JPH0836966A - Manufacture of electron emission source - Google Patents
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Landscapes
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば極薄型のディス
プレイ装置に使用して好適な電子放出源の製造方法に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an electron emission source suitable for use in, for example, a very thin display device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、例えば極薄型のディスプレイ装
置としては、スクリーン内部に電子放出源を設け、その
各画素領域内に電子放出材料からなる多数のマイクロチ
ップを形成し、所定の電気信号に応じて対応する画素領
域のマイクロチップを励起させることでスクリーンの蛍
光面を光らせるものが案出されている。2. Description of the Related Art Generally, for example, as an ultra-thin display device, an electron emission source is provided inside a screen, and a large number of microchips made of an electron emission material are formed in each pixel region of the screen to respond to a predetermined electric signal. Then, a fluorescent chip of a screen has been devised by exciting a microchip in a corresponding pixel region.
【０００３】この電子放出源は、帯状に形成された複数
本のカソードラインと、このカソードラインの上部にお
いてカソードラインと直交して帯状に形成された複数本
のゲートラインとが設けられ、上記カソードラインの上
記ゲートラインとの各交差領域がそれぞれ１画素領域と
して形成されている。The electron emission source is provided with a plurality of strip-shaped cathode lines and a plurality of strip-shaped gate lines formed above the cathode lines so as to be orthogonal to the cathode lines. Each intersection region of the line with the gate line is formed as one pixel region.
【０００４】具体的に、従来の電子放出源は、例えばガ
ラス材よりなる下部基板の表面上に帯状の複数本のカソ
ードラインが各々等間隔に形成されている。これらのカ
ソードラインには、各接続端部を除いて絶縁層が成膜さ
れ、その上に各カソードラインと直交して帯状の複数本
のゲートラインが各々等間隔に形成されて、各カソード
ラインとともにマトリクス構造を構成している。さら
に、各カソードラインの接続端部及び各ゲートラインの
接続端部が制御手段にそれぞれ電気的に接続されてい
る。Specifically, in the conventional electron emission source, a plurality of strip-shaped cathode lines are formed at equal intervals on the surface of a lower substrate made of, for example, a glass material. An insulating layer is formed on each of these cathode lines except for each connection end, and a plurality of strip-shaped gate lines are formed on the cathode line at right angles to each cathode line. Together, they form a matrix structure. Further, the connection end of each cathode line and the connection end of each gate line are electrically connected to the control means.
【０００５】ここで、各カソードラインの各ゲートライ
ンとの各交差領域においては、上記絶縁層にカソードラ
インからゲートラインへ通じる多数の孔部が形成され、
これら各孔部内に微小冷陰極であるマイクロチップが設
けられている。Here, in each intersection region of each cathode line with each gate line, a large number of holes communicating from the cathode line to the gate line are formed in the insulating layer,
A microchip, which is a micro cold cathode, is provided in each of these holes.
【０００６】これら各マイクロチップは、電子放出材
料、例えばモリブデンよりなり、ほぼ円錐体に形成さ
れ、それぞれカソードライン上に配されている。そし
て、各マイクロチップの円錐体の先端部は、ゲートライ
ンに形成されている電子通過用のゲートに位置してい
る。すなわち、ゲートライン上には、各ゲートが形成さ
れ、さらにその下部の絶縁層に形成された孔部を通じて
カソードラインの表面に至る微細孔が形成され、ゲート
ライン上から見れば、各微細孔内にマイクロチップが形
成されていることになる。このように、各カソードライ
ンの各ゲートラインとの各交差領域には多数のマイクロ
チップが設けられて画素領域が形成され、個々の画素領
域が１つの画素（ピクセル）に対応している。Each of these microtips is made of an electron emitting material such as molybdenum, is formed in a substantially conical shape, and is arranged on each cathode line. The tip of the conical body of each microchip is located at the electron passage gate formed in the gate line. That is, each gate is formed on the gate line, and fine holes reaching the surface of the cathode line are formed through the holes formed in the insulating layer below the gate line. It means that the microchip is formed on the. In this way, a large number of microchips are provided in each intersection region of each cathode line with each gate line to form a pixel region, and each pixel region corresponds to one pixel.
【０００７】上記電子放出源においては、上記制御手段
により所定のカソードライン及びゲートラインを選択し
てこれらの間にゲートライン側の電位が高くなるような
極性で所定の電圧をかけることで、対応する画素領域内
の各マイクロチップにこの所定電圧が印加されると、各
マイクロチップの先端部からトンネル効果によって電子
が放出される。なお、この所定電圧値は各マイクロチッ
プの円錐体の先端部付近の電界の強さが１０8 〜１０9
Ｖ／ｍ程となる程度の値である。In the electron emission source, the control means selects a predetermined cathode line and a gate line and applies a predetermined voltage between them so that the potential on the gate line side becomes high. When this predetermined voltage is applied to each microchip in the pixel area, the electrons are emitted from the tip of each microchip by the tunnel effect. The predetermined voltage value is such that the electric field strength near the tip of the conical body of each microchip is 10 8 to 10 9
The value is about V / m.
