專利名稱：平面型顯示裝置的平整處理方法及平面型顯示裝置用基板的平整處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平面型顯示裝置的平整處理方法及平面型顯示裝置用基板的平整處理方法。
背景技術(shù)：
作為取代當(dāng)前流行的陰極射線管(CRT)的圖象顯示裝置，正在研制著各種平面型(平板式)的顯示裝置。作為這種平面型的顯示裝置，例如可以舉出液晶顯示裝置(LCD)、電致發(fā)光顯示裝置(ELD)、等離子體顯示裝置(PDP)。此外，還提出了一種無(wú)需熱的激勵(lì)即可從固體向真空中發(fā)射電子的冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射型的顯示裝置、即所謂的場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FED)，從畫面的亮度及低的耗電量的觀點(diǎn)來(lái)看極為引人注目。
在圖7中示出冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為顯示裝置)的典型結(jié)構(gòu)例，在圖8中示出陰極板10及陽(yáng)極板20的一部分的示意分解斜視圖。在這種顯示裝置中，陰極板10和陽(yáng)極板20相對(duì)配置。陰極板10和陽(yáng)極板20，在各自的周緣部，通過(guò)圖中未示出的框體相互粘合，并使兩個(gè)板10、20之間的封閉空間為真空空間。陰極板10，備有多個(gè)作為電子發(fā)射體的冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射元件(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為場(chǎng)致發(fā)射元件)。在圖7中，作為電子發(fā)射元件的一例，示出具有由圓錐形電子發(fā)射電極16A構(gòu)成的電子發(fā)射部16的所謂錐(スピ ント、Spindt)型場(chǎng)致發(fā)射元件。錐型場(chǎng)致發(fā)射元件，由在第1支承體11上形成的帶狀陰電極12、絕緣層13、在絕緣層13上形成的帶狀柵電極14、在柵電極14及絕緣層13上所設(shè)有的開口部15內(nèi)形成的圓錐形的電子發(fā)射電極16A構(gòu)成。通常，使多個(gè)電子發(fā)射電極16A與一個(gè)后文所述的熒光體層22對(duì)應(yīng)設(shè)置。從陰電極驅(qū)動(dòng)電路25通過(guò)陰電極12對(duì)電子發(fā)射電極16A施加相對(duì)為負(fù)的電壓(掃描信號(hào))，從柵電極驅(qū)動(dòng)電路26對(duì)柵電極14施加相對(duì)為正的電壓(視頻信號(hào))。借助于通過(guò)施加這些電壓而生成的電場(chǎng)，根據(jù)量子隧道效應(yīng)而從電子發(fā)射電極16A的前端發(fā)射電子。另外，作為電子發(fā)射元件，不限于如上所述的錐型場(chǎng)致發(fā)射元件，有時(shí)也可以采用所謂刃型或平面型等各種形式的場(chǎng)致發(fā)射元件。
另一方面，陽(yáng)極板20，由在以玻璃等構(gòu)成的第2支承體21上按矩陣狀或帶狀形成的多個(gè)熒光體層22(熒光體層22R、22G、22B)、埋設(shè)在熒光體層22和熒光體層22之間的黑底23、在熒光體層22及黑底23的整個(gè)表面上形成的陽(yáng)電極24構(gòu)成。從陽(yáng)電極驅(qū)動(dòng)電路27對(duì)陽(yáng)電極24施加比對(duì)柵電極14施加的正電壓高的正電壓，陽(yáng)電極24，起著將從電子發(fā)射電極16A向真空空間發(fā)射的電子導(dǎo)向熒光體層22的作用。此外，陽(yáng)電極24，還具有保護(hù)構(gòu)成熒光體層22的熒光體粒子使其免受離子等粒子的濺射同時(shí)將因電子激勵(lì)而從熒光體層22發(fā)出的光反射到第2支承體21從而提高從第2支承體21的外側(cè)觀察的顯示畫面的亮度的功能。陽(yáng)電極24，例如由鋁膜構(gòu)成。
一般地說(shuō)，陰電極12和柵電極14，分別沿著使這兩個(gè)電極12、14的投影圖象相互正交的方向按帶狀形成，在這兩個(gè)電極12、14的投影圖象重疊的重疊區(qū)域(相當(dāng)于單色顯示裝置的1個(gè)象素的區(qū)域或彩色顯示裝置的構(gòu)成1個(gè)象素的3個(gè)子象素中的1個(gè)子象素的區(qū)域)上，通常排列著多個(gè)場(chǎng)致發(fā)射元件。另外，上述重疊區(qū)域，按二維矩陣狀配置在陰極板10的有效區(qū)域(實(shí)際起顯示畫面作用的區(qū)域)內(nèi)。1個(gè)象素，由配置在陰極板側(cè)的陰電極12和柵電極14的重疊區(qū)域內(nèi)的一群場(chǎng)致發(fā)射元件和與這一群場(chǎng)致發(fā)射元件彼此相對(duì)的陽(yáng)極板側(cè)的熒光體層22構(gòu)成。在有效區(qū)域內(nèi)，例如以數(shù)十萬(wàn)～數(shù)百萬(wàn)個(gè)的數(shù)量級(jí)排列著這些象素。
將形成了多個(gè)上述場(chǎng)致發(fā)射元件的陰極板10和陽(yáng)極板20組合后，可以得到圖7、圖8所示的顯示裝置。具體地說(shuō)，例如，準(zhǔn)備一個(gè)由陶瓷或玻璃制作的高約1mm的框體(圖中未示出)，并將框體、陰極板10和陽(yáng)極板20例如用熔結(jié)玻璃粘合，在使熔結(jié)玻璃干燥后，在大約450℃下焙燒10～30分鐘即可。在這之后，將顯示裝置內(nèi)部抽至10-4Pa左右的真空度，并用適當(dāng)?shù)姆椒芊?。或者，例如，也可以在高真空氣氛中進(jìn)行框體、陰極板10和陽(yáng)極板20之間的粘合。另外，根據(jù)顯示裝置的結(jié)構(gòu)，也可以不使用框體而將陰極板10和陽(yáng)極板20粘合。
陰極板10和陽(yáng)極板20之間的間隙，為0.1mm～1mm左右。對(duì)陽(yáng)極板20的陽(yáng)電極24施加高電壓(例如，5kV)。在這種顯示裝置中，在陰極板10上所設(shè)有的柵電極14與陽(yáng)極板20上所設(shè)有的陽(yáng)電極24之間有時(shí)發(fā)生放電，因而在某些情況下將對(duì)圖象的顯示質(zhì)量造成嚴(yán)重的損害?；?qū)⒖s短顯示裝置的壽命。真空空間中的放電的發(fā)生機(jī)理，可以認(rèn)為是，首先，由在強(qiáng)電場(chǎng)下從電子發(fā)射電極16A發(fā)射的電子或離子激發(fā)放電，通過(guò)從陽(yáng)電極驅(qū)動(dòng)電路27對(duì)陽(yáng)電極24供給能量而使陽(yáng)電極24的溫度局部上升，并使陽(yáng)電極24內(nèi)部的包藏氣排出、或使構(gòu)成陽(yáng)電極24的材料本身蒸發(fā)，從而使小規(guī)模的放電發(fā)展為大規(guī)模的放電(例如，火花放電)。
為了抑制陽(yáng)電極24和柵電極14之間的放電，一種有效的方法是抑制激發(fā)放電的電子或離子的發(fā)射，但為此需要極為嚴(yán)格的粒子控制。另外，重要的是，在陽(yáng)電極、柵電極和陰電極等上不存在構(gòu)成放電起始點(diǎn)的凸起部。但是，為了在顯示裝置的制造工序中執(zhí)行上述的粒子控制、或?yàn)槭垢鞣N電極上不存在凸起部而管理顯示裝置的制造工序，都存在著極大的技術(shù)困難。
在陰極射線管中，如在構(gòu)成電子透鏡的各柵電極等上存在尖銳的凸起部分，則當(dāng)陰極射線管工作時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生異常放電。為防止這種異常放電，在陰極射線管的制造過(guò)程中，要進(jìn)行平整處理。在該平整處理中，使各柵電極等的尖銳凸起部分之類的易于發(fā)生放電的部分預(yù)先進(jìn)行放電，從而使凸起部分等熔化而將其除去。但是，盡本發(fā)明者所知，還沒(méi)有將上述陰極射線管制造中的平整處理這樣的處理應(yīng)用于冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置制造的例。
另外，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置完成后，為使陰極端部的曲率半徑均勻一致，由專利第3094459號(hào)公報(bào)公開了一種對(duì)陰極施加規(guī)定電壓并從陰極的端部開始進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)的技術(shù)，但在該公報(bào)中沒(méi)有提及平整處理技術(shù)。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種在平面型顯示裝置完成后或平面型顯示裝置制造中(平面型顯示裝置組裝前)有效地將可能構(gòu)成放電起始點(diǎn)的凸起部從構(gòu)成平面型顯示裝置的各種電極除去的方法。
發(fā)明的公開用于達(dá)到上述目的本發(fā)明第1形態(tài)的平面型顯示裝置的平整處理方法(以下，有時(shí)稱為本發(fā)明第1形態(tài)的平整處理方法)，涉及平面型顯示裝置完成后的平整處理方法，在該平面型顯示裝置中，將設(shè)有第1電極的第1基板和設(shè)有第2電極的第2基板配置成中間夾有真空空間，并將第1基板和第2基板在其周緣部粘合，該平整處理方法的特征在于對(duì)第1電極分段施加高于第2電極的電壓V1，并使存在于第1電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。
這里，所謂電場(chǎng)蒸發(fā)，指的是當(dāng)在凸起部上施加強(qiáng)的正電壓時(shí)使凸起部表面的原子變?yōu)檎x子而蒸發(fā)的現(xiàn)象，是因表面的原子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下離子化并向真空空間中飛出引起的。
另外，在分段施加電壓V1的形態(tài)中，包括一邊按階梯狀增加一邊施加電壓V1的形態(tài)、一邊以單調(diào)增加的方式增加一邊施加電壓V1的形態(tài)。
在本發(fā)明第1形態(tài)的平整處理方法中，可以采用首先實(shí)施本發(fā)明第1形態(tài)的平整處理方法、接著將第1基板和第2基板交換并再次實(shí)施本發(fā)明第1形態(tài)的平整處理方法的形態(tài)?；蛘?，也可以采用在完成對(duì)第1電極施加高于第2電極的電壓V1的第1電壓施加工序后執(zhí)行對(duì)第2電極施加高于第1電極的電壓V2并使存在于第2電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)的第2電壓施加工序、然后將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將高于電壓V2的電壓設(shè)定為新的電壓V2并反復(fù)進(jìn)行第1電壓施加工序和第2電壓施加工序的形態(tài)。在后者的情況下，可以使電壓V1的值與電壓V2的值不同，但從簡(jiǎn)化平整處理方法的觀點(diǎn)考慮，最好是使電壓V1的值與電壓V2的值相等。此外，在第1電壓施加工序和第2電壓施加工序中，既可以使電壓V1及電壓V2保持一定也可以分段增加。
另外，所謂對(duì)第1電極施加高于第2電極的電壓V1，意味著以第2電極為基準(zhǔn)施加使第1電極上產(chǎn)生電位差V1的電壓，或意味著以第1電極為基準(zhǔn)施加使第2電極上產(chǎn)生電位差-V1的電壓。而所謂對(duì)第2電極施加高于第1電極的電壓V2，意味著以第1電極為基準(zhǔn)施加使第2電極上產(chǎn)生電位差V2的電壓，或意味著以第2電極為基準(zhǔn)施加使第1電極上產(chǎn)生電位差-V2的電壓。
在本發(fā)明第1形態(tài)的平整處理方法中，初始的電壓V1或電壓V2的值、電壓增加量、或各階段中施加電壓的時(shí)間和電壓增加量的每單位時(shí)間的增加比例，其大小程度可以預(yù)先通過(guò)試驗(yàn)決定。當(dāng)對(duì)第1電極施加高于第2電極的電壓V1時(shí)，最好將施加于第1電極的電壓值設(shè)定為V1伏(＞0伏)并將施加于第2電極的電壓值設(shè)定為0伏，但并不限定于這些電壓值。而當(dāng)對(duì)第2電極施加高于第1電極的電壓V2時(shí)，最好將施加于第1電極的電壓值設(shè)定為0伏并將施加于第2電極的電壓值設(shè)定為V2伏(＝V1＞0伏)，但也不限定于這些電壓值。
用于達(dá)到上述目的本發(fā)明第2形態(tài)的平面型顯示裝置的平整處理方法(以下，有時(shí)稱為本發(fā)明第2形態(tài)的平整處理方法)，與本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的平整處理方法不同，以脈沖形式對(duì)第1電極施加高于第2電極的電壓V1。
即，本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的平整處理方法，涉及平面型顯示裝置完成后的平整處理方法，在該平面型顯示裝置中，將設(shè)有第1電極的第1基板和設(shè)有第2電極的第2基板配置成中間夾有真空空間，并將第1基板和第2基板在其周緣部粘合，該平整處理方法的特征在于以脈沖形式對(duì)第1電極施加高于第2電極的電壓V1，并使存在于第1電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。
在本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的平整處理方法中，也可以采用在完成對(duì)第1電極施加高于第2電極的脈沖形的電壓V1的脈沖電壓施加工序后將第1電極及第2電極設(shè)定為0伏并在經(jīng)過(guò)了規(guī)定的時(shí)間后再次對(duì)第1電極施加高于第2電極的脈沖形的電壓V1的形態(tài)。在這種情況下，可以按每1個(gè)脈沖或按每多個(gè)脈沖增加電壓V1?；蛘撸谕瓿蓪?duì)第1電極施加高于第2電極的脈沖形的電壓V1的脈沖電壓施加工序后，最好是執(zhí)行對(duì)第2電極施加高于第1電極的電壓V2并檢測(cè)在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流的電流檢測(cè)工序，這是由于可以一邊評(píng)價(jià)存在于第1電極上的凸起部是否進(jìn)行了電場(chǎng)蒸發(fā)一邊執(zhí)行平整處理方法。即，通過(guò)對(duì)第2電極施加高于第1電極的電壓V2，將強(qiáng)的電場(chǎng)施加在存在于第1電極上的凸起部上，根據(jù)量子隧道效應(yīng)而從該凸起部發(fā)射電子，并將該電子作為在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流檢出。如凸起部進(jìn)行了電場(chǎng)蒸發(fā)，則將檢測(cè)不到上述電流。在電流檢測(cè)工序之后，再次執(zhí)行脈沖電壓施加工序。
另外，在這種情況下，當(dāng)在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下時(shí)，最好將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將高于電壓V2的電壓設(shè)定為新的電壓V2并反復(fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序。在這種情況下，一個(gè)脈沖電壓施加工序中的電壓V1的脈沖數(shù)，既可以為1個(gè)脈沖，也可以為多個(gè)脈沖。按照這種方式，可以使存在于第1電極上的凸起部可靠地進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)，并根據(jù)量子隧道效應(yīng)而從凸起部發(fā)射電子，從而能可靠地將該電子作為在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流檢出。進(jìn)一步，當(dāng)可以使電壓V2相當(dāng)于平面型顯示裝置的實(shí)際動(dòng)作電壓VOP時(shí)，最好采用將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將電壓V2設(shè)定為與實(shí)際動(dòng)作電壓VOP相當(dāng)?shù)闹挡⒎磸?fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序直到在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下為止的形態(tài)。按照這種形態(tài)，可以使存在于第1電極上的凸起部更可靠地進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)，并能使平整處理自動(dòng)終止。此外，在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流的規(guī)定值，可以預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)決定，例如，可以設(shè)定為0安培。另外，在脈沖電壓施加工序中，最好將施加于第1電極的電壓值設(shè)定為V1伏(＞0伏)并將施加于第2電極的電壓值設(shè)定為0伏，在電流檢測(cè)工序中，將施加于第2電極的電壓值設(shè)定為0伏并將施加于第1電極的電壓值設(shè)定為-V2伏(＜0伏)，但并不限定于這些電壓值。
在本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的平整處理方法中，可以采用首先實(shí)施本發(fā)明第2形態(tài)的平整處理方法、接著將第1基板和第2基板交換并再次實(shí)施本發(fā)明第2形態(tài)的平整處理方法的形態(tài)?；蛘撸部梢圆捎脤⒌?基板和第2基板相互交換并實(shí)施本發(fā)明第2形態(tài)的平整處理方法的形態(tài)。即，可以采用以1個(gè)脈沖或多個(gè)脈沖對(duì)第1電極施加高于第2電極的電壓V1后將第1基板和第2基板交換并反復(fù)進(jìn)行該操作的形態(tài)。
在本發(fā)明第2形態(tài)的平整處理方法中，電壓V1(脈沖高度)或電壓V2的值、脈沖寬度、脈沖數(shù)及脈沖間隔、電壓增加量，其大小程度可以預(yù)先通過(guò)試驗(yàn)決定。作為電壓V1和電壓V2的關(guān)系，例如，可以為0.01 V1V20.5 V1。
在本發(fā)明第1形態(tài)或第2形態(tài)的平整處理方法(以下，有時(shí)將其統(tǒng)稱為本發(fā)明的平整處理方法)中，使平面型顯示裝置為冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置，并可以采用如下的結(jié)構(gòu)①使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極及柵電極相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極并使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極的結(jié)構(gòu)；②使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極、柵電極及會(huì)聚電極相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極并使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極的結(jié)構(gòu)；③使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極并使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極及柵電極相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極的結(jié)構(gòu)；④使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極并使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極、柵電極及會(huì)聚電極相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極的結(jié)構(gòu)。此外，在①的結(jié)構(gòu)中，主要是通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)將柵電極的凸起部除去，在②的結(jié)構(gòu)中，主要是通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)將會(huì)聚電極的凸起部除去，在③的結(jié)構(gòu)、④的結(jié)構(gòu)中，主要是通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)將陽(yáng)電極的凸起部除去。
另外，按照冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的結(jié)構(gòu)，也可以是將會(huì)聚電極夾在第1基板和第2基板之間的結(jié)構(gòu)，但這種結(jié)構(gòu)包含在上述的②的結(jié)構(gòu)、④的結(jié)構(gòu)內(nèi)。
這里，在本發(fā)明的平整處理方法中，當(dāng)使平面型顯示裝置為冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置時(shí)，為了不呈現(xiàn)出作為冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的功能，即為了防止從冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射元件發(fā)射電子，必須將陰電極和柵電極短路或?qū)㈥庪姌O、柵電極和會(huì)聚電極短路，以使這些電極為等電位。此外，上述的實(shí)際動(dòng)作電壓VOP，是當(dāng)冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置進(jìn)行顯示動(dòng)作時(shí)與施加于陽(yáng)電極的電壓相當(dāng)?shù)闹怠?br> 在以下的說(shuō)明中，為方便起見，將以陰極板為第1基板、以陽(yáng)極板為第2基板(即，對(duì)應(yīng)于①的結(jié)構(gòu)或②的結(jié)構(gòu))并執(zhí)行第1形態(tài)或第2形態(tài)的平整處理方法稱為平整處理A，將以陽(yáng)極板為第1基板、以陰極板為第2基板(即，對(duì)應(yīng)于③的結(jié)構(gòu)或④的結(jié)構(gòu))并執(zhí)行第1形態(tài)或第2形態(tài)的平整處理方法稱為平整處理B。
在本發(fā)明的平整處理方法中，當(dāng)使平面型顯示裝置為冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置時(shí)，如上所述，例如，可以在完成平整處理A后執(zhí)行平整處理B，也可以在完成平整處理B后執(zhí)行平整處理A，還可以交替地執(zhí)行平整處理A和平整處理B。至于先執(zhí)行平整處理A和平整處理B中的哪一個(gè)，可以進(jìn)行預(yù)備性試驗(yàn)，將估計(jì)存在著較多凸起部的基板作為第1基板并先實(shí)施本發(fā)明的第1形態(tài)或第2形態(tài)的平整處理方法。具體地說(shuō)，首先，依次按照①的結(jié)構(gòu)或②的結(jié)構(gòu)、和③的結(jié)構(gòu)或④的結(jié)構(gòu)執(zhí)行對(duì)第2電極施加高于第1電極的電壓VTEST并檢測(cè)在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流的工序，當(dāng)①的結(jié)構(gòu)或②的結(jié)構(gòu)比③的結(jié)構(gòu)或④的結(jié)構(gòu)流過(guò)的電流值高時(shí)，可以先執(zhí)行平整處理A，當(dāng)③的結(jié)構(gòu)或④的結(jié)構(gòu)比①的結(jié)構(gòu)或②的結(jié)構(gòu)流過(guò)的電流值高時(shí)，可以先執(zhí)行平整處理B。
用于達(dá)到上述目的本發(fā)明第1形態(tài)的平面型顯示裝置用基板的平整處理方法(以下，有時(shí)稱為本發(fā)明第1形態(tài)的基板平整處理方法)，涉及平面型顯示裝置制造中(平面型顯示裝置組裝前)的平整處理方法，該平整處理方法的特征在于將設(shè)有電極的平面型顯示裝置用基板和設(shè)有平整用電極的平整用基板配置成中間夾有真空空間，然后，對(duì)電極分段施加高于平整用電極的電壓V1，并使存在于電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。
這里，在分段施加電壓V1的形態(tài)中，包括一邊按階梯狀增加一邊施加V1的形態(tài)、一邊以單調(diào)增加的方式增加一邊施加電壓V1的形態(tài)。
另外，在以下的說(shuō)明中，為方便起見，有時(shí)將平面型顯示裝置用基板上所設(shè)有的電極稱為基板電極。
在本發(fā)明第1形態(tài)的基板平整處理方法中，初始的電壓V1的值、電壓增加量、或各階段中施加電壓的時(shí)間和電壓增加量的每單位時(shí)間的增加比例，其大小程度可以預(yù)先通過(guò)試驗(yàn)決定。當(dāng)對(duì)基板電極施加高于平整用電極的電壓V1時(shí)，最好將施加于基板電極的電壓值設(shè)定為V1伏(＞0伏)并將施加于平整用電極的電壓值設(shè)定為0伏，但并不限定于這些電壓值。
用于達(dá)到上述目的本發(fā)明第2形態(tài)的平面型顯示裝置用基板的平整處理方法(以下，有時(shí)稱為本發(fā)明第2形態(tài)的基板平整處理方法)，涉及平面型顯示裝置制造中(平面型顯示裝置組裝前)的平整處理方法，該平整處理方法的特征在于將設(shè)有電極的平面型顯示裝置用基板和設(shè)有平整用電極的平整用基板配置成中間夾有真空空間，然后，以脈沖形式對(duì)電極施加高于平整用電極的電壓V1，并使存在于電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。
