example 5 will be explained with reference to Figures 15A, 15B, 16A, 16B and 15, showing schematic partial views of a dielectric supporting substrate and the like.

[Stap-500][Step-500]

De stap van het vormen van een gepatroneerde 20 elektrodelaag (kathode-elektrodelaag) 11 op een diëlectricum ondersteunend substraat 10, de stap van het vormen van een isolerende tussenlaag 12 op de diëlectricum ondersteunend substraat 10 en de elektrodelaag 11, en de stap van het vormen van een poortelektrode 14 op de 25 isolerende tussenlaag 12 kunnen op dezelfde wijze worden uitgevoerd als in [Stap-100] en de vorming van de poortelektrode 14 in [Stap-110] in voorbeeld 1 en de verklaringen daarvan worden daarom weggelaten. Op deze wijze kan de in fig. 15A weergegeven structuur verkregen worden.The step of forming a patterned electrode layer (cathode electrode layer) 11 on a dielectric supporting substrate 10, the step of forming an insulating intermediate layer 12 on the dielectric supporting substrate 10 and the electrode layer 11, and the step of forming of a gate electrode 14 on the insulating intermediate layer 12 can be performed in the same manner as in [Step-100] and the formation of the gate electrode 14 in [Step-110] in Example 1 and the explanations thereof are therefore omitted. In this way, the structure shown in Fig. 15A can be obtained.

30 [Stap-510]30 [Step-510]

Vervolgens wordt een isolerende film 60 die opgebouwd is uit SiN gevormd op het gehele oppervlak door een bekende CVD-methode en vervolgens wordt een focuselektrode 61 gevormd op de isolerende film 60. De focuse-35 lektrode 61 kan verkregen worden door het vormen van een aluminiumlaag op de isolerende film 60 door een sputte-ringmethode en door het etsen van de aluminiumlaag teneinde een voorafbepaald patroon te vormen. Op deze wijze 1012681 69 kan de in fig. 15B weergegeven structuur worden verkregen .Then, an insulating film 60 constructed of SiN is formed on the entire surface by a known CVD method, and then a focus electrode 61 is formed on the insulating film 60. The focusing electrode 61 can be obtained by forming an aluminum layer on the insulating film 60 by sputtering method and by etching the aluminum layer to form a predetermined pattern. In this way, the structure shown in Fig. 15B can be obtained.

[Stap-52 0][Step-52 0]

Vervolgens wordt een afdeklaag 40 gevormd op 5 het gehele oppervlak (in het bijzonder op de isolerende film 60 en de focuselektrode 61) door een lithografie-methode en vervolgens wordt een openingsgedeelte 62, dat door de focuselektrode 61, de isolerende film 60, de poortelektrode 14 en de isolerende tussenlaag 12 en dat 10 een bodemgedeelte heeft waarin de elektrodelaag 11 blootgesteld wordt. Voor het etsen van de focuselektrode 61 en de poortelektrode 14 kan een etsgas op basis van chlorine gebruikt worden voor het etsen van de isolerende film 60, opgebouwd uit SiN en de isolerende tussenlaag 12, opge-15 bouwd uit Si02, kan CF4-gas of dergelijke gebruikt worden. Op deze wijze kan de in fig. 16 verkregen structuur worden verkregen.Then, a cover layer 40 is formed on the entire surface (in particular on the insulating film 60 and the focusing electrode 61) by a lithography method, and then an opening portion 62 passing through the focusing electrode 61, the insulating film 60, the gate electrode 14 and the insulating intermediate layer 12 and that 10 has a bottom portion in which the electrode layer 11 is exposed. For etching the focus electrode 61 and the gate electrode 14, a chlorine-based etching gas can be used to etch the insulating film 60 constructed from SiN and the insulating intermediate layer 12 constructed from SiO 2, CF4 gas or such are used. In this way, the structure obtained in Fig. 16 can be obtained.

In de in fig. 16A weergegeven structuur is de zijwand van elk van de in de focuselektrode 61, de isole-20 rende film 60, de poortelektrode 14 en de isolerende tussenlaag 12 gevormde openingsgedeeltes hellend. Deze helling wordt bijvoorbeeld verkregen door het toepassen van condities voor het doen afnemen van de resistiviteit van de afdeklaag 40, zoals toename in verhouding van 25 stroomsnelheid van zuurstofgas in een etsgas teneinde een gepatroneerde rand van de afdeklaag 40 naar achteren toe gradueel te verwijderen wanneer het etsen voortduurt, alhoewel de werkwijze voor het vormen van de helling niet beperkt zal zijn tot de bovengenoemde middelen. De ope-30 ningsdiameter van het openingsgedeelte 62 is daarom niet uniform langs de diepterichting en het in de focuselektrode 61 gevormde openingsgedeelte heeft een grotere diameter dan het openingsgedeelte dat gevormd is in een poortelektrode 14. Dat wil zeggen dat het boveneindge-35 deelte van de focuselektrode 61 meer naar achteren toe geplaatst is dan het boveneindgedeelte van de poortelektrode 14. Het doel van de focuselektrode 61 is aanvankelijk om het pad van elektroden te corrigeren, dat in ft 0 1 2 6 8 1 70 grote mate kan afwijken van de richting op de elektrode-laag 11, en wanneer de openingsdiameter van de elektrode 61 te klein is, kan de elektronemissie-efficiency van de veldemissie-inrichting afnemen. Wanneer echter de focuse-5 lektrode 61 een grotere openingsdiameter heeft dan de poortelektrode 14, dat wil zeggen wanneer de diameter van het openingsgedeelte dat gevormd is in de poortelektrode 14 aangepast is om smaller te zijn dan de diameter van het openingsgedeelte dat gevormd is in de focuselektrode 10 61 door het op juiste wijze besturen van de etscondities van de focuselektrode 61 en de poortelektrode 14, kan een gewenst focuseffect verkregen worden zonder de emissie van elektroden te verhinderen, hetgeen het meest wenselijk is.In the structure shown in Fig. 16A, the side wall of each of the opening portions formed in the focus electrode 61, the insulating film 60, the gate electrode 14 and the insulating intermediate layer 12 is inclined. This slope is obtained, for example, by applying conditions to decrease the resistivity of the cover layer 40, such as an increase in the flow rate of oxygen gas in an etching gas to gradually remove a patterned edge of the cover layer 40 backward when the etching continues, although the method of forming the ramp will not be limited to the above means. Therefore, the opening diameter of the opening portion 62 is not uniform along the depth direction, and the opening portion formed in the focus electrode 61 has a larger diameter than the opening portion formed in a gate electrode 14. That is, the top end portion of the focus electrode 61 is placed more backward than the upper end portion of the gate electrode 14. The purpose of the focus electrode 61 is initially to correct the pad path of electrodes, which can deviate greatly from the direction in ft 0 1 2 6 8 1 70 the electrode layer 11, and when the opening diameter of the electrode 61 is too small, the electron emission efficiency of the field emission device may decrease. However, when the focus electrode 61 has a larger opening diameter than the gate electrode 14, that is, when the diameter of the opening portion formed in the gate electrode 14 is adjusted to be narrower than the diameter of the opening portion formed in the focus electrode 61 by properly controlling the etching conditions of the focus electrode 61 and the gate electrode 14, a desired focus effect can be obtained without preventing the emission of electrodes, which is most desirable.

15 [Stap-530]15 [Step-530]

Daarna kunnen de stappen van het verwijderen van de afdeklaag 40 en het vormen van de zijwand 16 van een isolerend materiaal (bijvoorbeeld SiN) op de zijwand van het openingsgedeelte 62 (zie fig. 16B) teneinde het 20 openingsgedeelte 62 in diameter te verkleinen, en de stap van het vormen van de tweede geleidende laag die opgebouwd is uit wolfraam op het gehele oppervlak (in het bijzonder op de isolerende film 60 en de focuselektrode 61) inclusief de binnenzijde van het diameterverkleinope-25 ningsgedeelte 62A door een CVD-werkwijze op dezelfde wijze uitgevoerd worden als in [Stap-130] en de vorming van de tweede geleidende laag, die is opgebouwd uit wolfraam in [Stap-140] in voorbeeld 1 en de verklaringen daarvan worden daarom weggelaten.Thereafter, the steps of removing the cover layer 40 and forming the sidewall 16 of an insulating material (eg, SiN) on the sidewall of the opening portion 62 (see Fig. 16B) to reduce the opening portion 62 in diameter, and the step of forming the second conductive layer composed of tungsten on the entire surface (in particular on the insulating film 60 and the focus electrode 61) including the inside of the diameter reduction portion 62A by a CVD method in the same mode as in [Step-130] and the formation of the second conductive layer built up of tungsten in [Step-140] in Example 1 and the explanations thereof are therefore omitted.

30 [Stap- 54 0]30 [Step- 54 0]

Vervolgens wordt een ongeveer 0,77 μτη dikke maskermateriaallaag gevormd op het gehele oppervlak en wordt de maskermateriaallaag gedeeltelijk verwijderd door een verassingsbehandeling gebruikmakend van zuurstofgas, 35 en wordt op dezelfde wijze als in [Stap-210] in voorbeeld 2, waardoor de maskermateriaallaag achterblijft op de tweede geleidende laag boven het in de isolerende tussenlaag 12 gevormde openingsgedeelte.Then, an approximately 0.77 μτη thick mask material layer is formed on the entire surface and the mask material layer is partially removed by an ashing treatment using oxygen gas, 35 and is left in the same manner as in [Step-210] in Example 2, leaving the mask material layer on the second conductive layer above the opening portion formed in the insulating intermediate layer 12.

1012681 71 [Stap-550]1012681 71 [Step-550]

Vervolgens wordt de tweede geleidende laag op dezelfde wijze geëtst als in [Stap-220] in voorbeeld 2 teneinde een emitterelektrode 118 te vormen, die de vorm 5 heeft van een kolom en opgebouwd is uit de tweede geleidende laag (wolfraamlaag) in het in de isolerende tussenlaag 12 gevormde openingsgedeelte. Wanneer de tweede geleidende laag geëtst wordt, wordt de tweede geleidende laag geëtst onder condities waarin de etssnelheid van de 10 tweede geleidende laag groter is dan de etssnelheid van de maskermateriaallaag. In het bijzonder kan door het veranderen van de stroomsnelheid van zuurstofgas onder condities die zijn weergegeven in tabel 2, condities verkregen worden wanneer de etssnelheid van de tweede 15 geleidende laag ongeveer 1,5 is wanneer de etssnelheid van de maskermateriaallaag 1 is. Wegens het verschil in initiatietijd van het etsen van de tweede geleiden laag, kan de emitterelektrode 118, waarvan het boveneinde scherp is zoals is weergegeven in fig. 17, verkregen 20 worden.Then, the second conductive layer is etched in the same manner as in [Step-220] in Example 2 to form an emitter electrode 118, which has the shape of a column and is constructed from the second conductive layer (tungsten layer) in the insulating intermediate layer 12 formed opening portion. When the second conductive layer is etched, the second conductive layer is etched under conditions wherein the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer. In particular, by changing the flow rate of oxygen gas under conditions shown in Table 2, conditions can be obtained when the etch rate of the second conductive layer is about 1.5 when the etch rate of the mask material layer is 1. Due to the difference in initiation time of the etching of the second conductive layer, the emitter electrode 118, the upper end of which is sharp as shown in Fig. 17, can be obtained.

[Stap-560][Step-560]

Vervolgens wordt de zijwand 16 verwijderd en worden verder de isolerende film 60 en de isolerende tussenlaag 12 geëtst zoals vereist is om de in de isole-25 rende film 60 en de isolerende tussenlaag gevormde ope-ningsgedeeltes breder te maken, waardoor de in fig. 17 weergegeven veldemissie-inrichting van voorbeeld 5 voortgebracht kan worden.Subsequently, the side wall 16 is removed and the insulating film 60 and the insulating intermediate layer 12 are further etched as required to widen the opening portions formed in the insulating film 60 and the insulating intermediate layer, thereby expanding the FIG. 17. shown field emission device of Example 5 can be generated.

Op alternatieve wijze kan het etsen van de 30 tweede geleidende laag 17, zoals verklaard in [Stap-140] in voorbeeld 1, uitgevoerd worden teneinde de in fig. 3B weergegeven emitterelektrode 18 te vormen.Alternatively, the etching of the second conductive layer 17, as explained in [Step-140] in Example 1, can be performed to form the emitter electrode 18 shown in Fig. 3B.

Voorbeeld 6Example 6

Voorbeeld 6 heeft betrekking op de veldemissie-35 inrichting, de veldemissieweergeefinrichting en de processen voor de voortbrenging daarvan volgens het derde aspect van de onderhavige uitvinding. In dwarsdoorsnede heeft de veldemissieweergeefeenheid van voorbeeld 6 een 1012 ββ1 72 conceptaanzicht dat soortgelijk is aan het aanzicht dat is weergegeven in fig. 1B. Voor een configuratie van een deel van de elektrodelagen (kathode-elektrodelagen) 11 en de poortelektrodes 14 en de veldemissieweergeefeenheid, 5 een configuratie van de elektrodelaag (kathode-elektrodelagen) 11 en de poortelektrode 14 in een beeldpunt en een perspectivisch aanzicht van de veldemissieweergeefeenheid, zie fig. 2A, 2B en 3A. Verder is de basisconfiguratie van de veldemissie-inrichting in voorbeeld 6 soortge-10 lijk aan de configuratie van de veldemissie-inrichting die verklaard is in voorbeeld 2 en heeft de emitterelek-trode 118 een bovengedeelte dat soortgelijk is aan het gedeelte dat is weergegeven in fig. 8A.Example 6 relates to the field emission device, the field emission display device and the processes for its production according to the third aspect of the present invention. In cross-section, the field emission display unit of Example 6 has a 1012 ββ1 72 concept view similar to that shown in Fig. 1B. For a configuration of a portion of the electrode layers (cathode electrode layers) 11 and the gate electrodes 14 and the field emission display unit, 5 a configuration of the electrode layer (cathode electrode layers) 11 and the gate electrode 14 in a pixel and a perspective view of the field emission display unit, see Figures 2A, 2B and 3A. Furthermore, the basic configuration of the field emission device in Example 6 is similar to the configuration of the field emission device explained in Example 2, and the emitter electrode 118 has an upper portion similar to that shown in FIG. 8A.