【０００８】このとき、上記電子放出源が内蔵されたデ
ィスプレイ装置においては、所要の画素領域を励起する
ことで各マイクロチップから放出された電子が、制御手
段によりさらにカソードラインとアノード間に印加され
た電圧によって加速され、ゲートラインと上記アノード
間に形成された真空部を通って蛍光面に到達する。そし
て、この電子線により蛍光体が励起されて蛍光面から可
視光線が放出される。上記電子放出源の各マイクロチッ
プの製造方法としては、先ず、上記画素領域内における
ゲートラインの各微細孔に対して斜方向から回転蒸着に
よりアルミニウムやニッケル等の金属よりなる剥離膜を
成膜する。このとき、微細孔内に剥離膜の材料が付着し
ないように、ゲートラインに対して十分小さな入射角を
もって下部基板を回転させながら蒸着を施す。At this time, in the display device in which the electron emission source is built in, the electrons emitted from each microchip by exciting a required pixel region are further applied between the cathode line and the anode by the control means. It is accelerated by the applied voltage and reaches the phosphor screen through the vacuum portion formed between the gate line and the anode. Then, the phosphor is excited by this electron beam, and visible light is emitted from the phosphor screen. As a method of manufacturing each microchip of the electron emission source, first, a peeling film made of a metal such as aluminum or nickel is formed on each fine hole of a gate line in the pixel region by oblique rotary evaporation. . At this time, vapor deposition is performed while rotating the lower substrate with a sufficiently small incident angle with respect to the gate line so that the material of the peeling film does not adhere to the inside of the fine holes.
【０００９】なお、上記入射角は、図示の如く微細孔内
においてゲートとカソードラインの表面とを結ぶ線分
と、カソードラインとの角度と比較して十分小さな値で
あるものとする。また、剥離膜が回転蒸着により形成さ
れたために、ゲートの周縁部において剥離膜にテーパ部
が形成され、剥離膜の上面の開口径が下面のそれと比較
して若干小さな値とされている。The incident angle is assumed to be a sufficiently small value as compared with the angle between the line segment connecting the gate and the surface of the cathode line in the fine hole and the cathode line. Further, since the peeling film is formed by the rotary evaporation, the taper portion is formed on the peeling film at the peripheral portion of the gate, and the opening diameter of the upper surface of the peeling film is slightly smaller than that of the lower surface.
【００１０】その後、周囲が上記剥離膜で被膜された上
記微細孔に対してカソードラインと垂直に例えばモリブ
デンを蒸着する。このとき、上述のようにゲートの周縁
部において剥離膜に形成されたテーパ部が種となり、剥
離膜上にて徐々に上記微細孔を閉塞するように蒸着部が
成長してゆく。それとともに、上記微細孔内にはモリブ
デンが成長して円錐体形状に近づいてゆき、微細孔が完
全に閉塞されると同時に円錐体形状のマイクロチップが
形成されることになる。After that, for example, molybdenum is vapor-deposited perpendicularly to the cathode line in the fine holes whose periphery is coated with the release film. At this time, as described above, the tapered portion formed on the peeling film at the peripheral portion of the gate serves as a seed, and the vapor deposition portion grows on the peeling film so as to gradually close the fine holes. At the same time, molybdenum grows in the fine pores and approaches a conical shape, and the fine pores are completely closed, and at the same time, a conical microchip is formed.
【００１１】そして、上記剥離膜を溶解させリフトオフ
することにより上記蒸着部を除去し、各マイクロチップ
が完成する。Then, the peeling film is melted and lifted off to remove the vapor deposition portion to complete each microchip.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記各微細
孔に対して斜方向から回転蒸着して成膜した剥離膜を溶
解させリフトオフする際、当該剥離膜はアルミニウムや
ニッケル等の金属よりなるために、比較的強い酸やアル
カリ等の薬品を用いて上記剥離膜を溶解させる必要があ
る。By the way, when the peeling film formed by obliquely vapor-depositing the fine holes is melted and lifted off, the peeling film is made of a metal such as aluminum or nickel. In addition, it is necessary to dissolve the release film using a relatively strong chemical such as acid or alkali.
【００１３】しかしながら、このような酸やアルカリ等
の薬品は、人体のみならず上記電子放出源の諸部材や使
用する設備等に対しても危険であり、取り扱いが非常に
困難である。そのため、作製中に事故等が発生して製品
の歩留りや信頼性の低下を引き起こす原因の１つとなる
可能性が高い。However, such chemicals such as acids and alkalis are dangerous not only to the human body but also to the various members of the electron emission source and the equipment used, and are very difficult to handle. Therefore, there is a high possibility that an accident or the like will occur during fabrication and cause a decrease in product yield and reliability.
【００１４】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、作製時において、
危険で取り扱いが困難な酸やアルカリ等の薬品を用いる
必要がなく、安全且つ確実に剥離膜を除去して、歩留り
及び信頼性の高い製品を製造することが可能となる電子
放出源の製造方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to
A method of manufacturing an electron emission source, which enables safe and reliable removal of a peeling film and manufacture of a product with high yield and reliability without the need to use chemicals such as acids and alkalis which are dangerous and difficult to handle. To provide.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、電子放出源の
製造方法を対象とするものである。本発明では、先ずそ
の第１の工程において、基板上に互いに直交する複数本
の帯状のカソードラインとゲートラインとを絶縁層を介
して順次積層形成し、これらカソードラインとゲートラ
インとの各交差領域にゲートラインと絶縁層を貫通する
略々円形の微細孔を形成する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a method of making an electron emission source. In the present invention, first, in the first step, a plurality of strip-shaped cathode lines and gate lines orthogonal to each other are sequentially formed on the substrate with an insulating layer interposed therebetween, and the cathode lines and the gate lines are intersected with each other. A substantially circular fine hole penetrating the gate line and the insulating layer is formed in the region.