在本發(fā)明第2形態(tài)的基板平整處理方法中，也可以采用在對(duì)基板電極施加高于平整用電極的脈沖形的電壓V1后將基板電極及平整用電極設(shè)定為0伏并在經(jīng)過(guò)了規(guī)定的時(shí)間后再次對(duì)基板電極施加高于平整用電極的脈沖形的電壓V1的形態(tài)。在這種情況下，可以按每1個(gè)脈沖或按每多個(gè)脈沖增加電壓V1。或者，在完成對(duì)基板電極施加高于平整用電極的脈沖形的電壓V1的脈沖電壓施加工序后，最好是執(zhí)行對(duì)平整用電極施加高于基板電極的電壓V2并檢測(cè)在基板電極和平整用電極之間流過(guò)的電流的電流檢測(cè)工序，這是由于可以一邊評(píng)價(jià)存在于基板電極上的凸起部是否進(jìn)行了電場(chǎng)蒸發(fā)一邊執(zhí)行平整處理方法。即，通過(guò)對(duì)平整用電極施加高于基板電極的電壓V2，將強(qiáng)的電場(chǎng)施加在存在于基板電極上的凸起部上，根據(jù)量子隧道效應(yīng)而從該凸起部發(fā)射電子，并將該電子作為在基板電極和平整用電極之間流過(guò)的電流檢出。如凸起部進(jìn)行了電場(chǎng)蒸發(fā)，則將檢測(cè)不到上述電流。
另外，所謂對(duì)基板電極施加高于平整用電極的電壓V1，意味著以平整用電極為基準(zhǔn)施加使基板電極上產(chǎn)生電位差V1的電壓，或意味著以基板電極為基準(zhǔn)施加使平整用電極上產(chǎn)生電位差-V1的電壓。而所謂對(duì)平整用電極施加高于基板電極的電壓V2，意味著以基板電極為基準(zhǔn)施加使平整用電極上產(chǎn)生電位差V2的電壓，或意味著以平整用電極為基準(zhǔn)施加使基板電極上產(chǎn)生電位差-V2的電壓。
另外，在這種情況下，當(dāng)在基板電極和平整用電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下時(shí)，最好將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將高于電壓V2的電壓設(shè)定為新的電壓V2并反復(fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序。在這種情況下，一個(gè)脈沖電壓施加工序中的電壓V1的脈沖數(shù)，既可以為1個(gè)脈沖，也可以為多個(gè)脈沖。按照這種方式，可以使存在于基板電極上的凸起部可靠地進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)，并根據(jù)量子隧道效應(yīng)而從凸起部發(fā)射電子，從而能可靠地將該電子作為在基板電極和平整用電極之間流過(guò)的電流檢出。進(jìn)一步，當(dāng)可以使電壓V2相當(dāng)于平面型顯示裝置的實(shí)際動(dòng)作電壓VOP時(shí)，最好采用將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將電壓V2設(shè)定為與實(shí)際動(dòng)作電壓VOP相當(dāng)于的值并反復(fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序直到在基板電極和平整用電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下為止的形態(tài)。按照這種形態(tài)，可以使存在于基板電極上的凸起部更可靠地進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)，并能使平整處理自動(dòng)終止。此外，在基板電極和平整用電極之間流過(guò)的電流的規(guī)定值，可以預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)決定，例如，可以設(shè)定為0安培。另外，在脈沖電壓施加工序中，最好將施加于基板電極的電壓值設(shè)定為V1伏(＞0伏)并將施加于平整用電極的電壓值設(shè)定為0伏，在電流檢測(cè)工序中，將施加于平整用電極的電壓值設(shè)定為0伏并將施加于基板電極的電壓值設(shè)定為-V2伏(＜0伏)，但并不限定于這些電壓值。
在本發(fā)明第2形態(tài)的基板平整處理方法中，電壓V1(脈沖高度)或電壓V2的值、脈沖寬度、脈沖數(shù)及脈沖間隔、電壓增加量，其大小程度可以預(yù)先通過(guò)試驗(yàn)決定。作為電壓V1和電壓V2的關(guān)系，例如，可以為0.01V1V20.5 V1。
在本發(fā)明第1形態(tài)或第2形態(tài)的基板平整處理方法(以下，有時(shí)將其統(tǒng)稱為本發(fā)明的基板平整處理方法)中，為了將平面型顯示裝置用基板和平整用基板配置成中間夾有真空空間，具體地說(shuō)，只需將平面型顯示裝置用基板和平整用基板配置在真空室內(nèi)即可。
在本發(fā)明的基板平整處理方法中，可以使平面型顯示裝置用基板和平整用基板的尺寸基本相等，也可以使平整用基板的尺寸小于平面型顯示裝置用基板。在后者的情況下，通過(guò)使平整用基板在平面型顯示裝置用基板的上方進(jìn)行掃描，可以實(shí)施本發(fā)明的基板平整處理方法。
在本發(fā)明的基板平整處理方法中，使平面型顯示裝置為冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置，并可以采用如下的結(jié)構(gòu)⑤使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極及柵電極相當(dāng)于設(shè)在平面型顯示裝置用基板上的電極的結(jié)構(gòu)；⑥使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極、柵電極及會(huì)聚電極相當(dāng)于設(shè)在平面型顯示裝置用基板上的電極的結(jié)構(gòu)；⑦使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極相當(dāng)于設(shè)在平面型顯示裝置用基板上的結(jié)構(gòu)。此外，在⑤的結(jié)構(gòu)中，主要是通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)將柵電極的凸起部除去，在⑥的結(jié)構(gòu)中，主要是通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)將會(huì)聚電極的凸起部除去，在⑦的結(jié)構(gòu)中，主要是通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)將陽(yáng)電極的凸起部除去。
這里，在本發(fā)明的基板平整處理方法中，當(dāng)使平面型顯示裝置為冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置時(shí)，為了不呈現(xiàn)出作為冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的功能，即為了防止從冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射元件發(fā)射電子，必須將陰電極和柵電極短路或?qū)㈥庪姌O、柵電極和會(huì)聚電極短路，以使這些電極為等電位。此外，上述的實(shí)際動(dòng)作電壓VOP，是當(dāng)冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置進(jìn)行顯示動(dòng)作時(shí)與施加于陽(yáng)電極的電壓相當(dāng)?shù)闹怠?br> 在本發(fā)明中，可以通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)可靠地將存在于電極上的凸起部除去。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明以下，參照附圖并根據(jù)實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。


圖1(A)和(B)是示意地表示實(shí)施例1的電壓V1的變化的圖。
圖2是示意地表示實(shí)施例2的電壓V1、V2的變化的圖。
圖3是適用于實(shí)施例3的基板平整處理方法的實(shí)施的基板平整處理裝置的概要圖。
圖4是示意地表示實(shí)施例3的電壓V1的變化的圖。
圖5(A)和(B)是示意地表示實(shí)施例4的電壓V1的變化的圖。
圖6是示意地表示實(shí)施例5的電壓V1、V2的變化的圖。
圖7是表示現(xiàn)有的冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的典型結(jié)構(gòu)例的圖。
圖8是陰極板及陽(yáng)極板的一部分的示意分解斜視圖。
圖9(A)和(B)是用于說(shuō)明由錐型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖10(A)和(B)是接續(xù)圖9(B)的用于說(shuō)明由錐型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖11(A)～(D)是用于說(shuō)明陽(yáng)極板制造方法的一例的基板等的示意局部端面圖。
圖12(A)和(B)是用于說(shuō)明由冕型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖13(A)～(C)是接續(xù)圖12(B)的用于說(shuō)明由冕型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖14(A)和(B)是用于說(shuō)明由冕型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖及局部斜視圖。
圖15(A)～(C)是用于說(shuō)明由扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法的第1支承體等的示意局部斷面圖。
圖16(A)～(C)是用于說(shuō)明由扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的變形例的制造方法的第1支承體等的示意局部斷面圖。
圖17(A)和(B)是用于說(shuō)明由扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的另一種變形例的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖18(A)和(B)是接續(xù)圖17(B)的用于說(shuō)明由扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的另一種變形例的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖19(A)～(C)是用于說(shuō)明由平面型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法的第1支承體等的示意局部斷面圖。
圖20(A)和(B)是由平面型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的變形例的示意局部斷面圖。
圖21是由平面型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的另一種變形例的示意局部斷面圖。
圖22(A)和(B)是用于說(shuō)明由平面型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的另一種變形例的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖及局部斜視圖。
圖23(A)和(B)是接續(xù)圖22(A)和(B)的用于說(shuō)明由平面型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的另一種變形例的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖及局部斜視圖。
圖24(A)和(B)是接續(xù)圖23(A)和(B)的用于說(shuō)明由平面型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的另一種變形例的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖及局部斜視圖。
圖25(A)和(B)是接續(xù)圖24(A)和(B)的用于說(shuō)明由平面型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的另一種變形例的制造方法的第1支承體等的示意局部斷面圖。
圖26(A)～(C)是用于說(shuō)明由平面型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的另一種變形例的制造方法的第1支承體等的示意局部斷面圖。
圖27(A)～(C)是用于說(shuō)明由平面型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的另一種變形例的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖28(A)和(B)是用于說(shuō)明由平面型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的另一種變形例的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖29(A)和(B)是接續(xù)圖28(B)的用于說(shuō)明由平面型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的另一種變形例的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖30(A)～(C)是由刃型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第3結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的示意局部斷面圖。
圖31(A)～(C)是用于說(shuō)明由刃型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第3結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的一例的制造方法的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖32(A)和(B)是用于說(shuō)明制造圖35所示的錐型場(chǎng)致發(fā)射元件用的[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形1]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖33(A)和(B)是接續(xù)圖32(B)的用于說(shuō)明制造圖35所示的錐型場(chǎng)致發(fā)射元件用的[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形1]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖34(A)和(B)是接續(xù)圖33(B)的用于說(shuō)明制造圖35所示的錐型場(chǎng)致發(fā)射元件用的[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形1]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖35是由[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形1]得到的錐型場(chǎng)致發(fā)射元件的示意局部端面圖。
圖36(A)和(B)是用于說(shuō)明形成圓錐形狀的電子發(fā)射部的機(jī)理的圖。
圖37(A)～(C)是示意地表示抗蝕劑選擇比與電子發(fā)射部的高度及形狀的關(guān)系的圖。
圖38(A)和(B)是用于說(shuō)明[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形2]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖39(A)和(B)是接續(xù)圖38(B)的用于說(shuō)明[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形2]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖40(A)和(B)是接續(xù)圖39(B)的用于說(shuō)明[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形2]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖41(A)和(B)是表示被蝕刻物的表面輪廓怎樣按一定時(shí)間間隔變化的圖。
圖42(A)和(B)是用于說(shuō)明[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形3]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖43是接續(xù)圖42(B)的用于說(shuō)明[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形3]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖44(A)和(B)是按[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形4]制造的錐型場(chǎng)致發(fā)射元件的示意局部端面圖。
圖45是用于說(shuō)明[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形4]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖46(A)和(B)是接續(xù)圖45(B)的用于說(shuō)明[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形4]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖47(A)和(B)是接續(xù)圖46(B)的用于說(shuō)明[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形4]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖48是用于說(shuō)明[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形5]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖49(A)和(B)是接續(xù)圖48(B)的用于說(shuō)明[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形5]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖50是用于說(shuō)明[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形6]的第1支承體等的示意局部端面圖。
圖51是[平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]的示意局部端面圖。
圖52(A)和(B)是[平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]的示意局部斷面圖及平面圖。
圖53(A)～(D)是表示柵電極所具有的多個(gè)開口部的示意平面圖。
圖54是本發(fā)明第3形態(tài)的平面型顯示裝置的電子發(fā)射部及會(huì)聚電極的示意局部端面圖。
用于實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)(實(shí)施例1)實(shí)施例1，與本發(fā)明第1形態(tài)的平面型顯示裝置的平整處理方法有關(guān)。即，實(shí)施例1的平整處理方法，涉及平面型顯示裝置完成后的平整處理方法，是將設(shè)有第1電極的第1基板和設(shè)有第2電極的第2基板配置成中間夾有真空空間并將第1基板和第2基板在其周緣部粘合的平面型顯示裝置的平整處理方法。并且，對(duì)第1電極分段施加高于第2電極的電壓V1，并使存在于第1電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。另外，在實(shí)施例1中，一邊按階梯狀(分段式)增加一邊施加電壓V1。
假定實(shí)施例1的平面型顯示裝置為冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置(以下，簡(jiǎn)稱為顯示裝置)，構(gòu)成為備有多個(gè)其結(jié)構(gòu)如圖7和圖8所示的錐型冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射元件(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為場(chǎng)致發(fā)射元件)，詳細(xì)的說(shuō)明從略。此外，關(guān)于錐型場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法及其他類型的場(chǎng)致發(fā)射元件的結(jié)構(gòu)、制造方法，將在后文中說(shuō)明。
在實(shí)施例1中，以陽(yáng)極板為第1基板、以陰極板為第2基板(即，對(duì)應(yīng)于上述③的結(jié)構(gòu))完成了平整處理B之后，以陰極板為第1基板、以陽(yáng)極板為第2基板(即，對(duì)應(yīng)于上述①的結(jié)構(gòu))執(zhí)行平整處理A。此外，為了不呈現(xiàn)出作為顯示裝置的功能，即為了防止從場(chǎng)致發(fā)射元件發(fā)射電子，將陰電極和柵電極短路，以使這兩個(gè)電極為等電位。
在圖1(A)和(B)中示意地示出當(dāng)一邊分段地增加一邊對(duì)第1電極施加高于第2電極的電壓V1并使存在于第1電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)時(shí)的電壓V1的變化。這里，由圖1(A)示出平整處理B中的電壓V1(施加于陽(yáng)電極的電壓)的變化，由圖1(B)出平整處理A中的電壓V1(施加于短路后的陰電極和柵電極的電壓)的變化。
在實(shí)施例1的平整處理A、B中，將施加于第1電極的電壓值設(shè)定為V1伏(＞0伏)、將施加于第2電極的電壓值設(shè)定為0伏，并將初始的電壓V1的值設(shè)定為1kV，將電壓增加量設(shè)定為0.01kV，將各階段中施加電壓的時(shí)間設(shè)定為1秒，將最終施加的電壓值V1的值設(shè)定為30kV。
按如上所述的方式對(duì)顯示裝置進(jìn)行了平整處理A、B后，對(duì)短路后的陰電極和柵電極施加實(shí)際動(dòng)作電壓VOP并將陽(yáng)電極設(shè)定為0伏而測(cè)定了在其間流過(guò)的電流，但已沒(méi)有電流流過(guò)了。然后，對(duì)陽(yáng)電極施加實(shí)際動(dòng)作電壓VOP并將短路后的陰電極和柵電極設(shè)定為0伏而測(cè)定了在其間流過(guò)的電流，同樣也已沒(méi)有電流流過(guò)。即，可以確認(rèn)通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)能夠?qū)⒋嬖谟诘?電極上的凸起部除去。此外，實(shí)際動(dòng)作電壓VOP，是當(dāng)顯示裝置進(jìn)行顯示動(dòng)作時(shí)施加于陽(yáng)電極的電壓。在后文中其含義也是一樣。另外，在完成了平整處理A后，進(jìn)行了平整處理B，取得了同樣的結(jié)果。進(jìn)一步，對(duì)上述②的結(jié)構(gòu)、④的結(jié)構(gòu)，在完成了平整處理A后進(jìn)行了平整處理B，也取得了同樣的結(jié)果。
(實(shí)施例2)實(shí)施例2是實(shí)施例1的變形。在實(shí)施例2中，在完成對(duì)第1電極(在實(shí)施例2中為陽(yáng)電極)施加高于第2電極(在實(shí)施例2中為短路后的陰電極和柵電極)的電壓V1的第1電壓施加工序后，執(zhí)行對(duì)第2電極施加高于第1電極的電壓V2并使存在于第2電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)的第2電壓施加工序，然后，將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將高于電壓V2的電壓設(shè)定為新的電壓V2，并反復(fù)進(jìn)行第1電壓施加工序和第2電壓施加工序。
這里，在第1電壓施加工序中，將施加于第1電極的電壓值設(shè)定為V1伏(＞0伏)、將施加于第2電極的電壓值設(shè)定為0伏，并將初始的電壓V1的值設(shè)定為1kV，將電壓增加量設(shè)定為0.01kV，將各階段中施加電壓的時(shí)間設(shè)定為1秒，將最終施加的電壓值V1的值設(shè)定為30kV。而在第2電壓施加工序中，將施加于第2電極的電壓值設(shè)定為V2伏(＞0伏)、將施加于第1電極的電壓值設(shè)定為0伏，并將初始的電壓V2的值設(shè)定為0.1kV，將電壓增加量設(shè)定為0.01kV，將各階段中施加電壓的時(shí)間設(shè)定為1秒，將最終施加的電壓值V2的值設(shè)定為10kV。在圖2中示意地示出電壓V1、V2的變化。