In de veldemissie-inrichting of de veldemissie-15 weergeefinrichting in voorbeeld 6, wordt de emitterelek-trode gevormd door: (1) het vormen van een poortelektrode 14 op een isolerende tussenlaag 12, het vervolgens vormen van de isolerende film 60 op het gehele oppervlak,-20 (2) het vormen van een eerste openingsgedeelte 70, dat penetreert door de isolerende film 60 en een bodemgedeelte heeft waarin de poortelektrode 14 blootgesteld wordt, (3) het vormen van een eerste zijwand 71, die 25 opgebouwd is uit een eerste isolerend materiaal op de zijwand van het eerste openingsgedeelte 70, teneinde het eerste openingsgedeelte 70 in diameter te verkleinen, (4) het vormen van een tweede openingsgedeelte 72, dat penetreert door de poortelektrode 14 en de isole- 30 rende tussenlaag 12 onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte 70A en dat een bodemgedeelte heeft waarin de elektrodelaag 11 blootgesteld wordt; (5) het vormen van een tweede zijwand 73 op de eerste zijwand 71 en de zijwand van het tweede openings- 35 veld 72 teneinde het eerste openingsgedeelte 70A verder in diameter te verkleinen en om het tweede openingsgedeelte 72 in diameter te verkleinen; 10 1 2 68 1 73 (6) het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak (in het bijzonder op de isolerende film 60) inclusief de binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes 70A en 72A door een CVD-werkwij- 5 ze ; (7) het etsen van de tweede geleidende laag, en het vervolgens (8) verwijderen van de eerste zijwand 71 en het verwijderen van ten minste een bovenste gedeelte van de 10 tweede zijwand 73. Bij voorkeur wordt de isolerende film 60 uiteindelijk verwijderd en werkt de isolerende film 60 in hoofdzaak als een beschermende film voor het beschermen van de poortelektrode 14 wanneer de tweede geleidende laag geëtst wordt.In the field emission device or the field emission 15 display device in Example 6, the emitter electrode is formed by: (1) forming a gate electrode 14 on an insulating intermediate layer 12, then forming the insulating film 60 on the entire surface , -20 (2) forming a first opening portion 70, which penetrates through the insulating film 60 and has a bottom portion in which the gate electrode 14 is exposed, (3) forming a first side wall 71, which is composed of a first insulating material on the side wall of the first opening portion 70, in order to reduce the first opening portion 70 in diameter, (4) forming a second opening portion 72 which penetrates through the gate electrode 14 and the insulating intermediate layer 12 below the diameter reduced first opening portion 70A and having a bottom portion in which the electrode layer 11 is exposed; (5) forming a second side wall 73 on the first side wall 71 and the side wall of the second opening field 72 to further reduce the diameter of the first opening portion 70A and to reduce the diameter of the second opening portion 72; 10 1 2 68 1 73 (6) forming a second conductive layer on the entire surface (in particular on the insulating film 60) including the insides of the first and second opening portions 70A and 72A by a CVD method ; (7) etching the second conductive layer, and then (8) removing the first side wall 71 and removing at least an upper portion of the second side wall 73. Preferably, the insulating film 60 is finally removed and acts the insulating film 60 mainly as a protective film for protecting the gate electrode 14 when the second conductive layer is etched.

15 In de veldemissie-inrichting van voorbeeld 6 is op soortgelijke wijze geen tweede zijwand aanwezig op een denkbeeldige segmentlijn die het bovenoppervlak van de emitterelektrode en het randgedeelte van het tweede openingsgedeelte, dat gevormd is in de poortelektrode, 20 verbindt, en steekt dat randgedeelte van het in de poortelektrode gevormde tweede openingsgedeelte uit over het boveneindgedeelte van het in de isolerende tussenlaag gevormde tweede openingsgedeelte. Verder wordt een scherphoekig gedeelte gevormd op het bovenoppervlak van 25 de emitterelektrode en bestaat het scherphoekig gedeelte uit een uiteinde-eindoppervlak dat zich uitsteekt in de richting van het centrale gedeelte van het bovenoppervlak. De emitterelektrode wordt gevormd door het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak 30 inclusief de binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes door een fysieke of chemische dampdeposi-tiewerkwijze; het vormen van een maskermateriaallaag op het gehele oppervlak; het gedeeltelijk verwijderen van de maskermateriaallaag teneinde de maskermateriaallaag op de 35 tweede geleidende laag boven het in de isolerende tussenlaag gevormde tweede openingsgedeelte over te laten; het etsen van de tweede geleidende laag; en het vervolgens verwijderen van de eerste zijwand en het verwijderen van 1012881 74 het eerste bovenste gedeelte van de tweede zijwand. Dat wil zeggen dat het bovenoppervlak van de emitterelektrode een conische vorm heeft. Een emitterelektrode met de bovenstaande vorm kan verkregen worden door het etsen van 5 de tweede geleidende laag onder condities waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag groter is dan de etssnelheid van de maskermateriaallaag.Similarly, in the field emission device of Example 6, there is no second side wall on an imaginary segment line connecting the top surface of the emitter electrode and the edge portion of the second opening portion formed in the gate electrode 20 and protruding that edge portion of the second opening portion formed in the gate electrode over the top end portion of the second opening portion formed in the insulating intermediate layer. Furthermore, an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode and the acute angle portion consists of an end-end surface which extends toward the central portion of the upper surface. The emitter electrode is formed by forming a second conductive layer on the entire surface 30 including the insides of the first and second opening portions by a physical or chemical vapor deposition process; forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the second opening portion formed in the insulating intermediate layer; etching the second conductive layer; and then removing the first side wall and removing the first upper portion of the second side wall. That is, the top surface of the emitter electrode has a conical shape. An emitter electrode of the above form can be obtained by etching the second conductive layer under conditions in which the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer.

In voorbeeld 2 wordt, na de vorming van het openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode 10 en de isolerende tussenlaag en dat een bodemgedeelte heeft waarin de elektrodelaag blootgesteld wordt, de zijwand gevormd voor het in diameter doen afnemen van het openingsgedeelte. In voorbeeld 4 is, na de vorming van het openingsgedeelte dat penetreert door de poortelektro-15 de en de isolerende tussenlaag en dat een bodemgedeelte heeft waarin de elektrodelaag blootgesteld wordt, het openingsgedeelte in diameter verkleind wordt voor het vormen van de isolerende materiaallaag op het gehele oppervlak inclusief het oppervlak van de zijwand van het 20 openingsgedeelte.In Example 2, after the formation of the opening portion, which penetrates through the gate electrode 10 and the insulating intermediate layer and which has a bottom portion in which the electrode layer is exposed, the side wall is formed to decrease the opening portion in diameter. In Example 4, after the formation of the opening portion which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer and which has a bottom portion in which the electrode layer is exposed, the opening portion is reduced in diameter to form the insulating material layer on the entire surface including the surface of the side wall of the opening portion.

In de processen voor de voortbrenging van de veldemissie-inrichting en de veldemissieweergeefinrichting in voorbeeld 6, wordt een isolerende film met een in diameter verkleind eerste openingsgedeelte gevormd op de 25 poortelektrode en wordt een tweede openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte dat een bodemgedeelte heeft waarin de elektrodelaag blootgesteld wordt, gevormd, terwijl de focuselek-30 trode en de eerste zijwand gebruikt worden als etsmas-kers, en wordt een zijwand gevormd voor het verder in diameter doen afnemen van het eerste openingsgedeelte en het in diameter doen afnemen van het tweede openingsgedeelte .In the processes for producing the field emission device and the field emission display device in Example 6, an insulating film having a reduced first opening portion in diameter is formed on the gate electrode and a second opening portion which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer under the diameter-reduced first opening portion having a bottom portion in which the electrode layer is exposed, while the focus electrode and the first side wall are used as etching masks, and a side wall is formed to further decrease the diameter of the first opening portion and decreasing the second opening portion in diameter.

35 De processen voor de voortbrenging van de veldemissie-inrichting en de veldemissieweergeefeenheid in voorbeeld 6 zullen verklaard worden onder verwijzing naar fig. 18A, 18B, 19A, 19B, 20A, 20B, 21A en 21B, 10 1 2 68 1 75 waarbij schematische deeleindaanzichten van het diëlec-tricum ondersteunend substraat en dergelijke getoond worden.The processes for producing the field emission device and the field emission display unit in Example 6 will be explained with reference to Figures 18A, 18B, 19A, 19B, 20A, 20B, 21A and 21B, 10 1 2 68 1 75 showing schematic partial end views of the dielectric supporting substrate and the like are shown.

[Stap-600] 5 De stap van het vormen van een gepatroneerde elektrode (kathode-elektrodelaag) op het diëlectricum ondersteunde substraat 10, de stap van het vormen van een isolerende tussenlaag 12 op het diëlectricum ondersteunend substraat 10 en de elektrodelaag 11, en het vormen 10 van een poortelektrode 14 op de isolerende tussenlaag 12 kunnen op dezelfde wijze uitgevoerd worden als in [Stap-100] en de vorming van de poortelektrode in [Stap-110] in voorbeeld 1 en de verklaringen daarvan kunnen daarom weggelaten worden.[Step-600] 5 The step of forming a patterned electrode (cathode electrode layer) on the dielectric supported substrate 10, the step of forming an insulating intermediate layer 12 on the dielectric supporting substrate 10 and the electrode layer 11, and forming a gate electrode 14 on the insulating intermediate layer 12 can be performed in the same manner as in [Step-100], and the formation of the gate electrode in [Step-110] in Example 1 and the explanations thereof can therefore be omitted.

15 [Stap-610]15 [Step-610]

Vervolgens wordt een isolerende film 60, die opgebouwd is uit SiN, door een bekende CVD-werkwijze gevormd op het gehele oppervlak en wordt een afdeklaag 40 door een lithografiewerkwijze gevormd op de isolerende 20 film 60.Then, an insulating film 60 constructed of SiN is formed on the entire surface by a known CVD method and a cover layer 40 is formed on the insulating film 60 by a lithography process.

[Stap-620][Step-620]

Vervolgens wordt een RIE-werkwijze gebruikmakend van CF4-gas uitgevoerd teneinde een eerste openings-gedeelte 70 te vormen, dat de isolerende film 60 pene-25 treert en dat een bodemgedeelte heeft waarin de poortelektrode 14 blootgesteld wordt, waardoor de in fig. 18A weergegeven structuur verkregen kan worden. Het eerste openingsgedeelte 70 kan bijvoorbeeld een diameter van 3 μιη hebben.Next, an RIE process using CF4 gas is performed to form a first opening portion 70 which penetrates the insulating film 60 and which has a bottom portion in which the gate electrode 14 is exposed, thereby showing the one shown in FIG. 18A structure can be obtained. For example, the first opening portion 70 may have a diameter of 3 µm.

30 [Stap-630]30 [Step-630]

Vervolgens wordt de afdeklaag 40 verwijderd en wordt een eerste zijwand 71 die opgebouwd is uit een eerste isolerend materiaal (SiN in voorbeeld 6) gevormd op de zijwand van het eerste openingsgedeelte 70 teneinde 35 het eerste openingsgedeelte 70 in diameter te verkleinen (zie fig. 18B).Then, the cover layer 40 is removed and a first side wall 71 constructed of a first insulating material (SiN in Example 6) is formed on the side wall of the first opening portion 70 to reduce the first opening portion 70 in diameter (see Fig. 18B ).

In het bijzonder wordt een SiN-laag gevormd op het gehele oppervlak en in het eerste openingsgedeelte 70 1012681 76 door bijvoorbeeld een plasma-verbeterde CVD-werkwijze en wordt vervolgens de SiN-laag geëtst totdat de poortelek-trode 14 blootgesteld wordt.Specifically, a SiN layer is formed on the entire surface and in the first opening portion 70 1012681 76 by, for example, a plasma-enhanced CVD method, and then the SiN layer is etched until the gate electrode 14 is exposed.

[Stap-640] 5 Vervolgens wordt een tweede openingsgedeelte 72, dat penetreert door de poortelektrode 14 en de isolerende tussenlaag 12 onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte 70A en dat een bodemgedeelte waarin de elektrodelaag 11 blootgesteld wordt, gevormd.[Step-640] Next, a second opening portion 72 which penetrates through the gate electrode 14 and the insulating intermediate layer 12 below the diameter-reduced first opening portion 70A and which forms a bottom portion in which the electrode layer 11 is exposed.