【００１６】次いで、第２の工程において、上記ゲート
ライン上に有機溶媒可溶性を有する剥離材を基板に対し
て斜方向から蒸着することにより剥離層を成膜する。Then, in a second step, a release layer having a solubility in an organic solvent is vapor-deposited obliquely on the substrate on the gate line to form a release layer.
【００１７】さらに、第３の工程において、カソード材
を基板に対して蒸着し、上記各微細孔内のカソードライ
ン上に略々円錐形状の微小冷陰極を形成する。Further, in the third step, a cathode material is vapor-deposited on the substrate to form a substantially conical micro cold cathode on the cathode line in each of the fine holes.
【００１８】そして、第４の工程において、上記剥離層
を高極性有機溶媒を用いて溶解させ、ゲートライン上に
蒸着されたカソード材と共に剥離し除去する。この高極
性有機溶媒としては、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）
や、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、スルホラン、ヘキ
サメチルホスホリックトリアミド（ＨＭＰＡ）、アセト
ン等が好適である。Then, in the fourth step, the peeling layer is dissolved using a highly polar organic solvent, and is peeled and removed together with the cathode material deposited on the gate line. As the highly polar organic solvent, dimethylformamide (DMF)
Further, tetrahydrofuran (THF), sulfolane, hexamethylphosphoric triamide (HMPA), acetone and the like are preferable.
【００１９】ここで、本発明においては、上記第２の工
程において、上記剥離材を各ベンゼン環が少なくとも１
つの置換基により置換されたフタロシアニン誘導体とす
ることが好ましい。このフタロシアニン誘導体は、ほぼ
４００℃付近の高熱に耐え得る高耐熱性を有するため
に、この剥離材上に高融点のカソード材を蒸着しても変
性することがない。またフタロシアニン誘導体を用い
て、るつぼ中においていわゆる抵抗放熱蒸着法によって
ピンホールを有しない好適な剥離材を形成することがで
きる。Here, in the present invention, in the second step, at least one benzene ring is contained in the release agent.
A phthalocyanine derivative substituted with one substituent is preferable. Since this phthalocyanine derivative has high heat resistance capable of withstanding high heat of about 400 ° C., it is not modified even if a high melting point cathode material is vapor-deposited on this release material. Further, a phthalocyanine derivative can be used to form a suitable release material having no pinhole by a so-called resistance heat dissipation vapor deposition method in a crucible.
【００２０】ところで、ベンゼン環に置換基を有しない
フタロシアニン誘導体は、一般的に有機溶媒に溶解し難
いために本発明には適さない。なお、上記置換基として
は、アルキル基や、フッ素基、アルコキシ基等をベンゼ
ン環に導入したものが好適である。また、このフタロシ
アニン誘導体としては、銅等の金属が配位結合されたも
のでも金属を有しないいわゆるフリーベースのものでも
良い。By the way, a phthalocyanine derivative having no substituent on the benzene ring is generally not easily dissolved in an organic solvent and is not suitable for the present invention. In addition, as the above-mentioned substituent, those having an alkyl group, a fluorine group, an alkoxy group or the like introduced into a benzene ring are preferable. Further, the phthalocyanine derivative may be one in which a metal such as copper is coordinate-bonded or a so-called free base having no metal.
【００２１】また、上記第３の工程において、カソード
材を基板に対して垂直方向に蒸着することが好ましい。
すなわち、基板に対して斜方向から上記剥離材を蒸着し
た後に、続いて垂直方向からカソード材を蒸着すること
によって、上記微細孔中にほぼ円錐形状の微小冷陰極が
形成される。In the third step, it is preferable that the cathode material be vapor-deposited in the direction perpendicular to the substrate.
That is, by depositing the release material from the oblique direction on the substrate and then depositing the cathode material from the vertical direction, a substantially conical micro cold cathode is formed in the fine holes.
【００２２】[0022]
【作用】本発明に係る電子放出源の製造方法において
は、先ず、第１の工程においてゲートライン及び絶縁層
に形成された各微細孔に対して、第２の工程において剥
離材を斜方向から蒸着することにより剥離膜を成膜す
る。このとき、前記微細孔の周縁部において剥離膜にテ
ーパ部が形成され、剥離膜の上面の開口径が下面のそれ
と比較して若干小さな値となる。次いで、第３の工程に
おいて、周囲が剥離膜で被膜された各微細孔からカソー
ドラインへ通じる各微細孔に対してカソードラインと垂
直に微小冷陰極であるマイクロチップの材料であるカソ
ード材を蒸着する。この場合、剥離膜に形成されたテー
パ部が種となり、剥離膜上にて徐々に上記微細孔を閉塞
するように蒸着部が成長してゆき、それとともに、上記
微細孔内には上記マイクロチップの材料が成長する。そ
して、上記蒸着部の成長により微細孔が丁度閉塞したと
きに上記マイクロチップが円錐形状に形成されることに
なる。In the method of manufacturing the electron emission source according to the present invention, first, in the second step, the release material is obliquely applied to each of the fine holes formed in the gate line and the insulating layer in the first step. A peeling film is formed by vapor deposition. At this time, a taper portion is formed in the peeling film at the peripheral portion of the fine hole, and the opening diameter of the upper surface of the peeling film becomes a slightly smaller value than that of the lower surface. Next, in a third step, a cathode material, which is a material for a microchip that is a micro cold cathode, is vapor-deposited perpendicularly to the cathode line with respect to each microhole that extends from each microhole whose periphery is coated with a release film to the cathode line. To do. In this case, the taper portion formed on the peeling film serves as a seed, and the vapor deposition portion grows so as to gradually close the fine holes on the peeling film, and at the same time, the microchip is placed in the fine holes. Material grows. Then, when the fine holes are just closed due to the growth of the vapor deposition portion, the microchip is formed into a conical shape.