按如上所述的方式對(duì)顯示裝置進(jìn)行了平整處理后，對(duì)短路后的陰電極和柵電極施加實(shí)際動(dòng)作電壓VOP并將陽(yáng)電極設(shè)定為0伏而測(cè)定了在其間流過(guò)的電流，但已沒(méi)有電流流過(guò)了。然后，對(duì)陽(yáng)電極施加實(shí)際動(dòng)作電壓VOP并將短路后的陰電極和柵電極設(shè)定為0伏而測(cè)定了在其間流過(guò)的電流，同樣也已沒(méi)有電流流過(guò)。即，可以確認(rèn)通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)能夠?qū)⒋嬖谟诘?電極及第2電極(特別是柵電極)上的凸起部除去。進(jìn)一步，對(duì)上述②的結(jié)構(gòu)、④的結(jié)構(gòu)執(zhí)行同樣的平整處理方法，取得了同樣的結(jié)果。
(實(shí)施例3)實(shí)施例3，與本發(fā)明第1形態(tài)的平面型顯示裝置用基板的基板平整處理方法有關(guān)。即，實(shí)施例3的基板平整處理方法，涉及平面型顯示裝置制造中(平面型顯示裝置組裝前)的平整處理方法，將設(shè)有基板電極的平面型顯示裝置用基板和設(shè)有平整用電極的平整用基板配置成中間夾有真空空間，然后，對(duì)基板電極分段施加高于平整用電極的電壓V1，并使存在于基板電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。
實(shí)施例3的平面型顯示裝置為冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置(顯示裝置)，陽(yáng)極板上所備有的陽(yáng)電極，相當(dāng)于設(shè)在基板上的基板電極。即，具有上述⑦的結(jié)構(gòu)。此外，顯示裝置，在結(jié)構(gòu)上備有多個(gè)如圖7和圖8所示的錐型場(chǎng)致發(fā)射元件。
在圖3中簡(jiǎn)要地示出適用于實(shí)施例3的基板平整處理方法的基板平整處理裝置30。該基板平整處理裝置30，具有一個(gè)上部開口的外殼31。在外殼31內(nèi)，配置著檢查臺(tái)32，在檢查臺(tái)32的下面安裝著檢查臺(tái)升降氣缸33。檢查臺(tái)升降氣缸33，放置在圖中未示出的移動(dòng)臺(tái)座上，可以使每個(gè)檢查臺(tái)32在與圖3的紙面垂直的方向移動(dòng)。在檢查臺(tái)32的下面，還安裝著支桿升降氣缸34，通過(guò)支桿升降氣缸34的動(dòng)作使支桿35在貫通檢查臺(tái)32的孔內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)。外殼31，通過(guò)閥門37與真空泵(圖中未示出)連接，可以使外殼31內(nèi)的氣氛達(dá)到高真空。進(jìn)一步，在外殼31內(nèi)，還配置著在結(jié)構(gòu)上可以與陽(yáng)電極的端部接觸的電壓施加針38。而當(dāng)對(duì)陰極板實(shí)施基板平整處理方法時(shí)，配置著在結(jié)構(gòu)上可以與陰電極及柵電極的端部接觸的例如與這些電極的數(shù)量相等的電壓施加針38。
在外殼31的開口的上部，配置著具有在玻璃基板41上形成的平整用電極42的平整用基板40。另外，將電源43與電壓施加針38及平整用電極42連接。
當(dāng)對(duì)基板44進(jìn)行基板平整處理時(shí)，將放置在檢查臺(tái)32上的基板44通過(guò)外殼31所設(shè)有的門(圖中未示出)放入到外殼31內(nèi)，然后用真空泵將外科31內(nèi)抽成高真空氣氛。外殼31內(nèi)的壓力值由壓力表36測(cè)定。
如外殼31內(nèi)已達(dá)到所需的氣氛，則操作檢查臺(tái)升降氣缸33，使檢查臺(tái)32上升到使基板44與平整用基板40之間的距離例如為1mm。與此同時(shí)，使電壓施加針38與陽(yáng)電極的端部接觸。接著，從電源43通過(guò)電壓施加針38對(duì)陽(yáng)電極施加電壓V1，并對(duì)平整用基板40施加0伏。在基板平整處理后，使外殼31內(nèi)為大氣氣氛，并操作檢查臺(tái)升降氣缸33而使檢查臺(tái)32下降，將放置了基板44的檢查臺(tái)32取出。
在圖4中示意地示出一邊分段地增加一邊對(duì)基板電極施加高于平整用電極的電壓V1并使存在于基板電極(陽(yáng)電極)上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)時(shí)的電壓V1的變化。在實(shí)施例3的基板平整處理方法中，將施加于基板電極(陽(yáng)電極)的電壓值設(shè)定為V1伏(＞0伏)、將施加于平整用電極的電壓值設(shè)定為0伏，并將初始的電壓V1的值設(shè)定為1kV，將電壓增加量設(shè)定為0.01kV，將各階段中施加電壓的時(shí)間設(shè)定為1秒，將最終施加的電壓值V1的值設(shè)定為30kV。
按如上所述的方式對(duì)陽(yáng)極板實(shí)施了基板平整處理方法后，對(duì)平整用電極施加實(shí)際動(dòng)作電壓VOP并將陽(yáng)電極設(shè)定為0伏而測(cè)定了在其間流過(guò)的電流，但已沒(méi)有電流流過(guò)了。即，可以確認(rèn)通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)能夠?qū)⒋嬖谟诨咫姌O(陽(yáng)電極)上的凸起部除去。另外，對(duì)上述⑤的結(jié)構(gòu)、⑥的結(jié)構(gòu)實(shí)施了同樣的基板平整處理方法，取得了同樣的結(jié)果。
另外，在圖3的平整處理裝置中，使平整用電極42的尺寸與陽(yáng)極板或陰極板的尺寸大致相同，但也可以使平整用電極42的尺寸小于陽(yáng)極板或陰極板。在這種情況下，可以構(gòu)成為使平整用基板在陽(yáng)極板或陰極板的上方進(jìn)行掃描。即，例如，只需構(gòu)成為能使平整用基板沿導(dǎo)軌移動(dòng)即可。
(實(shí)施例4)實(shí)施例4，與本發(fā)明第2形態(tài)的平面型顯示裝置用基板的平整處理方法有關(guān)。即，實(shí)施例4的平整處理方法，涉及平面型顯示裝置完成后的平整處理方法，是將設(shè)有第1電極的第1基板和設(shè)有第2電極的第2基板配置成中間夾有真空空間并將第1基板和第2基板在其周緣部粘合的平面型顯示裝置的平整處理方法。并且，以脈沖形式對(duì)第1電極施加高于第2電極的電壓V1，并使存在于第1電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。
在實(shí)施例4的平整處理方法中，在完成對(duì)第1電極施加高于第2電極的脈沖形的電壓V1的脈沖電壓施加工序后，將第1電極及第2電極設(shè)定為0伏，并在經(jīng)過(guò)了規(guī)定的時(shí)間后再次對(duì)第1電極施加高于第2電極的脈沖形的電壓V1。并且，按每多個(gè)脈沖(具體地說(shuō)，為每5個(gè))增加電壓V1。此外，在實(shí)施例1或?qū)嵤├?中說(shuō)明過(guò)的本發(fā)明第1形態(tài)的平整處理方法中，當(dāng)進(jìn)行平整處理時(shí)，根據(jù)情況的不同，有時(shí)在第1電極和第2電極之間會(huì)產(chǎn)生放電。在這種情況下，最好采用本發(fā)明第2形態(tài)的平整處理方法，這是由于當(dāng)以脈沖形式施加電壓V1時(shí)使放電很難發(fā)生。
假定實(shí)施例4中的平面型顯示裝置為冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置，構(gòu)成為備有多個(gè)其結(jié)構(gòu)如圖7和圖8所示的錐型冷陰極場(chǎng)致發(fā)射元件，詳細(xì)的說(shuō)明從略。
在實(shí)施例4中，以陽(yáng)極板為第1基板、以陰極板為第2基板(即，對(duì)應(yīng)于上述③的結(jié)構(gòu))完成了平整處理B之后，以陰極板為第1基板、以陽(yáng)極板為第2基板(即，對(duì)應(yīng)于上述①的結(jié)構(gòu))執(zhí)行平整處理A。此外，為了不呈現(xiàn)出作為顯示裝置的功能，即為了防止從場(chǎng)致發(fā)射元件發(fā)射電子，將陰電極和柵電極短路，以使這兩個(gè)電極為等電位。
在圖5(A)和(B)中示意地示出當(dāng)一邊以脈沖形式增加一邊對(duì)第1電極施加高于第2電極的電壓V1并使存在于第1電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)時(shí)的電壓V1的變化。這里，由在圖5(A)示出平整處理B中的電壓V1(施加于陽(yáng)電極的電壓)的變化，由圖5(B)示出平整處理A中的電壓V1(施加于短路后的陰電極和柵電極的電壓)的變化。
在實(shí)施例4的平整處理A、B中，將施加于第1電極的電壓值設(shè)定為V1伏(＞0伏)、將施加于第2電極的電壓值設(shè)定為0伏，并將初始的電壓V1的值(脈沖高度)設(shè)定為1kV，將電壓增加量設(shè)定為0.01kV，將脈沖寬度設(shè)定為1微秒，將脈沖間隔設(shè)定為1微秒。
按如上所述的方式對(duì)顯示裝置進(jìn)行了平整處理A、B后，對(duì)短路后的陰電極和柵電極施加實(shí)際動(dòng)作電壓VOP并將陽(yáng)電極設(shè)定為0伏而測(cè)定了在其間流過(guò)的電流，但已沒(méi)有電流流過(guò)了。然后，對(duì)陽(yáng)電極施加實(shí)際動(dòng)作電壓VOP并將短路后的陰電極和柵電極設(shè)定為0伏而測(cè)定了在其間流過(guò)的電流，同樣也已沒(méi)有電流流過(guò)。即，可以確認(rèn)通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)能夠?qū)⒋嬖谟诘?電極上的凸起部除去。另外，在完成了平整處理A后，進(jìn)行了平整處理B，也取得了同樣的結(jié)果。進(jìn)一步，對(duì)上述②的結(jié)構(gòu)、④的結(jié)構(gòu)，在完成了平整處理A后進(jìn)行了平整處理B，取得了同樣的結(jié)果。
(實(shí)施例5)實(shí)施例5是實(shí)施例4的變形。在實(shí)施例5中，在完成對(duì)第1電極施加高于第2電極的脈沖形的電壓V1的脈沖電壓施加工序后，執(zhí)行對(duì)第2電極施加高于第1電極的電壓V2并檢測(cè)在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流的電流檢測(cè)工序。通過(guò)對(duì)第2電極施加高于第1電極的電壓V2，將強(qiáng)的電場(chǎng)施加在存在于第1電極上的凸起部上，根據(jù)量子隧道效應(yīng)而從該凸起部發(fā)射電子，并將該電子作為在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流檢出。如凸起部進(jìn)行了電場(chǎng)蒸發(fā)，則將檢測(cè)不到該電流。在電流檢測(cè)工序后，再次執(zhí)行脈沖電壓施加工序。
另外，在實(shí)施例5中，當(dāng)在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下(實(shí)施例5中為0安培)時(shí)，將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將高于電壓V2的電壓設(shè)定為新的電壓V2并反復(fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序。在實(shí)施例5中，一個(gè)脈沖電壓施加工序中的電壓V1的脈沖數(shù)為5個(gè)脈沖。進(jìn)一步，當(dāng)可以使電壓V2相當(dāng)于平面型顯示裝置的實(shí)際動(dòng)作電壓VOP時(shí)，將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將電壓V2設(shè)定為與實(shí)際動(dòng)作電壓VOP相當(dāng)?shù)闹?，并反?fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序直到在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下(實(shí)施例5中為0安培)為止。而在使電壓V2為相當(dāng)于實(shí)際動(dòng)作電壓VOP的值后，當(dāng)在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下(實(shí)施例5中為0安培)時(shí)，使平整處理自動(dòng)終止。
在實(shí)施例5中，以陽(yáng)極板為第1基板、以陰極板為第2基板(即，對(duì)應(yīng)于上述③的結(jié)構(gòu))完成了平整處理B之后，以陰極板為第1基板、以陽(yáng)極板為第2基板(即，對(duì)應(yīng)于上述①的結(jié)構(gòu))執(zhí)行平整處理A。此外，為了不呈現(xiàn)出作為顯示裝置的功能，即為了防止從場(chǎng)致發(fā)射元件發(fā)射電子，將陰電極和柵電極短路，以使這兩個(gè)電極為等電位。
在實(shí)施例5的平整處理A、B中，在脈沖電壓施加工序中，將施加于第1電極的電壓值設(shè)定為V1伏(＞0伏)并將施加于第2電極的電壓值設(shè)定為0伏，在電流檢測(cè)工序中，將施加于第2電極的電壓值設(shè)定為0伏并將施加于第1電極的電壓值設(shè)定為-V2伏(＜0伏)。另外，將施加于第1電極的初始的電壓V1的值(脈沖高度)設(shè)定為1kV、將初始的電壓-V2的值設(shè)定為-0.1kV，將電壓V1的電壓增加量設(shè)定為0.01kV，將脈沖寬度設(shè)定為1微秒，將脈沖間隔設(shè)定為1微秒，并將電壓V2的電壓變化量的絕對(duì)值設(shè)定為0.01kV。
在圖6中示意地示出V1、V2的變化。這里，在圖6中示出平整處理B中的電壓V1、V2(施加于陽(yáng)電極的電壓)的變化，但平整處理A中的電壓V1、V2(施加于短路后的陰電極和柵電極的電壓)也可以按同樣方式變化。
按如上所述的方式對(duì)顯示裝置進(jìn)行了平整處理A、B后，對(duì)短路后的陰電極和柵電極施加實(shí)際動(dòng)作電壓VOP并將陽(yáng)電極設(shè)定為0伏而測(cè)定了在其間流過(guò)的電流，但已沒(méi)有電流流過(guò)了。然后，對(duì)陽(yáng)電極施加實(shí)際動(dòng)作電壓VOP并將短路后的陰電極和柵電極設(shè)定為0伏而測(cè)定了在其間流過(guò)的電流，同樣也已沒(méi)有電流流過(guò)。即，可以確認(rèn)通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)能夠?qū)⒋嬖谟诘?電極上的凸起部除去。另外，在完成了平整處理A后，進(jìn)行了平整處理B，也取得了同樣的結(jié)果。
另外，還將第1基板和第2基板相互交換并進(jìn)行了實(shí)施例5的平整處理方法。以多個(gè)脈沖對(duì)第1電極施加高于第2電極的電壓V1后，將第1基板和第2基板交換并反復(fù)進(jìn)行了執(zhí)行該操作的操作。按照這種方式，也取得了同樣的結(jié)果。進(jìn)一步，對(duì)上述②的結(jié)構(gòu)、④的結(jié)構(gòu)，執(zhí)行了平整處理A，取得了同樣的結(jié)果。
(實(shí)施例6)實(shí)施例6，與本發(fā)明第2形態(tài)的平面型顯示裝置用基板的基板平整處理方法有關(guān)。即，實(shí)施例6的基板平整處理方法，涉及平面型顯示裝置制造中(平面型顯示裝置組裝前)的平整處理方法，將設(shè)有基板電極的平面型顯示裝置用基板和設(shè)有平整用電極的平整用基板配置成中間夾有真空空間，然后，以脈沖形式對(duì)基板電極施加高于平整用電極的電壓V1，并使存在于基板電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。此外，在實(shí)施例3中說(shuō)明過(guò)的本發(fā)明第1形態(tài)的基板平整處理方法中，當(dāng)進(jìn)行平整處理時(shí)，根據(jù)情況的不同，有時(shí)在基板電極和平整用電極之間會(huì)產(chǎn)生放電。在這種情況下，最好采用本發(fā)明第2形態(tài)的基板平整處理方法，這是由于當(dāng)以脈沖形式施加電壓V1時(shí)使放電很難發(fā)生。
適用于實(shí)施例6的基板平整處理方法的實(shí)施的基板平整處理裝置，與圖3所示的基板平整處理裝置30相同即可，因而其詳細(xì)說(shuō)明從略。
以5個(gè)脈沖對(duì)基板電極施加了高于平整用電極的電壓V1后，反復(fù)進(jìn)行了使電壓V1增加的操作，并使存在于基板電極(陽(yáng)電極)上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。這時(shí)的電壓V1的變化，可以與圖5(A)中示意地示出的相同。在實(shí)施例6的基板平整處理方法中，將施加于基板電極的電壓值設(shè)定為V1伏(＞0伏)、將施加于平整用電極的電壓值設(shè)定為0伏，并將初始的電壓V1的值設(shè)定為1kV，將電壓增加量設(shè)定為0.01kV，將脈沖寬度設(shè)定為1微秒，將脈沖間隔設(shè)定為1微秒。
按如上所述的方式對(duì)陽(yáng)極板實(shí)施了基板平整處理方法后，對(duì)平整用電極施加實(shí)際動(dòng)作電壓VOP并將陽(yáng)電極設(shè)定為0伏而測(cè)定了在其間流過(guò)的電流，但已沒(méi)有電流流過(guò)了。即，可以確認(rèn)通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)能夠?qū)⒋嬖谟诨咫姌O(陽(yáng)電極)上的凸起部除去。另外，對(duì)上述⑤的結(jié)構(gòu)、⑥的結(jié)構(gòu)實(shí)施了同樣的基板平整處理方法，取得了同樣的結(jié)果。
另外，在圖3的平整處理裝置中，平整用電極42的尺寸與陽(yáng)極板或陰極板的尺寸大致相同，但也可以使平整用電極42的尺寸小于陽(yáng)極板或陰極板。在這種情況下，可以構(gòu)成為使平整用基板在陽(yáng)極板或陰極板的上方進(jìn)行掃描。即，例如，構(gòu)成為能使平整用基板沿導(dǎo)軌移動(dòng)即可。
(實(shí)施例7)實(shí)施例7是實(shí)施例6的變形。在實(shí)施例7中，在完成對(duì)基板電極施加高于平整用電極的脈沖形的電壓V1的脈沖電壓施加工序后，執(zhí)行對(duì)平整用電極施加高于基板電極的電壓V2并檢測(cè)在基板電極和平整用電極之間流過(guò)的電流的電流檢測(cè)工序。通過(guò)對(duì)平整用電極施加高于基板電極的電壓V2，將強(qiáng)的電場(chǎng)施加在存在于基板電極上的凸起部上，根據(jù)量子隧道效應(yīng)而從該凸起部發(fā)射電子，并將該電子作為在基板電極和平整用電極之間流過(guò)的電流檢出。如凸起部進(jìn)行了電場(chǎng)蒸發(fā)，則將檢測(cè)不到該電流。在電流檢測(cè)工序后，再次執(zhí)行脈沖電壓施加工序。
另外，在實(shí)施例7中，當(dāng)在基板電極和平整用電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下(實(shí)施例7中為0安培)時(shí)，將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將高于電壓V2的電壓設(shè)定為新的電壓V2并反復(fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序。在實(shí)施例7中，一個(gè)脈沖電壓施加工序中的電壓V1的脈沖數(shù)為5個(gè)脈沖。進(jìn)一步，當(dāng)可以使電壓V2相當(dāng)于平面型顯示裝置的實(shí)際動(dòng)作電壓VOP時(shí)，將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將電壓V2設(shè)定為與實(shí)際動(dòng)作電壓VOP相當(dāng)?shù)闹?，并反?fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序直到在基板電極和平整用電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下(實(shí)施例7中為0安培)為止。而在使電壓V2為相當(dāng)于實(shí)際動(dòng)作電壓VOP的值后，當(dāng)在基板電極和平整用電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下(實(shí)施例7中為0安培)時(shí)，使平整處理自動(dòng)終止。
在實(shí)施例7中，以陽(yáng)極板為基板(即對(duì)應(yīng)于⑦的結(jié)構(gòu))實(shí)施了基板平整處理方法。
在實(shí)施例7的基板平整處理方法中，在脈沖電壓施加工序中，將施加于基板電極的電壓值設(shè)定為V1伏(＞0伏)并將施加于平整用電極的電壓值設(shè)定為0伏，在電流檢測(cè)工序中，將施加于平整用電極的電壓值設(shè)定為0伏并將施加于基板電極的電壓值設(shè)定為-V2伏(＜0伏)。另外，將初始的電壓V1的值(脈沖高度)設(shè)定為1kV、將初始的電壓-V2的值設(shè)定為-0.1kV，將電壓V1的電壓增加量設(shè)定為0.01kV，將脈沖寬度設(shè)定為1微秒，將脈沖間隔設(shè)定為1微秒，并將電壓V2的電壓變化量的絕對(duì)值設(shè)定為0.01kV。此外，V1、V2的變化，可以與圖6中示意地示出的相同。
按如上所述的方式實(shí)施了基板平整處理方法后，對(duì)短路后的平整用電極施加實(shí)際動(dòng)作電壓VOP并將陽(yáng)電極設(shè)定為0伏而測(cè)定了在其間流過(guò)的電流，但已沒(méi)有電流流過(guò)了。即，可以確認(rèn)通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)能夠?qū)⒋嬖谟诨咫姌O(陽(yáng)電極)上的凸起部除去。另外，對(duì)上述⑤的結(jié)構(gòu)、⑥的結(jié)構(gòu)實(shí)施了同樣的基板平整處理方法，取得了同樣的結(jié)果。
(實(shí)施例8)以下，說(shuō)明各種場(chǎng)致發(fā)射元件。
當(dāng)使平面型顯示裝置為冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置時(shí)，陰極板備有多個(gè)場(chǎng)致發(fā)射元件，場(chǎng)致發(fā)射元件，在結(jié)構(gòu)上可以包括(a)第1支承體；(b)設(shè)在第1支承體上的陰電極；(c)在第1支承體及陰電極上形成的絕緣層；(d)設(shè)在絕緣層上的柵電極；(e)貫通柵電極及絕緣層的開口部；(f)設(shè)在陰電極的位于開口部底部的部分上的電子發(fā)射電極；并使在開口部的底部露出的電子發(fā)射電極相當(dāng)于電子發(fā)射部。
另外，為方便起見，將這種結(jié)構(gòu)稱為具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件。作為這種場(chǎng)致發(fā)射元件的形式，可以舉出上述的錐型(在陰電極的位于開口部底部的部分上設(shè)有圓錐形電子發(fā)射電極的場(chǎng)致發(fā)射元件)、冕型(在陰電極的位于開口部底部的部分上設(shè)有王冠形電子發(fā)射電極的場(chǎng)致發(fā)射元件)、扁平型(在陰電極的位于開口部底部的部分上設(shè)有近似平面的電子發(fā)射電極的場(chǎng)致發(fā)射元件)。
或者，陰極板備有多個(gè)場(chǎng)致發(fā)射元件，場(chǎng)致發(fā)射元件，在結(jié)構(gòu)上可以包括(a)第1支承體；(b)設(shè)在第1支承體上的陰電極；(c)在第1支承體及陰電極上形成的絕緣層；(d)設(shè)在絕緣層上的柵電極；(e)貫通柵電極及絕緣層并使陰電極在底部露出的開口部；并使在開口部的底部露出陰電極的部分相當(dāng)于電子發(fā)射部。
另外，為方便起見，將這種結(jié)構(gòu)稱為具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件。作為這種場(chǎng)致發(fā)射元件的形式，可以舉出從平整的陰電極表面發(fā)射電子的平面型場(chǎng)致發(fā)射元件、從形成了凹凸的陰電極表面的凸部發(fā)射電子的火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件。
進(jìn)一步，陰極板備有多個(gè)場(chǎng)致發(fā)射元件，場(chǎng)致發(fā)射元件，在結(jié)構(gòu)上可以包括(a)第1支承體；(b)設(shè)在第1支承體的上方并具有刃部的陰電極；(c)至少在陰電極上形成的絕緣層；(d)設(shè)在絕緣層上的柵電極；(e)至少貫通柵電極及絕緣層的開口部；并使在開口部的底部或側(cè)壁露出的陰電極的刃部相當(dāng)于電子發(fā)射部。
另外，為方便起見，將這種結(jié)構(gòu)稱為具有第3結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件、或刃型場(chǎng)致發(fā)射元件。
進(jìn)一步，陰極板備有多個(gè)場(chǎng)致發(fā)射元件，場(chǎng)致發(fā)射元件，在結(jié)構(gòu)上也可以包括(a)配置在第1支承體上的由絕緣材料構(gòu)成的帶狀柵電極支承部；(b)由形成有多個(gè)開口部的帶狀材料層構(gòu)成的柵電極；(c)電子發(fā)射部；并將帶狀材料層裝設(shè)成使其與柵電極支承部的頂面接觸且使開口部位于電子發(fā)射部的上方。
