[发明专利]冷阴极电子源的制造方法及冷阴极电子源

说明书

技术领域

本发明涉及一种在形成于阴极电极上的绝缘层及栅极电极形成有孔洞且在该孔洞的底部设置有与阴极电极导通的射极的构造的冷阴极电子源，特别是关于可在短时间在宽广的面积施予孔洞加工且形成的孔洞径具有一定范围内的变异(variation)的冷阴极电子源的制造方法，及由该制造方法所制造的冷阴极电子源。

背景技术

一般的史品脱(Spindt)型冷阴极电子源形成为下述构造：在形成于衬底上的阴极电极上叠层有绝缘层及栅极电极，在该绝缘层与栅极电极形成有孔洞，在该孔洞的底部以与阴极电极导通的方式设置有圆锥形状的射极。

在该一般的史品脱型冷阴极电子源中，栅极电极及绝缘层的所述孔洞的开口径通常为1μm左右。如下述专利文献1所述，已知有一种利用荷电粒子径迹(track)的孔洞形成方法，其通过将该开口径设定为平均径0.1μm至0.2μm，同时使绝缘层的厚度变薄，而提升电子射出元件的密度，以谋求驱动电压的减低。

依据专利文献1所揭示的方法，首先使荷电粒子随机通过由光刻胶(resist)等所构成的径迹层，而在该径迹层随机形成多个荷电粒子径迹。接着，对荷电粒子通过后的该径迹层进行蚀刻时，该径迹层沿着荷电粒子径迹被蚀刻，而在径迹层的对应部分形成开口空间。然后，在位于径迹层的开口空间的比较中央的部分形成电子射出性元件(特别是，请参照所述文献的图5及图10及对应该等图的记载)。

(专利文献1)日本特表平9-504900号公报

发明内容

(发明所欲解决的问题)

依据利用上述专利文献1所示的荷电粒子径迹的孔洞形成方法，有以下的问题：为了形成高能量的荷电粒子，需要有以加速器为基准的大规模装置。

再者，通过该孔洞形成方法而将所述冷阴极电子源形成为平面显示元件的电子源时，由于可均匀地照射荷电粒子的面积受限于某种程度，因此为了进行如显示装置的大面积的加工，必须以可照射的面积为单位而遍及全面反复进行照射，因此制造的制程时间会变长，且装置会变得更复杂化而不得不成为高价者。

本发明鉴于上述现有问题点而研创，其目的在于提供一种无须使用大规模的装置，即能以简单的步骤对某种程度的面积以一次进行加工的冷阴极电子源的制造方法及由该制造方法所制造的冷阴极电子源。

(用于解决问题的手段)

根据本发明的第一方面，本发明提供一种冷阴极电子源的制造方法，该冷阴极电子源具有：阴极电极；绝缘层，形成于所述阴极电极上；栅极电极，形成在所述绝缘层上；及射极，在形成于所述栅极电极及所述绝缘层的孔洞的底部，以与所述阴极电极导通的方式形成；该冷阴极电子源的制造方法的特征为具有：

利用第2聚合物的溶解度比第1聚合物的溶解度高的溶剂，使具有彼此不会相溶的性质的所述第1聚合物与所述第2聚合物相互溶解，并使其被覆在形成所述孔洞前的所述栅极电极的表面的步骤；

通过使所述溶剂蒸发，而使所述第1聚合物以微粒子状析出在所述第2聚合物中而固定化的步骤；

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显影液，去除析出成微粒子状的所述第1聚合物，藉此在所述第2聚合物形成蚀刻孔洞的步骤；及

透过所述蚀刻孔洞进行蚀刻，藉此在所述栅极电极形成孔洞的步骤。

根据本发明的第二方面，在上述的冷阴极电子源的制造方法中，所述显影液为水。

根据本发明的第三方面，在上述的冷阴极电子源的制造方法中，所述显影液为有机溶剂。

根据本发明的第四方面，在上述的冷阴极电子源的制造方法中，所述溶剂由单一种类的有机溶剂所构成。

根据本发明的第五方面，在上述的冷阴极电子源的制造方法中，所述溶剂包含：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点相对较高的第1有机溶剂；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点相对较低的第2有机溶剂。

根据本发明的第六方面，在上述的冷阴极电子源的制造方法中，透过所述蚀刻孔洞进行干蚀刻前，在形成有所述蚀刻孔洞的所述第2聚合物的表面，设置用以保护所述第2聚合物不会受到干蚀刻侵蚀的保护层。

根据本发明的第七方面，本发明提供一种冷阴极电子源，其具有：阴极电极；绝缘层，形成于所述阴极电极上；栅极电极，形成在所述绝缘层上；及射极，在形成于所述栅极电极及所述绝缘层的孔洞的底部，以与所述阴极电极导通的方式形成；

该冷阴极电子源的特征为：

以多个形成的所述孔洞的径以在0.04μm至0.3μm的范围内产生变异的状态进行分布。

(发明效果)