【００２３】ここで、上記剥離材は有機溶媒可溶性を有
する材料である。したがって、上記の如く微細孔内に上
記マイクロチップが形成されて上記蒸着部により当該微
細孔が閉塞された後に、第４の工程において、高極性有
機溶媒を用いて上記剥離膜を溶解することにより、この
剥離膜とその上に形成された上記蒸着部を容易に剥離し
リフトオフすることが可能となり、容易且つ確実に円錐
形状のマイクロチップが形成される。Here, the release material is a material that is soluble in an organic solvent. Therefore, as described above, after the microchip is formed in the micropores and the micropores are closed by the vapor deposition section, in the fourth step, the release film is dissolved by using a high polar organic solvent. The peeling film and the vapor deposition portion formed on the peeling film can be easily peeled off and lifted off, and the conical microchip can be formed easily and surely.
【００２４】[0024]
【実施例】以下、本発明に係る電子放出源の製造方法の
具体的な実施例を図面を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A concrete embodiment of a method for manufacturing an electron emission source according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２５】上記電子放出源は、例えば極薄型のディス
プレイ装置に適用することが可能である。このディスプ
レイ装置は、図１に示すように、第１実施例に係る電子
放出源１と、真空部３を介して電子放出源１の上部にア
ノードとなる上部基板２とが配設され構成されている。The electron emission source can be applied to, for example, an extremely thin display device. As shown in FIG. 1, this display device is configured by disposing an electron emission source 1 according to the first embodiment and an upper substrate 2 serving as an anode above the electron emission source 1 via a vacuum unit 3. ing.
【００２６】上記電子放出源１は、図２に示すように、
例えばガラス材よりなる下部基板１１の表面上に帯状の
複数本のカソードライン１３が各々等間隔に形成されて
いる。これらのカソードライン１３には、各接続端部１
３ａを除いて絶縁層１４が成膜され、その上に各カソー
ドライン１３と直交して帯状の複数本のゲートライン１
５が各々等間隔に形成されて、各カソードライン１３と
ともにマトリクス構造を構成している。さらに、各カソ
ードライン１３の接続端部１３ａ及び各ゲートライン１
５の接続端部１５ａが制御手段１７にそれぞれ接続され
て導通している。The electron emission source 1 is, as shown in FIG.
For example, a plurality of strip-shaped cathode lines 13 are formed at equal intervals on the surface of the lower substrate 11 made of a glass material. Each of the connection ends 1 is connected to these cathode lines 13.
An insulating layer 14 is formed except for 3a, and a plurality of strip-shaped gate lines 1 orthogonal to each cathode line 13 are formed thereon.
5 are formed at equal intervals to form a matrix structure with each cathode line 13. Furthermore, the connection end portion 13a of each cathode line 13 and each gate line 1
The connection end portions 15a of No. 5 are connected to the control means 17 and are electrically connected.
【００２７】ここで、各カソードライン１３の各ゲート
ライン１５との各交差領域においては、上記絶縁層１４
にカソードライン１３からゲートライン１５へ通じる多
数の孔部１４ａが形成され、これら各孔部１４ａ内に微
小冷陰極であるマイクロチップ１６が設けられている。Here, in each intersection region of each cathode line 13 and each gate line 15, the insulating layer 14 is formed.
A large number of holes 14a communicating from the cathode line 13 to the gate line 15 are formed therein, and a microchip 16 which is a micro cold cathode is provided in each hole 14a.
【００２８】これら各マイクロチップ１６は、電子放出
材料、例えばモリブデンよりなり、後述の如くほぼ円錐
形状に形成され、それぞれカソードライン１３上に配さ
れている。そして、各マイクロチップ１６の円錐形状の
先端部１６ａは、ゲートライン１５に形成されている電
子通過用のゲート部１５ｂに位置している。すなわち、
ゲートライン１５上には、各ゲート部１５ｂが形成さ
れ、さらにその下部の絶縁層１４に形成された孔部１４
ａを通じてカソードライン１３の表面に至る微細孔１８
が形成され、ゲートライン１５上から見れば、各微細孔
１８内にマイクロチップ１６が形成されていることにな
る。このように、各カソードライン１３の各ゲートライ
ン１５との各交差領域には多数のマイクロチップ１６が
設けられて画素領域２１が形成され、個々の画素領域２
１が１つの画素（ピクセル）に対応している。Each of the microchips 16 is made of an electron emitting material, for example, molybdenum, is formed in a substantially conical shape as described later, and is arranged on the cathode line 13. The conical tip portion 16 a of each microchip 16 is located at the electron passage gate portion 15 b formed in the gate line 15. That is,
Each gate portion 15b is formed on the gate line 15, and the hole portion 14 formed in the insulating layer 14 therebelow.
Micropores 18 reaching the surface of the cathode line 13 through a
Are formed, and when viewed from above the gate line 15, the microchips 16 are formed in the respective fine holes 18. As described above, a large number of microchips 16 are provided in each intersection region of each cathode line 13 with each gate line 15 to form a pixel region 21, and each pixel region 2 is formed.
1 corresponds to one picture element (pixel).