10 Terwijl de isolerende film 60 en de eerste zijwand 71 gebruikt worden als etsmaskers, wordt in het bijzonder een tweede openingsgedeelte gevormd in de poortelektrode 14 door een RIE-werkwijze gebruikmakend van etsgas op chlorinebasis en wordt verder een tweede openingsgedeelte 15 gevormd door een RIE-werkwijze gebruikmakend van CF4-gas of dergelijke in de isolerende tussenlaag 12, waardoor de in fig. 19A weergegeven structuur verkregen kan worden. [Stap-650]In particular, while the insulating film 60 and the first side wall 71 are used as etching masks, in particular, a second opening portion is formed in the gate electrode 14 by an RIE process using chlorine-based etching gas and further a second opening portion 15 is formed by an RIE method using CF4 gas or the like in the insulating intermediate layer 12, whereby the structure shown in Fig. 19A can be obtained. [Step-650]

Vervolgens wordt een tweede zij'wand 73 die 20 opgebouwd is uit een tweede isolerend materiaal (Si02 in voorbeeld 6) gevormd op de eerste zijwand 71 en de zijwand van het eerste openingsgedeelte 72 teneinde het eerste openingsgedeelte 70 verder in diameter te verkleinen en het tweede openingsgedeelte 72A in diameter te 25 verkleinen (zie fig. 19B). In het bijzonder wordt eenThen, a second side wall 73 constructed of a second insulating material (SiO 2 in Example 6) is formed on the first side wall 71 and the side wall of the first opening portion 72 to further reduce the first opening portion 70 in diameter and the second opening portion 72A in diameter (see fig. 19B). In particular, one

Si02-laag gevormd op het gehele oppervlak en in het tweede openingsgedeelte 72 door bijvoorbeeld een plasma-verbeterde CVD-werkwi j ze en wordt de Si02-laag geëtst door een RIE-werkwijze gebruikmakend van CF4-gas of dergelijke 30 totdat de elektrodelaag blootgesteld wordt.SiO 2 layer formed on the entire surface and in the second opening portion 72 by, for example, a plasma-enhanced CVD process, and the SiO 2 layer is etched by an RIE method using CF4 gas or the like until the electrode layer is exposed .

[Stap-660][Step-660]

Vervolgens wordt een tweede geleidende laag 17 die opgebouwd is uit wolfraam gevormd op het gehele oppervlak waaronder de binnenzijdes van de eerste en 35 tweede openingsgedeeltes 70A en 72A door een CVD-werkwij-ze en wordt vervolgens een ongeveer 0,35 μιη dikke masker-materiaallaag, die is opgebouwd uit afdekmateriaal, gevormd op het gehele oppervlak, wordt de maskermateri- 1012681 77 aallaag gedeeltelijk verwijderd teneinde de maskermateri-aallaag 50A op de tweede geleidende laag 17 boven het tweede openingsgedeelte 72A dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12 (zie fig. 20A) over te laten en wordt 5 vervolgens de tweede geleidende laag 17 geëtst teneinde daardoor in het tweede openingsgedeelte 72A een emittere-lektrode 118 te vormen (waarvan het bovenoppervlak een conische vorm heeft, de vorm heeft van een kolom, opgebouwd is uit de tweede geleidende laag 17 en een scherp-10 hoekig gedeelte op zijn bovenoppervlak heeft, waarbij het scherphoekig gedeelte gevormd is van een uiteinde eindop-pervlak dat uitsteekt in de richting van het centrale gedeelte van het bovenoppervlak.Then, a second conductive layer 17 constructed of tungsten is formed on the entire surface including the insides of the first and 35 second opening portions 70A and 72A by a CVD method, and then an approximately 0.35 µm thick mask material layer which is composed of covering material formed on the entire surface, the mask material layer 1012681 77 is partially removed so as to mask the material layer 50A on the second conductive layer 17 above the second opening portion 72A formed in the insulating intermediate layer 12 (see fig. 20A) and then the second conductive layer 17 is etched to thereby form in the second opening portion 72A an emitter electrode 118 (the top surface of which has a conical shape, the shape of a column, is composed of the second conductive layer 17 and has a sharp-angled portion on its top surface, the sharp-angled portion being formed of an onion the end surface protruding toward the central portion of the top surface.

In het bijzonder kan de tweede geleidende laag 15 17 op dezelfde wijze als in [Stap-220] in voorbeeld 2 geëtst worden. Wanneer de tweede geleidende laag 17 geëtst wordt, wordt de tweede geleidende laag 17 geëtst onder condities waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag 17 groter is dan de etssnelheid van de 20 maskermateriaallaag. In het bijzonder kan door het veranderen van de stroomsnelheid van zuurstofgas in de tweede etscondities verkregen worden waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag 17 ongeveer 1,5 is wanneer de etssnelheid van de maskermateriaallaag 1 is. Wegens het 25 verschil in initiatietijd van het etsen van de tweede geleidende laag, kan de emitterelektrode 118 waarvan het boveneinde scherp is, zoals is weergegeven in fig. 20B, verkregen worden.In particular, the second conductive layer 15 17 can be etched in the same manner as in [Step-220] in Example 2. When the second conductive layer 17 is etched, the second conductive layer 17 is etched under conditions in which the etch rate of the second conductive layer 17 is greater than the etch rate of the mask material layer. In particular, by changing the flow rate of oxygen gas in the second etching conditions, the etch rate of the second conductive layer 17 is about 1.5 when the etch rate of the mask material layer 1 is. Due to the difference in initiation time of the etching of the second conductive layer, the emitter electrode 118 whose top end is sharp, as shown in Fig. 20B, can be obtained.

[Stap-670] 30 Vervolgens wordt de eerste zijwand 71 verwij derd en wordt een bovenste gedeelte van de tweede zijwand 73 verwijderd, waardoor een in fig. 2IA weergegeven structuur kan worden verkregen. Vervolgens wordt de isolerende film 60 verwijderd voor de verhindering van 35 een statische lading en kan de in fig. 21B weergegeven veldemissie-inrichting volgens voorbeeld 6 voortgebracht worden. Verder wordt [Stap-160] in voorbeeld 1 uitge- f0 1 2 681 78 voerd, waardoor de veldemissieweergeefeenheid voortgebracht kan worden.[Step-670] Next, the first side wall 71 is removed and an upper portion of the second side wall 73 is removed, whereby a structure shown in Fig. 2IA can be obtained. Then, the insulating film 60 is removed to prevent a static charge and the field emission device of Example 6 shown in Figure 21B can be produced. Furthermore, [Step-160] in Example 1 is output f0 1 2 681 78, whereby the field emission display unit can be generated.

Als alternatief kan een emitterelektrode 18 met een vorm zoals is weergegeven in fig. 3D gevormd worden 5 door het etsen van de tweede geleidende laag 17 zoals is uitgelegd in [Stap-140] in voorbeeld 1.Alternatively, an emitter electrode 18 of the shape as shown in Fig. 3D can be formed by etching the second conductive layer 17 as explained in [Step-140] in Example 1.

In voorbeeld 6 wordt de tweede geleidende laag 17 geëtst in een toestand waarin de poortelektrode 14 bedekt is met de isolerende film 60. Daarom wordt de 10 vrijheid bij de selectie van een combinatie van een materiaal voor het vormen van de poortelektrode 14 en een materiaal voor het vormen van de tweede geleidende laag 17 vergroot. In het bijzonder op voordelige wijze kan het materiaal voor het vormen van de poortelektrode 14 gese-15 lecteerd worden uit een breder bereik van materialen en behoeft de tweede geleidende laag 17 niet op selectieve wijze geëtst te worden ten opzichte van de poortelektrode 14 .In Example 6, the second conductive layer 17 is etched in a state where the gate electrode 14 is covered with the insulating film 60. Therefore, the freedom in selecting a combination of a material for forming the gate electrode 14 and a material for the formation of the second conductive layer 17 increases. Particularly advantageously, the material for forming the gate electrode 14 can be selected from a wider range of materials and the second conductive layer 17 need not be selectively etched with respect to the gate electrode 14.

Voorbeeld 7 20 Het proces voor de voortbrenging van een veld- emissie-inrichting en het proces voor de voortbrenging van een veldemissieweergeefeenheid in voorbeeld 7 zijn varianten van de processen volgens het derde aspect van de onderhavige uitvinding die zijn verklaard in voorbeeld 25 6. Verder heeft voorbeeld 7 betrekking op de veldemissie-inrichting en de veldemissieweergeefeenheid volgens het vierde aspect van de onderhavige uitvinding. In voorbeeld 7 wordt een focuselektrode gevormd boven de poortelektrode door de isolerende film. In dwarsdoorsnede heeft de 30 veldemissieweergeefeenheid van voorbeeld 7 een conceptueel aanzicht dat soortgelijk is aan het aanzicht dat is weergegeven in fig. 1B. Voor een configuratie van het deel van de elektrodelagen (kathode-elektrodelagen) 11 en de poortelektroden 14 in de veldemissieweergeefeenheid, 35 de configuratie van de elektrodelaag (kathode-elektrode-laag) 11 en de poortelektrode 14 in een beeldpunt en een perspectivisch aanzicht van de veldemissieweergeefeenheid, zie fig. 2A, 2B en 3A. Verder is de basisconfigura- 1012681 79 tie van de veldemissie-inrichting in voorbeeld 7 in principe soortgelijk aan de configuratie van de veldemissie-inrichting zoals uitgelegd in voorbeeld 2 en heeft, de emitterelektrode 118 een bovengedeelte zoals is weergege-5 ven in fig. 8A.Example 7 The process for producing a field emission device and the process for producing a field emission display unit in Example 7 are variants of the processes according to the third aspect of the present invention which are explained in Example 25 6. Furthermore, Example 7 relates to the field emission device and the field emission display unit according to the fourth aspect of the present invention. In Example 7, a focus electrode is formed above the gate electrode by the insulating film. In cross-section, the field emission display unit of Example 7 has a conceptual view similar to that shown in Fig. 1B. For a configuration of the portion of the electrode layers (cathode-electrode layers) 11 and the gate electrodes 14 in the field emission display unit, the configuration of the electrode layer (cathode-electrode layer) 11 and the gate electrode 14 in a pixel and a perspective view of the field emission display unit, see fig. 2A, 2B and 3A. Furthermore, the basic configuration of the field emission device in Example 7 is basically similar to the configuration of the field emission device as explained in Example 2, and the emitter electrode 118 has an upper portion as shown in Figure 8A. .

De emitterelektrode in de veldemissie-inrichting of de veldemissieweergeefeenheid in voorbeeld 7 is gevormd door: (1) het nadat een poortelektrode gevormd is op 10 een isolerende tussenlaag vormen van een isolerende film op het gehele oppervlak; (2) het vormen van een focuselektrode op de isolerende film; (3) het vormen van een eerste openingsgedeelte, 15 dat penetreert door de focuselektrode en de isolerende film en dat een bodemgedeelte heeft waarin de poortelektrode blootgesteld wordt; (4) het vormen van een eerste zijwand, die is opgebouwd is uit een eerste isolerend materiaal op de 20 zijwand van het eerste openingsgedeelte, teneinde het eerste openingsgedeelte in diameter te verkleinen, (5) het vormen van een tweede openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag onder het in diameter verkleinde eerste ope- 25 ningsgedeelte en dat een bodemgedeelte heeft waarin de poortelektrode blootgesteld wordt; (6) het vormen van een tweede zijwand die is opgebouwd uit een tweede isolerend materiaal, op de eerste zijwand en op de zijwand van het tweede openings- 30 gedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte verder in diameter te verkleinen en het tweede openingsgedeelte in diameter te verkleinen; (7) het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak inclusief de binnenzijdes van de 35 eerste en tweede openingsgedeeltes door een fysieke of chemische dampdepositiewerkwijze; (8) het etsen van de tweede geleidende laag, en het 1012681 80 (9) verwijderen van de eerste zijwand en het verwijderen van ten minste een bovenste gedeelte van de tweede zijwand.The emitter electrode in the field emission device or the field emission display unit in Example 7 is formed by: (1) after an gate electrode has been formed on an insulating intermediate layer forming an insulating film on the entire surface; (2) forming a focus electrode on the insulating film; (3) forming a first opening portion 15 which penetrates through the focus electrode and the insulating film and which has a bottom portion in which the gate electrode is exposed; (4) forming a first side wall, which is constructed of a first insulating material, on the side wall of the first opening section, in order to reduce the diameter of the first opening section, (5) forming a second opening section, which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer below the diameter-reduced first opening portion and having a bottom portion in which the gate electrode is exposed; (6) forming a second side wall constructed of a second insulating material on the first side wall and on the side wall of the second opening portion to further reduce the first opening portion in diameter and the second opening portion in diameter ; (7) forming a second conductive layer on the entire surface including the insides of the first and second opening portions by a physical or chemical vapor deposition process; (8) etching the second conductive layer, and removing the first side wall and removing at least an upper portion of the second side wall.

In de veldemissie-inrichting van voorbeeld 7 5 is op soortgelijke wijze geen tweede zijwand aanwezig op een denkbeeldige segmentlijn die het bovenoppervlak van de emitterelektrode en het randgedeelte van het in de poortelektrode gevormde tweede openingsgedeelte verbindt, en steekt het randgedeelte van het in de poortelektrode 10 gevormde tweede openingsgedeelte uit boven het boveneind-gedeelte van het in de isolerende tussenlaag gevormde tweede openingsgedeelte. Verder wordt een scherphoekig gedeelte gevormd op het bovenoppervlak van de emitterelektrode en is het scherphoekig gedeelte opgebouwd uit 15 een uiteinde eindoppervlak dat uitsteekt in de richting van het centrale gedeelte van het bovenoppervlak. De emitterelektrode wordt gevormd door het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak inclusief de binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes 20 door een fysieke of chemische dampdepositiewerkwijze; het vormen van een maskermateriaallaag op het gehele oppervlak; het gedeeltelijk verwijderen van de maskermateriaallaag teneinde de maskermateriaallaag op de tweede geleidende laag boven het in de isolerende tussenlaag 25 gevormde tweede openingsgedeelte over te laten; het etsen van de tweede geleidende laag; en het vervolgens verwijderen van de eerste zijwand en het verwijderen van ten minste een bovenste gedeelte van de tweede zijwand. Dat wil zeggen dat het bovenoppervlak van de emitterelektrode 30 een conische vorm heeft. De emitterelektrode met de bovenstaande vorm kan verkregen worden door het etsen van de tweede geleidende laag onder condities waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag groter is dan de etssnelheid van de maskermateriaallaag.Similarly, in the field emission device of Example 7, there is no second side wall on an imaginary segment line connecting the top surface of the emitter electrode and the edge portion of the second opening portion formed in the gate electrode and the edge portion of the gate electrode 10 second opening portion formed above the top end portion of the second opening portion formed in the insulating intermediate layer. Furthermore, an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode, and the acute angle portion is composed of an end end surface protruding toward the central portion of the upper surface. The emitter electrode is formed by forming a second conductive layer on the entire surface including the insides of the first and second opening portions 20 by a physical or chemical vapor deposition process; forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the second opening portion formed in the insulating intermediate layer 25; etching the second conductive layer; and then removing the first side wall and removing at least an upper portion of the second side wall. That is, the top surface of the emitter electrode 30 has a conical shape. The emitter electrode of the above shape can be obtained by etching the second conductive layer under conditions in which the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer.