另外，為方便起見，將這種結(jié)構(gòu)稱為具有第4結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件。作為具有第4結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件中的電子發(fā)射部，可以采用具有第1結(jié)構(gòu)～第3結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件中的各種電子發(fā)射電極或電子發(fā)射部。
作為構(gòu)成具有第1結(jié)構(gòu)、第2結(jié)構(gòu)或第3結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件中的柵電極的材料，或作為構(gòu)成會(huì)聚電極的材料，例如，可以舉出從由鎢(W)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鐵(Fe)、鉑(Pt)、及鋅(Zn)構(gòu)成的一組金屬中選擇出的至少一種金屬；含有這些金屬的合金或化合物(例如TiN等氮化物、或WSi2、MoSi2、TiSi2、TaSi2等硅化物；或硅(Si)等半導(dǎo)體；ITO(銦錫氧化物)、氧化銦、氧化鋅等導(dǎo)電性金屬氧化物。當(dāng)制作柵電極或會(huì)聚電極時(shí)，可以利用CVD法、濺射法、蒸鍍法、離子鍍敷法、電解電鍍法、非電解電鍍法、絲網(wǎng)印刷法、激光燒蝕法、溶膠凝膠法等眾所周知的薄膜形成技術(shù)在絕緣層上形成由上述結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成的薄膜。此外，當(dāng)在絕緣層的整個(gè)表面上形成了薄膜時(shí)，用眾所周知的圖案形成技術(shù)使薄膜形成圖案，并形成帶狀柵電極?？梢栽谛纬蓭顤烹姌O后在柵電極上形成開口部，也可以在形成帶狀柵電極的同時(shí)在柵電極上形成開口部。此外，如在形成柵電極用導(dǎo)電材料層之前的絕緣層上預(yù)先形成抗蝕劑圖案，則可以用剝離法形成柵電極。進(jìn)一步，如用具有與柵電極對(duì)應(yīng)的開口部的掩模進(jìn)行蒸鍍、或用具有該開口部的絲網(wǎng)進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，則在成膜后不需要再形成圖案。另外，通過(guò)預(yù)先制作具有開口部的帶狀材料層并將這種帶狀材料層固定在柵電極支承部上，也可以設(shè)置柵電極，由此，即可得到第4結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件。
在由錐型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件中，作為構(gòu)成電子發(fā)射電極的材料，可以舉出從鎢、鎢合金、鉬、鉬合金、鈦、鈦合金、鈮、鈮合金、鉭、鉭合金、鉻及鉻合金、含有雜質(zhì)的硅(多晶硅或非晶形硅)構(gòu)成的一組材料中選擇出的至少一種材料。
在由冕型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件中，作為構(gòu)成電子發(fā)射電極的材料，可以舉出導(dǎo)電性粒子、或?qū)щ娦粤Ｗ优c粘合劑的組合。作為導(dǎo)電性粒子，可以舉出鎢(W)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鉻(Cr)等高熔點(diǎn)金屬；或ITO(銦錫氧化物)等透明導(dǎo)電材料。作為粘合劑，例如可以使用水玻璃之類的玻璃或通用樹脂，作為通用樹脂，例如可以舉出聚氯乙烯類樹脂、聚烯類樹脂、聚酰胺類樹脂、纖維素酯類樹脂、含氟類樹脂等熱可塑性樹脂、或環(huán)氧類樹脂、丙烯酸類樹脂、聚酯類樹脂等熱固性樹脂。為了提高電子發(fā)射效率，最好使導(dǎo)電性粒子的粒徑遠(yuǎn)小于電子發(fā)射電極的尺寸。導(dǎo)電性粒子的形狀，為球形、多面體、片狀、針狀、柱狀、不定形等，沒(méi)有特別的限制，但導(dǎo)電性粒子的露出部最好是可以形成尖銳凸起部的形狀。也可以將尺寸或形狀不同的導(dǎo)電性粒子混合使用。
在由扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件中，作為構(gòu)成電子發(fā)射電極的材料，最好是由功函數(shù)Φ比構(gòu)成陰電極的材料小的材料構(gòu)成，至于選用哪種材料，可以根據(jù)構(gòu)成陰電極的材料的功函數(shù)、柵電極和陰電極之間的電位差、所要求的發(fā)射電子電流密度的大小等決定。作為構(gòu)成場(chǎng)致發(fā)射元件中的陰電極的代表性材料，例如可以舉出鎢(Φ＝4.55eV)、鈮(Φ＝4.02～4.87eV)、鉬(Φ＝4.53～4.95eV)、鋁(Φ＝4.28eV)、銅(Φ＝4.6eV)、鉭(Φ＝4.3eV)、鉻(Φ＝4.5eV)、硅(Φ＝4.9eV)。電子發(fā)射電極，最好具有比這些材料小的功函數(shù)Φ，其值最好在大約3eV以下。作為這種材料，例如可以舉出碳(Φ＜1eV)、銫(Φ＝2.14eV)、LaB6(Φ＝2.66～2.76eV)、BaO(Φ＝1.6～2.7eV)、SrO(Φ＝1.25～1.6eV)、Y2O3(Φ＝2.0eV)、CaO(Φ＝1.6～1.86eV)、BaS(Φ＝2.05eV)、TiN(Φ＝2.92eV)、ZrN(Φ＝2.92eV)。由功函數(shù)Φ為2eV以下的材料構(gòu)成的電子發(fā)射電極更為理想。此外，構(gòu)成電子發(fā)射電極的材料，不一定必需具有導(dǎo)電性。
作為特別適用的電子發(fā)射電極的構(gòu)成材料，可以舉出碳，更具體地說(shuō)是金剛石、尤其是其中的非晶形金剛石。當(dāng)用非晶形金剛石構(gòu)成電子發(fā)射電極時(shí)，在5×107V/m以下的電場(chǎng)強(qiáng)度下可以獲得顯示裝置所需的發(fā)射電子電流密度。此外，由于非晶形金剛石是電阻體，所以能使從各電子發(fā)射電極得到的發(fā)射電子電流均勻化，因此，可以抑制組裝在顯示裝置內(nèi)時(shí)的亮度波動(dòng)。進(jìn)一步，非晶形金剛石，對(duì)顯示裝置內(nèi)的殘留氣體離子的濺射具有極高的耐用性，所以能夠延長(zhǎng)場(chǎng)致發(fā)射元件的使用壽命。
另外，在由扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件中，作為構(gòu)成電子發(fā)射電極的材料，也可以適當(dāng)?shù)貜脑摬牧系亩坞娮釉鲆姒谋葮?gòu)成陰電極的導(dǎo)電性材料的二次電子增益δ大的材料中選擇。即，可以從以下材料中選擇銀(Ag)、鋁(Al)、金(Au)、鈷(Co)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鉭(Ta)、鎢(W)、鋯(Zr)等金屬；硅(Si)、鍺(Ge)等半導(dǎo)體；碳或金剛石等無(wú)機(jī)單體；及氧化鋁(Al2O3)、氧化鋇(BaO)、氧化鈹(BeO)、氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)、氧化錫(SnO2)、氟化鋇(BaF2)、氟化鈣(CaF2)等化合物。此外，構(gòu)成電子發(fā)射電極的材料，不一定必需具有導(dǎo)電性。
在具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件(平面型場(chǎng)致發(fā)射元件或火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件)、或具有第3結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件(刃型場(chǎng)致發(fā)射元件)中，作為構(gòu)成與電子發(fā)射部相當(dāng)?shù)年庪姌O的材料，例如，可以舉出鎢(W)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)等金屬、或這些金屬的合金和化合物(例如TiN等氮化物、或Wsi2、MoSi2、TiSi2、TaSi2等硅化物)、或金剛石等半導(dǎo)體、碳薄膜。上述電極的厚度，大約為0.05～0.5μm，最好在0.1～0.3μm的范圍內(nèi)，但并不限定于該范圍。作為陰電極的形成方法，例如，可以舉出電子束蒸鍍法或熱絲蒸鍍法之類的蒸鍍法、濺射法、CVD法或離子鍍敷法與蝕刻法的組合、絲網(wǎng)印刷法、電鍍法等。如采用絲網(wǎng)印刷法或電鍍法，則可以直接形成帶狀陰電極。
或者，在具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件(平面型場(chǎng)致發(fā)射元件或火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件)、具有第3結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件(刃型場(chǎng)致發(fā)射元件)、或由扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件中，也可以用分散了導(dǎo)電性微粒的導(dǎo)電性糊劑形成陰電極或電子發(fā)射電極。作為導(dǎo)電性微粒，例如可以舉出石墨粉末；與氧化鋇粉末、氧化鍶粉末、金屬粉末的至少一種混合后的石墨粉末；含有氮、磷、硼、三唑等雜質(zhì)的金剛石粒子或金剛石類的碳粉末；超微管狀碳粉末；(Sr、Ba、Ca)CO3粉末；硅·碳化物粉末。特別是，從減小閾值電場(chǎng)及電子發(fā)射部的耐久性的觀點(diǎn)考慮，作為導(dǎo)電性微粒，最好選擇石墨粉末?？梢允箤?dǎo)電性微粒的形狀為球狀、鱗片狀或任意的定形形狀或不定形形狀。此外，導(dǎo)電性微粒的粒徑，只要不大于陰電極或電子發(fā)射電極的厚度或圖案的寬度即可。雖然粒徑小可以增加每單位時(shí)間的發(fā)射電子數(shù)，但如粒徑太小則有可能使陰電極或電子發(fā)射電極的導(dǎo)電性惡化。因此，理想的粒徑范圍大約為0.01～4.0μm。將這種導(dǎo)電性微粒與玻璃成分及其他適當(dāng)?shù)恼澈蟿┗旌隙苽鋵?dǎo)電性糊劑，然后，對(duì)圖案進(jìn)行燒結(jié)，從而形成起著電子發(fā)射部的作用的陰電極或電子發(fā)射電極?；蛘撸部梢岳眯D(zhuǎn)涂敷法和蝕刻技術(shù)的組合及剝離法形成起著電子發(fā)射部的作用的陰電極或電子發(fā)射電極。
另外，在由錐型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件中，作為構(gòu)成陰電極的材料，例如可以舉出鎢(W)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、鋁(Al)、銅(Cu)等金屬；含有這些金屬的合金或化合物(例如TiN等氮化物、或Wsi2、MoSi2、TiSi2、TaSi2等硅化物)；硅(Si)等半導(dǎo)體；或ITO(銦錫氧化物)。作為陰電極的形成方法，例如，可以舉出電子束蒸鍍法或熱絲蒸鍍法之類的蒸鍍法、濺射法、CVD法或離子鍍敷法與蝕刻法的組合、絲網(wǎng)印刷法、電鍍法等。如采用絲網(wǎng)印刷法或電鍍法，則可以直接形成帶狀陰電極。
陽(yáng)電極的構(gòu)成材料，可以根據(jù)顯示裝置的結(jié)構(gòu)適當(dāng)選擇。即，當(dāng)顯示裝置為透射型(陽(yáng)極板相當(dāng)于顯示面)、且在第2支承體上按其順序?qū)盈B著陽(yáng)電極和熒光體層時(shí)，不僅第2支承體是透明的，而且陽(yáng)電極本身也必須是透明的，因而采用ITO(銦錫氧化物)等透明的導(dǎo)電性材料。另一方面，當(dāng)顯示裝置為反射型(陰極板相當(dāng)于顯示面)時(shí)，且當(dāng)雖然是透射型但在第2支承體上按其順序?qū)盈B著熒光體層和陽(yáng)電極時(shí)，對(duì)陰電極或柵電極，除ITO外還可以適當(dāng)?shù)剡x用上述的材料。
陽(yáng)電極，既可以是以一種片狀的導(dǎo)電材料覆蓋了有效區(qū)域的形式的陽(yáng)電極，也可以是將與1個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部、或者與1個(gè)或多個(gè)象素對(duì)應(yīng)的陽(yáng)電極單元集合后的形式的陽(yáng)電極。
作為構(gòu)成熒光體層的熒光體，可以采用高速電子激勵(lì)用熒光體或低速電子激勵(lì)用熒光體。當(dāng)顯示裝置為單色顯示裝置時(shí)，熒光體層也可以不特意地形成圖案。而當(dāng)顯示裝置為彩色顯示裝置時(shí)，最好交替地配置與按帶狀或點(diǎn)狀形成了圖案的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三基色對(duì)應(yīng)的熒光體層。此外，形成了圖案的熒光體層之間的間隙，也可以用目的在于提高顯示畫面的對(duì)比度的黑底填充。
作為陽(yáng)電極和熒光體層的構(gòu)成例，可以舉出(1)在第2支承體上形成陽(yáng)電極并在陽(yáng)電極上形成熒光體層的結(jié)構(gòu)、(2)在第2支承體上形成熒光體層并在熒光體層上形成陽(yáng)電極的結(jié)構(gòu)。此外，在(1)的結(jié)構(gòu)中，也可以在熒光體層上形成與陽(yáng)電極導(dǎo)通的所謂金屬背膜。而在第2結(jié)構(gòu)中，也可以在陽(yáng)電極上形成金屬背膜。
從使顯示裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的觀點(diǎn)考慮，最好使帶狀柵電極的投影圖象和帶狀陰電極的投影圖象沿相互正交的方向延伸。此外，將電子發(fā)射部(1個(gè)或多個(gè)場(chǎng)致發(fā)射元件)設(shè)在帶狀陰電極和帶狀柵電極的投影圖象重疊的重疊區(qū)域(相當(dāng)于1個(gè)象素的區(qū)域或1個(gè)子象素的區(qū)域)，上述重疊區(qū)域，通常按二維矩陣的形式配置在陰極板的有效區(qū)域(實(shí)際起顯示畫面作用的區(qū)域)內(nèi)。
在具有第1結(jié)構(gòu)～第3結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件中，開口部的平面形狀(以與第1支承體表面平行的假想平面將開口部切斷時(shí)的形狀)，可以是圓形、橢圓形、矩形、多角形、帶圓角的多角形等任意的形狀。開口部的形成，例如，可以通過(guò)各向同性蝕刻、各向異性蝕刻與各向同性蝕刻的組合進(jìn)行?？梢栽跂烹姌O上設(shè)置1個(gè)開口部、在絕緣層上設(shè)置與在該柵電極上設(shè)有的1個(gè)開口部連通的1個(gè)開口部、在該絕緣層所設(shè)有的開口部?jī)?nèi)設(shè)置1個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射電極，也可以柵電極上設(shè)置多個(gè)開口部、在絕緣層上設(shè)置與在該柵電極上設(shè)有的多個(gè)開口部連通的1個(gè)開口部、在該絕緣層所設(shè)有的開口部?jī)?nèi)設(shè)置1個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射電極。
作為絕緣層的構(gòu)成材料，可以單獨(dú)使用SiO2、SiN、SiON、SOG(旋裝玻璃)、低熔點(diǎn)玻璃、玻璃膠或?qū)⑵溥m當(dāng)組合后使用。在絕緣層的形成中，可以利用CVD法、涂布法、濺射法、絲網(wǎng)印刷法等眾所周知的工藝方法。
也可以按間壁狀形成由絕緣層構(gòu)成的柵電極支承部。在這種情況下，間壁狀的柵電極支承部，可以在相鄰的帶狀陰電極之間的區(qū)域形成，或當(dāng)將多個(gè)陰電極作為一群的陰電極群時(shí)，可以在相鄰的陰電極群之間的區(qū)域形成。作為構(gòu)成間壁狀的柵電極支承部的材料，可以使用現(xiàn)有的眾所周知的材料，例如，可以使用在廣泛采用著的低熔點(diǎn)玻璃內(nèi)混合了鋁等的金屬氧化物后的材料。作為間壁狀的柵電極支承部的形成方法，例如，可以舉出絲網(wǎng)印刷法、噴砂法、干膜法、感光法。所謂干膜法，是在第1支承體上層疊感光性膜并通過(guò)曝光及顯影而將應(yīng)形成間壁狀柵電極支承部的部位的感光性膜除去、然后在除去后形成的開口部?jī)?nèi)填充柵電極支承部形成用材料并進(jìn)行燒結(jié)的方法。通過(guò)燒結(jié)將感光性膜燃燒除去后，留下的填充在開口部?jī)?nèi)的柵電極支承部形成用材料，就形成了間壁狀的柵電極支承部。所謂感光法，是在第1支承體上形成具有感光性的柵電極支承部形成用材料并通過(guò)曝光及顯影而使該柵電極支承部形成用材料形成圖案然后進(jìn)行燒結(jié)的方法?？梢杂蒙鲜龇椒ㄐ纬删哂械?結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件中的由絕緣材料構(gòu)成的帶狀柵電極支承部。
在陰電極和電子發(fā)射電極之間也可以設(shè)置電阻體層。或者，當(dāng)陰電極的表面或其刃部相當(dāng)于電子發(fā)射部時(shí)，也可以使陰電極具有由導(dǎo)電材料層、電阻體層、與電子發(fā)射部相當(dāng)?shù)碾娮影l(fā)射層構(gòu)成的3層結(jié)構(gòu)。通過(guò)設(shè)置電阻體層，能使場(chǎng)致發(fā)射元件的動(dòng)作穩(wěn)定，并使電子發(fā)射特性均勻化。作為構(gòu)成電阻體層的材料，例如，可以舉出碳化硅(SiC)之類的碳系列材料、SiN、非晶形硅等半導(dǎo)體材料、氧化釕(RuO2)、氧化鉭、氮化鉭等高熔點(diǎn)金屬氧化物。作為電阻體層的形成方法，例如，可以采用濺射法、CVD法或絲網(wǎng)印刷法等。電阻值，可以大約為1×105～1×107Ω，最好是幾MΩ。
會(huì)聚電極，既可以是以一種片狀的導(dǎo)電材料覆蓋了有效區(qū)域的形式的會(huì)聚電極，也可以是將與1個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部、或者1個(gè)或多個(gè)象素對(duì)應(yīng)的會(huì)聚電極單元集合后的形式的會(huì)聚電極。此外，所謂會(huì)聚電極，是用于對(duì)從電子發(fā)射部到陽(yáng)極板的電子照射面的發(fā)射電子軌道進(jìn)行會(huì)聚借以提高亮度并能防止相鄰象素之間的光學(xué)相互干擾的電極。對(duì)會(huì)聚電極施加相對(duì)為負(fù)的電壓。會(huì)聚電極，可以與電子發(fā)射部設(shè)置成一體，也可以與電子發(fā)射部分開而單獨(dú)設(shè)置。在會(huì)聚電極上，必需形成用于使從電子發(fā)射部發(fā)射的電子通過(guò)的開口部，該開口部，可以與1個(gè)電子發(fā)射部對(duì)應(yīng)地設(shè)置1個(gè)，也可以與多個(gè)電子發(fā)射部對(duì)應(yīng)地設(shè)置1個(gè)。
構(gòu)成陰極板的第1支承體或構(gòu)成陽(yáng)極板的第2支承體，至少其表面由絕緣性構(gòu)件構(gòu)成即可，可以舉出玻璃基板、表面形成了絕緣膜的玻璃基板、石英基板、表面形成了絕緣膜的石英基板、表面形成了絕緣膜的半導(dǎo)體基板。
在將陰極板和陽(yáng)極板在周緣部粘合時(shí)，可以用粘接層進(jìn)行粘合，或者也可以同時(shí)使用由玻璃或陶瓷等絕緣性材料構(gòu)成的框體和粘接層。當(dāng)同時(shí)使用框體和粘接層時(shí)，通過(guò)適當(dāng)選擇框體的高度，與只使用粘接層時(shí)相比，可以將陰極板和陽(yáng)極板之間的相對(duì)距離設(shè)定得較長(zhǎng)。此外，作為粘接層的構(gòu)成材料，一般為熔結(jié)玻璃，但也可以使用熔點(diǎn)為120～400℃左右的所謂低熔點(diǎn)金屬材料。作為這種低熔點(diǎn)金屬材料，例如，可以舉出In(銦熔點(diǎn)157℃)；銦 金類的低熔點(diǎn)合金；Sn80Ag20(熔點(diǎn)220～370℃)、Sn95Cu5(熔點(diǎn)227～370℃)等錫(Sn)類的高溫焊劑；Pb975Ag2.5(熔點(diǎn)304℃)、Pb94.5Ag5.5(熔點(diǎn)304～365℃)、Pb97.5Ag1.5Sn1.0(熔點(diǎn)309℃)等鉛(Pb)類的高溫焊劑；Zn95Al5(熔點(diǎn)380℃)等鋅(Zn)類的高溫焊劑；Sn5Pbu95(熔點(diǎn)300～314℃)、Sn2Pbu98(熔點(diǎn)316～322℃)等錫鉛類的標(biāo)準(zhǔn)焊劑；Au88Ga12(熔點(diǎn)381℃)等焊料(以上的下標(biāo)全部表示原子％)。
在將陰極板、陽(yáng)極板和框體三者粘合時(shí)，可以將三者同時(shí)粘合，或者也可以在第1階段將陰極板或陽(yáng)極板中的任何一個(gè)與框體粘合并在第2階段將陰極板或陽(yáng)極板中的另一個(gè)與框體粘合。如在高真空氣氛中將三者同時(shí)粘合或進(jìn)行第2階段的粘合，則由陰極板、陽(yáng)極板、框體和粘接層所圍出的空間，在粘合的同時(shí)變?yōu)檎婵??；蛘?，也可以在完成三者的粘合后使由陰極板、陽(yáng)極板、框體和粘接層所圍出的空間排氣而變?yōu)檎婵?。?dāng)在粘合后進(jìn)行排氣時(shí)，可以使粘合時(shí)的周圍氣體介質(zhì)的壓力為常壓/減壓，也可以使構(gòu)成周圍氣體介質(zhì)的氣體為大氣，或者還可以是氮?dú)饣虬▽儆谥芷诒?族的氣體(例如Ar氣)的惰性氣體。
當(dāng)在粘合后進(jìn)行排氣時(shí)，可以通過(guò)預(yù)先連接于陰極板和/或陽(yáng)極板的尖頭插管進(jìn)行排氣。典型的尖頭插管，由玻璃管構(gòu)成，用熔結(jié)玻璃或上述的低熔點(diǎn)金屬材料粘接在陰極板和/或陽(yáng)極板的無(wú)效區(qū)域所設(shè)有的貫通部的周圍，在空間達(dá)到規(guī)定的真空度后，通過(guò)熱熔融而將其封斷。另外，如在進(jìn)行封斷之前將整個(gè)顯示裝置加熱一次后再降溫，則可以使殘留氣體向空間放出并可以通過(guò)排氣將該殘留氣體排到空間之外，因而是適當(dāng)?shù)姆绞健?br> 在圖10(B)中示出由錐型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的示意局部端面圖，錐型場(chǎng)致發(fā)射元件，由在第1支承體11上形成的陰電極12、在第1支承體11及陰電極12上形成的絕緣層13、在絕緣層13上形成的柵電極14、貫通柵電極14及絕緣層13的開口部15、設(shè)在位于開口部15的底部的陰電極12上的圓錐形電子發(fā)射電極16A構(gòu)成。在開口部15的底部露出的圓錐形電子發(fā)射電極16A相當(dāng)于電子發(fā)射部16。
錐型場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法，基本上是通過(guò)金屬材料的垂直蒸鍍形成圓錐形電子發(fā)射電極16A的方法。即，對(duì)開口部15垂直入射蒸鍍粒子，利用由在開口部15附近形成的外伸狀的沉積物產(chǎn)生的遮蔽效應(yīng)，使到達(dá)開口部15的底部的蒸鍍粒子量逐漸減少，從而以自調(diào)整的方式形成圓錐形的沉積物即電子發(fā)射電極16A。這里，參照第1支承體等的示意局部端面圖即圖9(A)、(B)及圖10(A)和(B)說(shuō)明預(yù)先在絕緣層13及柵電極14上形成剝離層17以便易于將不需要的外伸狀的沉積物除去的方法。
首先，例如在由玻璃基板構(gòu)成的第1支承體11上形成了由鈮(Nb)構(gòu)成的帶狀陰電極12后，在整個(gè)表面上形成由SiO2構(gòu)成的絕緣層13，進(jìn)一步，在絕緣層13上形成柵電極14。柵電極14的形成，例如，可以根據(jù)濺射法、光刻術(shù)及干法蝕刻技術(shù)進(jìn)行。接著，用RIE(反應(yīng)性離子蝕刻)法在柵電極14及絕緣層13上形成開口部15，并使陰電極12在開口部15的底部露出(參照?qǐng)D9(A))。另外，陰電極12，可以是單一材料層，也可以通過(guò)層疊多個(gè)材料層而構(gòu)成。例如，為了減小在后面的工序中形成的各電子發(fā)射電極的電子發(fā)射特性的波動(dòng)，可以用電阻率比其余部分高的材料構(gòu)成陰電極12的表層部。
接著，在從開口部15的底部露出的陰電極12上形成電子發(fā)射電極16A。具體地說(shuō)，首先，通過(guò)傾斜地蒸鍍鋁而形成剝離層17。這時(shí)，通過(guò)選擇足夠大的相對(duì)于第1支承體11的蒸鍍粒子的入射角，即可在柵電極14及絕緣層13上形成剝離層17而幾乎不會(huì)使鋁沉積在開口部15的底部。該剝離層17，以帽檐兒狀從開口部15的開口端部伸出，因此實(shí)際上使開口部15的直徑縮小(參照?qǐng)D9(B))。
接著，在整個(gè)表面上例如垂直蒸鍍鉬(Mo)。這時(shí)，如圖10(A)所示，隨著具有外伸形狀的由鉬構(gòu)成的導(dǎo)電體層18在剝離層17上的生長(zhǎng)，使開口部15的實(shí)際的直徑逐漸縮小，所以，有助于在開口部15的底部沉積的蒸鍍粒子，逐漸地被限制于從開口部15的中央附近通過(guò)。其結(jié)果是，在開口部15的底部形成圓錐形的沉積物，由該圓錐形的鉬構(gòu)成的沉積物，即為電子發(fā)射電極16A。
在這之后，通過(guò)電化學(xué)工藝及濕式工藝將剝離層17從絕緣層13及柵電極14的表面剝離，并有選擇地將絕緣層13及柵電極14的上方的導(dǎo)電體層18除去。其結(jié)果是，如圖10(B)所示，可以在位于開口部15的底部的陰電極12上留下圓錐形的電子發(fā)射電極16A。
另外，如將形成了多個(gè)場(chǎng)致發(fā)射元件的陰極板10和陽(yáng)極板20組合，則可以得到圖7所示的顯示裝置。具體地說(shuō)，例如，準(zhǔn)備一個(gè)由陶瓷或玻璃制作的高約1mm的框體(圖中未示出)，將框體、陰極板10和陽(yáng)極板20例如用熔結(jié)玻璃粘合，在將熔結(jié)玻璃干燥后，在大約450℃下焙燒10～30分鐘即可。在這之后，將顯示裝置內(nèi)部抽至10-4Pa左右的真空度，并用適當(dāng)?shù)姆椒芊??；蛘撸?，也可以在高真空氣氛中進(jìn)行框體、陰極板10和陽(yáng)極板20之間的粘合。另外，根據(jù)顯示裝置的結(jié)構(gòu)，也可以不使用框體而將陰極板10和陽(yáng)極板20粘合。