【００２９】上記上部基板２は、その一主面である下面
部にて上記真空部３を介して上記電子放出源１の主面部
と対向して設けられている。この上部基板２の下面部に
は、蛍光剤が塗布されて上記各カソードライン３とそれ
ぞれ平行な帯状の蛍光面２５が形成されている。The upper substrate 2 is provided so as to face the main surface portion of the electron emission source 1 through the vacuum portion 3 at a lower surface portion which is one main surface thereof. A fluorescent agent is applied to the lower surface of the upper substrate 2 to form strip-shaped fluorescent surfaces 25 parallel to the cathode lines 3.
【００３０】上記電子放出源１においては、上記制御手
段１７により所要のカソードライン１３及びゲートライ
ン１５を選択してこれらの間にゲートライン１５側の電
位が高くなる極性で所定の電圧をかけることで、対応す
る画素領域２１内の各マイクロチップ１６にこの所定電
圧が印加されると、各マイクロチップ１６の先端部１６
ａからトンネル効果によって電子が放出される。なお、
この所定電圧値は各マイクロチップ１６の円錐体の先端
部１６ａ付近の電界の強さが１０8 〜１０9 Ｖ／ｍ程と
なる程度の値である。In the electron emission source 1, the required cathode line 13 and gate line 15 are selected by the control means 17 and a predetermined voltage is applied between them so that the potential on the gate line 15 side becomes high. Then, when this predetermined voltage is applied to each microchip 16 in the corresponding pixel region 21, the tip portion 16 of each microchip 16 is
Electrons are emitted from a by the tunnel effect. In addition,
The predetermined voltage value is such that the electric field strength near the tip portion 16a of the conical body of each microchip 16 is about 10 8 to 10 9 V / m.
【００３１】このとき、上記電子放出源１が内蔵された
ディスプレイ装置においては、所定の画素領域を励起す
ることで各マイクロチップ１６から放出された電子が、
上記制御手段によりさらにカソードライン１３とアノー
ドである上部基板２間に印加された電圧によって加速さ
れ、ゲートライン１５と上記上部基板２間に形成された
真空部３を通って蛍光面２２に到達する。そして、この
電子線により蛍光体が励起されて蛍光面２２から可視光
線が放出される。At this time, in the display device incorporating the electron emission source 1, the electrons emitted from each microchip 16 by exciting a predetermined pixel region are
The control means further accelerates by a voltage applied between the cathode line 13 and the upper substrate 2 which is an anode, and reaches the fluorescent screen 22 through the vacuum portion 3 formed between the gate line 15 and the upper substrate 2. . Then, the phosphor is excited by this electron beam, and visible light is emitted from the phosphor screen 22.
【００３２】ここで、上記第１実施例に係る上記電子放
出源１の製造方法について説明する。先ず、二酸化珪素
の薄フィルムで被覆されたガラス等よりなる下部基板１
上に、ニオブ，モリブデンまたはクロム等を材料として
厚さ約２０００オングストローム程に所定数のカソード
ライン１３を帯形状に等間隔をもって成膜する。Now, a method of manufacturing the electron emission source 1 according to the first embodiment will be described. First, a lower substrate 1 made of glass or the like coated with a thin film of silicon dioxide.
A predetermined number of cathode lines 13 having a thickness of about 2000 angstroms are formed in a strip shape at equal intervals using a material such as niobium, molybdenum, or chromium.
【００３３】その後、これらカソードライン１３と直交
するように絶縁層１４を帯形状に等間隔をもって成膜
し、さらに絶縁層１４上にゲートライン１５を成膜す
る。このとき、カソードライン１３のゲートライン１５
との各交差領域が各画素領域２１とされ、これら各画素
領域２１に対してゲートライン１５の表面からカソード
ライン１３の表面に至る微細孔１８を所定数形成する。
この微細孔１８は、絶縁層１４に形成された孔部１４ａ
とゲートライン１５に形成されたゲート１５ｂとで構成
されていることになる。After that, insulating layers 14 are formed in a strip shape at regular intervals so as to be orthogonal to the cathode lines 13, and gate lines 15 are further formed on the insulating layer 14. At this time, the gate line 15 of the cathode line 13
Each intersection area with and is defined as each pixel area 21, and a predetermined number of fine holes 18 extending from the surface of the gate line 15 to the surface of the cathode line 13 are formed in each pixel area 21.
The fine holes 18 are holes 14 a formed in the insulating layer 14.
And the gate 15b formed in the gate line 15.
【００３４】上記微細孔１８を形成するには、ゲートラ
イン１５の表面に所定のレジストを塗布し、露光及び現
像を行った後に微細孔１８の形状にエッチングを施す。
そして、上記レジストを有機溶媒等を用いて剥離する。To form the fine holes 18, a predetermined resist is applied to the surface of the gate line 15, exposed and developed, and then the shape of the fine holes 18 is etched.
Then, the resist is peeled off using an organic solvent or the like.
【００３５】そして、上記各微細孔１８内にマイクロチ
ップ１６を形成するには以下に示す方法により行う。Then, the microchip 16 is formed in each of the fine holes 18 by the following method.
【００３６】先ず、図３に示すように、上記画素領域２
１内におけるゲートライン１５の各微細孔１８に対して
抵抗加熱蒸着機を用いて斜方向から回転蒸着により有機
溶媒可溶性を有する剥離材を用いて剥離膜２２を成膜す
る。このとき、微細孔１８内に剥離膜２２の材料が付着
しないように、ゲートライン１５に対して十分小さな入
射角をもって下部基板１を回転させながら蒸着を施す。First, as shown in FIG. 3, the pixel region 2
A peeling film 22 is formed on each of the fine holes 18 of the gate line 15 in the nozzle 1 by using a resistance heating vapor deposition machine from an oblique direction by rotary vapor deposition using a peeling material having organic solvent solubility. At this time, vapor deposition is performed while rotating the lower substrate 1 with a sufficiently small incident angle with respect to the gate line 15 so that the material of the peeling film 22 does not adhere to the inside of the fine holes 18.