35 De processen voor de voortbrenging van de veldemissie-inrichting en veldemissieweergeefeenheid in voorbeeld 7 zullen verklaard worden onder verwijzing naar fig. 22A, 22B, 23A, 23B, 24A, 24B en 25, die schematische 10 1 2 68 1 81 deeleindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat en dergelijke weergeven.The processes for producing the field emission device and field emission display unit in Example 7 will be explained with reference to Figures 22A, 22B, 23A, 23B, 24A, 24B and 25, which are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate and the like.

[Stap-700][Step-700]

De stap van het vormen van een gepatroneerde 5 elektrodelaag (kathode-elektrodelaag) 11 op een diëlectricum ondersteunend substraat 10, de stap van het vormen van een isolerende tussenlaag 12 op het diëlectricum ondersteunend substraat 10 en de elektrodelaag 11, en de stap van het vormen van een poortelektrode 14 op de 10 isolerende tussenlaag 12 kunnen op dezelfde wijze worden uitgevoerd als in [Stap-100] en de vorming van de poortelektrode 14 in [Stap-110] in voorbeeld 1 en de verklaringen kunnen weggelaten worden.The step of forming a patterned electrode layer (cathode electrode layer) 11 on a dielectric support substrate 10, the step of forming an insulating intermediate layer 12 on the dielectric support substrate 10 and the electrode layer 11, and the step of forming of a gate electrode 14 on the insulating intermediate layer 12 can be performed in the same manner as in [Step-100] and the formation of the gate electrode 14 in [Step-110] in Example 1 and the explanations can be omitted.

[Stap-710] 15 Vervolgens wordt een isolerende film 60 die opgebouwd is uit SiN, door een bekende CVD-werkwijze, gevormd op het gehele oppervlak en vervolgens wordt een focuselektrode 61 gevormd op de isolerende film 60. De focuselektrode 61 kan verkregen door het vormen van een 20 aluminium laag op de isolerende film 60 door een sputter-werkwijze en door het etsen van de aluminiumlaag teneinde een voorafbepaald patroon te vormen.[Step-710] Next, an insulating film 60 constructed of SiN is formed on the entire surface by a known CVD method, and then a focus electrode 61 is formed on the insulating film 60. The focus electrode 61 can be obtained by forming an aluminum layer on the insulating film 60 by a sputtering method and by etching the aluminum layer to form a predetermined pattern.

[Stap-720][Step-720]

Vervolgens wordt een afdeklaag 40 door een 25 lithografiewerkwijze gevormd op het gehele oppervlak (in het bijzonder op de isolerende film 60 en de focuselektrode 61). Vervolgens wordt een eerste openingsgedeelte 70, dat de focuselektrode 61 en de isolerende film 60 penetreert dat een bodemgedeelte heeft waarin de poorte-30 lektrode 14 blootgesteld wordt, gevormd. Etsgas op basis van chlorine kan gebruikt worden voor het etsen van de focuselektrode 61 en CF4-gas of dergelijke kan gebruikt worden voor het etsen van de isolerende film 60 die is opgebouwd uit SiN. Op deze wijze kan de in fig. 22A 35 weergegeven structuur worden verkregen. Het eerste openingsgedeelte 70 kan een diameter van bijvoorbeeld 3 μπι hebben.Subsequently, a cover layer 40 is formed on the entire surface (in particular on the insulating film 60 and the focus electrode 61) by a lithography process. Then, a first opening portion 70, which penetrates the focus electrode 61 and the insulating film 60 having a bottom portion in which the gate electrode 14 is exposed, is formed. Chlorine etch gas can be used to etch the focus electrode 61 and CF4 gas or the like can be used to etch the insulating film 60 constructed from SiN. In this manner, the structure shown in Fig. 22A 35 can be obtained. The first opening portion 70 may have a diameter of, for example, 3 μπι.

[Stap-73 0] (10 1 2 68 1 82[Step-73 0] (10 1 2 68 1 82

Vervolgens wordt een stap die soortgelijk is aan [Stap-630] in voorbeeld 6 uitgevoerd teneinde een eerste zijwand 71 te vormen om het eerste openingsgedeel-te 70 in diameter te verkleinen (zie fig. 22B). Vervol-5 gens wordt een stap die soortgelijk is aan [Stap-640] in voorbeeld 6 uitgevoerd teneinde een tweede openingsge-deelte 72 te vormen dat penetreert door de poortelektrode 14 en de isolerende tussenlaag 12 onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte 70A en dat een bodem-10 gedeelte waarin de elektrodelaag 11 blootgesteld wordt (zie fig. 23A). Vervolgens wordt een stap soortgelijk aan [Stap-640] uitgevoerd teneinde een tweede zijwand 73 te vormen die is opgebouwd uit een tweede isolerend materiaal, op de eerste zijwand 71 en op de zijwand van het 15 tweede openingsgedeelte 72 waardoor het eerste openingsgedeelte 70A verder verkleind wordt in diameter en het tweede openingsgedeelte 72A in diameter verkleind wordt (zie fig. 23B).Then, a step similar to [Step-630] in Example 6 is performed to form a first side wall 71 to reduce the first opening portion 70 in diameter (see Fig. 22B). Then, a step similar to [Step-640] in Example 6 is performed to form a second opening portion 72 which penetrates through the gate electrode 14 and the insulating intermediate layer 12 below the first opening portion 70A reduced in diameter and which a bottom-10 portion in which the electrode layer 11 is exposed (see Fig. 23A). Then, a step similar to [Step-640] is performed to form a second side wall 73 constructed of a second insulating material, on the first side wall 71 and on the side wall of the second opening portion 72 further reducing the first opening portion 70A diameter and the second opening portion 72A is reduced in diameter (see Fig. 23B).

[Stap-740] 20 Vervolgens wordt een stap soortgelijk aan [Stap-660] in voorbeeld 6 uitgevoerd teneinde een tweede geleidende laag 17 te vormen, die is opgebouwd uit wolfraam, over het gehele oppervlak (in het bijzonder op de isolerende film 60 en de focuselektrode 61) waaronder de 25 binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes 70A en 72A door een CVD-werkwijze. Vervolgens wordt een maskermateriaallaag, die is opgebouwd uit een afdekmateriaal, gevormd op het gehele oppervlak, wordt de maskermateriaallaag gedeeltelijk verwijderd teneinde de mas-30 kermateriaallaag 50A op de tweede geleidende laag 17 boven het in de isolerende tussenlaag 12 gevormde tweede openingsgedeelte 72A (zie fig. 24A) over te laten en vervolgens wordt de tweede geleidende laag 17 geëtst, om daardoor in het tweede openingsgedeelte 72A een emittere-35 lektrode 118 te vormen (waarvan het bovenoppervlak een conische vorm heeft), die de vorm heeft van een kolom opgebouwd is uit de tweede geleidende laag 17 en een scherphoekig gedeelte op zijn bovenoppervlak daarvan 1012681 83 heeft, waarbij het scherphoekig gedeelte gevormd is van een uiteinde-eindoppervlak dat uitsteekt in de richting van het centrale gedeelte van het bovenoppervlak (zie fig. 24B).[Step-740] 20 Next, a step similar to [Step-660] in Example 6 is performed to form a second conductive layer 17, which is composed of tungsten, over the entire surface (in particular on the insulating film 60 and the focus electrode 61) including the inner sides of the first and second opening portions 70A and 72A by a CVD method. Then, a mask material layer, which is composed of a covering material, is formed on the entire surface, the mask material layer is partially removed so as to mask the material layer 50A on the second conductive layer 17 above the second opening portion 72A formed in the insulating intermediate layer 12 (see FIG. 24A) and then the second conductive layer 17 is etched to thereby form in the second opening portion 72A an emitter electrode 118 (the top surface of which has a conical shape), which has the shape of a column from the second conductive layer 17 and has an acute angle portion on its top surface thereof 1012681 83, the acute angle portion being formed from an end-end surface protruding toward the central portion of the upper surface (see Fig. 24B).

5 [Stap-750]5 [Step-750]

Vervolgens worden de eerste zijwand 71 en een bovenste gedeelte van de tweede zijwand 73 verwijderd door een etswerkwijze gebruikmakend van bijvoorbeeld een mengsel van CHF3/02-gas, waardoor de in fig. 25 weergege-10 ven veldemissie-inrichting van voorbeeld 7 verkregen kan worden. De in de isolerende tussenlaag 12 en de isolerende film 60 gevormde openingsgedeeltes kunnen verbreed worden en met CH4-gas. Verder wordt [Stap-160] in voorbeeld 1 uitgevoerd, waardoor de veldemissieweergeefeen-15 heid voortgebracht kan worden.Then, the first side wall 71 and an upper portion of the second side wall 73 are removed by an etching process using, for example, a mixture of CHF3 / 02 gas, whereby the field emission device of Example 7 shown in Figure 25 can be obtained. . The opening portions formed in the insulating intermediate layer 12 and the insulating film 60 can be widened and with CH4 gas. Furthermore, [Step-160] in Example 1 is performed, whereby the field emission display unit can be generated.

Als alternatief kan de tweede geleidende laag 17 geëtst worden zoals is verklaard in [Stap-140] in voorbeeld 1 teneinde een emitterelektrode 18 te vormen die een vorm heeft zoals is weergegeven in fig. 3B.Alternatively, the second conductive layer 17 can be etched as explained in [Step-140] in Example 1 to form an emitter electrode 18 having a shape as shown in Fig. 3B.

20 Voorbeeld 820 Example 8

Het proces voor de voortbrenging van een veldemissie-inrichting en het proces voor de voortbrenging van een veldemissieweergeefeenheid in voorbeeld 8 zijn varianten van de processen volgens het derde aspect van 25 de onderhavige uitvinding die zijn verklaard in voorbeeld 6. Verder heeft voorbeeld 8 betrekking op de veldemissie-inrichting en de veldemissieweergeefeenheid volgens het vijfde aspect van de onderhavige uitvinding. In voorbeeld 8 wordt ook een focuselektrode gevormd boven de poorte-30 lektrode door de isolerende film. In dwarsdoorsnede heeft de veldemissieweergeefeenheid van voorbeeld 8 een conceptueel aanzicht dat soortgelijk is aan dat is weergegeven in fig. 1B. Voor een configuratie van het deel van de elektrodelagen (kathode-elektrodelagen) 11 en de poorte-35 lektroden 14 in de veldemissieweergeefeenheid, een configuratie van de elektrodelaag (kathode-elektrodelaag) 11 en de poortelektrode 14 in een beeldpunt en een perspectivisch aanzicht van de veldemissieweergeefeenheid, zie 10 1 2 68 1 84 fig. 2A, 2B en 3A. Verder is de basisconfiguratie van de veldemissie-inrichting in voorbeeld 8 in principe soortgelijk aan de configuratie van de veldemissie-inrichting zoals uitgelegd in voorbeeld 2 en heeft de emitterelek-5 trode 118 een bovengedeelte zoals is weergegeven in fig. 8A.The process for producing a field emission device and the process for producing a field emission display unit in Example 8 are variants of the processes according to the third aspect of the present invention which are explained in Example 6. Furthermore, Example 8 relates to the field emission device and the field emission display unit according to the fifth aspect of the present invention. In Example 8, a focus electrode is also formed above the gate electrode by the insulating film. In cross-section, the field emission display unit of Example 8 has a conceptual view similar to that shown in Fig. 1B. For a configuration of the portion of the electrode layers (cathode electrode layers) 11 and the gate 35 electrodes 14 in the field emission display unit, a configuration of the electrode layer (cathode electrode layer) 11 and the gate electrode 14 in a pixel and a perspective view of the field emission display unit, see 10 1 2 68 1 84 fig. 2A, 2B and 3A. Furthermore, the basic configuration of the field emission device in Example 8 is basically similar to the configuration of the field emission device as explained in Example 2, and the emitter electrode 118 has an upper portion as shown in Figure 8A.

