[發明專利]冷陰極電子源的制造方法及冷陰極電子源

有效

• 申請號: 201010145409.4
• 申請日: 2010-03-19
• 公開（公告）號: CN101840822A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 白神崇生;北川和典;兼重敏男;西村則雄
• 申請（專利權）人: 雙葉電子工業株式會社
• 主分類號: H01J9/02
• 分類號: H01J9/02;H01J1/304;H01J29/04
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術領域

本發明涉及一種在形成于陰極電極上的絕緣層及柵極電極形成有孔洞且在該孔洞的底部設置有與陰極電極導通的射極的構造的冷陰極電子源，特別是關于可在短時間在寬廣的面積施予孔洞加工且形成的孔洞徑具有一定范圍內的變異(variation)的冷陰極電子源的制造方法，及由該制造方法所制造的冷陰極電子源。

背景技術

一般的史品脫(Spindt)型冷陰極電子源形成為下述構造：在形成于襯底上的陰極電極上疊層有絕緣層及柵極電極，在該絕緣層與柵極電極形成有孔洞，在該孔洞的底部以與陰極電極導通的方式設置有圓錐形狀的射極。

在該一般的史品脫型冷陰極電子源中，柵極電極及絕緣層的所述孔洞的開口徑通常為1μm左右。如下述專利文獻1所述，已知有一種利用荷電粒子徑跡(track)的孔洞形成方法，其通過將該開口徑設定為平均徑0.1μm至0.2μm，同時使絕緣層的厚度變薄，而提升電子射出元件的密度，以謀求驅動電壓的減低。

依據專利文獻1所揭示的方法，首先使荷電粒子隨機通過由光刻膠(resist)等所構成的徑跡層，而在該徑跡層隨機形成多個荷電粒子徑跡。接著，對荷電粒子通過后的該徑跡層進行蝕刻時，該徑跡層沿著荷電粒子徑跡被蝕刻，而在徑跡層的對應部分形成開口空間。然后，在位于徑跡層的開口空間的比較中央的部分形成電子射出性元件(特別是，請參照所述文獻的圖5及圖10及對應該等圖的記載)。

(專利文獻1)日本特表平9-504900號公報

發明內容

(發明所欲解決的問題)

依據利用上述專利文獻1所示的荷電粒子徑跡的孔洞形成方法，有以下的問題：為了形成高能量的荷電粒子，需要有以加速器為基準的大規模裝置。

再者，通過該孔洞形成方法而將所述冷陰極電子源形成為平面顯示元件的電子源時，由于可均勻地照射荷電粒子的面積受限于某種程度，因此為了進行如顯示裝置的大面積的加工，必須以可照射的面積為單位而遍及全面反復進行照射，因此制造的制程時間會變長，且裝置會變得更復雜化而不得不成為高價者。

本發明鑒于上述現有問題點而研創，其目的在于提供一種無須使用大規模的裝置，即能以簡單的步驟對某種程度的面積以一次進行加工的冷陰極電子源的制造方法及由該制造方法所制造的冷陰極電子源。

(用于解決問題的手段)

根據本發明的第一方面，本發明提供一種冷陰極電子源的制造方法，該冷陰極電子源具有：陰極電極；絕緣層，形成于所述陰極電極上；柵極電極，形成在所述絕緣層上；及射極，在形成于所述柵極電極及所述絕緣層的孔洞的底部，以與所述陰極電極導通的方式形成；該冷陰極電子源的制造方法的特征為具有：

利用第2聚合物的溶解度比第1聚合物的溶解度高的溶劑，使具有彼此不會相溶的性質的所述第1聚合物與所述第2聚合物相互溶解，并使其被覆在形成所述孔洞前的所述柵極電極的表面的步驟；

通過使所述溶劑蒸發，而使所述第1聚合物以微粒子狀析出在所述第2聚合物中而固定化的步驟；

利用所述第1聚合物的溶解度比所述第2聚合物的溶解度高的顯影液，去除析出成微粒子狀的所述第1聚合物，藉此在所述第2聚合物形成蝕刻孔洞的步驟；及

透過所述蝕刻孔洞進行蝕刻，藉此在所述柵極電極形成孔洞的步驟。

根據本發明的第二方面，在上述的冷陰極電子源的制造方法中，所述顯影液為水。

根據本發明的第三方面，在上述的冷陰極電子源的制造方法中，所述顯影液為有機溶劑。

根據本發明的第四方面，在上述的冷陰極電子源的制造方法中，所述溶劑由單一種類的有機溶劑所構成。

根據本發明的第五方面，在上述的冷陰極電子源的制造方法中，所述溶劑包含：所述第2聚合物的溶解度比所述第1聚合物的溶解度高且沸點相對較高的第1有機溶劑；及所述第1聚合物的溶解度比所述第2聚合物的溶解度高且沸點相對較低的第2有機溶劑。

根據本發明的第六方面，在上述的冷陰極電子源的制造方法中，透過所述蝕刻孔洞進行干蝕刻前，在形成有所述蝕刻孔洞的所述第2聚合物的表面，設置用以保護所述第2聚合物不會受到干蝕刻侵蝕的保護層。

根據本發明的第七方面，本發明提供一種冷陰極電子源，其具有：陰極電極；絕緣層，形成于所述陰極電極上；柵極電極，形成在所述絕緣層上；及射極，在形成于所述柵極電極及所述絕緣層的孔洞的底部，以與所述陰極電極導通的方式形成；

該冷陰極電子源的特征為：

以多個形成的所述孔洞的徑以在0.04μm至0.3μm的范圍內產生變異的狀態進行分布。

(發明效果)