【００３７】なお、上記入射角は、図示の如く微細孔１
８内においてゲート１５ｂとカソードライン１３の表面
とを結ぶ線分と、カソードライン１３との角度と比較し
て十分小さな値、ここでは１５゜程度であるものとす
る。また、剥離膜２２が回転蒸着により形成されたため
に、ゲート１５ｂの周縁部において剥離膜２２にテーパ
部が形成され、剥離膜２２の上面の開口径が下面のそれ
と比較して若干小さな値とされている。It should be noted that the incident angle is as shown in FIG.
The angle between the line segment connecting the gate 15b and the surface of the cathode line 13 in 8 and the angle with the cathode line 13 is sufficiently small, here about 15 °. Further, since the peeling film 22 is formed by the rotary evaporation, a taper portion is formed on the peeling film 22 at the peripheral portion of the gate 15b, and the opening diameter of the upper surface of the peeling film 22 is set to a value slightly smaller than that of the lower surface. ing.
【００３８】ここで特に、剥離膜２２の材料である有機
溶媒可溶性を有する剥離材としては、各ベンゼン環が少
なくとも１つの置換基により置換されたフタロシアニン
誘導体を用いる。Here, in particular, as the organic solvent-soluble release material which is the material of the release film 22, a phthalocyanine derivative in which each benzene ring is substituted with at least one substituent is used.
【００３９】このフタロシアニン誘導体は、ほぼ４００
℃付近の高熱に耐え得る高耐熱性を有するために、この
剥離材上に高融点のカソード材を蒸着しても変性するこ
とがない。またフタロシアニン誘導体を用いて、るつぼ
中においていわゆる抵抗放熱蒸着法によってピンホール
を有しない好適な剥離材を形成することができる。とこ
ろで、各ベンゼン環に置換基を有しないフタロシアニン
誘導体は、一般的に有機溶媒に溶解し難いために本実施
例には適さない。なお、上記置換基としては、アルキル
基や、フッ素基、アルコキシ基等をベンゼン環に導入し
たものが好適である。This phthalocyanine derivative has approximately 400
Since it has a high heat resistance capable of withstanding a high heat of around 0 ° C., it will not be modified even if a high melting point cathode material is vapor-deposited on this release material. Further, a phthalocyanine derivative can be used to form a suitable release material having no pinhole by a so-called resistance heat dissipation vapor deposition method in a crucible. By the way, the phthalocyanine derivative having no substituent on each benzene ring is not suitable for this example because it is generally difficult to dissolve in an organic solvent. In addition, as the above-mentioned substituent, those having an alkyl group, a fluorine group, an alkoxy group or the like introduced into a benzene ring are preferable.
【００４０】その後、図４に示すように、周囲が剥離膜
２２で被膜された各ゲート１５ｂからカソードライン１
３へ通じる各微細孔１８に対してカソードライン１３と
垂直にマイクロチップ１６の材料であるカソード材を蒸
着する。この場合、剥離膜２２に形成されたテーパ部が
種となり、剥離膜２２上にて徐々に上記微細孔１８を閉
塞するように蒸着部２３が成長してゆく。それととも
に、上記微細孔内１８には上記マイクロチップ１８の材
料が成長し、図５に示すように、蒸着部２３の成長によ
り微細孔１８が丁度閉塞したときにマイクロチップ１８
が円錐形状に形成されることになる。After that, as shown in FIG. 4, each gate 15b whose periphery is covered with the peeling film 22 is connected to the cathode line 1.
A cathode material, which is a material of the microchip 16, is vapor-deposited in a direction perpendicular to the cathode line 13 in each of the fine holes 18 leading to 3. In this case, the taper portion formed on the peeling film 22 serves as a seed, and the vapor deposition portion 23 grows on the peeling film 22 so as to gradually close the fine holes 18. At the same time, the material of the microchip 18 grows in the micropores 18, and as shown in FIG. 5, when the micropores 18 are just closed due to the growth of the vapor deposition portion 23, the microchip 18 is closed.
Will be formed into a conical shape.
【００４１】そして、図６に示すように、高極性有機溶
媒を用いて剥離膜２２を溶解させて蒸着部２３をリフト
オフすることにより、各マイクロチップ１６が完成す
る。Then, as shown in FIG. 6, each microchip 16 is completed by dissolving the peeling film 22 using a highly polar organic solvent and lifting off the vapor deposition section 23.
【００４２】ここで、上記高極性有機溶媒としては、ジ
メチルホルムアミド（ＤＭＦ）や、テトラヒドロフラン
（ＴＨＦ）、スルホラン、ヘキサメチルホスホリックト
リアミド（ＨＭＰＡ）、アセトン等が好適である。Here, as the highly polar organic solvent, dimethylformamide (DMF), tetrahydrofuran (THF), sulfolane, hexamethylphosphoric triamide (HMPA), acetone and the like are preferable.