De emitterelektrode in de veldemissie-inrich-ting of de veldemissieweergeefeenheid in voorbeeld 8 is gevormd door: 10 (1) het nadat een poortelektrode gevormd is op een isolerende tussenlaag vormen van een isolerende film op het gehele oppervlak, het vervolgens vormen van een focuselektrode op de isolerende film; (2) het verder vormen van een tweede isolerende 15 film op het gehele oppervlak; (3) het vervolgens vormen van een eerste ope-ningsgedeelte, dat penetreert door de tweede isolerende film, de focuselektrode en de isolerende film en dat een bodemgedeelte heeft waarin de poortelektrode blootgesteld 20 wordt; (4) het vormen van een eerste zijwand, die is opgebouwd is uit een eerste isolerend materiaal, op de zijwand van het eerste openingsgedeelte, teneinde het eerste openingsgedeelte in diameter te verkleinen, 25 (5) het vormen van een tweede openingsgedeelte, dat penetreert door de poortelektrode en de isolerende tussenlaag onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte en dat een bodemgedeelte heeft waarin de elektrodelaag blootgesteld wordt; 30 (6) het vormen van een tweede zijwand die is opgebouwd uit een tweede isolerend materiaal, op de eerste zijwand en op de zijwand van het tweede openingsgedeelte teneinde het eerste openingsgedeelte verder in diameter te verkleinen en het tweede openingsgedeelte in 35 diameter te verkleinen; (7) het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak inclusief de binnenzijdes van de f0 1 2 681 85 eerste en tweede openingsgedeeltes door een fysieke of chemische dampdepositiewerkwij ze; (8) het etsen van de tweede geleidende laag, en het vervolgens 5 (9) verwijderen van de eerste zijwand en het verwijderen van ten minste een bovenste gedeelte van de tweede zijwand.The emitter electrode in the field emission device or the field emission display unit in Example 8 is formed by: (1) after forming a gate electrode on an insulating intermediate layer forming an insulating film on the entire surface, then forming a focus electrode on the insulating film; (2) further forming a second insulating film on the entire surface; (3) subsequently forming a first opening portion which penetrates through the second insulating film, the focus electrode and the insulating film and which has a bottom portion in which the gate electrode is exposed; (4) forming a first side wall, which is constructed of a first insulating material, on the side wall of the first opening portion, in order to reduce the diameter of the first opening portion, (5) forming a second opening portion, which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer below the first opening portion reduced in diameter and having a bottom portion in which the electrode layer is exposed; (6) forming a second side wall composed of a second insulating material on the first side wall and on the side wall of the second opening portion to further reduce the first opening portion in diameter and the second opening portion in diameter; (7) forming a second conductive layer on the entire surface including the insides of the first and second opening portions by a physical or chemical vapor deposition process; (8) etching the second conductive layer, and then removing the first side wall (9) and removing at least an upper portion of the second side wall.

In de veldemissie-inrichting van voorbeeld 8 is op soortgelijke wijze geen tweede zijwand aanwezig op 10 een denkbeeldige segmentlijn die het bovenoppervlak van de emitterelektrode en het randgedeelte van het in de poortelektrode gevormde tweede openingsgedeelte verbindt, en steekt het randgedeelte van het in de poortelektrode gevormde tweede openingsgedeelte uit boven het boveneind-15 gedeelte van het in de isolerende tussenlaag gevormde tweede openingsgedeelte. Verder wordt een scherphoekig gedeelte gevormd op het bovenoppervlak van de emitterelektrode en is het scherphoekig gedeelte opgebouwd uit een uiteinde-eindoppervlak dat uitsteekt in de richting 20 van het centrale gedeelte van het bovenoppervlak. De emitterelektrode wordt gevormd door het vormen van een tweede geleidende laag op het gehele oppervlak inclusief de binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes door een fysieke of chemische dampdepositiewerkwijze; het 25 vormen van een maskermateriaallaag op het gehele oppervlak; het gedeeltelijk verwijderen van de maskermateriaallaag teneinde de maskermateriaallaag op de tweede geleidende laag boven het tweede openingsgedeelte dat gevormd is in de isolerende tussenlaag over te laten; het 30 etsen van de tweede geleidende laag; en het vervolgens verwijderen van de eerste zijwand en het verwijderen van ten minste een bovenste gedeelte van de tweede zijwand. Dat wil zeggen dat het bovenoppervlak van de emitterelektrode een conische vorm heeft. De emitterelektrode met 35 de bovenstaande vorm kan verkregen worden door het etsen van de tweede geleidende laag onder condities waarin de etssnelheid van de tweede geleidende laag groter is dan f10 1 2 6 8 1 86 de etssnelheid van de tweede geleidende laag groter is dan de etssnelheid van de maskermateriaallaag.Similarly, in the field emission device of Example 8, there is no second side wall on an imaginary segment line connecting the top surface of the emitter electrode and the edge portion of the second opening portion formed in the gate electrode, and the edge portion of the gate electrode formed in the gate electrode second opening portion from above the top end portion of the second opening portion formed in the insulating intermediate layer. Furthermore, an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode, and the acute angle portion is composed of an end-end surface protruding toward the central portion of the upper surface. The emitter electrode is formed by forming a second conductive layer on the entire surface including the insides of the first and second opening portions by a physical or chemical vapor deposition process; forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the second opening portion formed in the insulating intermediate layer; etching the second conductive layer; and then removing the first side wall and removing at least an upper portion of the second side wall. That is, the top surface of the emitter electrode has a conical shape. The emitter electrode of the above shape can be obtained by etching the second conductive layer under conditions in which the etch rate of the second conductive layer is greater than f10 1 2 6 8 1 86 the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer.

De processen voor de voortbrenging van de veldemissie-inrichting en veldemissieweergeefeenheid in 5 voorbeeld 8 zullen verklaard worden onder verwijzing naar fig. 26A, 26B, 27A, 27B, 28A, 28B, 29A en 29B, die schematische deeleindaanzichten van een diëlectricum ondersteunend substraat en dergelijke weergeven.The processes for producing the field emission device and field emission display unit in Example 8 will be explained with reference to Figs. 26A, 26B, 27A, 27B, 28A, 28B, 29A and 29B, which are schematic partial end views of a dielectric supporting substrate and the like view.

[Stap-800] 10 De stap van het vormen van een gepatroneerde elektrodelaag (kathode-elektrodelaag) 11 op een diëlectricum ondersteunend substraat 10, de stap van het vormen van een isolerende tussenlaag 12 op het diëlectricum ondersteunend substraat 10 en de elektrodelaag 11, en de 15 stap van het vormen van een poortelektrode 14 op de isolerende tussenlaag 12 kunnen op dezelfde wijze worden uitgevoerd als in [Stap-100] en de vorming van de poortelektrode 14 in [Stap-110] in voorbeeld 1 en de verklaringen daarvan kunnen daarom weggelaten worden.[Step-800] 10 The step of forming a patterned electrode layer (cathode electrode layer) 11 on a dielectric supporting substrate 10, the step of forming an insulating intermediate layer 12 on the dielectric supporting substrate 10 and the electrode layer 11, and the step of forming a gate electrode 14 on the insulating intermediate layer 12 can be performed in the same manner as in [Step-100] and the formation of the gate electrode 14 in [Step-110] in Example 1 and the explanations thereof can therefore be left out.

20 [Stap-810]20 [Step-810]

Een isolerende film 60, die opgebouwd is uit SiN, wordt door een bekende CVD-werkwijze gevormd op het gehele oppervlak en vervolgens wordt een focuselektrode 61 gevormd op de isolerende film 60. De focuselektrode 61 25 kan verkregen door het vormen van een aluminium laag op de isolerende tussenlaag 60 en het etsen van de alumini-umlaag teneinde een voorafbepaald patroon te vormen. Vervolgens wordt een tweede isolerende laag 63, die gevormd is van een laminaat van Si02 en SiN, gevormd op 30 het gehele oppervlak door een bekende CVD-werkwijze. In de figuren wordt de tweede isolerende laag 63 als een enkele laag weergegeven.An insulating film 60, which is constructed from SiN, is formed on the entire surface by a known CVD method and then a focus electrode 61 is formed on the insulating film 60. The focus electrode 61 can be obtained by forming an aluminum layer on the insulating intermediate layer 60 and the etching of the aluminum layer to form a predetermined pattern. Then, a second insulating layer 63, which is formed from a laminate of SiO 2 and SiN, is formed on the entire surface by a known CVD method. In the figures, the second insulating layer 63 is shown as a single layer.

[Stap-820][Step-820]

Vervolgens wordt een afdeklaag 40 door een 35 lithografiewerkwijze gevormd op de tweede isolerende film 63. Vervolgens wordt een eerste openingsgedeelte 70 gevormd, dat de tweede isolerende film 63, de focuselektrode 61 en de isolerende film 60 penetreert en dat een 1012681 87 bodemgedeelte heeft waarin de poortelektrode 14 blootgesteld wordt. Etsgas op basis van chlorine kan gebruikt worden voor het etsen van de focuselektrode 61 en CF^-gas of dergelijke kan gebruikt worden voor het etsen van de 5 tweede isolerende film 63 en de isolerende film 60. Op deze wijze kan de in fig. 26A weergegeven structuur worden verkregen.Next, a cover layer 40 is formed on the second insulating film 63 by a lithography process. Next, a first opening portion 70 is formed, which penetrates the second insulating film 63, the focus electrode 61 and the insulating film 60 and which has a bottom portion in which the gate electrode 14 is exposed. Chlorine-based etching gas can be used to etch the focus electrode 61 and CF 4 gas or the like can be used to etch the second insulating film 63 and the insulating film 60. In this way, the one shown in FIG. 26A displayed structure.

[Stap-830][Step-830]

Vervolgens wordt een stap die soortgelijk is 10 aan [Stap-630] in voorbeeld 6 uitgevoerd teneinde een eerste zijwand 71 te vormen om het eerste openingsgedeel-te 70 in diameter te verkleinen (zie fig. 26B). Vervolgens wordt een stap die soortgelijk is aan [Stap-640] in voorbeeld 6 uitgevoerd teneinde een tweede openingsge-15 deelte 72 te vormen dat penetreert door de poortelektrode 14 en de isolerende tussenlaag 16 onder het in diameter verkleinde eerste openingsgedeelte 70A en dat een bodemgedeelte heeft waarin de elektrodelaag 11 blootgesteld wordt (zie fig. 27A). Vervolgens wordt een stap soortge-20 lijk aan [Stap-650] uitgevoerd teneinde een tweede zijwand 73 te vormen die is opgebouwd uit een tweede isolerend materiaal, op de eerste zijwand 71 en op de zijwand van het tweede openingsgedeelte 72 waardoor het eerste openingsgedeelte 70A verder verkleind wordt in diameter 25 en het tweede openingsgedeelte 72A in diameter verkleind wordt (zie fig. 27B).Then, a step similar to [Step-630] in Example 6 is performed to form a first side wall 71 to reduce the first opening portion 70 in diameter (see Fig. 26B). Then, a step similar to [Step-640] in Example 6 is performed to form a second opening portion 72 that penetrates through the gate electrode 14 and the insulating intermediate layer 16 below the reduced first opening portion 70A and a bottom portion in which the electrode layer 11 is exposed (see Fig. 27A). Then, a step similar to [Step-650] is performed to form a second side wall 73 constructed of a second insulating material, on the first side wall 71 and on the side wall of the second opening portion 72 through which the first opening portion 70A is further reduced in diameter 25 and the second opening portion 72A is reduced in diameter (see Fig. 27B).

[Stap-84 0][Step-84 0]

Vervolgens wordt een stap soortgelijk aan [Stap-660] in voorbeeld 6 uitgevoerd teneinde een tweede 30 geleidende laag 17, die is opgebouwd uit wolfraam, te vormen over het gehele oppervlak (in het bijzonder op de tweede isolerende film 63) waaronder de binnenzijdes van de eerste en tweede openingsgedeeltes 70A en 72A door een CVD-werkwijze, vervolgens wordt een uit een afdekmateri-35 aal opgebouwd maskermateriaallaag gevormd op het gehele oppervlak en wordt de maskermateriaallaag gedeeltelijk verwijderd teneinde de maskermateriaallaag 50A op de tweede geleidende laag 17 boven het in de isolerende 10 1 2 68 1 88 tussenlaag 12 (zie fig. 28A) gevormde tweede openingsge-deelte 72A over te laten en vervolgens wordt de tweede geleidende laag 17 geëtst, om daardoor in het tweede openingsgedeelte 72A een emitterelektrode 118 (waarvan 5 het bovenoppervlak een conische vorm heeft) te vormen, welke elektrode de vorm heeft van een kolom, opgebouwd is uit de tweede geleidende laag 17 en een scherphoekig gedeelte op zijn bovenoppervlak heeft, waarbij het scherphoekig gedeelte gevormd is van een uiteinde-eindop-10 pervlak dat uitsteekt in de richting van het centrale gedeelte van het bovenoppervlak (zie fig. 28B).Then, a step similar to [Step-660] in Example 6 is performed to form a second conductive layer 17, which is constructed of tungsten, over the entire surface (in particular on the second insulating film 63) including the insides of the first and second opening portions 70A and 72A by a CVD method, then a mask material layer composed of a cover material is formed on the entire surface and the mask material layer is partially removed so that the mask material layer 50A is deposited on the second conductive layer 17 above it. insulating 10 1 2 68 1 88 intermediate layer 12 (see fig. 28A) to leave second opening portion 72A formed, and then the second conductive layer 17 is etched, so that in the second opening portion 72A an emitter electrode 118 (of which the top surface has a conical shape), which electrode has the shape of a column, is built up from the second conductive layer 17 and has a sharp angular portion on its top surface, the sharp angle portion being formed of an end-end surface protruding toward the central portion of the top surface (see Fig. 28B).

[Stap-850][Step-850]

Vervolgens worden de eerste zijwand 71 en een bovenste gedeelte van de tweede zijwand 73 verwijderd 15 waardoor een in fig. 29A weergegeven structuur kan worden verkregen. Vervolgens wordt de tweede isolerende film 63 verwijderd, waardoor de veldemissie-inrichting van voorbeeld 6 voortgebracht kan worden. Verder wordt [Stap-160] in voorbeeld 1 uitgevoerd, waardoor de veldemissieweer-20 geefeenheid voortgebracht kan worden.Next, the first side wall 71 and an upper portion of the second side wall 73 are removed, whereby a structure shown in Fig. 29A can be obtained. Then, the second insulating film 63 is removed, whereby the field emission device of Example 6 can be produced. Furthermore, [Step-160] in Example 1 is performed, whereby the field emission display unit can be generated.