以下，參照?qǐng)D11(A)～(D)說(shuō)明陽(yáng)極板20的制造方法的一例。首先，調(diào)制發(fā)光性結(jié)晶粒子組成物。為此，例如，將分散劑分散在純水中，并用均化攪拌器在3000rpm下攪拌1分鐘。接著，將發(fā)光性結(jié)晶粒子投入到分散了分散劑的純水內(nèi)，并用均化攪拌器在5000rpm下攪拌5分鐘。然后，例如，添加聚乙烯醇及重鉻酸銨并進(jìn)行充分的攪拌和過(guò)濾。
在陽(yáng)極板20的制造中，例如在由玻璃構(gòu)成的第2支承體21的整個(gè)表面上形成(涂布)感光性覆膜50。接著，由從曝光光源(圖中未示出)射出并通過(guò)了掩模53上所設(shè)有的開口54的曝光用光對(duì)在第2支承體21上形成的感光性覆膜50進(jìn)行曝光，從而形成感光區(qū)域51(參照?qǐng)D11(A))。然后，通過(guò)顯影而有選擇地將感光性覆膜50除去，并使感光性覆膜的剩余部分(曝光、顯影后的感光性覆膜)52留在第2支承體21上(參照?qǐng)D11(B))。接著，在整個(gè)表面上涂布碳劑(碳糊漿)，在干燥、燒結(jié)后，用剝離法將感光性覆膜的剩余部分52及其上的碳劑除去，從而在露出的第2支承體21上形成由碳劑構(gòu)成的黑底23，與此同時(shí)，將感光性覆膜的剩余部分52除去(參照?qǐng)D11(C))。在這之后，在露出的第2支承體21上形成紅、綠、藍(lán)的各熒光體層22(22R、22G、22B)(參照?qǐng)D11(D))。具體地說(shuō)，使用由各發(fā)光性結(jié)晶粒子(熒光體粒子)調(diào)制好的發(fā)光性結(jié)晶粒子組成物，例如，可以在整個(gè)表面上涂布紅色的感光性的發(fā)光性結(jié)晶粒子組成物(熒光體糊漿)并進(jìn)行曝光、顯影，接著，在整個(gè)表面上涂布綠色的感光性的發(fā)光性結(jié)晶粒子組成物(熒光屏糊漿)并進(jìn)行曝光、顯影，進(jìn)一步，在整個(gè)表面上涂布藍(lán)色的感光性的發(fā)光性結(jié)晶粒子組成物(熒光體糊漿)并進(jìn)行曝光、顯影。在這之后，用濺射法在熒光體層22及黑底23上形成由厚約0.07μm的鋁薄膜構(gòu)成的陽(yáng)電極24。此外，也可以用絲網(wǎng)印刷法等形成各熒光體層22。
另外，陽(yáng)電極，既可以是以一種片狀的導(dǎo)電材料覆蓋了有效區(qū)域的形式的陽(yáng)電極，也可以是將與1個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部、或者1個(gè)或多個(gè)象素對(duì)應(yīng)的陽(yáng)電極單元集合后的形式的陽(yáng)電極。
在圖14(A)中示出由冕型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的示意局部端面圖，在圖14(B)中示出切去一部分的示意斜視圖。冕型場(chǎng)致發(fā)射元件，由在第1支承體11上形成的陰電極12、在第1支承體11及陰電極12上形成的絕緣層13、在絕緣層13上形成的柵電極14、貫通柵電極14及絕緣層13的開口部15、設(shè)在陰電極12的位于開口部15的底部的部分上的冕(王冠)型的電子發(fā)射電極16B構(gòu)成。在開口部15的底部露出的冕(王冠)型的電子發(fā)射電極16B相當(dāng)于電子發(fā)射部16。
以下，參照第1支承體等的示意局部端面圖即圖12(A)、(B)、圖13(A)～(C)及圖14(A)、(B)說(shuō)明冕型場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法。
首先，例如在由玻璃基板構(gòu)成的第1支承體11上形成帶狀陰電極12。此外，陰電極12，沿圖的紙面左右方向延伸。帶狀陰電極12，例如，可以用濺射法在第1支承體11的整個(gè)表面上形成厚約0.2μm的ITO膜、然后通過(guò)使ITO膜形成圖案而構(gòu)成。此外，陰電極12，可以是單一材料層，也可以通過(guò)層疊多個(gè)材料層而構(gòu)成。例如，為了減小在后面的工序中形成的各電子發(fā)射電極的電子發(fā)射特性的波動(dòng)，可以用電阻率比其余部分高的材料構(gòu)成陰電極12的表層部。接著，在第1支承體11及陰電極12上形成絕緣層13。這里，作為一例，將玻璃膠在整個(gè)表面上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷而形成大約3μm的厚度。然后，例如進(jìn)行2級(jí)燒結(jié)、即100℃、10分鐘的焙燒及500℃、20分鐘的正式燒結(jié)，以便將絕緣層13內(nèi)所含有的水分和溶劑除去且使絕緣層13平整化。此外，也可以代替如上所述的使用玻璃膠的絲網(wǎng)印刷而例如用等離子CVD法形成SiO2膜。
然后，在絕緣層13上，形成帶狀柵電極14(參照?qǐng)D12(A))。此外，柵電極14，沿圖的紙面垂直方向延伸。柵電極14，例如，可以用電子束蒸鍍法在絕緣層13的整個(gè)表面上按其順序形成厚約20nm的鉻(Cr)膜和厚約0.2μm的金(Au)膜并接著通過(guò)使該層疊膜形成圖案而構(gòu)成。柵電極14的投影圖象的延伸方向，與帶狀陰電極12的投影圖象的延伸方向成90度。
接著，例如用由光致抗蝕劑材料構(gòu)成的蝕刻用掩模根據(jù)RIE法對(duì)柵電極14及絕緣層13進(jìn)行蝕刻，從而在柵電極14及絕緣層13上形成開口部15，并使陰電極12在開口部15的底部露出(參照12(B))。開口部15的直徑約為2～50μm。
接著，將蝕刻用掩模除去，并在柵電極14上、絕緣層13上、及開口部15的側(cè)壁面上形成剝離層60(參照13(A))。為形成剝離層60，例如，可以用旋轉(zhuǎn)涂敷法在整個(gè)表面上涂布光致抗蝕劑材料，并形成只將開口部15的底部的一部分(中央部)除去的圖案。在該時(shí)刻，開口部的實(shí)際直徑，減小到大約1～20μm。
接著，如圖13(B)所示，在整個(gè)表面上形成由組成物原料構(gòu)成的導(dǎo)電性組成物層61。這里使用的組成物原料，例如，作為導(dǎo)電性粒子，含有60重量％的平均粒徑約為0.1μm的石墨粒子，作為粘合劑，含有40重量％的4號(hào)水玻璃。將該組成物原料例如在1400rpm、10秒鐘的條件下在整個(gè)表面上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂敷。開口部15內(nèi)的導(dǎo)電性組成物層61的表面，因組成物原料的表面張力而沿開口部15的側(cè)壁面一點(diǎn)一點(diǎn)地向上移，從而向開口部15的中央部凹下。然后，例如在大氣中在400℃下進(jìn)行30分鐘的用于將導(dǎo)電性組成物層61內(nèi)所含有的水分除去的焙燒。
在組成物原料中，粘合劑，(1)其本身可以是導(dǎo)電性粒子的分散介質(zhì)，(2)也可以被覆著導(dǎo)電性粒子，(3)也可以分散或溶解在適當(dāng)?shù)娜軇﹥?nèi)，從而構(gòu)成導(dǎo)電性粒子的分散介質(zhì)。(3)的情況的典型例是水玻璃，可以使用日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)K1408中規(guī)定的1號(hào)至4號(hào)或與其相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品。1號(hào)至4號(hào)，是根據(jù)與1摩爾的水玻璃的構(gòu)成分即氧化鈉(Na2O)對(duì)應(yīng)的氧化鈣(SiO2)的摩爾數(shù)(約2～4摩爾)的不同而規(guī)定的4個(gè)等級(jí)，各級(jí)的粘度相差很大。因此，當(dāng)在剝離工藝中使用水玻璃時(shí)，最好是考慮分散在水玻璃中的導(dǎo)電性粒子的種類和含量、與剝離層的親合性、開口部15的深寬比等各項(xiàng)條件而選擇適當(dāng)?shù)燃?jí)的水玻璃，或調(diào)制和使用與這些等級(jí)相當(dāng)?shù)乃ＡА?br> 由于粘合劑的導(dǎo)電性一般都很差，所以當(dāng)粘合劑的含有量與組成物原料中的導(dǎo)電性粒子的含有量相比過(guò)大時(shí)將使所形成的電子發(fā)射電極16B的電阻值增加，因而有可能使電子發(fā)射不能順利進(jìn)行。因此，例如，如以在水玻璃中分散碳類材料粒子作為導(dǎo)電性粒子而構(gòu)成的組成物原料為例，則最好是考慮電子發(fā)射電極16B的電阻值、組成物原料的粘度、導(dǎo)電性粒子之間的粘著性等特性而將碳類材料粒子在組成物原料的總重量中所占的比例選擇在大約30～95重量％的范圍內(nèi)。通過(guò)將碳類材料粒子的比例選擇在上述范圍內(nèi)，可以充分地減低所形成的電子發(fā)射電極16B的電阻值，同時(shí)還可以使碳類材料粒子之間保持良好的粘接性。但是，在將鋁粒子與碳類材料粒子混合后用作導(dǎo)電性粒子時(shí)，存在著使導(dǎo)電性粒子之間的粘著性降低的傾向，所以，最好根據(jù)鋁粒子的含有量而增加碳類材料粒子的比例，并最好是使其在60重量％以上。此外，在組成物原料中，也可以含有用于使導(dǎo)電性粒子的分散狀態(tài)穩(wěn)定的分散劑、pH調(diào)整劑、干燥劑、固化劑、防腐劑等添加劑。另外，還可以使用將以結(jié)合劑(粘合劑)的覆膜覆蓋了導(dǎo)電性粒子的粉體分散在適當(dāng)?shù)姆稚⒔橘|(zhì)內(nèi)而構(gòu)成的組成物原料。
作為一例，當(dāng)使王冠狀的電子發(fā)射電極16B的直徑約為1～20μm并將碳類材料粒子用作導(dǎo)電性粒子時(shí)，最好使碳類材料粒子的粒徑在大約0.1μm～1μm的范圍內(nèi)。通過(guò)將碳類材料粒子的粒徑選擇在上述范圍內(nèi)，可以使王冠狀的電子發(fā)射電極16B的端緣部具有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度，而且使電子發(fā)射電極16B對(duì)陰電極12有良好的粘接性。
接著，如圖13(C)所示，將剝離層60除去。剝離，通過(guò)在2重量％的氫氧化鈉水溶液中浸漬30秒鐘進(jìn)行。這時(shí)，也可以一邊施加超聲波振動(dòng)一邊進(jìn)行剝離。按照這種方式，可以將剝離層60上的導(dǎo)電性組成物層61的部分與剝離層60一起除去，只留下在開口部15的底部露出的陰電極12上的導(dǎo)電性組成物層61的部分。該留下的部分，就構(gòu)成了電子發(fā)射電極16B。電子發(fā)射電極16B的形狀，為表面向開口部15的中央部凹下的王冠狀。在圖14(A)和(B)中示出[工序240]結(jié)束時(shí)刻的狀態(tài)。圖14(B)是表示場(chǎng)致發(fā)射元件的一部分的示意斜視圖。圖14(A)是圖14(B)中的沿線AA的示意局部端面圖。在圖14(B)中，將絕緣層13及柵電極14切去一部分，以便能看到整個(gè)的電子發(fā)射電極16B。此外，在1個(gè)重疊區(qū)域內(nèi)設(shè)置5～100個(gè)電子發(fā)射電極16B就足夠了。為使導(dǎo)電性粒子可靠地在電子發(fā)射電極16B的表面露出，也可以通過(guò)蝕刻將在電子發(fā)射電極16B的表面露出的粘合劑除去。
接著，進(jìn)行電子發(fā)射電極16B的燒結(jié)。燒結(jié)，在400℃、30分鐘的條件下在干燥大氣中進(jìn)行。此外，燒結(jié)溫度，可以根據(jù)組成物原料中所含有的粘合劑的種類選擇。例如，當(dāng)粘合劑為水玻璃之類的無(wú)機(jī)材料時(shí)，在可以燒結(jié)無(wú)機(jī)材料的溫度下進(jìn)行熱處理即可。當(dāng)粘合劑為熱固化性樹脂時(shí)，在可以使熱固化性樹脂固化的溫度下進(jìn)行熱處理即可。但是，為保持導(dǎo)電性粒子之間的粘接性，最好在不會(huì)使熱固化性樹脂過(guò)分的分解或碳化的溫度下進(jìn)行熱處理。無(wú)論使用哪種粘合劑，熱處理溫度都必須是不使柵電極、陰電極或絕緣層受到損傷或產(chǎn)生缺陷的溫度。熱處理氣體介質(zhì)，為了不使柵電極或陰電極的電阻率因氧化而上升、或不使柵電極或陰電極產(chǎn)生缺陷或受到損傷，最好是使用惰性氣體介質(zhì)。此外，在將熱可塑性樹脂用作粘合劑時(shí)，在某些情況下無(wú)需進(jìn)行熱處理。
在圖15(C)中示出由扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的示意局部斷面圖。扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件，例如，由在以玻璃構(gòu)成的第1支承體11上形成的陰電極12、在第1支承體11及陰電極12上形成的絕緣層13、在絕緣層13上形成的柵電極14、貫通柵電極14及絕緣層13的開口部15、設(shè)在陰電極12的位于開口部15的底部的部分上的扁平的電子發(fā)射電極16C構(gòu)成。這里，電子發(fā)射電極16C，在沿圖15(C)的紙面垂直方向延伸的帶狀陰電極12上形成。此外，柵電極14，沿圖15(C)的紙面左右方向延伸。陰電極12及柵電極14，由鉻構(gòu)成。電子發(fā)射電極16C，具體地說(shuō)，由石墨粉末形成的薄層構(gòu)成。此外，為使場(chǎng)致發(fā)射元件的動(dòng)作穩(wěn)定并使電子發(fā)射特性均勻化，在陰電極12和電子發(fā)射電極16C之間設(shè)置著由SiC構(gòu)成的電阻體層62。在圖15(C)所示的扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件中，在陰電極12的表面的整個(gè)區(qū)域上形成電阻體層62及電子發(fā)射電極16C，但并不限定于這種結(jié)構(gòu)，重要的是，至少可以在開口部15的底部設(shè)置電子發(fā)射電極16C。
以下，參照第1支承體等的示意局部斷面圖即圖15(A)～(C)說(shuō)明扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法。
首先，用濺射法在第1支承體11上形成由鉻(Cr)構(gòu)成的陰電極用導(dǎo)電材料層，然后，根據(jù)光刻術(shù)及干法蝕刻技術(shù)使陰電極用導(dǎo)電材料層形成圖案。按照這種方式，可以在第1支承體11上形成帶狀陰電極12(參照?qǐng)D15(A))。此外，陰電極12，沿圖的紙面垂直方向延伸。
接著，在陰電極12上，形成電子發(fā)射電極16C。具體地說(shuō)，用濺射法在整個(gè)表面上形成由SiC構(gòu)成的電阻體層62，然后，用旋轉(zhuǎn)涂敷法在電阻體層62上形成由石墨粉末涂料構(gòu)成的電子發(fā)射電極16C，并使電子發(fā)射電極16C進(jìn)行干燥。在這之后，根據(jù)眾所周知的方法使電子發(fā)射電極16C及電阻體層62形成圖案(參照?qǐng)D15(B))。電子發(fā)射部，由電子發(fā)射電極16C構(gòu)成。
接著，在整個(gè)表面上形成絕緣層13。具體地說(shuō)，在電子發(fā)射電極16C及第1支承體11上，例如用濺射法形成由SiO2構(gòu)成的絕緣層13。此外，絕緣層13，也可以根據(jù)用玻璃膠進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的方法或用CVD法形成SiO2層的方法形成。然后，在絕緣層13上形成帶狀柵電極14。
接著，在設(shè)置蝕刻用掩模后，在柵電極14及絕緣層13上形成開口部15，并使電子發(fā)射電極16C在開口部15的底部露出。然后，將蝕刻用掩模除去，并進(jìn)行400℃、30分鐘的熱處理，以便將電子發(fā)射電極16C中的有機(jī)溶劑除去。按照這種方式，即可得到圖15(C)所示的場(chǎng)致發(fā)射元件。
在圖16(C)中示出由扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的變形例的示意局部斷面圖。在圖16(C)所示的扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件中，電子發(fā)射電極16C的結(jié)構(gòu)，與圖15(C)所示的電子發(fā)射電極16B有少許不同。以下，參照第1支承體等的示意局部斷面圖即圖16(A)～(C)說(shuō)明這種場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法。
首先，在第1支承體11上形成陰電極用導(dǎo)電材料層。具體地說(shuō)，在第1支承體11的整個(gè)表面上形成抗蝕劑材料層(圖中未示出)后，將應(yīng)形成陰電極的部分的抗蝕劑材料層除去。在這之后，用濺射法在整個(gè)表面上形成由鉻(Cr)構(gòu)成的陰電極用導(dǎo)電材料層。進(jìn)一步，用濺射法在整個(gè)表面上形成由SiC構(gòu)成的電阻體層62，接著，用旋轉(zhuǎn)涂敷法在電阻體層62上形成石墨粉末涂料層，并使石墨粉末涂料層進(jìn)行干燥。然后，當(dāng)用剝離液將抗蝕劑材料層除去時(shí)，也將在抗蝕劑材料層上形成的陰電極用導(dǎo)電材料層、電阻體層62及石墨粉末涂料層除去。按照這種方式，即可得到將陰電極12、電阻體層62及電子發(fā)射電極16C層疊后的結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D16(A))。
接著，在整個(gè)表面上形成絕緣層13后，在絕緣層13上形成帶狀柵電極14(參照?qǐng)D16(B))。然后，通過(guò)在柵電極14及絕緣層13上形成開口部15，使電子發(fā)射電極16C在開口部15的底部露出(參照?qǐng)D16(C))。設(shè)在從開口部15的底部露出的陰電極12的表面上的電子發(fā)射電極16C，相當(dāng)于電子發(fā)射部。
在圖18(B)中示出由扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第1結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的另一種變形例的示意局部斷面圖。在該扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件中，電子發(fā)射電極16D，由根據(jù)CVD法形成的碳薄膜構(gòu)成。
由于碳(C)的功函數(shù)低并能獲得大的發(fā)射電子電流，所以最好由碳薄膜構(gòu)成電子發(fā)射部。為從碳薄膜發(fā)射電子，只要是將碳薄膜置于適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)(例如，106V/m)之中的狀態(tài)即可。
可是，在將抗蝕劑層用作蝕刻用掩模并用氧氣對(duì)金剛石薄膜之類的碳薄膜進(jìn)行等離子蝕刻時(shí)，作為蝕刻反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)副生成物，以沉積性物質(zhì)的形式生成(CHX)類或(CFX)類的碳聚合物。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)在等離子蝕刻中在蝕刻反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)生成沉積性物質(zhì)時(shí)，該沉積性物質(zhì)將沉積在離子入射概率低的抗蝕劑層的側(cè)壁面或被蝕刻物的加工端面而形成所謂側(cè)壁保護(hù)膜，這有助于形成由被蝕刻物的各向異性加工而得到的形狀。但是，在將氧氣用作蝕刻用氣體時(shí)，雖然也生成由碳聚合物構(gòu)成的側(cè)壁保護(hù)膜但立即由氧氣除去。此外，在將氧氣用作蝕刻用氣體時(shí)，抗蝕劑層的損耗過(guò)大?；谶@些原因，在現(xiàn)有的金剛石薄膜的氧氣等離子加工中，金剛石薄膜相對(duì)于掩模尺寸的尺寸變換差較大，而在多數(shù)情況下也很難進(jìn)行各向異性加工。
為解決上述問(wèn)題，例如，可以構(gòu)成為在陰電極的表面上形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域并在碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域上形成由碳薄膜構(gòu)成的電子發(fā)射部。即，在這種場(chǎng)致發(fā)射元件的制造中，在第1支承體11上形成陰電極后，在陰電極的表面上形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域，然后，在碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域上形成碳薄膜(相當(dāng)于電子發(fā)射部)。此外，將在陰電極的表面上形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域的工序稱為碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域形成工序。
這里，碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域，最好是表面附著了金屬粒子的陰電極部分、或在表面上形成金屬薄膜的陰電極部分。此外，為使碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域上的碳薄膜的選擇生長(zhǎng)更為可靠，最好在碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域的表面上附著硫磺(S)、硼(B)或磷(P)，可以認(rèn)為這些物質(zhì)起著一種觸媒的作用，因此，能進(jìn)一步提高碳薄膜的選擇生長(zhǎng)性。此外，碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域，在位于開口部15的底部的陰電極部分的表面上形成即可，但也可以形成為從位于開口部15的底部的陰電極部分延伸到開口部15的底部以外的陰電極部分的表面。另外，碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域，既可以在位于開口部15的底部的陰電極部分的整個(gè)表面上形成，也可以在一部分表面上形成。
碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域形成工序，最好由在應(yīng)形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域的陰電極部分的表面(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為陰電極表面)上附著金屬粒子或形成金屬薄膜的工序構(gòu)成，由此可以形成由在表面上附著金屬粒子或在表面上形成了金屬薄膜的陰電極部分構(gòu)成的碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域。此外，在這種情況下，為使碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域上的碳薄膜的選擇生長(zhǎng)更為可靠，最好在碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域的表面上附著硫磺(S)、硼(B)或磷(P)，從而能進(jìn)一步提高碳薄膜的選擇生長(zhǎng)性。作為在碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域的表面上附著硫磺、硼或磷的方法，例如，可以舉出一種在碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域的表面上形成由含有硫磺、硼或磷的化合物構(gòu)成的化合物層、接著例如通過(guò)對(duì)化合物層進(jìn)行加熱處理而使構(gòu)成化合物層的化合物分解從而在碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域的表面上留下硫磺、硼或磷的方法。作為含硫磺的化合物，例如可以舉出硫茚、并噻吩、噻吩。作為含硼的化合物，例如可以舉出三苯基硼。作為含磷的化合物，例如可以舉出三苯基膦。
或者，為使碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域上的碳薄膜的選擇生長(zhǎng)更為可靠，在陰電極表面上附著金屬粒子或形成金屬薄膜(所謂的自然氧化膜)后，最好將金屬粒子的表面或金屬薄膜的表面的金屬氧化物除去。例如，最好通過(guò)如下的處理進(jìn)行，即基于氫氣氣氛中的微波等離子法、變換耦合型等離子法、感應(yīng)耦合型等離子法、電子回旋共振等離子法、RF等離子法等的等離子還原處理；氬氣氣氛中的濺射處理；或例如用氫氟酸之類的酸或堿的清洗處理。此外，當(dāng)包括了在碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域的表面上附著硫磺、硼或磷的工序、或?qū)⒔饘倭Ｗ拥谋砻婊蚪饘俦∧さ谋砻娴慕饘傺趸锍サ墓ば驎r(shí)，最好在絕緣層上設(shè)置開口部之后并在碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域上形成碳薄膜之前執(zhí)行這兩道工序。
作為在陰電極表面上附著金屬粒子以便得到碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域的方法，例如，可以舉出在用適當(dāng)?shù)牟牧?例如，掩模層)覆蓋了應(yīng)形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域以外的區(qū)域的狀態(tài)下在應(yīng)形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域的陰電極部分的表面上形成由溶劑和金屬粒子構(gòu)成的層后將溶劑除去而留下金屬粒子的方法?；蛘?，作為在陰電極表面上附著金屬粒子的工序，例如，還可以舉出在用適當(dāng)?shù)牟牧?例如，掩模層)覆蓋了應(yīng)形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域以外的區(qū)域的狀態(tài)下在陰電極表面上附著含有構(gòu)成金屬粒子的金屬原子的金屬化合物粒子后通過(guò)加熱使金屬化合物粒子分解從而得到由在表面附著了金屬粒子的陰電極部分構(gòu)成的碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域的方法。在這種情況下，具體地說(shuō)，例如可以是在應(yīng)形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域的陰電極部分的表面上形成由溶劑和金屬化合物粒子構(gòu)成的層后將溶劑除去而留下金屬化合物粒子的方法。金屬化合物粒子，最好是由從包括構(gòu)成金屬粒子的鹵化物(例如，碘化物、氯化物、溴化物等)、氧化物、氫氧化物及有機(jī)金屬的一組材料中選擇出的至少一種材料構(gòu)成。此外，在這些方法中，在適當(dāng)?shù)碾A段，將覆蓋了應(yīng)形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域以外的區(qū)域的材料(例如，掩模層)除去。