【００４３】上述のように、本実施例においては、上記
剥離材が有機溶媒可溶性を有する材料である。したがっ
て、上記の如く微細孔１８内に上記マイクロチップ１６
が形成されて上記蒸着部２３により微細孔１８が閉塞さ
れた後に、第４の工程において、上記高極性有機溶媒を
用いて上記剥離膜２２を溶解することにより、この剥離
膜２２とその上に形成された上記蒸着部２３を容易に剥
離しリフトオフすることが可能となり、容易且つ確実に
円錐形状のマイクロチップ１６が形成される。ここで、
本実施例についての実験例について説明する。この実験
は、上記実施例による製造方法にて上記電子放出源１を
作製する際に、上記剥離材であるベンゼン環に置換基を
有しないフタロシアニン誘導体、及び剥離膜２２と蒸着
部２３をリフトオフする際に剥離膜２２を溶解するため
に用いる高極性有機溶媒の種類を変えた場合のマイクロ
チップ１６の形成状態について調べたものである。As described above, in this embodiment, the release material is a material that is soluble in an organic solvent. Therefore, as described above, the microchip 16 is placed in the fine hole 18.
Is formed and the micropores 18 are closed by the vapor deposition section 23, and in the fourth step, the release film 22 is dissolved by using the highly polar organic solvent, thereby removing the release film 22 and the release film 22 thereon. The formed vapor deposition portion 23 can be easily peeled off and lifted off, and the conical microchip 16 can be formed easily and reliably. here,
Experimental examples of this example will be described. In this experiment, when the electron emission source 1 is manufactured by the manufacturing method according to the embodiment, the phthalocyanine derivative having no substituent on the benzene ring, which is the release material, and the release film 22 and the vapor deposition unit 23 are lifted off. In this case, the formation state of the microchip 16 when the kind of the highly polar organic solvent used to dissolve the peeling film 22 was changed was examined.
【００４４】先ず、実験１においては、上記剥離材のフ
タロシアニン誘導体としてテトラメトキシフタロシアニ
ン銅を用い、リフトオフを行う際には高極性有機溶媒と
してＤＭＦを用いた。First, in Experiment 1, tetramethoxyphthalocyanine copper was used as the phthalocyanine derivative of the release material, and DMF was used as the highly polar organic solvent when performing lift-off.
【００４５】すなわち、膜厚１５００オングストローム
に抵抗加熱蒸着して剥離膜２２を成膜し、上記各微細孔
１８中にマイクロチップ１６を形成した後に、蒸着部２
３が形成された上記下部基板１１をこのＤＭＦ溶液に１
０分間浸漬させ、超音波発生機を用いてリフトオフし
た。そして、この下部基板１１をアセトンで２回洗浄し
て風乾させた。That is, the peeling film 22 is formed by resistance heating evaporation to a film thickness of 1500 angstrom, and the microchip 16 is formed in each of the fine holes 18, and then the evaporation portion 2 is formed.
The lower substrate 11 on which No. 3 was formed was added to this DMF solution in an amount of 1
It was immersed for 0 minutes and lifted off using an ultrasonic generator. Then, the lower substrate 11 was washed twice with acetone and air-dried.
【００４６】次いで、実験２においては、上記剥離材の
フタロシアニン誘導体としてパーフルオロフタロシアニ
ン銅を用い、リフトオフを行う際には高極性有機溶媒と
してＴＨＦを用いて、上記実験１と同様の条件にてリフ
トオフを行った。Then, in Experiment 2, perfluorophthalocyanine copper was used as the phthalocyanine derivative of the release material, and THF was used as the high-polar organic solvent when performing lift-off, and lift-off was performed under the same conditions as in Experiment 1 above. I went.
【００４７】さらに、実験３においては、上記剥離材の
フタロシアニン誘導体としてテトラｔ−ブチルフタロシ
アニン銅を用い、リフトオフを行う際には高極性有機溶
媒としてＤＭＦを用いて、上記実験１と同様の条件にて
リフトオフを行った。Further, in Experiment 3, tetra-t-butylphthalocyanine copper was used as the phthalocyanine derivative of the release material, and DMF was used as the highly polar organic solvent when performing lift-off, under the same conditions as in Experiment 1. Lifted off.
【００４８】上記実験の結果としては、部基板１１の各
マイクロチップ１６の断面形状を走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）を用いて観察したところ、実験１〜３の全ての場
合において形状に乱れの無い略々完全な円錐形状となっ
ていることが分かった。As a result of the above experiment, the cross-sectional shape of each microchip 16 of the partial substrate 11 was examined by a scanning electron microscope (S
As a result of observation using EM), it was found that in all cases of Experiments 1 to 3, the shape was a substantially perfect conical shape with no disorder in shape.
【００４９】[0049]
【発明の効果】本発明に係る電子放出源の製造方法によ
れば、基板上に互いに直交する複数本の帯状のカソード
ラインとゲートラインとを絶縁層を介して順次積層形成
し、これらカソードラインとゲートラインとの各交差領
域にゲートラインと絶縁層を貫通する略々円形の微細孔
を形成する第１の工程と、ゲートライン上に有機溶媒可
溶性を有する剥離材を基板に対して斜方向から蒸着する
ことにより剥離層を成膜する第２の工程と、カソード材
を基板に対して蒸着し、上記各微細孔内のカソードライ
ン上に略々円錐形状の微小冷陰極を形成する第３の工程
と、上記剥離層を高極性有機溶媒を用いて溶解させ、ゲ
ートライン上に蒸着されたカソード材と共に剥離し除去
する第４の工程とを経ることで電子放出源を作製するの
で、作製時において、危険で取り扱いが困難な酸やアル
カリ等の薬品を用いる必要がなく、安全且つ確実に剥離
膜を除去して、歩留り及び信頼性の高い製品を製造する
ことが可能となる。According to the method of manufacturing an electron emission source of the present invention, a plurality of strip-shaped cathode lines and gate lines which are orthogonal to each other are sequentially formed on the substrate through an insulating layer, and these cathode lines are formed. A first step of forming substantially circular fine holes penetrating the gate line and the insulating layer at respective intersecting regions of the gate line and the gate line; and an organic solvent-soluble release material on the gate line in an oblique direction with respect to the substrate. A second step of depositing a release layer by vapor deposition from the third step, and a third step of depositing a cathode material on the substrate to form a substantially cone-shaped micro cold cathode on the cathode line in each of the fine holes. And the fourth step of dissolving the peeling layer using a highly polar organic solvent, and peeling and removing together with the cathode material deposited on the gate line. Sometimes dude , Dangerous and it is not necessary to use a hard acid and chemicals such as an alkali handling, to remove safely and reliably release layer, it is possible to manufacture a high yield and reliability products.