Als alternatief kan de tweede geleidende laag 17 geëtst worden zoals is verklaard in [Stap-140] in voorbeeld 1 teneinde een emitterelektrode 18 te vormen die de in fig. 3B weergegeven vorm heeft.Alternatively, the second conductive layer 17 can be etched as explained in [Step-140] in Example 1 to form an emitter electrode 18 having the shape shown in Figure 3B.

25 In voorbeeld 8 wordt de tweede geleidende laag 17 geëtst waarin de toestand van de focuselektrode 61 bedekt is met de tweede isolerende film 63. Daarom wordt de vrijheid bij de selectie van de combinatie van een materiaal voor het vormen van de focuselektrode 61 en het 30 materiaal voor het vormen van de tweede geleidende laag 17 vergroot. In het bijzonder op voordelige wijze kan het materiaal voor het vormen van de focuselektrode 61 geselecteerd worden uit een breder bereik van materialen en behoeft de tweede geleidende laag 17 niet langer op 35 selectieve wijze geëtst te worden ten opzichte van de focuselektrode 61.In Example 8, the second conductive layer 17 is etched in which the state of the focus electrode 61 is covered with the second insulating film 63. Therefore, the freedom in selecting the combination of a material to form the focus electrode 61 and the enlarged material for forming the second conductive layer 17. Particularly advantageously, the material for forming the focus electrode 61 can be selected from a wider range of materials and the second conductive layer 17 no longer needs to be etched selectively with respect to the focus electrode 61.

De onderhavige uitvinding is verklaard onder verwijzing naar de hierbovengenoemde voorbeelden, terwijl 10 1 2 68 t 89 de onderhavige uitvinding hiertoe niet beperkt zal zijn. De verscheidene waarden, verwerkingscondities en materialen die zijn uitgelegd in de voorbeelden, zijn gegeven voor illustratieve doeleinden en kunnen indien gewenst 5 veranderd worden. Zoals is weergegeven in fig. 30A en 30B kan bij het etsen van de zijwand 16, etc. in [Stap-150] in voorbeeld 1 de gehele zijwand 16 door etsing verwijderd worden. Verder kan in [Stap-330] in voorbeeld 3 de isolerende materiaallaag 16B in het bodemgedeelte van het 10 openingsgedeelte 13A achtergelaten worden. Verder kan in [Stap-330] in voorbeeld 3 het gedeelte van de isolerende tussenlaag 12 overeenkomstig met de zijwand van het openingsgedeelte 13 geëtst worden. Dit is tevens toepasbaar in de andere voorbeelden. In de voorbeelden wordt de 15 tweede geleidende laag 17 gevormd door een CVD-werkwijze, terwijl deze gevormd kan worden door een PVD-werkwijze zoals een sputterwerkwijze.The present invention has been explained with reference to the above examples, while the present invention will not be limited thereto. The various values, processing conditions and materials explained in the examples are given for illustrative purposes and can be changed if desired. As shown in Figs. 30A and 30B, when etching the sidewall 16, etc. in [Step-150] in Example 1, the entire sidewall 16 can be removed by etching. Furthermore, in [Step-330] in Example 3, the insulating material layer 16B can be left in the bottom portion of the opening portion 13A. Furthermore, in [Step-330] in Example 3, the portion of the insulating intermediate layer 12 may be etched corresponding to the side wall of the opening portion 13. This is also applicable in the other examples. In the examples, the second conductive layer 17 is formed by a CVD method, while it can be formed by a PVD method such as a sputtering method.

De vorm in dwarsdoorsnede die het openingsgedeelte heeft, in doorsnede met een vlak loodrecht op de 20 axiale lijn L die door het openingsgedeelte 15 gaat, zal niet beperkt zijn tot een cirkel en kan elke willekeurige vorm hebben zoals een ovaal, een polygoon of een polygoon met afgeronde randen of zijdes. De vorm in dwarsdoorsnede, die het in diameter verkleinde openingsgedeelte 25 heeft, in doorsnede met een vlak loodrecht op de axiale lijn die door het midden daarvan gaat, zal eveneens niet beperkt zijn tot een cirkel en is analoog of soortgelijk aan de vorm in dwarsdoorsnede van het openingsgedeelte. Daarom zal de vorm in dwarsdoorsnede, die de emittere-30 lektrode 18, 118 heeft, in doorsnede met een vlak loodrecht op de axiale lijn die door de emitterelektrode 8, 118, ook niet beperkt zijn tot de cirkel en is deze analoog of soortgelijk aan de vorm in dwarsdoorsnede van het openingsgedeelte.The cross-sectional shape having the opening portion, in section with a plane perpendicular to the axial line L passing through the opening portion 15, will not be limited to a circle and may be of any shape such as an oval, a polygon or a polygon with rounded edges or sides. The cross-sectional shape, which has the diameter-reduced opening portion 25, in section with a plane perpendicular to the axial line passing through its center, will also not be limited to a circle and is analogous or similar to the cross-sectional shape of the opening part. Therefore, the cross-sectional shape having the emitter electrode 18, 118 in section with a plane perpendicular to the axial line passing through the emitter electrode 8, 118 will also not be limited to the circle and is analogous or similar to the cross-sectional shape of the opening portion.

35 Verder kan in de emitterelektrode van de in voorbeeld 2 of 4 verklaarde veldemissie-inrichting de emitterelektrode een structuur hebben waarin het bovengedeelte daarvan een grotere diameter heeft dan een wille- Ö0 12 68 1 90 keurig ander gedeelte daarvan. De emitterelektrode met de bovenstaande structuur kan verkregen worden door het besturen van de hoogte van de zijwand 16 langs de zijwanden van de openingsgedeeltes 13 en 15 of de hoogte van de 5 isolerende materiaallaag 16B, het besturen van de dikte van de tweede geleidende laag 17 of het besturen van de condities van het etsen van de tweede geleidende laag 17. Dat wil zeggen, dat, zoals bijvoorbeeld is weergegeven in fig. 31A, de hoogte van de zijwand 16 langs de zijwand 10 van het openingsgedeelte 13 verkleind is teneinde deze kleiner te maken dan de wand die is weergeven in fig. 7A en dat de dikte van de tweede geleidende laag 17 vergroot wordt om deze groter te maken dan de dikte die is weergegeven in fig. 7A. En, zoals is weergegeven in fig. 31A, 15 blijft een maskermateriaallaag 50 in enige mate achter op de tweede geleidende laag 17, die een verbreed gebied heeft boven het openingsgedeelte 13A dat gevormd is in de isolerende tussenlaag 12. En, zoals is weergegeven in fig. 31B, de tweede geleidende laag 17 wordt geëtst, 20 waardoor een emitterelektrode 218, waarvan het bovengedeelte een grotere diameter heeft dan elk willekeurig ander gedeelte, verkregen kan worden. Een structuur zoals verkregen na het etsen van de zijwand 16, etc. wordt weergegeven in fig. 32.Furthermore, in the emitter electrode of the field emission device explained in Example 2 or 4, the emitter electrode may have a structure in which the top portion thereof has a larger diameter than any other portion thereof. The emitter electrode of the above structure can be obtained by controlling the height of the side wall 16 along the side walls of the opening portions 13 and 15 or the height of the insulating material layer 16B, controlling the thickness of the second conductive layer 17 or controlling the conditions of etching the second conductive layer 17. That is, as shown, for example, in Fig. 31A, the height of the side wall 16 along the side wall 10 of the opening portion 13 is reduced to be smaller. then make the wall shown in Fig. 7A and increase the thickness of the second conductive layer 17 to make it larger than the thickness shown in Fig. 7A. And, as shown in Figs. 31A, 15, a mask material layer 50 remains to some extent on the second conductive layer 17, which has a widened region above the opening portion 13A formed in the insulating intermediate layer 12. And, as shown in Fig. 31B, the second conductive layer 17 is etched, whereby an emitter electrode 218, the upper portion of which has a larger diameter than any other portion, can be obtained. A structure obtained after etching the sidewall 16, etc. is shown in Fig. 32.

25 De afstand van het randgedeelte 15A van het openingsgedeelte 15, dat gevormd is in de poortelektrode 14, tot het scherphoekig gedeelte van de emitterelektrode 18 of 118 is afhankelijk van de dikte van de isolerende tussenlaag 12, de diameter van het openingsgedeelte 15 en 30 de afstand vanaf de elektrodelaag (kathode-elektrodelaag) 11 tot aan het scherphoekig gedeelte 18B of 18G van de emitterelektrode 18 of 118. In het proces voor de produk-tie van de conventionele veldemissie-inrichting van het Spindt-type, is het moeilijk de hoogte van de emittere-35 lektrode 112 zoals vereist te bepalen. In de onderhavige uitvinding kan echter de afstand vanaf de elektrodelaag 11 tot aan het scherphoekig gedeelte 18B of 18G van de emitterelektrode 18 of 118 bepaald worden afhankelijk van ft 0 1 2 6 8 1 91 de condities van het etsen van de tweede geleidende laag 17 en afhankelijk van de vorm in dwarsdoorsnede van de zijwand 16 of de isolerende materiaallaag 16B op de zijwanden van de openingsgedeeltes 13 en 15 in doorsnede 5 met een loodrecht vlak welke de axiale lijn bevat die door het midden van het openingsgedeelte 13 gaat. Wanneer de conditie van het vormen van de zijwand of de isolerende materiaallaag 16B bepaald worden teneinde de zijwand 16 te verkrijgen die een juiste vorm in dwarsdoorsnede 10 heeft, of de isolerende materiaallaag 16B op de zijwanden van de openingsgedeeltes 13 en 15 die een juiste vorm in dwarsdoorsnede heeft, en verder wanneer de condities van het etsen van de tweede geleidende laag 17 op juiste wijze bepaald zijn, kan daarom de afstand vanaf het 15 randgedeelte 15A van het in de poortelektrode 14 gevormde openingsgedeelte 15 tot aan het scherphoekig gedeelte 18B of 18G van de emitterelektrode 18 of 118 met een grote mate van vrijheid ontworpen worden. Daarom kan de afstand tussen de poortelektrode 14 en de elektrodelaag 11, met 20 andere woorden de dikte van de isolerende tussenlaag 12, zodanig ontworpen worden dat deze een juiste waarde heeft.The distance from the edge portion 15A of the opening portion 15 formed in the gate electrode 14 to the sharp-angled portion of the emitter electrode 18 or 118 depends on the thickness of the insulating intermediate layer 12, the diameter of the opening portion 15 and 30. distance from the electrode layer (cathode electrode layer) 11 to the sharp-angled portion 18B or 18G of the emitter electrode 18 or 118. In the process of producing the conventional Spindt-type field emission device, it is difficult to determine the height of the emitter electrode 112 as required. However, in the present invention, the distance from the electrode layer 11 to the sharp-angle portion 18B or 18G of the emitter electrode 18 or 118 can be determined depending on the conditions of the etching of the second conductive layer 17 and depending on the cross-sectional shape of the side wall 16 or the insulating material layer 16B on the side walls of the opening sections 13 and 15 in section 5 with a perpendicular plane containing the axial line passing through the center of the opening section 13. When the condition of forming the side wall or the insulating material layer 16B is determined in order to obtain the side wall 16 having a correct cross-sectional shape 10, or the insulating material layer 16B on the side walls of the opening portions 13 and 15 having a correct shape. cross section, and further, when the conditions of etching the second conductive layer 17 are properly determined, therefore, the distance from the edge portion 15A of the opening portion 15 formed in the gate electrode 14 to the sharp-angle portion 18B or 18G of the emitter electrode 18 or 118 can be designed with a high degree of freedom. Therefore, the distance between the gate electrode 14 and the electrode layer 11, in other words the thickness of the insulating intermediate layer 12, can be designed to have a correct value.

In sommige gevallen wordt, nadat het openingsgedeelte (of het tweede openingsgedeelte) dat de elektro-25 delaag 11 bereikt, gevormd is in de isolerende tussenlaag 12, en voordat het openingsgedeelte (of tweede openingsgedeelte) in diameter gevormd is, een elektrisch geleidend materiaal gevuld worden in het bodemgedeelte van het openingsgedeelte (of tweede openingsgedeelte). Nadat het 30 openingsgedeelte (of tweede openingsgedeelte) in diameter is verkleind kan anders een elektrisch geleidend materiaal gevuld worden in het bodemgedeelte van het openingsgedeelte (of tweede openingsgedeelte). Het bovenstaande elektrisch geleidend materiaal kan hetzelfde zijn als of 35 kan verschillend zijn van het materiaal voor het vormen van de tweede geleidende laag en in dit laatste geval kan bijvoorbeeld polykristallijn silicium, dat een impuriteit bevat, gebruikt worden als het elektrisch geleidende 10 1 2 681 92 materiaal. Verder kan de veldemissie-inrichting of de veldemissieweergeefeenheid zoals uitgelegd in voorbeelden 3 en 4 verschaft worden met een focuselektrode.In some cases, after the opening portion (or the second opening portion) reaching the electro layer 11 is formed in the insulating intermediate layer 12, and before the opening portion (or second opening portion) is formed in diameter, an electrically conductive material is filled in the bottom portion of the opening portion (or second opening portion). Otherwise, after the opening portion (or second opening portion) has been reduced in diameter, an electrically conductive material can be filled into the bottom portion of the opening portion (or second opening portion). The above electrically conductive material may be the same as or 35 may be different from the material for forming the second conductive layer and in the latter case, for example, polycrystalline silicon containing an impurity may be used as the electrically conductive 10 1 2 681 92 material. Furthermore, the field emission device or the field emission display unit as explained in Examples 3 and 4 can be provided with a focus electrode.