作為在陰電極表面上形成金屬薄膜以便得到碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域的方法，例如，可以舉出用適當(dāng)?shù)牟牧细采w了應(yīng)形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域以外的區(qū)域的狀態(tài)下的電解電鍍法、非電解電鍍法、包括MOCVD法的CVD法(化學(xué)汽相淀積法)、物理汽相淀積法(PVD法PhysicalVapor Deposition法)等眾所周知的方法。此外，作為物理汽相淀積法，可以舉出(a)電子束加熱法、電阻加熱法、閃蒸等各種真空蒸鍍法、(b)等離子蒸鍍法、(c)2極濺射法、直流濺射法、直流磁控管濺射法、高頻濺射法、磁控管濺射法、離子束濺射法、偏壓濺射法等各種濺射法、(d)DC(直流)法、RF法、多陰極法、激活反應(yīng)法、電場(chǎng)蒸鍍法、高頻離子鍍法、反應(yīng)性離子鍍法等各種離子鍍法。
這里，金屬粒子或金屬薄膜，最好是由從包括鉬(Mo)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎢(W)、鋯(Zr)、鉭(Ta)、鐵(Fe)、銅(Cu)、鉑(Pt)、及鋅(Zn)的一組金屬中選擇出的至少一種金屬構(gòu)成。
作為碳薄膜，可以舉出石墨薄膜、非晶形碳薄膜、金剛石類的碳薄膜、或フラレン薄膜。作為碳薄膜的形成方法，例如，可以舉出基于微波等離子法、變換耦合型等離子法、感應(yīng)耦合型等離子法、電子回旋共振等離子法、RF等離子法等的CVD法、使用平行平板型CVD裝置的CVD法。在碳薄膜的形態(tài)中，當(dāng)然包括薄膜狀，此外還包括碳晶須、碳超微管(包括空心及實(shí)心)。
另外，作為陰電極的結(jié)構(gòu)，可以是1層導(dǎo)電材料層的結(jié)構(gòu)，也可以是下層導(dǎo)電材料層、在下層導(dǎo)電材料層上形成的電阻體層、在電阻層上形成的上層導(dǎo)電材料層的3層結(jié)構(gòu)，在后者的情況下，在上層的導(dǎo)電材料層上形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域。這樣，通過(guò)設(shè)置電阻體層，可以使電子發(fā)射電極的電子發(fā)射特性均勻化。
以下，參照?qǐng)D17(A)、(B)和圖18(A)、(B)說(shuō)明扁平型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的一例。
首先，在例如由玻璃基板構(gòu)成的第1支承體11上形成陰電極用導(dǎo)電材料層，然后，根據(jù)眾所周知的光刻術(shù)及RIE法使陰電極用導(dǎo)電材料層形成圖案，從而在第1支承體11上形成帶狀陰電極12。帶狀陰電極12，沿圖的紙面左右方向延伸。陰電極12，例如由用濺射法形成的厚約0.2μm的鉻(Cr)層構(gòu)成。
然后，在整個(gè)表面上、具體地說(shuō)在第1支承體11上及陰電極12上形成絕緣層13。
接著，在絕緣層13上形成帶狀柵電極14，然后在柵電極14及絕緣層13上形成開口部15，并使陰電極12在開口部15的底部露出(參照?qǐng)D17(A))。帶狀柵電極14，沿圖的紙面垂直方向延伸。開口部15的平面形狀，例如為直徑1μm～30μm的圓形。例如，在1個(gè)象素區(qū)域(重疊區(qū)域)內(nèi)形成1個(gè)～3000個(gè)開口部15即可。
接著，在從開口部15的底部露出的陰電極12上形成電子發(fā)射電極16D。具體地說(shuō)，首先，在位于開口部15的底部的陰電極12的表面上形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域63。為此，首先形成使陰電極12的表面在開口部15的底部的中央部露出的掩模層64(參照?qǐng)D17(B))。具體地說(shuō)，用旋轉(zhuǎn)涂敷法在包括開口部15的內(nèi)表面的整個(gè)表面上形成抗蝕劑材料層，然后根據(jù)光刻法在位于開口部15的底部的中央部的抗蝕劑材料層上形成孔部，即可得到掩模層64。掩模層64，覆蓋著陰電極12的位于開口部15的底部的一部分、開口部15的側(cè)壁、柵電極14及絕緣層13。因此，在下一個(gè)工序中，雖然在位于開口部15的底部的陰電極12的表面上形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域，但能夠可靠地防止陰電極12與柵電極14之間通過(guò)金屬粒子而短路。
接著，使金屬粒子附著在包括露出的陰電極12的表面在內(nèi)的掩模層64上。具體地說(shuō)，用旋轉(zhuǎn)涂敷法在整個(gè)表面上涂布將鎳(Ni)微粒分散在聚硅氧烷溶液中的溶液(使用異丙醇作為溶劑)，并在應(yīng)形成形成碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域63的陰電極12的部分表面上形成由溶劑和金屬粒子構(gòu)成的層。然后，將掩模層64除去，并通過(guò)400℃左右的加熱而將溶劑除去，使露出的陰電極12的表面上只留下金屬粒子65，從而可以得到碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域63(參照?qǐng)D18(A))。此外，聚硅氧烷，具有將金屬粒子65固定在露出的陰電極12的表面上的功能(所謂的粘接功能)。
在這之后，在碳薄膜選擇生長(zhǎng)區(qū)域63上形成厚約0.2μm的碳薄膜66，并得到電子發(fā)射電極16D。其狀態(tài)示于圖18(B)。在以下的表1中舉例列出基于微波等離子CVD法的碳薄膜66的成膜條件。
[碳薄膜成膜條件]使用氣體CH4/H2＝100/10SCCM壓力1.3×103Pa微波功率500W(13.56MHz)成膜溫度500℃[平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]在圖19(C)中示出由平面型場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的具有第2結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射元件的示意局部斷面圖。該平面型場(chǎng)致發(fā)射元件，例如，由在以玻璃構(gòu)成的第1支承體11上形成的陰電極12、在第1支承體11及陰電極12上形成的絕緣層13、在絕緣層13上形成的帶狀柵電極14、及貫通柵電極14及絕緣層13并使陰電極12在底部露出的開口部15構(gòu)成。陰電極12，沿圖19(C)的紙面垂直方向延伸，柵電極14，沿圖19(C)的紙面左右方向延伸。陰電極12及柵電極14由鉻(Cr)構(gòu)成，絕緣層13由SiO2構(gòu)成。這里，在開口部15的底部露出的陰電極12的部分，相當(dāng)于電子發(fā)射部16。
以下，參照第1支承體等的示意局部斷面圖即圖19(A)～(C)說(shuō)明平面型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法。
首先，在第1支承體11上形成起著電子發(fā)射部16的作用的陰電極12。具體地說(shuō)，用濺射法在第1支承體11上形成由鉻(Cr)構(gòu)成的陰電極用導(dǎo)電材料層，然后根據(jù)光刻術(shù)及干法蝕刻技術(shù)使陰電極用導(dǎo)電材料層形成圖案。按照這種方式，即可在第1支承體11上形成帶狀陰電極12(參照?qǐng)D19(A))。此外，陰電極12，沿圖的紙面垂直方向延伸。
接著，例如用CVD法在第1支承體11及陰電極12上形成由SiO2構(gòu)成的絕緣層13。此外，也可以根據(jù)絲網(wǎng)印刷法由玻璃膠形成絕緣層13。
在這之后，在絕緣層13上形成帶狀柵電極14。具體地說(shuō)，首先，用濺射法在整個(gè)表面上形成由鉻構(gòu)成的導(dǎo)電材料層，然后根據(jù)光刻術(shù)及干法蝕刻技術(shù)使導(dǎo)電材料層形成圖案。按照這種方式，即可形成帶狀柵電極14(參照?qǐng)D19(B))。此外，柵電極14，沿圖的紙面左右方向延伸。例如，也可以用絲網(wǎng)印刷法在絕緣層13上直接形成帶狀柵電極14。
接著，在柵電極14及絕緣層13上形成開口部15，并使起著電子發(fā)射部16的作用的陰電極12在開口部15的底部露出(參照?qǐng)D19(C))。
在圖20(A)中示出示意的局部斷面圖的平面型場(chǎng)致發(fā)射元件與圖19(C)中示出的平面型場(chǎng)致發(fā)射元件的不同點(diǎn)在于，在從開口部15的底部露出的陰電極12的表面(相當(dāng)于電子發(fā)射部16)上形成微小凹凸部12A。這種平面型場(chǎng)致發(fā)射元件，可以按以下的制造方法制造。
首先，按照與[工序600]～[工序620]大致相同的方式，在第1支承體11上形成帶狀陰電極12并在整個(gè)表面上形成絕緣層13，然后，在絕緣層13上形成帶狀柵電極14。即，用濺射法在例如由玻璃基板構(gòu)成的第1支承體11上形成厚約0.2μm的鎢層，并按通常的步驟，使該鎢層形成帶狀圖案，從而形成陰電極12。接著，在第1支承體11及陰電極12上形成絕緣層13。絕緣層13，可以利用將TEOS(四乙氧基硅烷)用作原料氣的CVD法形成。進(jìn)一步，在該絕緣層13上，形成例如厚約0.2μm的由鉻構(gòu)成的導(dǎo)電材料層，并形成帶狀圖案，從而形成柵電極14。到此為止的工序結(jié)束后的狀態(tài)，實(shí)際上與圖19(B)所示相同。
接著，按照與[工序630]相同的方式，在柵電極14及絕緣層13上形成開口部15，并使陰電極12在開口部15的底部露出。然后，在從開口部15的底部露出的陰電極12的部分上形成微小凹凸部12A。當(dāng)形成微小凹凸部12A時(shí)，將SF6用作蝕刻氣體并設(shè)定使晶界的蝕刻速度比構(gòu)成陰電極12的鎢晶粒的蝕刻速度快的條件，根據(jù)RIF法進(jìn)行干法蝕刻。其結(jié)果是，可以形成具有基本上反映了鎢晶粒粒徑尺寸的微小凹凸部12A。
在這種平面型場(chǎng)致發(fā)射元件的結(jié)構(gòu)中，在陰電極12的微小凹凸部12A上，更具體地說(shuō)，在微小凹凸部12A的凸部上，從柵電極14施加大的電場(chǎng)。這時(shí)，集中于凸部的電場(chǎng)比陰電極12為平滑表面時(shí)大，所以，根據(jù)量子隧道效應(yīng)而能以高的效率從凸部發(fā)射電子。因此，與在開口部15的底部只簡(jiǎn)單地露出平滑的陰電極12的平面型場(chǎng)致發(fā)射元件相比，當(dāng)組裝在顯示裝置內(nèi)時(shí)，可以預(yù)計(jì)到能使亮度提高。所以，按照?qǐng)D20(A)中示出的平面型場(chǎng)致發(fā)射元件，即使柵電極14與陰電極12之間的電位差較小，也仍能得到足夠的電子電流密度，因而可以提高顯示裝置的亮度?；蛘哒f(shuō)，為達(dá)到同樣的亮度所需的柵極電壓降低了，因而可以使耗電量降低。
另外，通過(guò)對(duì)絕緣層13進(jìn)行蝕刻而形成開口部，然后根據(jù)各向異性蝕刻技術(shù)在陰電極12上形成微小凹凸部12A，但也可以由用于形成開口部15的蝕刻同時(shí)形成微小凹凸部12A。即，在對(duì)絕緣層13進(jìn)行蝕刻時(shí)，通過(guò)采用有可能產(chǎn)生一定程度的離子濺射作用的各向異性的蝕刻條件并在形成了具有垂直壁的開口部15之后繼續(xù)進(jìn)行蝕刻，即可在從開口部15的底部露出的陰電極12的部分上形成微小凹凸部12A。在這之后，可以對(duì)絕緣層13進(jìn)行各向同性蝕刻。
另外，在與[工序600]相同的工序中，用濺射法在第1支承體11上形成由鎢構(gòu)成的陰電極用導(dǎo)電材料層，然后，根據(jù)光刻術(shù)及干法蝕刻技術(shù)使陰電極用導(dǎo)電材料層形成圖案，接著，在陰電極用導(dǎo)電材料層的表面上形成微小凹凸部12A后，執(zhí)行與[工序610]～[工序630]相同的工序，從而也可以制作與圖20(A)所示相同的電子發(fā)射元件。
或者，在與[工序600]相同的工序中，用濺射法在第1支承體11上形成由鎢構(gòu)成的陰電極用導(dǎo)電材料層，然后，在陰電極用導(dǎo)電材料層的表面上形成微小凹凸部12A，接著，根據(jù)光刻術(shù)及干法蝕刻技術(shù)使陰電極用導(dǎo)電材料層形成圖案后，執(zhí)行與[工序610]～[工序630]相同的工序，從而也可以制作與圖20(A)所示相同的電子發(fā)射元件。
在圖20(B)中，示出圖20(A)所示的電子發(fā)射元件的變形例。在圖20(B)所示的電子發(fā)射元件中，微小凹凸部12A的尖端部的平均高度位置，存在于(即，降低到)比絕緣層13的較低面的位置低的第1支承體11側(cè)。為形成這種電子發(fā)射元件，只需將[工序710]中的干法蝕刻的持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)即可。按照這種結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步提高開口部15的中央部附近的電場(chǎng)強(qiáng)度。
在圖21中，示出在相當(dāng)于電子發(fā)射部16的陰電極12的表面上(更具體地說(shuō)，至少在微小凹凸部12A上)形成著覆蓋層12B的平面型場(chǎng)致發(fā)射元件。
該覆蓋層12B，最好由功函數(shù)Φ比構(gòu)成陰電極12的材料小的材料構(gòu)成，至于選用哪種材料，可以根據(jù)構(gòu)成陰電極12的材料的功函數(shù)、柵電極14和陰電極12之間的電位差、所要求的發(fā)射電子電流密度的大小等決定。作為陰電極12的構(gòu)成材料，例如可以舉出非晶形金剛石。當(dāng)使用非晶形金剛石構(gòu)成了覆蓋層12B時(shí)，在5×107V/m以下的電場(chǎng)強(qiáng)度下可以獲得顯示裝置所需的發(fā)射電子電流密度。
覆蓋層12B的厚度，應(yīng)選擇到可以反映出微小凹凸部12A的程度。其原因是，如果由覆蓋層12B填埋了微小凹凸部12A的凹部，則將使電子發(fā)射部的表面變成了平滑面，因而設(shè)置微小凹凸部12A就沒(méi)有意義了。因此，其厚度取決于微小凹凸部12A的尺寸，例如，當(dāng)微小凹凸部12A以反映出電子發(fā)射部的晶粒粒徑的方式形成時(shí)，最好將覆蓋層12B的厚度選擇為大約30～100nm左右。此外，當(dāng)使微小凹凸部12A的尖端部的平均高度位置比絕緣層13的較低面的位置低時(shí)，嚴(yán)格地說(shuō)，將覆蓋層12B的尖端部的平均高度位置降低到絕緣層13的較低面的位置以下，更為適當(dāng)。
具體地說(shuō)，在[工序710]之后，例如可以用CVD法在整個(gè)表面上形成由非晶形金剛石構(gòu)成的覆蓋層12B。此外，雖然覆蓋層12B也沉積在柵電極14及絕緣層13上所形成的蝕刻用掩模(圖中未示出)上，但在除去蝕刻用掩模時(shí)也同時(shí)將該沉積部分除去。可以根據(jù)將CH4/H2混合氣或CO/H2混合氣用作原料氣的CVD法形成覆蓋層12B，并通過(guò)各含碳化合物的熱分解而形成由非晶形金剛石構(gòu)成的覆蓋層12B。
或者，在與[工序600]相同的工序中，用濺射法在第1支承體11上形成由鎢構(gòu)成的陰電極用導(dǎo)電材料層后，根據(jù)光刻術(shù)及干法蝕刻技術(shù)使陰電極用導(dǎo)電材料層形成圖案，然后，在陰電極用導(dǎo)電材料層的表面上形成微小凹凸部12A，接著，在形成了覆蓋層12B后，執(zhí)行與[工序610]～[工序630]相同的工序，從而也可以制作圖21所示的電子發(fā)射元件。
或者，在與[工序600]相同的工序中，用濺射法在第1支承體11上形成由鎢構(gòu)成的陰電極用導(dǎo)電材料層后，在陰電極用導(dǎo)電材料層的表面上形成微小凹凸部12A，接著，在形成了覆蓋層12B后，根據(jù)光刻術(shù)及干法蝕刻技術(shù)使覆蓋層12B、陰電極用導(dǎo)電材料層形成圖案后，執(zhí)行與[工序610]～[工序630]相同的工序，從而也可以制作圖21所示的電子發(fā)射元件。
或者，作為構(gòu)成覆蓋層的材料，也可以適當(dāng)選擇使該材料的二次電子增益δ比構(gòu)成陰電極的導(dǎo)電性材料的二次電子增益δ大的材料。
另外，也可以在圖19(C)所示的平面型場(chǎng)致發(fā)射元件的電子發(fā)射部16(陰電極12的表面)上形成覆蓋層。在這種情況下，在[工序600]之后，可以在從開口部15的底部露出的陰電極12的表面上形成覆蓋層12B，或者，在[工序600]中，例如，在第1支承體11上形成陰電極用導(dǎo)電材料層后，可以在陰電極用導(dǎo)電材料層上形成覆蓋層12B，接著，根據(jù)光刻術(shù)及干法蝕刻技術(shù)使該層形成圖案。
在圖25(B)中示出火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件的示意局部斷面圖。在火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件中，在第1支承體11上備有包括發(fā)射電子的多個(gè)隆起部112A及由各隆起部112A圍繞的凹部112B的陰電極112。此外，在圖24(B)中，示出將絕緣層13及柵電極14去掉后的示意斜視圖。
對(duì)凹部的形狀并沒(méi)有特別的限定，但典型的形狀大致為球面。這與在該火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法中使用球體并以反映出球體的一部分的方式形成凹部112B有關(guān)。因此，當(dāng)使凹部112B大致為球面時(shí)，凹部112B周圍的隆起部112A為圓環(huán)形，這時(shí)的凹部112B和隆起部112A，整體呈現(xiàn)火山口或火山噴口的形狀。特別是，由于隆起部112A是發(fā)射電子的部分，所以從提高電子發(fā)射效率的觀點(diǎn)考慮其尖端部112C最好是尖銳的。隆起部112A的尖端部112C的輪廓，既可以具有不規(guī)則的凹凸，也可以是光滑的。1個(gè)象素內(nèi)的隆起部112A的配置，既可以是規(guī)則的，也可以是隨機(jī)的。此外，凹部112B，可以由連續(xù)的隆起部112A沿凹部112B的周向圍繞，根據(jù)情況的不同，也可以由不連續(xù)的隆起部112A沿凹部112B的周向圍繞。
在這種火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法中，更具體地說(shuō)，在第1支承體上形成帶狀陰電極的工序，包括在第1支承體上形成覆蓋了多個(gè)球體的帶狀陰電極的工序；通過(guò)除去球體而將覆蓋了球體的陰電極部分除去、從而形成具有發(fā)射電子的多個(gè)隆起部及由各隆起部圍繞且反映了球體形狀的一部分的凹部的陰電極的工序。
最好是通過(guò)球體的狀態(tài)變化和/或化學(xué)變化將球體除去。這里，所謂球體的狀態(tài)變化和/或化學(xué)變化，意味著膨脹、升華、發(fā)泡、產(chǎn)生氣體、分解、燃燒、碳化等變化或這些變化的組合。例如，當(dāng)球體由有機(jī)材料構(gòu)成時(shí)，最好是通過(guò)使球體燃燒而將其除去。球體的除去與覆蓋了球體的陰電極部分的除去，或球體的除去與覆蓋了球體的陰電極、絕緣層及柵電極部分的除去，不一定必須同時(shí)進(jìn)行。例如，當(dāng)將覆蓋了球體的陰電極部分除去后、或進(jìn)一步將絕緣層及柵電極分除去后還殘存著一部分球體時(shí)，只需在這之后將殘存的球體除去即可。
特別是，當(dāng)球體由有機(jī)材料構(gòu)成時(shí)，如使球體例如進(jìn)行燃燒，則將產(chǎn)生例如一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽，并使球體周圍的封閉空間的壓力提高，在超過(guò)了某個(gè)耐壓極限的時(shí)刻將使球體附近的陰電極破裂。借助于該破裂的力，使覆蓋了球體的陰電極部分飛散，從而形成隆起部及凹部，并將球體除去?；蛘?，當(dāng)例如使球體燃燒時(shí)，根據(jù)同樣的機(jī)理，使陰電極、絕緣層及柵電極在超過(guò)了某個(gè)耐壓極限的時(shí)刻破裂。借助于該破裂的力，使覆蓋了球體的陰電極、絕緣層及柵電極部分飛散，從而與隆起部及凹部同時(shí)形成開口部，并將球體除去。即，在將球體除去之前，在絕緣層及柵電極上并不存在開口部，但隨著球體的除去而形成了開口部。這時(shí)，由于球體燃燒的初始過(guò)程在封閉空間內(nèi)進(jìn)行，所以也存在著使球體的一部分碳化的可能性。最好使覆蓋了球體的陰電極部分的厚度薄到可以因破裂而飛散的程度。此外，最好使覆蓋了球體的陰電極、絕緣層及柵電極部分的厚度薄到可以因破裂而飛散的程度，特別是，對(duì)于絕緣層，最好使沒(méi)有覆蓋球體的部分的厚度與球體的直徑基本相等。
在后文所述的[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]中，也可以通過(guò)球體的狀態(tài)變化和/或化學(xué)變化將球體除去，但由于不同時(shí)發(fā)生陰電極的破裂，所以有時(shí)借助于外力簡(jiǎn)便地將其除去。此外，在后文所述的[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]中，在將球體除去之前的時(shí)刻已形成了開口部，但當(dāng)開口部的尺寸大于球體的直徑時(shí)，可以用外力將球體除去。這里，所謂外力，指的是空氣或惰性氣體的噴射壓力、清洗液的噴射壓力、磁吸引力、靜電力、離心力等物理力。此外，在[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]或[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]中，與[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]不同，無(wú)需使覆蓋了球體的陰電極、或在某些情況下進(jìn)一步無(wú)需使絕緣層或柵電極飛散，所以具有使陰電極、絕緣層或柵電極的殘?jiān)y以產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)。
在后文所述的[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]或[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]中使用的球體，至少其表面最好由具有比構(gòu)成陰電極的材料、在某些結(jié)構(gòu)中比構(gòu)成絕緣層或柵電極的材料的各界面張力(表面張力)大的界面張力的材料構(gòu)成。因此，在[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]中，陰電極、絕緣層及柵電極，至少不覆蓋球體的頂部，從而得到從一開始就在絕緣層及柵電極上形成了開口部的狀態(tài)。開口部直徑的大小程度，取決于構(gòu)成陰電極、絕緣層或柵電極的材料的厚度與球體直徑的關(guān)系、陰電極、絕緣層或柵電極的形成方法、構(gòu)成陰電極、絕緣層或柵電極的材料的界面張力(表面張力)。
在后文所述的[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]或[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]中，球體，至少其表面滿足與界面張力有關(guān)的上述條件即可。就是說(shuō)，具有比陰電極、絕緣層及柵電極的各界面張力大的界面張力的部分，可以只是球體的表面也可以是整個(gè)球體，此外，球體的表面和/或整體的構(gòu)成材料，可以是無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料、或無(wú)機(jī)材料與有機(jī)材料的組合的任何一種。在[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]或[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]中，當(dāng)陰電極或柵電極由通常的金屬類材料構(gòu)成、絕緣層由玻璃等氧化硅類的材料構(gòu)成時(shí)，通常，在金屬類材料的表面上存在著由吸附水分產(chǎn)生的羥基、在絕緣層的表面上存在著由SiO鍵的懸空鍵和吸附水分產(chǎn)生的羥基，因而處于親水性強(qiáng)的狀態(tài)。因此，采用具有憎水性表面處理層的球體是特別有效的。作為憎水性表面處理層的構(gòu)成材料，可以舉出氟類樹脂、例如聚四氟乙烯。當(dāng)球體具有憎水性表面處理層時(shí)，如將憎水性表面處理層的內(nèi)側(cè)部分稱作芯材，則芯材的構(gòu)成材料也可以是玻璃、陶瓷、氟類樹脂以外的高分子材料中的任何一種。
構(gòu)成球體的材料，雖然沒(méi)有特別限定，但最好是通用的高分子材料。但是，在聚合度極高或重鍵含有量極多的高分子材料中，當(dāng)燃燒溫度過(guò)高并通過(guò)燃燒除去球體時(shí)，有可能對(duì)陰電極、絕緣層或柵電極產(chǎn)生惡劣影響。因此，最好選擇可以在不產(chǎn)生上述惡劣影響的溫度下燃燒或碳化的高分子材料。特別是，當(dāng)用玻璃膠之類的需要在隨后的工序中進(jìn)行燒結(jié)的材料構(gòu)成絕緣層時(shí)，從減少工時(shí)的觀點(diǎn)考慮，最好選擇在玻璃膠的燒結(jié)溫度下可以燃燒或碳化的高分子材料。由于玻璃膠的典型燒結(jié)溫度約為530℃，所以上述高分子材料的燃燒溫度最好為350℃～500℃左右。作為代表性的高分子材料，可以舉出苯乙烯類、聚氨酯類、丙烯基類、乙烯基類、二乙烯基苯類、三聚氰胺類、甲醛類、聚甲烯類的均聚物或共聚體。或者，作為球體，也可以使用具有附著力的粘結(jié)型的球體，以便確保在第1支承體上的可靠配置。作為粘結(jié)型的球體，例如可以舉出由丙烯基類樹脂構(gòu)成的球體。