【図１】本第１実施例により作製した電子放出源を適用
したディスプレイ装置を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a display device to which an electron emission source manufactured according to the first embodiment is applied.
【図２】電子放出源の各カソードラインと各ゲートライ
ンとの各交差領域に形成されている画素領域を模式的に
示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a pixel region formed in each intersection region of each cathode line and each gate line of an electron emission source.
【図３】ゲートラインの各微細孔に対して斜方向から回
転蒸着により有機溶媒可溶性を有する剥離材を用いて剥
離膜を蒸着成膜する様子を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a manner in which a release film is vapor-deposited from an oblique direction with respect to each fine hole of a gate line by using a release material having solubility in an organic solvent by rotary evaporation.
【図４】蒸着部上の微細孔に対して垂直方向からカソー
ド材の蒸着を行う様子を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing how a cathode material is vapor-deposited in a direction perpendicular to the fine holes on the vapor deposition portion.
【図５】蒸着部上の微細孔が閉塞されると同時に上記上
部面上に完全な円錐体が形成された様子を模式的に示す
断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a perfect cone is formed on the upper surface at the same time when the fine holes on the vapor deposition section are closed.
【図６】剥離膜を溶解させて蒸着部を除去した様子を模
式的に示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a peeling film is melted and a vapor deposition portion is removed.
１ 電子放出源 ２ 上部基板 ３ 真空部 １１ 下部基板 １３ カソードライン １５ ゲートライン １６ マイクロチップ １８ 微細孔 ２１ 画素領域 ２２ 剥離膜 ２３ 剥離部 ２５ 蛍光面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electron emission source 2 Upper substrate 3 Vacuum part 11 Lower substrate 13 Cathode line 15 Gate line 16 Microchip 18 Micropore 21 Pixel area 22 Exfoliation film 23 Exfoliation part 25 Phosphor screen
Claims (4)
カソードラインとゲートラインとを絶縁層を介して順次
積層形成し、これらカソードラインとゲートラインとの
各交差領域にゲートラインと絶縁層を貫通する略々円形
の微細孔を形成する第１の工程と、 ゲートライン上に有機溶媒可溶性を有する剥離材を基板
に対して斜方向から蒸着することにより剥離層を成膜す
る第２の工程と、 カソード材を基板に対して蒸着し、上記各微細孔内のカ
ソードライン上に略々円錐形状の微小冷陰極を形成する
第３の工程と、 上記剥離層を高極性有機溶媒を用いて溶解させ、ゲート
ライン上に蒸着されたカソード材と共に剥離し除去する
第４の工程とを有することを特徴とする電子放出源の製
造方法。1. A plurality of strip-shaped cathode lines and a gate line which are orthogonal to each other are sequentially formed on a substrate with an insulating layer interposed therebetween, and the gate line and the insulating layer are formed in respective intersecting regions of the cathode line and the gate line. A first step of forming a substantially circular fine hole penetrating the substrate, and a second step of forming a release layer by obliquely vapor-depositing a release material having an organic solvent solubility on the gate line with respect to the substrate. And a third step of depositing a cathode material on a substrate to form a substantially conical micro cold cathode on the cathode line in each of the fine holes, and using a highly polar organic solvent as the peeling layer. And a fourth step of peeling and removing the cathode material deposited on the gate line together with the cathode material deposited on the gate line, and manufacturing the electron emission source.
ン環が少なくとも１つの置換基により置換されたフタロ
シアニン誘導体であることを特徴とする請求項１記載の
電子放出源の製造方法。2. The method for producing an electron emission source according to claim 1, wherein in the second step, the stripping material is a phthalocyanine derivative in which each benzene ring is substituted with at least one substituent.
コキシ基であることを特徴とする請求項２記載の電子放
出源の製造方法。3. The method for producing an electron emission source according to claim 2, wherein the substituent is fluorine, an alkyl group or an alkoxy group.
に対して垂直方向に蒸着することを特徴とする請求項１
記載の電子放出源の製造方法。4. The cathode material is vapor-deposited in a direction vertical to the substrate in the third step.
A method for manufacturing the electron emission source described.
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JP (1) | JP3541443B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5693235A (en) * | 1995-12-04 | 1997-12-02 | Industrial Technology Research Institute | Methods for manufacturing cold cathode arrays |
-
1994
- 1994-07-22 JP JP17078494A patent/JP3541443B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5693235A (en) * | 1995-12-04 | 1997-12-02 | Industrial Technology Research Institute | Methods for manufacturing cold cathode arrays |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3541443B2 (en) | 2004-07-14 |
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