Het openingsgedeelte kan gevormd zijn in de 5 poortelektrode wanneer de poortelektrode gevormd wordt, en het openingsgedeelte, dat communiceert met het in de poortelektrode gevormde openingsgedeelte dat een bodemge-deelte heeft waarin de elektrodelaag blootgesteld wordt kan gevormd worden in de isolerende tussenlaag. De vor-10 ming van het openingsgedeelte in de poortelektrode kunnen uitgevoerd worden door het vormen van de eerste geleidende laag op de isolerende tussenlaag 12 door bijvoorbeeld een sputteringswerkwijze en het vervolgens patroneren van de eerste geleidende laag dat een bekende werkwijze 15 teneinde de poortelektrodes met het openingsgedeelte te vormen. Wanneer een gepatroneerde poortelektrode gevormd wordt op de isolerende tussenlaag door bijvoorbeeld een afdrukwerkwijze, kan als alternatief tegelijkertijd een openingsgedeelte in de poortelektrode gevormd worden.The opening portion may be formed in the gate electrode when the gate electrode is formed, and the opening portion communicating with the opening portion formed in the gate electrode having a bottom portion in which the electrode layer is exposed can be formed in the insulating intermediate layer. The formation of the opening portion in the gate electrode can be performed by forming the first conductive layer on the insulating intermediate layer 12 by, for example, a sputtering method and then patterning the first conductive layer using a known method 15 to form the gate electrodes with the opening part. Alternatively, when a patterned gate electrode is formed on the insulating intermediate layer by, for example, a printing method, an opening portion may be simultaneously formed in the gate electrode.

20 De vorming van het openingsgedeelte in de focuselektrode kan uitgevoerd worden door het vormen van een geleidende laag op de isolerende film door bijvoorbeeld een sputerringswerkwijze en het vervolgens patroneren van de geleidende laag door een bekende werkwijze 25 teneinde de focuselektrode met het openingsgedeelte te vormen. De gepatroneerde focuselektrode gevormd door het op de isolerende film door bijvoorbeeld een afdrukwerkwi jze, kan als alternatief tegelijkertijd een openingsgedeelte in de focuselektrode gevormd worden.The formation of the opening portion in the focus electrode can be performed by forming a conductive layer on the insulating film by, for example, a sputtering ring method and then patterning the conductive layer by a known method to form the focus electrode with the opening portion. Alternatively, the patterned focus electrode formed by printing on the insulating film by, for example, a printing method, may simultaneously form an opening portion in the focus electrode.

30 De maskermateriaallaag kan zijn opgebouwd uit bijvoorbeeld koper (Cu). Wanneer de maskermateriaallaag is opgebouwd uit metaal, kan een hoge verhouding van (etssnelheid van de tweede geleidende laag)/(etssnelheid van de maskermateriaallaag) verkregen worden. Wanneer 35 koper gebruikt wordt als een materiaal voor de maskermateriaallaag, worden katalysatorbehandeling en versneller-behandeling uitgevoerd en kan vervolgens de maskermateriaallaag gevormd worden door een stroomloze-platerings-The mask material layer can be composed of, for example, copper (Cu). When the mask material layer is composed of metal, a high ratio of (etching rate of the second conductive layer) / (etching rate of the mask material layer) can be obtained. When copper is used as a material for the mask material layer, catalyst treatment and accelerator treatment are performed, and then the mask material layer can be formed by an electroless plating

30 1 2 6 8 I30 1 2 6 8 I

93 werkwijze onder condities die zijn weergegeven in de volgende tabel 3. De plateringsoplossing bevat kleine hoeveelheden van een stabilisator en een bevochtiger. Wanneer de maskermateriaallaag op het bovengedeelte van 5 de emitterelektrode na voltooiing van het etsen van de tweede geleidende laag blijft, kan de resterende maskermateriaallaag verwijderd worden door een juist nat-ets-proces.93 method under conditions shown in the following table 3. The plating solution contains small amounts of a stabilizer and a humidifier. When the mask material layer remains on the top portion of the emitter electrode after completion of the etching of the second conductive layer, the remaining mask material layer can be removed by a proper wet etching process.

Tabel 3 10 Platerings- Kopersulfaat (CuS045H20) 7 g/liter oplossing Formaline (37% HCHO) 20 ml/literTable 3 10 Plating Copper sulfate (CuS045H20) 7 g / liter solution Formalin (37% HCHO) 20 ml / liter

Natriumhydroxide 10 g/literSodium hydroxide 10 g / liter

Kaliumnatriumtartraat 20 g/literPotassium sodium tartrate 20 g / liter

Platerings- 50°CPlating 50 ° C

badtemperatuur 15 In de onderhavige uitvinding wordt de emittere lektrode gevormd in het openingsgedeelte, dat in diameter verkleind is door middel van de zijwand of de isolerende materiaallaag en de emitterelektrode kan daarom gevormd worden op een zelfopgelijnde wijze door het toepassen van 20 de werkwijze van het voortbrengen van een halfgeleiderin-richting, en een emitterelektrode die een kleine diameter en een kleinere veldemissie-inrichting heeft kan gevormd worden met een hoge mate van ontwerpvrijheid. Verder kan het scherphoekig gedeelte, dat een kleine kromming heeft, 25 gevormd worden op het bovenoppervlak van de emitterelektrode door het etsen van de tweede geleidende laag met excellente reproduceerbaarheid en daarom is het niet langer noodzakelijk om een speciale voortbrengingswerk-wijze te gebruiken voor het vormen van het scherphoekig 30 gedeelte op het bovenoppervlak van de emitterelektrode. Verder zijn de axiale lijn, die door het midden van de emitterelektrode gaat, en de axiale lijn die door het midden van het openingsgedeelte gaat in overeenstemming met elkaar en is daarom de richting waarin de elektronen 35 uitgezonden worden vanaf de veldemissie-inrichting wegens 10 1 2 68 1 94 een elektrisch veld, constant, zodat de emissierichting van de elektronen op eenvoudige wijze bestuurd kan worden. Bovendien kan de afstand van het randgedeelte van in de poortelektrode gevormde openingsgedeelte tot aan het 5 scherphoekig gedeelte van de emitterelektrode met een hoge mate van vrijheid ontworpen worden en kan daarom de afstand tussen de elektrodelaag en de poortelektrode vergroot worden. Als gevolg hiervan kan de belasting op de elektrische schakeling van de veldemissieweergeefeen-10 heid gereduceerd worden en kan de veldemissieweergeefeen-heid verbeterd worden en in-vlaksuniformiteit en beeldkwaliteit. Bovendien kan de capacitantie tussen de poortelektrode en de elektrodelaag verkleind worden, zodat er problemen vermeden kunnen worden dat de belasting op de 15 elektrische schakeling van de veldemissieweergeefeenheid toeneemt en dat de veldemissieweergeefeenheid verslechtert in in-vlaks uniformiteit en beeldkwaliteit.bath temperature In the present invention, the emitter electrode is formed in the opening portion, which has been reduced in diameter by the sidewall or the insulating material layer and the emitter electrode can therefore be formed in a self-aligned manner by applying the method of production of a semiconductor device, and an emitter electrode having a small diameter and a smaller field emission device can be formed with a high degree of design freedom. Furthermore, the sharp-angle portion, which has a small curvature, can be formed on the top surface of the emitter electrode by etching the second conductive layer with excellent reproducibility and therefore it is no longer necessary to use a special production method for forming of the sharp-angle portion on the top surface of the emitter electrode. Furthermore, the axial line passing through the center of the emitter electrode and the axial line passing through the center of the opening portion are in agreement with each other and therefore the direction in which the electrons are emitted from the field emission device because of 10 1 2 68 1 94 an electric field, constant, so that the direction of emission of the electrons can be easily controlled. In addition, the distance from the edge portion of the opening portion formed in the gate electrode to the sharp-angle portion of the emitter electrode can be designed with a high degree of freedom and therefore the distance between the electrode layer and the gate electrode can be increased. As a result, the load on the electrical circuit of the field emission display unit can be reduced and the field emission display unit can be improved and in-plane uniformity and image quality. In addition, the capacitance between the gate electrode and the electrode layer can be reduced so that problems can be avoided that the load on the electric circuit of the field emission display unit increases and that the field emission display unit deteriorates in in-plane uniformity and image quality.

Aangezien de emitterelektrode gevormd kan worden op een zelf-opgelijnde wijze, kan het produktie-20 proces in stappen afnemen en in het bijzonder kan de investering in fotolithografie-apparatuur gereduceerd worden. Het is niet vereist om de afpellaag met een scheve-dampdepositiewerkwijze te vormen, noch is het vereist om een metaallaag met een grote dikte in een 25 loodrechte richting te vormen voor het vormen van de emitterelektrode. De procestijd kan daarom verkleind worden en de kosten die vereist zijn voor de voortbrenging van de veldemissie-inrichting in de veldemissieweergeefeenheid kunnen verkleind worden.Since the emitter electrode can be formed in a self-aligned manner, the production process can decrease in steps and, in particular, the investment in photolithography equipment can be reduced. It is not required to form the peel layer by a skew vapor deposition method, nor is it required to form a metal layer of a large thickness in a perpendicular direction to form the emitter electrode. The process time can therefore be reduced and the costs required to produce the field emission device in the field emission display unit can be reduced.

30 Verder kan de focuselektrode gevormd worden zonder het aantal processtappen veel te laten toenemen.Furthermore, the focus electrode can be formed without greatly increasing the number of process steps.

10 1 2 68 110 1 2 68 1

Claims

A process for the production of a cold cathode field emission device comprising the steps of: (A) forming a patterned electrode layer on a dielectric supporting substrate, (B) forming an insulating intermediate layer on the dielectric substrate and the electrode layer, (C) forming a gate electrode composed of a first conductive layer on the insulating intermediate layer, (D) forming an opening portion which penetrates through at least the insulating intermediate layer and having a bottom portion in which the electrode layer is exposed, (E) forming a sidewall of an insulating material on the sidewall of the opening portion to reduce the opening portion in diameter, (F) forming a second conductive layer on the entire surface including the inside of the opening portion by a physical or chemical vapor deposition process, (G) etching the second conductive layer t one end to form an emitter electrode formed in the form of a column constructed from the second conductive layer in the opening portion, and (H) removing at least an upper portion of the side wall, forming an acute angle portion on the top surface of the emitter electrode by etching the second conductive layer and 30 in which the sharp-angled portion is formed from a surface extending from a well formed in the central portion of the top surface that has a 1012681 edge portion of the top surface and a side surface of the emitter electrode.

The process for the production of a cold cathode field emission device according to claim 1, wherein in step (H) at least an upper part of the side wall is removed, so that no side wall is present on an imaginary line segment, which is the top surface of the emitter electrode and connecting an edge portion of the opening portion formed in the gate electrode.

The process for producing a cold cathode field emission device according to claim 2, wherein an end portion of the opening portion formed in the gate electrode protrudes over an upper end portion of the opening portion formed in the insulating intermediate layer.

The process for producing a cold cathode field emission device according to claim 1, wherein the step (G) comprises the steps of forming a mask material layer over the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the opening portion formed in the insulating intermediate layer; and then etching the second conductive layer to form in the opening portion 25 the column-shaped emitter electrode composed of the second conductive layer and having an acute angle portion formed on the top surface thereof, and wherein the sharp-angle portion is formed of an end-end surface protruding toward the central portion of the top surface.

The process for producing a cold cathode field emission device according to claim 4, wherein the second conductive layer is etched under conditions wherein the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer.

The process for producing a cold cathode field emission device according to claim 1, wherein step 1012681 comprises (D) the steps of forming a cover layer on the insulating intermediate layer and the gate electrode by a lithography method; forming an opening portion in the gate electrode using the cover layer as an etching mask, and then further forming an opening portion in the insulating intermediate layer below the opening portion formed in the gate electrode using the cover layer as a etching mask so that the opening portion reaches the electrode layer.

The process for producing a cold cathode field emission device according to claim 1, wherein after step (C) the process comprises the steps of forming an insulating film on the entire surface and then forming a focus electrode on the insulating film , and step (D) comprises the step of forming the opening portion which penetrates through the focus electrode, the insulating film, the gate electrode and the insulating intermediate layer 20 and has a bottom portion in which the gate electrode is exposed.

8. Process for producing a cold cathode field emission device comprising the steps of: (A) forming a patterned electrode layer on a dielectric supporting substrate, (B) forming an insulating intermediate layer on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (C) forming a gate electrode composed of a first conductive layer on the insulating intermediate layer, (D) forming an opening portion which penetrates through at least the insulating intermediate layer and having a bottom portion in which the electrode layer 35 is exposed, (E) forming an insulating material layer on the entire surface including the surface of the f0 1 2 68 f sidewall of the opening portion to reduce the opening portion in diameter, (F) forming a second conductive layer on the insulating material layer and in the opening portion 5 by a physical or chemical vapor deposition method, (G) etching of the second conductive layer to form an emitter electrode which is formed in the form of a column and which is built up from the second conductive layer in the opening portion, and 10 (H) removing the insulating material layer, whereby an acute angle portion is formed is applied to the top surface of the emitter electrode by etching the second conductive layer and in which the sharp-angle portion is formed from a surface extending from a well formed in the central portion of the top surface to an edge portion of the top surface and a side surface of the emitter electrode.

A process for producing a cold cathode field emission device according to claim 8, wherein the step (G) comprises the steps of forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the opening portion formed in the insulating intermediate layer; and then etching the second conductive layer to form in the opening portion the column-shaped emitter electrode composed of the second conductive layer and having an acute angle portion formed on the top surface thereof, and wherein the sharp-angle portion is formed of an end-end surface protruding toward the central portion of the top surface.

The process for producing a cold cathode field emission device according to claim 9, wherein the second conductive layer is etched under conditions wherein the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer.