或者，例如，可以使用以偏氯乙烯？丙烯腈共聚體為外殼并封裝異丁烷作為發(fā)泡劑的膠囊狀的加熱膨脹型微球體作為球體。在[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]中，當(dāng)使用這種加熱膨脹型微球體并對(duì)加熱膨脹型微球體進(jìn)行加熱時(shí)，外殼的共聚物軟化，并使所封裝的異丁烷氣化膨脹，從而形成粒徑與膨脹前相比約大4倍的圓球形空心體。其結(jié)果是，在[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]中，可以在陰電極上形成發(fā)射電子的隆起部、由隆起部圍繞且反映了球體形狀的一部分的凹部。同時(shí)，除上述凹部和隆起部外，還可以形成貫通柵電極及絕緣層的開口部。此外，加熱膨脹型微球體的受熱膨脹，在本說(shuō)明書中，也包含在將球體除去的概念內(nèi)。在這之后，可以用適當(dāng)?shù)娜軇⒓訜崤蛎浶臀⑶蝮w除去。
在[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]中，可以在將多個(gè)球體配置在第1支承體上之后形成覆蓋球體的陰電極。在這種情況下，或者，在厚后文所述的[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]或[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]中，作為多個(gè)球體在第1支承體上的配置方法，可以舉出將球體散布在第1支承體上的干式法。為了散布球體，例如，可以采用液晶顯示裝置制造領(lǐng)域中的散布用于使板的間隔保持一定的間隔體的技術(shù)。具體地說(shuō)，可以使用從噴嘴以壓縮氣體噴射球體的所謂噴槍。而當(dāng)從噴嘴噴射球體時(shí)，也可以使球體為分散在揮發(fā)性溶劑內(nèi)的狀態(tài)?；蛘撸部梢岳迷陟o電粉體噴漆領(lǐng)域內(nèi)通常使用的裝置和方法。例如，用靜電粉體噴槍將帶負(fù)電的球體向第1支承體噴射。所使用的球體，如后文所述非常小，所以當(dāng)散布在第1支承體上時(shí)例如借助于靜電力附著在第1支承體上，在隨后的工序中也不容易從第1支承體脫落。將多個(gè)球體配置在第1支承體上之后，如對(duì)球體加壓，則可以消除多個(gè)球體在第1支承體上的重疊，從而能以單層將球體緊密地配置在第1支承體上。
或者，如后面的[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其2)]中所述，在第1支承體上形成由將球體和陰電極材料分散在分散介質(zhì)中而形成的組成物構(gòu)成的組成物層，從而將多個(gè)球體配置在第1支承體上，并以由陰電極材料構(gòu)成的陰電極覆蓋球體，然后，可以將分散介質(zhì)除去。作為組成物層的特性，可以是漿液或糊劑，可以根據(jù)所需的上述特性適當(dāng)選擇分散介質(zhì)的組成和粘度。作為在第1支承體上形成組成物層的方法，最好是絲網(wǎng)印刷法。作為典型的陰電極材料，最好是在分散介質(zhì)內(nèi)的沉降速度比球體慢的微粒。作為構(gòu)成上述微粒的材料，可以舉出碳、鋇、鍶、鐵。將分散介質(zhì)除去后，根據(jù)需要進(jìn)行陰電極的燒結(jié)。作為在第1支承體上形成組成物層的方法，可以舉出噴霧法、滴下法、旋轉(zhuǎn)涂敷法、絲網(wǎng)印刷法。此外，在配置球體的同時(shí)，以由陰電極材料構(gòu)成的陰電極覆蓋球體，但根據(jù)組成物層的形成方法的不同，有時(shí)必需進(jìn)行陰電極的圖案形成。
或者，在后文所述的[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]或[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]中，在第1支承體上形成將球體分散在分散介質(zhì)中而構(gòu)成的組成物層、從而將多個(gè)球體配置在第1支承體上之后，可以將分散介質(zhì)除去。作為組成物層的特性，可以是漿液或糊劑，可以根據(jù)所需的上述特性適當(dāng)選擇分散介質(zhì)的組成和粘度。典型的方法是，將異丙醇等有機(jī)溶劑用作分散介質(zhì)，并通過(guò)蒸發(fā)而將分散介質(zhì)除去。作為在第1支承體上形成組成物層的方法，可以舉出噴霧法、滴下法、旋轉(zhuǎn)涂敷法、絲網(wǎng)印刷法。
可是，柵電極和陰電極沿彼此不同的方向(例如，帶狀柵電極的投影圖象與帶狀陰電極12的投影圖象所成的角度為90度)延伸，而且，例如按帶狀形成圖案，并從位于重疊區(qū)域的隆起部發(fā)射電子。因此，從功能上說(shuō)，隆起部只需存在于重疊區(qū)域內(nèi)即可。但是，即使在重疊區(qū)域以外的區(qū)域上也存在著隆起部和凹部，但因該隆起部和凹部為被絕緣層覆蓋的狀態(tài)，也不能起到任何的發(fā)射電子的作用。因此，即使將球體配置在整個(gè)表面上也不存在任何問(wèn)題。
與此不同，當(dāng)將覆蓋了球體的陰電極、絕緣層及柵電極(柵電極)的各部分除去時(shí)，由于每個(gè)球體的配置位置與開口部的形成位置一一對(duì)應(yīng)，所以也在重疊區(qū)域以外的區(qū)域上形成了開口部。以下，將在重疊區(qū)域以外的區(qū)域上形成的開口部稱為「無(wú)效開口部」，以便與用于電子發(fā)射的原來(lái)的開口部區(qū)分開來(lái)?？墒牵词乖谥丿B區(qū)域以外的區(qū)域上形成了無(wú)效開口部，該無(wú)效開口部也不能起到電子發(fā)射元件的任何作用，因而對(duì)在重疊區(qū)域上形成的場(chǎng)致發(fā)射元件的動(dòng)作不會(huì)帶來(lái)任何惡劣影響。其原因在于即使隆起部及凹部在無(wú)效開口部的底部露出，但在無(wú)效開口部的上端部沒(méi)有形成柵電極；或即使在無(wú)效開口部的上端部形成著柵電極，但隆起部及凹部沒(méi)有在底部露出；或隆起部及凹部沒(méi)有在無(wú)效開口部的底部露出、且在上端部沒(méi)有形成柵電極而只露出第1支承體的表面。因此，即使將球體配置在整個(gè)表面上也不存在任何問(wèn)題。此外，在重疊區(qū)域與其以外的區(qū)域的邊界線上形成的孔，包括在開口部?jī)?nèi)。
球體的直徑，可以根據(jù)所需的開口部直徑、凹部的直徑、用場(chǎng)致發(fā)射元件構(gòu)成的顯示裝置的顯示屏面尺寸、象素?cái)?shù)、重疊區(qū)域的尺寸、應(yīng)構(gòu)成1個(gè)象素的場(chǎng)致發(fā)射元件的個(gè)數(shù)選擇，但最好選擇在0.1～10μm的范圍內(nèi)。例如，作為液晶顯示裝置的間隔體銷售的球體，由于具有1～3％的良好的粒徑分布，所以最好使用這種球體。球體的理想形狀為圓球，但也不一定必需是圓球。此外，如上所述，根據(jù)場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法的不同，在配置了球體的部位可能形成開口部或無(wú)效開口部，最好以100～5000個(gè)/mm2的密度將球體配置在第1支承體上。例如，當(dāng)以大約1000個(gè)/mm2的密度將球體配置在第1支承體上時(shí)，假如使重疊區(qū)域的尺寸例如為0.5mm×0.2mm，則在該重疊區(qū)域內(nèi)存在著100個(gè)球體，因而可以形成約100個(gè)隆起部。如在1個(gè)重疊區(qū)域內(nèi)形成個(gè)數(shù)達(dá)到這種程度的隆起部，則大體上可以使由球體的粒徑分布或圓球度的波動(dòng)引起的凹部直徑的波動(dòng)均勻化。
在[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]或后文所述的[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其2)]～[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]中，由構(gòu)成電子發(fā)射部的凹部的形狀反映出球體的一部分形狀。隆起部的尖端部的輪廓，既可以具有不規(guī)則的凹凸，也可以是光滑的，特別是，在[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]或[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其2)]中，由于其尖端部通過(guò)陰電極的破裂而形成，所以隆起部的尖端部易于成為不規(guī)則的形狀。當(dāng)在隆起部上通過(guò)破裂而使尖端部變得尖銳時(shí)，可以使尖端部起到高效率的電子發(fā)射部的作用，因而是有利的。在[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]～[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]中，凹部周圍的隆起部大體上都是圓環(huán)狀，這時(shí)的凹部和隆起部，作為整體呈現(xiàn)火山口或火山噴口的形狀。
第1支承體上的隆起部的配置，既可以是規(guī)則的，也可以是隨機(jī)的，這取決于球體的配置方法。當(dāng)采用上述的干式法或濕式法時(shí)，第1支承體上的隆起部的配置是隨機(jī)的。
在[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]～[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]中，當(dāng)在形成絕緣層后在絕緣層上形成開口部時(shí)，為了不使隆起部的尖端部受到損傷，也可以在得到隆起部后形成保護(hù)膜并在形成開口部后再將保護(hù)膜除去。作為構(gòu)成保護(hù)膜的材料，例如可以使用鉻。
以下，參照?qǐng)D22(A)、(B)、圖23(A)、(B)、圖24(A)、(B)及圖25(A)、(B)，說(shuō)明[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]的場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法，圖22(A)、圖23(A)、圖24(A)是示意的局部端面圖，圖25(A)和(B)是示意的局部斷面圖，圖22(B)、圖23(B)、圖24(B)是示意地示出比圖22(A)、圖23(A)、圖24(A)寬的范圍的局部斜視圖。
首先，在第1支承體11上形成覆蓋了多個(gè)球體70的陰電極112。具體地說(shuō)，先將球體70配置在例如由玻璃構(gòu)成的第1支承體11的整個(gè)表面上。球體70，例如由聚甲烯類的高分子材料構(gòu)成，平均直徑約為5μm，粒徑分布小于1％。用噴槍以大約1000個(gè)/mm2的密度將球體70隨機(jī)地配置在第1支承體上。使用噴槍的散布，可以是將球體與揮發(fā)性溶劑混合噴射的方式、或就以原來(lái)的粉末狀態(tài)從噴嘴噴射的方式。所配置的球體70，以靜電力保持在第1支承體上。該狀態(tài)示于圖22(A)和(B)。
接著，在球體70及第1支承體11上形成陰電極112。形成陰電極112后的狀態(tài)，示于圖23(A)和(B)。陰電極112，可以通過(guò)將碳糊劑按帶狀進(jìn)行絲網(wǎng)印刷而形成。這時(shí)，由于球體70配置在第1支承體11的整個(gè)表面上，所以如圖23(B)所示在球體70中當(dāng)然也有未被陰電極112覆蓋的球體。然后，例如使陰電極112在150℃下進(jìn)行干燥，以便將陰電極112中所含有的水分和溶劑除去、且使陰電極112平整化。在該溫度下，球體70不發(fā)生任何的狀態(tài)變化和/或化學(xué)變化。此外，也可以代替如上所述的使用碳糊劑的絲網(wǎng)印刷而在整個(gè)表面上形成構(gòu)成陰電極112的陰電極用導(dǎo)電材料層，并用光刻術(shù)及干法蝕刻技術(shù)使該陰電極用導(dǎo)電材料層形成圖案，從而形成帶狀陰電極112。當(dāng)采用光刻術(shù)時(shí)，通常用旋轉(zhuǎn)涂敷法形成抗蝕劑層，但只要旋轉(zhuǎn)涂敷時(shí)的第1支承體11的轉(zhuǎn)速為500rpm左右、旋轉(zhuǎn)時(shí)間為幾秒鐘左右，就能使球體70保持在第1支承體11上，而不會(huì)脫落或移位。
接著，通過(guò)將球體70除去，將覆蓋了球體70的陰電極112的部分除去，從而形成具有發(fā)射電子的多個(gè)隆起部112A及由各隆起部112A圍繞且反映了球體70的形狀的一部分的凹部112B的陰電極112。該狀態(tài)示于圖24(A)和(B)。具體地說(shuō)，在進(jìn)行陰電極112的燒結(jié)的同時(shí)，通過(guò)在大約530℃下的加熱而使球體70燃燒。隨著球體70的燃燒，使封閉著球體70的封閉空間的壓力提高，并在超過(guò)了某個(gè)耐壓極限的時(shí)刻使覆蓋球體70的陰電極112的部分破裂而被除去。其結(jié)果是，在第1支承體11上形成的陰電極112的一部分上，形成隆起部112A及凹部112B，此外，在將球體70除去后，如留有一部分球體殘?jiān)?，則可以根據(jù)構(gòu)成所使用的球體的材料而用適當(dāng)?shù)那逑匆簩堅(jiān)ァ?br> 在這之后，在陰電極112及第1支承體11上形成絕緣層13。具體地說(shuō)，例如，將玻璃膠在整個(gè)表面上按大約5μm的厚度進(jìn)行絲網(wǎng)印刷。然后，例如使絕緣層13在150℃下進(jìn)行干燥，以便將絕緣層13內(nèi)所含有的水分和溶劑除去且使絕緣層13平整化。此外，也可以代替如上所述的使用玻璃膠的絲網(wǎng)印刷而例如用等離子CVD法形成SiO2膜。
然后，在絕緣層13上，形成帶狀柵電極14(參照?qǐng)D25(A))。柵電極14，例如可以通過(guò)將碳糊劑按帶狀進(jìn)行絲網(wǎng)印刷而形成。這時(shí)的帶狀柵電極14的投影圖象的延伸方向，與帶狀陰電極112的投影圖象的延伸方向構(gòu)成90度的角度。接著，例如使柵電極14在150℃下進(jìn)行干燥，以便將柵電極14內(nèi)所含有的水分和溶劑除去且使柵電極14平整化，然后，對(duì)構(gòu)成柵電極14及絕緣層13的材料進(jìn)行燒結(jié)。此外，也可以代替如上所述的使用碳糊劑的絲網(wǎng)印刷而在絕緣層13的整個(gè)表面上形成構(gòu)成柵電極14的柵電極材料層，接著，用通常的光刻術(shù)及干法蝕刻技術(shù)使柵電極材料層形成圖案，[工序850]在這之后，在柵電極14的投影圖象與陰電極112的投影圖象重疊的重疊區(qū)域內(nèi)，在柵電極14及絕緣層13上形成開口部15，從而使多個(gè)隆起部112A及凹部112B在開口部15的底部露出。開口部15的形成，當(dāng)用通常的光刻術(shù)形成抗蝕劑掩模時(shí)，可以通過(guò)使用抗蝕劑掩模的蝕刻進(jìn)行。但是，最好在可以對(duì)陰電極112確保足夠高的蝕刻選擇比的條件下進(jìn)行蝕刻?；蛘?，最好在形成隆起部112A后例如形成由鉻構(gòu)成的保護(hù)層并在形成開口部15后將保護(hù)層除去。然后，再將抗蝕劑掩模除去。這樣，即可得到圖25(B)所示的場(chǎng)致發(fā)射元件。
另外，作為[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]的制造方法的變形例，也可以在執(zhí)行[工序810]之后執(zhí)行[工序830]～[工序850]，接著再執(zhí)行[工序820]。在這種情況下，可以同時(shí)進(jìn)行球體的燃燒和構(gòu)成柵電極14及絕緣層13的材料的燒結(jié)。
或者，在執(zhí)行[工序810]之后執(zhí)行[工序830]，進(jìn)一步，在與[工序840]相同的工序中，在絕緣層上形成沒(méi)有開口部的帶狀柵電極，然后再執(zhí)行[工序820]。按照這種方式，可以將覆蓋了球體70的陰電極112、絕緣層13及柵電極14的各部分除去，從而在形成貫通柵電極14及絕緣層13的開口部15的同時(shí)在位于開口部的底部的陰電極112上形成由發(fā)射電子的隆起部112A及由各隆起部112圍繞A且反映了球體70的形狀的一部分的凹部112B構(gòu)成的電子發(fā)射部。即，隨著球體70的燃燒，使封閉著球體70的封閉空間的壓力提高，并在超過(guò)了某個(gè)耐壓極限的時(shí)刻使覆蓋球體70的部分的陰電極112、絕緣層13及柵電極14破裂，從而與隆起部112A及凹部112B同時(shí)形成開口部，并將球體70除去。開口部，貫通柵電極14及絕緣層13，而且反映著球體70的形狀的一部分。此外，在開口部的底部，留下發(fā)射電子的隆起部112A及由各隆起部112A圍繞且反映了球體70的形狀的一部分的凹部112B。
以下，參照?qǐng)D26(A)～(C)說(shuō)明[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其2)]的制造方法，與[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]的制造方法的不同點(diǎn)在于，將多個(gè)球體70配置在第1支承體11上的工序，由如下的工序構(gòu)成，即在第1支承體11上形成由將球體70和陰電極材料分散在分散介質(zhì)中而形成的組成物構(gòu)成的組成物層71、從而將多個(gè)球體70配置在第1支承體11上并以由陰電極材料構(gòu)成的陰電極112覆蓋球體、然后將分散介質(zhì)除去，即構(gòu)成濕式法。
首先，在第1支承體11上形成多個(gè)球體70。具體地說(shuō)，在第1支承體11上形成將球體70和陰電極材料71B分散在分散介質(zhì)71A中而形成的組成物構(gòu)成的組成物層71。即，例如，將異丙醇用作分散介質(zhì)71A，并將平均直徑約為5μm的由聚甲烯類的高分子材料構(gòu)成的球體70和作為陰電極材料71B的平均直徑約為0.05μm的碳粒子分散在分散介質(zhì)71A中而構(gòu)成組成物，將該組成物按帶狀在第1支承體11上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷并形成組成物層71。在圖26(A)中，示出組成物層71的剛形成后的狀態(tài)。
在保持在第1支承體11上的組成物層71中，球體70不久便開始沉降并配置在第1支承體11上，同時(shí)，陰電極材料71B也沉降在球體70乃至整個(gè)第1支承體11上，并形成由陰電極材料71B構(gòu)成的陰電極112。按照這種方式，即可將多個(gè)球體70配置在第1支承體11上，并以由以由陰電極材料71B構(gòu)成的陰電極112覆蓋球體70。該狀態(tài)示于圖26(B)，[工序920]在這之后，例如通過(guò)蒸發(fā)將分散介質(zhì)71A除去。該狀態(tài)示于圖26(C)。
接著，通過(guò)執(zhí)行與[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]的[工序820]～[工序850]相同的工序、或執(zhí)行[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]的制造方法的變形例，可以完成與圖25(B)所示相同的場(chǎng)致發(fā)射元件。
以下，說(shuō)明[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]的制造方法，更具體地說(shuō)，在第1支承體上形成帶狀陰電極的工序，包括將多個(gè)球體配置在第1支承體上的工序；在第1支承體上設(shè)置具有發(fā)射電子的多個(gè)隆起部及由各隆起部圍繞且反映了球體形狀的一部分的凹部并在球體的周圍形成各隆起部的陰電極的工序；將球體除去的工序。多個(gè)球體在第1支承體上的配置，通過(guò)球體的散布進(jìn)行。此外，球體還具有憎水性表面處理層。以下，參照?qǐng)D27(A)～(C)說(shuō)明[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]。
首先，將多個(gè)球體170配置在第1支承體11上。具體地說(shuō)，將多個(gè)球體170配置在由玻璃基板構(gòu)成的第1支承體11的整個(gè)表面上。該球體170，通過(guò)以由聚四氟乙烯類樹脂構(gòu)成的表面處理層170B包覆例如由二乙烯基苯類的高分子材料構(gòu)成的芯材170A而構(gòu)成，其平均直徑約為5μm，粒徑分布小于1％。用噴槍以大約1000個(gè)/mm2的密度將球體170隨機(jī)地配置在第1支承體上。所配置的球體170，以靜電力吸附在第1支承體上。到此為止的工序結(jié)束后的狀態(tài)，示于圖27(A)。
接著，在第1支承體11上設(shè)置具有發(fā)射電子的多個(gè)隆起部112A及由各隆起部112A圍繞且反映了球體170的形狀的一部分的凹部112B并在球體170的周圍形成各隆起部112A的陰電極112。具體地說(shuō)，與[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]中所述相同，例如將碳糊劑按帶狀進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，但在[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]中，球體170的表面因設(shè)有表面處理層170B而帶有憎水性，所以在球體170上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的碳糊劑立即被彈回而落下，并沉積在球體170的周圍而形成隆起部112A。隆起部112A的尖端部112C，不像[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]時(shí)那么尖銳。進(jìn)入到球體170和第1支承體11之間的陰電極112的部分，構(gòu)成凹部112B。在圖27(B)中，示出在陰電極112與球體170之間存在間隙的狀態(tài)，但陰電極112與球體170有時(shí)彼此接觸。在這之后，使陰電極112例如在150℃下進(jìn)行干燥。到此為止的工序結(jié)束后的狀態(tài)，示于圖27(B)。
接著，通過(guò)對(duì)球體170施加外力，將球體170從第1支承體11上除去。作為具體的除去方法，可以舉出清洗或噴射壓縮氣體。到此為止的工序結(jié)束后的狀態(tài)，示于圖27(C)。此外，球體的除去，還可以通過(guò)球體的狀態(tài)變化和/或化學(xué)變化進(jìn)行，更具體地說(shuō)，例如也可以通過(guò)燃燒將球體除去。在以下說(shuō)明的[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]中也是一樣。
在這之后，通過(guò)執(zhí)行[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]的[工序830]～[工序850]，可以得到與圖25(B)所示大致相同的場(chǎng)致發(fā)射元件。
另外，作為[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]的制造方法的變形例，也可以在[工序1010]之后執(zhí)行[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]的[工序830]～[工序850]，接著再執(zhí)行[工序1020]。
以下，說(shuō)明[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]的制造方法，更具體地說(shuō)，在第1支承體上形成帶狀陰電極的工序，包括將多個(gè)球體配置在第1支承體上的工序；在第1支承體上設(shè)置具有發(fā)射電子的多個(gè)隆起部及由各隆起部圍繞且反映了球體形狀的一部分的凹部并在球體的周圍形成各隆起部的陰電極的工序；將球體除去的工序。此外，當(dāng)在整個(gè)表面設(shè)置絕緣層時(shí)，在陰電極及第1支承體上設(shè)置在球體的上方形成了開口部的絕緣層。球體的除去，在開口部形成后進(jìn)行。在[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]的場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法中，多個(gè)球體在第1支承體上的配置，通過(guò)球體的散布進(jìn)行。此外，球體還具有憎水性表面處理層。以下，參照?qǐng)D28(A)、(B)及圖29(A)、(B)說(shuō)明[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)]。
首先，將多個(gè)球體170配置在第1支承體11上。具體地說(shuō)，執(zhí)行與[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]的[工序1000]相同的工序。
在這之后，在第1支承體11上設(shè)置具有發(fā)射電子的多個(gè)隆起部112A及由各隆起部112A圍繞且反映了球體170的形狀的一部分的凹部112B并在球體170的周圍形成各隆起部112A的陰電極112。具體地說(shuō)，執(zhí)行與[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)]的[工序1010]相同的工序。
接著，在陰電極112及第1支承體11上設(shè)置在球體170的上方形成了開口部15A的絕緣層113。具體地說(shuō)，例如，將玻璃膠在整個(gè)表面上按大約5μm的厚度進(jìn)行絲網(wǎng)印刷。使用玻璃膠的絲網(wǎng)印刷，可以按照與[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]同樣的方式進(jìn)行，但是，球體170的表面因設(shè)有表面處理層170B而帶有憎水性，所以在球體170上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的玻璃膠立即被彈回而落下，絕緣層113在球體170之上的部分由于自身的表面張力而收縮。其結(jié)果是，使球體170的頂部在開口部15A內(nèi)露出而沒(méi)有被絕緣層113覆蓋。該狀態(tài)示于圖28(A)。在圖示的例中，開口部15A的上端部的直徑大于球體170的直徑，但當(dāng)表面處理層170B的界面張力小于玻璃膠的界面張力時(shí)，存在著使開口部15A的直徑縮小的傾向。相反，當(dāng)表面處理層170B的界面張力遠(yuǎn)大于玻璃膠的界面張力時(shí)，易于使開口部15A的直徑增大。在這之后，例如使絕緣層113在150℃下進(jìn)行干燥。