The process for producing a cold cathode field emission device according to claim 8, wherein the step (D) comprises the steps of forming a cover layer on the insulating intermediate layer and the gate electrode by a lithography method; forming an opening portion in the gate electrode using the cover layer as an etching mask, and then further forming an opening portion in the insulating intermediate layer below the opening portion formed in the gate electrode using the cover layer as a etching mask so that the opening portion reaches the electrode layer.

12. Process for producing cold cathode field emission display unit having a plurality of pixels, each pixel comprising a number of cathode field emission devices, each cold cathode field emission device comprising: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric supporting substrate , (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer, and (d) an emitter electrode placed on the electrode layer positioned in a bottom portion of an opening portion penetrating through the gate electrode and the insulating intermediate layer and formed in the form of a column, each pixel further comprising: (e) a second electrode layer and a fluorescent layer formed on a transparent substrate opposite the emitter electrodes, the process comprising the steps of: 1012081 (A) forming the gep Atronated electrode layer on the dielectric supporting substrate, (B) forming an insulating intermediate layer on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (C) forming a gate electrode composed of a first conductive layer on the insulating intermediate layer, (D) forming the opening portion, which penetrates through at least the insulating intermediate layer and has a bottom portion in which the electrode layer is exposed, (E) forming a side wall of an insulating material on the side wall of the opening portion 15 in order to reduce the diameter of the first opening portion, (F) forming a second conductive layer on the whole surface including the inside of the opening portion by a physical or chemical vapor deposition process, (G) etching the second conductive layer to to form the emitter electrode formed in the form of a column and composed of the second conductive 1 layer in the opening portion, (H) removing at least an upper portion of the side wall, and (I) attaching and joining together the transparent substrate on which the fluorescent layer and the second electrode layer are formed and the dielectric layer. cum supporting substrate, wherein an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode by etching the second conductive layer and wherein the acute angle portion is composed of a surface spreading from a well formed in the central portion of the upper surface to an edge portion of the top surface and the side surface of the emitter electrode. 10 1 2 68 1

The process for producing a cold cathode field emission display unit according to claim 12, wherein in step (H) at least an upper portion of the side wall is removed, so that no side wall is present on an imaginary line segment that has the top surface of the emitter electrode and an edge portion of the opening portion formed in the gate electrode.

The process for producing a cold cathode field emission display unit according to claim 13, wherein an end portion of the opening portion formed in the gate electrode projects over an upper end portion of the opening portion formed in the insulating intermediate layer.

The process for producing a cold cathode field emission display unit according to claim 12, wherein the step (G) comprises the steps of forming a mask material layer on the entire surface, partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the top. second conductive layer above the opening portion formed in the insulating intermediate layer; and then etching the second conductive layer to form in the opening portion the column-shaped emitter electrode consisting of the second conductive layer and having an acute angle portion formed on the top surface thereof, and wherein the sharp-angled portion is constructed from an end-end surface that protrudes toward the central portion of the top surface.

The process of producing a cold cathode field emission display unit according to claim 15, wherein the second conductive layer is etched under conditions wherein the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer.

The process for producing a cold cathode field emission display unit according to claim 12, wherein step (D) comprises the steps of forming a 1012681 cover layer on the insulating intermediate layer and the gate electrode by a lithography method; forming an opening portion in the gate electrode using a coating as an etching mask; and then further forming an opening portion in the insulating intermediate layer below the opening portion formed in the gate electrode using the cover layer as an etching mask so that the opening portion reaches the electrode layer.

The process of producing a cold cathode field emission display unit according to claim 12, wherein the cold cathode field emission device further comprises a focus electrode above the gate electrode by an insulating film, and after step (C) the process comprises the steps of forming the insulating film on the entire surface and then forming the focus electrode on the insulating film, and the step (D) comprises the step of forming the opening portion which penetrates through the focusing electrode, the insulating film, the gate electrode and the insulating intermediate layer and which has a bottom part in which the electrode layer is exposed.

19. Process for producing a cold cathode field emission display unit having a plurality of pixels, each pixel comprising a number of cold cathode field emission devices, each cold cathode field emission device 30 comprising: (a) a substrate supporting on a dielectric formed patterned electrode layer, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer, and 1012681 (d) an emitter electrode placed on the electrode layer which positioned in a bottom portion of an opening portion which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer and which is formed in the form of a column, each pixel further comprising: (e) a second electrode layer and a fluorescent layer formed on a transparent substrate opposite the emitter electrodes, 10 the process comprising the steps of: (A) forming the patterned electrode layer on the dielectric supporting substrate, (B) forming an insulating intermediate layer on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (C) forming a gate electrode composed of a first conductive layer on the insulating intermediate layer, (D) forming the opening portion which penetrates through at least the insulating intermediate layer and has a bottom portion in which the electrode layer is exposed, (E) forming an insulating material layer on the entire surface including the surface of the side wall of the opening portion to reduce the opening portion in diameter, (F) forming a second conductive layer on the insulating material layer and in the opening portion by a physical or chemical vapor deposition method, (G) etching the second conductive layer to form the emitter electrode which is formed in the form of a column and which is composed of the second conductive layer in the opening portion, (H) removing the insulating material layer, and (I) attaching and bonding the transparent substrate on which the fluorescent layer and the second electrode layer are formed and the dielectric 1012 6 81 cum supporting substrate, wherein an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode by etching the second conductive layer and wherein the acute angle portion is formed from a surface extending from a central portion well formed from the top surface to an edge portion of the top surface and a side surface of the emitter electrode.

20. A process for producing a cold cathode field emission display unit according to claim 19, wherein step (G) comprises the steps of forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the opening portion formed in the insulating intermediate layer; and then etching the second conductive layer to form in the opening portion the column-shaped emitter electrode composed of the second conductive layer 20 and having an acute angle portion formed on the top surface thereof, and wherein the sharp-angle portion is formed of an end-end surface protruding toward the central portion of the top surface.

The process for producing a cold cathode field emission display unit according to claim 20, wherein the second conductive layer is etched under conditions wherein the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer.

A process for producing a cold cathode field emission display unit according to claim 19, wherein step (D) comprises the steps of forming a cover layer on the insulating intermediate layer and the gate electrode by a lithography method; forming an opening portion in the gate electrode using the cover layer as an etching mask, and then further forming an opening portion 9012681 in the insulating intermediate layer below the opening portion formed in the gate electrode using the cover layer as an etching mask so that the opening portion reaches the electrode layer.

23. A cold cathode field emission device comprising: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric support substrate, (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric support substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer and which is composed of a first conductive layer, and (d) an emitter electrode which is placed on the electrode layer which is positioned in a bottom part of an opening part which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer and which is formed in the column shape, wherein the emitter electrode after the gate electrode has been formed on the insulating intermediate layer formed by forming the opening portion, which penetrates at least the insulating intermediate layer and has the bottom portion in which the electrode layer is exposed; Forming a sidewall of an insulating material on the sidewall of the opening portion to reduce the opening portion in diameter; forming a second conductive layer on the entire surface including the interior of the opening portion by a physical or chemical vapor deposition process, etching the second conductive layer; and then removing at least an upper portion of the side wall, wherein an acute angle portion formed on the top surface of the emitter electrode by etching the second conductive layer and wherein the acute angle portion is composed of a surface spreading from an the central portion of the top surface formed well up to an edge portion of the top surface 1012681 and the side surface of the emitter electrode.

24. A cold cathode field emission device according to claim 23, wherein no sidewall is present on an imaginary line segment connecting the top surface of the emitter electrode and an edge portion of the opening portion formed in the gate electrode.

25. A cold cathode field emission device according to claim 24, wherein an end portion of the opening portion formed in the gate electrode projects over an upper end portion of the opening portion formed in the insulating intermediate layer.

26. A cold cathode field emission device according to claim 23, wherein an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode and wherein the acute angle portion is composed of an end-end surface protruding toward the central portion of the upper surface, and the emitter electrode is formed, after the second conductive layer is formed on the entire surface including the inside of the opening portion by a physical or chemical vapor deposition process, by forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the opening portion formed in the insulating intermediate layer, etching the second conductive layer; and then removing at least the top portion of the side wall.

The cold cathode field emission device of claim 26, wherein the second conductive layer is etched under conditions wherein the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer.

A cold cathode field emission device comprising: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric support substrate, 1012 881 (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric support substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer and composed of a first conductive layer, and (d) an emitter electrode placed on the electrode layer positioned in a bottom portion of an opening portion penetrating through the gate electrode and the insulating intermediate layer and which is formed in the form of a column, wherein the emitter electrode after the gate electrode has been formed on the insulating intermediate layer formed by forming the opening portion which penetrates through at least the insulating intermediate layer and which has a bottom portion in which the electrode layer is placed ; forming an insulating material layer on the entire surface including the surface of the sidewall of the opening portion to reduce the opening portion in diameter; forming a second conductive layer on the insulating material layer and in the opening portion by a physical or chemical vapor deposition method, and then etching the second conductive layer, forming an acute angle portion on the top surface of the emitter electrode by etching the second conductive layer and in which the sharp-angled portion is composed of a surface that extends from a well formed in the central portion of the top surface to an edge portion of the top surface and the side surface of the emitter electrode.

The cold cathode field emission device of claim 28, wherein an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode and the acute angle portion is composed of an end-end surface protruding toward the central portion of the upper surface, and 1012681 the emitter electrode is formed, after the second conductive layer is formed on the insulating material layer and in the opening portion by physical or chemical vapor deposition method, by forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the opening portion formed in the insulating intermediate layer, and then etching the second conductive layer.

30. The cold cathode field emission device of claim 29, wherein the second conductive layer is etched under conditions wherein the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer.

31. A cold cathode field emission display unit having a plurality of pixels, each pixel comprising a number of cold cathode field emission devices, each cold cathode field emission device comprising: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric supporting substrate, (b) a insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer and composed of a first conductive layer, and (d) an emitter electrode placed on the electrode layer positioned in a bottom portion 30 of an opening portion that penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer and is formed in the form of a column, each pixel further comprising: (e) a second electrode layer and a fluorescent layer formed on a transparent substrate opposite the emitter electrodes, the emitter electrode formed i s, after the gate electrode has been formed on the insulating intermediate layer, 1012681 by forming the opening portion which penetrates through at least the insulating intermediate layer and has a bottom portion in which the electrode layer is exposed; forming a sidewall of an insulating material on the sidewall of the opening portion to reduce the opening portion in diameter; forming a second conductive layer on the entire surface including the inside of the opening portion by a physical or chemical vapor deposition process; and then etching the second conductive layer, wherein an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode by etching the second conductive layer and wherein the acute angle portion is composed of a surface extending from a center portion of the top surface formed well up to an edge portion of the top surface and the side surface of the emitter electrode.

The cold cathode field emission display unit 20 of claim 31, wherein no sidewall is present on an imaginary line segment connecting the top surface of the emitter electrode and an end portion of the opening portion formed in the gate electrode.

The cold cathode field emission display unit 25 of claim 32, wherein an end portion of the opening portion formed in the gate electrode projects over an upper end portion of the opening portion formed in the insulating intermediate layer.

The cold cathode field emission display unit 30 of claim 33, wherein an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode and the acute angle portion is composed of an end-end surface protruding toward the central portion of the top surface, and wherein the emitter electrode is formed, after the second conductive layer has been formed on the entire surface including the insides of the opening portion by a physical or chemical vapor deposition process, by forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the opening portion formed in the insulating intermediate layer; etching the second conductive layer; and then removing at least the top portion of the side wall.

The cold cathode field emission display unit 10 of claim 34, wherein the second conductive layer is etched under conditions wherein the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer.

36. Cold cathode field emission display unit 15 having a plurality of pixels, each pixel comprising a number of cold cathode field emission devices, each cold cathode field emission device comprising: (a) a patterned electrode layer formed on a dielectric supporting substrate, 20 (b) an insulating intermediate layer formed on the dielectric supporting substrate and the electrode layer, (c) a gate electrode formed on the insulating intermediate layer and composed of a first conductive layer, and (d) an emitter electrode placed on the electrode layer positioned in a bottom portion of an opening portion which penetrates through the gate electrode and the insulating intermediate layer and which is formed in the form of a column, each pixel further comprising: (e) a second electrode layer and a fluorescent layer formed on a transparent substrate opposite the emitter electrodes, where the emitter electrode is formed after the gate electrode is formed on the insulating intermediate layer, by forming the opening portion which penetrates through at least the insulating intermediate layer and which has a bottom portion in which the electrode layer is placed; forming an insulating material layer on the entire surface including the surface of the sidewall of the opening portion to reduce the opening portion in diameter; forming a second conductive layer on the insulating material layer and in the opening portion by a physical or chemical vapor deposition method; and then etching the second conductive layer, an acute angle portion formed on the upper surface of the emitter electrode by etching the second conductive layer, and wherein the acute angle portion is composed of a surface spreading from a central portion of the top surface formed well up to an edge portion of the top surface and the side surface of the emitter electrode.

37. A cold cathode field emission display unit according to claim 36, wherein an acute angle portion is formed on the top surface of the emitter electrode and wherein the acute angle portion is composed of an end-end surface protruding towards the central portion of the upper surface, and wherein the emitter electrode is formed, after the second conductive layer is formed on the insulating material layer and in the opening portion by a physical or chemical vapor deposition process, by forming a mask material layer on the entire surface; partially removing the mask material layer to leave the mask material layer on the second conductive layer above the opening portion formed in the insulating intermediate layer; and then etching the second conductive layer.

The cold cathode field emission display unit of claim 37, wherein the second conductive layer 35 is etched under conditions wherein the etch rate of the second conductive layer is greater than the etch rate of the mask material layer. 1012681