接著，在絕緣層113上形成具有與開口部15A連通的開口部15B的柵電極114。具體地說(shuō)，將碳糊劑按帶狀進(jìn)行絲網(wǎng)印刷。使用碳糊劑的絲網(wǎng)印刷，可以按照與[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]同樣的方式進(jìn)行，但是，球體170的表面因設(shè)有表面處理層170B而帶有憎水性，所以在球體170上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的碳糊劑立即被彈回而落下，并由于自身的表面張力而收縮，從而構(gòu)成只附著在絕緣層113的表面上的狀態(tài)。這時(shí)，柵電極114，如圖所示，有時(shí)也形成為從絕緣層113的開口端部向開口部15A內(nèi)轉(zhuǎn)入一些的狀態(tài)。在這之后，例如使柵電極114在150℃下進(jìn)行干燥。到此為止的工序結(jié)束后的狀態(tài)，示于圖28(B)。此外，當(dāng)表面處理層170B的界面張力小于碳糊劑的界面張力時(shí)，存在著使開口部15A的直徑縮小的傾向。相反，當(dāng)表面處理層170B的界面張力遠(yuǎn)大于碳糊劑的界面張力時(shí)，易于使開口部15A的直徑增大。
接著，將在開口部15A、15B的底部露出的球體170除去，具體地說(shuō)，在進(jìn)行陰電極112、絕緣層113及柵電極114的燒結(jié)的同時(shí)，通過(guò)在玻璃膠的典型燒結(jié)溫度即大約530℃下的加熱而使球體170燃燒。這時(shí)，與[火山口型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)]不同，在絕緣層113及柵電極114上從一開始就形成了開口部15A、15B，所以，陰電極112、絕緣層113、柵電極114的部分不會(huì)飛散，并能快速地將球體170除去。此外，當(dāng)開口部15A、15B的上端部的直徑大于球體170的直徑時(shí)，不使球體170燃燒也能例如利用清洗或噴射壓縮氣體等外力將球體170除去。到此為止的工序結(jié)束后的狀態(tài)，示于圖29(A)。
在這之后，如對(duì)與開口部15A的側(cè)壁面對(duì)應(yīng)的絕緣層113的一部分進(jìn)行各向同性蝕刻，則可以完成圖29(B)所示的場(chǎng)致發(fā)射元件。這里，柵電極114的端部朝向下方，這種狀態(tài)對(duì)提高開口部15內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度是有利的。
在圖30(A)中示出刃型場(chǎng)致發(fā)射元件的示意局部斷面圖。該刃型場(chǎng)致發(fā)射元件，由在第1支承體11上形成的帶狀陰電極212、在第1支承體11及陰電極212上形成的絕緣層13、在絕緣層13上形成的帶狀柵電極14構(gòu)成，在柵電極14及絕緣層13上設(shè)置開口部15。使陰電極212的刃口部212A在開口部15的底部露出。通過(guò)對(duì)陰電極212及柵電極214施加電壓，從陰電極212的刃口部212A發(fā)射電子另外，如圖30(B)所示，也可以在開口部15內(nèi)的陰電極212的下邊的第1支承體11上形成凹部11A?；蛘撸鐖D30(C)中的示意局部斷面圖所示，也可以由在第1支承體11上形成的第1柵電極14A、在第1支承體11上及第1柵電極14A上形成的第1絕緣層13A、在第1絕緣層13A上形成的陰電極212、在第1絕緣層13A及陰電極212上形成的第2絕緣層13B、在第2絕緣層13B上形成的第2柵電極14B構(gòu)成。另外，在第2柵電極14B、第2絕緣層13B、陰電極212及第1絕緣層13A上設(shè)置開口部15，并使陰電極212的刃口部212A在開口部15的底部露出。通過(guò)對(duì)陰電極212及第1柵電極14A、第2柵電極14B施加電壓，從陰電極212的刃口部212A發(fā)射電子以下，例如，參照第1支承體等的示意局部端面圖即圖31(A)～(C)說(shuō)明圖30(C)中示出的刃型場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法。
首先，例如用濺射法在由玻璃基板構(gòu)成的第1支承體11上形成厚約0.2μm的鎢膜，并用光刻術(shù)及干法蝕刻技術(shù)按通常的步驟使該鎢膜形成帶狀圖案，從而形成第1柵電極14A。接著，在整個(gè)表面上形成由SiO2構(gòu)成的厚約0.3μm的第1絕緣層1 3A后，在第1絕緣層13A上形成由鎢構(gòu)成的帶狀陰電極212(參照?qǐng)D31(A))。
在這之后，在整個(gè)表面上形成例如由SiO2構(gòu)成的厚約0.7μm的第2絕緣層13B，然后，在第2絕緣層13B上形成帶狀的第2柵電極14B(參照?qǐng)D31(B))。關(guān)于第2柵電極14B的構(gòu)成材料及厚度，可以與第1柵電極14A相同，也可以不同。
接著，在整個(gè)表面上形成抗蝕劑層67之后，在抗蝕劑層67上形成抗蝕劑開口部67A，以使第2柵電極14B的表面露出一部分?？刮g劑開口部67A的平面形狀為矩形。矩形的長(zhǎng)邊約為100μm，短邊為幾μm～10μm。接著，例如用RIE法對(duì)在抗蝕劑開口部67A的底面露出的第2柵電極14B進(jìn)行各向異性蝕刻，并形成開口部。然后，對(duì)在開口部的底面露出的第2絕緣層13B進(jìn)行各向同性蝕刻，并形成開口部(參照?qǐng)D31(C))。由于用SiO2形成第2絕緣層13B，所以進(jìn)行使用了緩沖氟氫酸水溶液的濕法蝕刻。在第2絕緣層13B上形成的開口部的壁面，從在第2柵電極14B上形成的開口部的開口端面后退，這時(shí)的后退量可以由蝕刻時(shí)間的長(zhǎng)短進(jìn)行控制。這里，將濕法蝕刻進(jìn)行到在第2絕緣層13B上形成的開口部的下端從在第2柵電極14B上形成的開口部的開口端面后退為止。
然后，根據(jù)以離子為主蝕刻粒子的條件對(duì)在開口部的底部露出的陰電極212進(jìn)行干法蝕刻。在以離子為主蝕刻粒子的干法蝕刻中，可以通過(guò)對(duì)被蝕刻物施加偏壓或利用等離子體與磁場(chǎng)的相互作用使作為帶電粒子的離子加速，所以，一般進(jìn)行各向異性蝕刻，并且被蝕刻物的加工面為垂直壁。但是，在該工序中，在等粒子體內(nèi)的主蝕刻粒子中還存在著一些具有非垂直角度的入射分量，而且開口部的端部的散射也產(chǎn)生這種傾斜的入射分量，所以，在陰電極112的露出面上，主蝕刻粒子仍會(huì)以一定的概率入射到因開口部的遮擋而使離子本來(lái)達(dá)不到的區(qū)域內(nèi)。這時(shí)，相對(duì)于第1支承體11的法線的入射角較小的主蝕刻粒子入射概率高，而入射角較大的主蝕刻粒子入射概率低。
因此，雖然在陰電極212上形成的開口部的上端部的位置與在第2絕緣層13B上形成的開口部的下端部的位置大體上一致，但在陰電極212上形成的開口部的下端部的位置為從其上端部伸出的狀態(tài)。就是說(shuō)，陰電極212的刃口部212A的厚度，在伸出方向的前端部逐漸變薄，并使刃口部212A變得尖銳。例如，可以將SF6用作蝕刻氣體而對(duì)陰電極212進(jìn)行良好的加工。
接著，對(duì)在陰電極212上形成的開口部的底部露出的第1絕緣層13A進(jìn)行各向同性蝕刻，并在第1絕緣層13A上形成開口部，從而完成開口部15。在本工序中，進(jìn)行使用了緩沖氟氫酸水溶液的濕法蝕刻。在第1絕緣層13A上形成的開口部的壁面，從在陰電極212上形成的開口部的下端面后退。這時(shí)的后退量可以由蝕刻時(shí)間的長(zhǎng)短進(jìn)行控制。在開口部15完成后，將抗蝕劑層67除去，即可得到圖30(C)所示的結(jié)構(gòu)。
以下，參照第1支承體等的示意局部端面圖即圖32(A)、(B)、圖33(A)、(B)及圖34(A)、(B)，說(shuō)明以上在[錐型場(chǎng)致發(fā)射元件]中說(shuō)明過(guò)的錐型場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法的變形例，該錐型場(chǎng)致發(fā)射元件(參照?qǐng)D35)，基本上根據(jù)以下的工序制作。即，(a)在第1支承體11上形成陰電極12的工序；(b)在包括陰電極12的第1支承體11上形成絕緣層13的工序；(c)在絕緣層13上形成柵電極14的工序；(d)至少在絕緣層13上形成使陰電極12在底部露出的開口部15的工序；(e)在包括開口部15的內(nèi)表面的整個(gè)表面上形成電子發(fā)射部形成用的導(dǎo)電材料層81的工序；(f)在導(dǎo)電材料層81上形成掩模材料層82、用以遮蔽位于開口部15的中央部的導(dǎo)電材料層81的工序；(g)在使導(dǎo)電材料層81的垂直于第1支承體11的方向上的蝕刻速度比掩模材料層82的垂直于第1支承體11的方向上的蝕刻速度快的條件下對(duì)導(dǎo)電材料層81和掩模材料層82進(jìn)行蝕刻從而在從開口部15內(nèi)露出的陰電極12上形成前端部具有錐形形狀的電子發(fā)射電極16E的工序。
首先，在例如通過(guò)在玻璃基板上形成厚約0.6μm的SiO2層而形成的第1支承體11上設(shè)置由鉻(Cr)構(gòu)成的陰電極12。具體地說(shuō)，在第1支承體11上，例如用濺射法或CVD法淀積由鉻構(gòu)成的陰電極用導(dǎo)電材料層，并使該陰電極用導(dǎo)電材料層形成圖案，即可形成多個(gè)陰電極12。例如，使陰電極12的寬度為50μm，并使陰電極12之間的間隔為30μm。然后，在整個(gè)表面上，具體地說(shuō)，在陰電極112及第1支承體11上，利用將TEOS(四乙氧基硅烷)用作原料氣的CVD法形成由SiO2構(gòu)成的絕緣層13。使絕緣層13的厚度約為1μm。接著，在絕緣層13的整個(gè)表面上，形成在與陰電極12正交的方向上平行延伸的帶狀柵電極14。
然后，在帶狀陰電極12與帶狀柵電極14的重疊區(qū)域、即1個(gè)象素區(qū)域內(nèi)，形成貫通柵電極14及絕緣層13的開口部15。開口部15的平面形狀，例如為直徑0.3μm的圓形。開口部15，通常在1個(gè)象素區(qū)域(重疊區(qū)域)內(nèi)形成幾百個(gè)乃至幾千個(gè)左右。為形成開口部15，將用通常的光刻術(shù)形成的抗蝕劑層作為掩模，首先在柵電極14上形成開口部15，接著，在絕緣層13上形成開口部15。在RIE(反應(yīng)性離子蝕刻)后，通過(guò)磨光而將抗蝕劑層除去(參照?qǐng)D32(A))。
接著，用濺射法在整個(gè)表面上形成粘接層80(參照?qǐng)D32(B))。該粘接層80，是為提高在未形成柵電極14的區(qū)域及開口部15的側(cè)壁面露出的絕緣層13與在隨后的工序中在整個(gè)表面上形成的導(dǎo)電材料層81之間的粘接性而設(shè)置的層。在用鎢形成導(dǎo)電材料層81的前提下，用DC濺射法按0.07μm的厚度形成由鎢構(gòu)成的粘接層80。
接著，在包括開口部15的內(nèi)表面的整個(gè)表面上，用氫還原減壓CVD法形成厚約0.6μm的由鎢構(gòu)成的電子發(fā)射部形成用的導(dǎo)電材料層81(參照?qǐng)D33(A))。在所形成的導(dǎo)電材料層81的表面上，形成反映了開口部15的上端面與底面之間的臺(tái)階高差的凹部81A。
接著，形成掩模材料層82，用以遮蔽位于開口部15的中央部的導(dǎo)電材料層81(具體地說(shuō)，為凹部81A)。具體地說(shuō)，首先，用旋轉(zhuǎn)涂敷法在導(dǎo)電材料層81上形成厚度為0.35μm的抗蝕劑層作為掩模材料層82(參照?qǐng)D33(B))。掩模材料層82，吸收了導(dǎo)電材料層81的凹部81A，從而形成基本平整的表面。然后，利用使用了含氧氣體的RIE法對(duì)掩模材料層82進(jìn)行蝕刻。在露出了導(dǎo)電材料層81的平整面的時(shí)刻結(jié)束該蝕刻。按照這種方式，即可留下將導(dǎo)電材料層81的凹部81A填平的掩模材料層82(參照?qǐng)D34(A))。
接著，對(duì)導(dǎo)電材料層81、掩模材料層82及粘接層80進(jìn)行蝕刻，并形成圓錐形的電子發(fā)射電極16E(參照?qǐng)D34(B))。這些層的蝕刻，在使導(dǎo)電材料層81的蝕刻速度比掩模材料層82的蝕刻速度快的各向異性蝕刻條件下進(jìn)行。在以下的表2內(nèi)示出蝕刻條件的例。
[導(dǎo)電材料層81等的蝕刻條件]SF6流量150SCCMO2流量 30SCCM
Ar流量 90SCCM壓力35PaRF功率 0.7kW(13.56MHz)[工序1350]在這之后，當(dāng)在各向同性的蝕刻條件下在開口部15的內(nèi)部使在絕緣層13上形成的開口部15的側(cè)壁面后退時(shí)，可以完成圖35所示的場(chǎng)致發(fā)射元件。各向同性的蝕刻，可以通過(guò)化學(xué)干法蝕刻之類的將原子團(tuán)用作主蝕刻粒子的干法蝕刻、或使用蝕刻液的濕法蝕刻進(jìn)行。作為蝕刻液，例如可以使用49％的氫氟酸水溶液與純水的1∶100(容積比)混合液。
這里，參照?qǐng)D36(A)、(B)說(shuō)明在[工序1340]中形成電子發(fā)射電極16E的機(jī)理。圖36(A)，是表示被蝕刻物的表面輪廓隨著蝕刻的進(jìn)行怎樣按一定時(shí)間間隔變化的示意圖，圖36(B)是表示蝕刻時(shí)間與開口部15的中心的被蝕刻物厚度的關(guān)系的曲線圖。設(shè)開口部15的中心的掩模材料層的厚度為hp、開口部15的中心的電子發(fā)射電極16E的高度為he。
在表2給出的蝕刻條件，導(dǎo)電材料層81的蝕刻速度，當(dāng)然比由抗蝕劑材料構(gòu)成的掩模材料層82的蝕刻速度快。在掩模材料層82不存在的區(qū)域內(nèi)，導(dǎo)電材料層81立即開始進(jìn)行蝕刻，所以被蝕刻物的表面迅速下降。與此相反，在存在著掩模材料層82的區(qū)域內(nèi)，如開始時(shí)不將掩模材料層82除去，則對(duì)其下面的導(dǎo)電材料層81的蝕刻就不能開始，所以，在對(duì)掩模材料層82進(jìn)行蝕刻時(shí)，被蝕刻物厚度的減少速度降低(hp減少區(qū)間)，只有在掩模材料層82已經(jīng)消失的時(shí)刻被蝕刻物厚度的減少速度才加快到與不存在掩模材料層82的區(qū)域相同的速度(he減少區(qū)間)。he減少區(qū)間的開始時(shí)間，在掩模材料層82具有最大厚度的開口部15的中心最慢，在靠近掩模材料層82的厚度薄的開口部15的周邊區(qū)域開始得早。按照這種方式，即可形成圓錐形的電子發(fā)射電極16E。
導(dǎo)電材料層81的蝕刻速度與由抗蝕劑材料構(gòu)成的掩模材料層82的蝕刻速度比，稱為「抗蝕劑選擇比」。該抗蝕劑選擇比，是決定電子發(fā)射電極16E的高度和形狀的重要因素，以下參照?qǐng)D37(A)～C)對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。圖37(A)示出抗蝕劑選擇比較小時(shí)電子發(fā)射電極16E的形狀，圖37(C)示出抗蝕劑選擇比較大時(shí)電子發(fā)射電極16E的形狀，圖37(B)示出抗蝕劑選擇比為兩者的中間值時(shí)電子發(fā)射電極16E的形狀?？梢钥闯?，抗蝕劑選擇比越大，導(dǎo)電材料層81的膜厚減少與掩模材料層82的膜厚減少相比越快，所以，電子發(fā)射電極16E變得較高且尖銳。抗蝕劑選擇比，隨O2流量對(duì)SF6流量的比例的提高而降低。此外，當(dāng)采用可以同時(shí)并用基板偏壓而使離子的入射能量變化的蝕刻裝置時(shí)，通過(guò)提高RF偏壓功率或減低施加偏壓用的交流電源的頻率，可以減小抗蝕劑選擇比?？刮g劑選擇比的值，可選擇在1.5以上、最好為2以上，3以上更為理想。
另外，在上述的蝕刻中，當(dāng)然必需對(duì)柵電極14或陰電極12確保高的選擇比，在表2給出的條件下不存在任何問(wèn)題。其原因是，構(gòu)成柵電極14或陰電極12的材料，幾乎不能用含氟的蝕刻粒子進(jìn)行蝕刻，但在上述條件下，可以得到大約10以上的蝕刻選擇比。
錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形2，是錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形1的變形。在制造方法的變形2中，可以使由掩模材料層遮蔽的位于開口部15的中央部的導(dǎo)電材料層的區(qū)域比制造方法的變形1狹窄。即，在制造方法的變形2中，在導(dǎo)電材料層的表面上形成反映開口部的上端面與底面之間的臺(tái)階高差并由柱狀部和與該柱狀部的上端連通的擴(kuò)大部構(gòu)成的大致呈漏斗狀的凹部，并在工序(f)中在導(dǎo)電材料層的整個(gè)表面上形成掩模材料層，然后，在與第1支承體的表面平行的面內(nèi)將掩模材料層和導(dǎo)電材料層除去，從而在柱狀部?jī)?nèi)留下掩模材料層。
以下，參照第1支承體等的示意局部端面圖即圖38(A)、(B)、圖39(A)、(B)及圖40(A)、(B)，說(shuō)明錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形2。
首先，在第1支承體11上形成陰電極12。陰電極用導(dǎo)電材料層，例如用DC濺射法按如下順序?qū)⒏鲗訉盈B而形成層疊膜，即TiN層(厚0.1μm)、Ti層(厚5nm)、AiCu層(厚0.4μm)、Ti層(厚5nm)、TiN層(厚0.02μm)及Ti層(厚0.02μm)，接著，使該層疊膜形成帶狀圖案。此外，在圖中以單層示出陰電極12。然后，在整個(gè)表面上，具體地說(shuō)，在第1支承體11及陰電極12上，根據(jù)將TEOS(四乙氧基硅烷)用作原料氣的CVD法形成厚度為0.7μm的絕緣層13。接著，在絕緣層13上形成帶狀柵電極14。
進(jìn)一步，在整個(gè)表面上例如形成由SiO2構(gòu)成的厚度為0.2μm的蝕刻停止層83。蝕刻停止層83，在場(chǎng)致發(fā)射元件的功能上并不是必不可少的構(gòu)件，但當(dāng)在隨后的工序中對(duì)導(dǎo)電材料層81進(jìn)行蝕刻時(shí)起著保護(hù)柵電極14的作用。此外，當(dāng)柵電極14對(duì)導(dǎo)電材料層81的蝕刻條件具有足夠高的耐蝕刻性時(shí)，可以將蝕刻停止層83省略。在這之后，用RIE法形成貫通蝕刻停止層83、柵電極14、絕緣層13并使陰電極12在底部露出的開口部15。按照這種方式，可以得到圖38(A)所示的狀態(tài)。
接著，在包括開口部15的內(nèi)表面的整個(gè)表面上形成例如厚約0.03μm的由鎢構(gòu)成的粘接層80(參照?qǐng)D38(B))。然后，在包括開口部15的內(nèi)表面的整個(gè)表面上形成電子發(fā)射部形成用的導(dǎo)電材料層81。但是，對(duì)制造方法的變形2中的導(dǎo)電材料層81，選擇該導(dǎo)電材料層81的厚度，以便能在表面上生成比制造方法的變形1中所述的凹部81A深的凹部81A。即，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定導(dǎo)電材料層81的厚度，可以在導(dǎo)電材料層81的表面上生成反映開口部的上端面與底面的臺(tái)階高差并由柱狀部81B和與該柱狀部81B的上端連通的擴(kuò)大部81C構(gòu)成的大致呈漏斗狀的凹部81A。
接著，例如用非電解電鍍法在導(dǎo)電材料層81的整個(gè)表面上形成厚約0.5μm的由銅(Cu)構(gòu)成的掩模材料層82(參照?qǐng)D39(A))。在以下的表3中給出非電解電鍍條件的例。
電鍍液硫酸銅(CuSO4·5H2O) 7g/升甲醛水(37％HCHO) 20ml/升氫氧化鈉(NaOH) 10g/升酒石酸鈉鉀 20g/升電鍍液溫度50℃[工序1430]在這之后，在與第1支承體11的表面平行的面內(nèi)將掩模材料層82和導(dǎo)電材料層81除去，從而在柱狀部81B內(nèi)留下掩模材料層82(參照?qǐng)D39(B))。該除去，例如可以用化學(xué)機(jī)械研磨法(CMP法)進(jìn)行。
接著，在使導(dǎo)電材料層81和粘接層80的蝕刻速度比掩模材料層82的蝕刻速度快的各向異性蝕刻條件下，對(duì)導(dǎo)電材料層81、掩模材料層82及粘接層80進(jìn)行蝕刻。其結(jié)果是，在開口部?jī)?nèi)形成具有錐形形狀的電子發(fā)射電極16E(參照?qǐng)D40(A))。此外，當(dāng)在電子發(fā)射電極16E的前端部殘存著掩模材料層82時(shí)，可以通過(guò)使用了稀氟氫酸水溶液的濕法蝕刻將掩模材料層82除去。
接著，當(dāng)在各向同性的蝕刻條件下在開口部15的內(nèi)部使在絕緣層13上形成的開口部15的側(cè)壁面后退時(shí)，可以完成圖40(B)所示的場(chǎng)致發(fā)射元件。這時(shí)，也將蝕刻停止層83除去。關(guān)于各向同性的蝕刻，可以按照在制造方法的變形1中說(shuō)明過(guò)的相同方式進(jìn)行。
另外，在制造方法的變形2中形成的電子發(fā)射電極16E，與在制造方法的變形1中形成的電子發(fā)射電極16E相比，可以形成更尖銳的錐形形狀。這是因掩模材料層82的形狀、導(dǎo)電材料層81的蝕刻速度與掩模材料層82的蝕刻速度之比不同而引起的。參照?qǐng)D41(A)、(B)說(shuō)明上述的不同點(diǎn)。圖41(A)、(B)，是表示被蝕刻物的表面輪廓怎樣按一定時(shí)間間隔變化的圖，圖41(A)示出使用了由銅構(gòu)成的掩模材料層82的情況，圖41(B)示出使用了由抗蝕劑材料構(gòu)成的掩模材料層82的情況。此外，為簡(jiǎn)化起見，假定導(dǎo)電材料層81的蝕刻速度與粘接層80的蝕刻速度相等，在圖41(A)、(B)中省略了粘接層80的圖示。
當(dāng)使用了由銅構(gòu)成的掩模材料層82時(shí)(參照?qǐng)D41(A))，由于掩模材料層82的蝕刻速度比導(dǎo)電材料層81的蝕刻速度慢了很多，所以在蝕刻中掩模材料層82不會(huì)消失，因此，可以形成前端部尖銳的電子發(fā)射電極16E。與此不同，當(dāng)使用了由抗蝕劑材料構(gòu)成的掩模材料層82(參照?qǐng)D41(B))，由于掩模材料層82的蝕刻速度與導(dǎo)電材料層81的蝕刻速度相比并不那么慢，所以在蝕刻中掩模材料層82易于消失，因此，在掩模材料層82消失后，存在著使電子發(fā)射電極16E的錐形形狀鈍化的傾向。
另外，對(duì)于留在柱狀部81B內(nèi)的掩模材料層82，還具有即使柱狀部81B的深度有一定程度的變化也很難使電子發(fā)射電極16E的形狀發(fā)生變化的作用。即，柱狀部81B的深度雖然可能隨著導(dǎo)電材料層81的厚度或臺(tái)階有效區(qū)域的波動(dòng)而變化，但柱狀部81B的寬度基本保持一定而與深度無(wú)關(guān)，所以掩模材料層82的寬度也基本保持一定，因而在最終形成的電子發(fā)射電極16E的形狀上沒(méi)有很大的差別。
與此相反，對(duì)于留在凹部81A內(nèi)的掩模材料層82，隨著凹部81A的深淺不同，掩模材料層的寬度也將發(fā)生變化，所以，在凹部81A較淺因而掩模材料層82較薄的情況下，將使電子發(fā)射電極16E的錐形形狀更早地開始鈍化。電子發(fā)射部的電子發(fā)射效率，除柵電極和陰電極之間的電位差、柵電極和陰電極之間的距離、電子發(fā)射部的構(gòu)成材料的功函數(shù)以外還隨著電子發(fā)射部的前端部的形狀而變化。因此，最好如上所述根據(jù)需要選擇掩模材料層的形狀和蝕刻速度。
制造方法的變形3，是制造方法的變形2的變形。在制造方法的變形3中，在工序(e)中在導(dǎo)電材料層的表面上形成反映開口部的上端面與底面之間的臺(tái)階高差并由柱狀部和與該柱狀部的上端連通的擴(kuò)大部構(gòu)成的大致呈漏斗狀的凹部，并在工序(f)中在導(dǎo)電材料層的整個(gè)表面上形成掩模材料層，然后，將導(dǎo)電材料層上和擴(kuò)大部?jī)?nèi)的掩模材料層除去，從而在柱狀部?jī)?nèi)留下掩模材料層。以下，參照第1支承體等的示意局部端面圖即圖42(A)、(B)及圖43，說(shuō)明錐型場(chǎng)致發(fā)射元件制造方法的變形3。
首先，按照與制造方法的變形2的[工序1400]～[工序1420]相同的方式進(jìn)行到形成圖39(A)所示的掩模材料層82，然后，只將導(dǎo)電材料層81上和擴(kuò)大部81C內(nèi)的掩模材料層82除去，從而在柱狀部81B內(nèi)留下掩模材料層82(參照?qǐng)D42(A))。這時(shí)，例如通過(guò)進(jìn)行使用了稀氟氫酸水溶液的濕法蝕刻，可以有選擇地只將由銅構(gòu)成的掩模材料層82除去，而不除去由鎢構(gòu)成的導(dǎo)電材料層81。留在柱狀部81B內(nèi)的掩模材料層82的高度，取決于蝕刻時(shí)間，但對(duì)該蝕刻時(shí)間的要求并不那么嚴(yán)格，只要能將埋入擴(kuò)大部81C內(nèi)的掩模材料層82的部分充分地除去即可。其原因是，有關(guān)掩模材料層82的高低的討論，與參照?qǐng)D41(A)對(duì)上述柱狀部81B的深淺的討論實(shí)質(zhì)上相同，掩模材料層82的高低，對(duì)最終形成的電子發(fā)射電極16E的形狀沒(méi)有多大的影響。
接著，按照與制造方法的變形2相同的方式對(duì)導(dǎo)電材料層81、掩模材料層82及粘接層80進(jìn)行蝕刻，從而形成如圖42(B)所示的電子發(fā)射電極16E。該電子發(fā)射電極16E，當(dāng)然也可以如圖40(A)所示整體具有錐形形狀，但在圖42(B)中示出僅前端部具有錐形形狀的變形例。這種形狀，可以在埋入到柱狀部81B的掩模材料層82的高度較低、或掩模材料層82的蝕刻速度較快的情況下生成，但這種形狀對(duì)作為電子發(fā)射電極16E的功能沒(méi)有任何影響。
在這之后，當(dāng)在各向同性的蝕刻條件下在開口部15的內(nèi)部使在絕緣層13上形成的開口部15的側(cè)壁面后退時(shí)，可以完成圖43所示的場(chǎng)致發(fā)射元件。關(guān)于各向同性的蝕刻，可以按照在制造方法的變形1中說(shuō)明過(guò)的相同方式進(jìn)行。
制造方法的變形4，是制造方法的變形1的變形。在圖49(B)中示出按制造方法的變形4制造的錐型場(chǎng)致發(fā)射元件的示意局部端面圖。制造方法的變形4與制造方法的變形1的不同點(diǎn)在于，電子發(fā)射部，由基部84、在基部84上淀積的錐形電子發(fā)射電極16E構(gòu)成。這里，基部84和電子發(fā)射電極16E，由不同的導(dǎo)電材料構(gòu)成。具體地說(shuō)，基部84，是用于調(diào)節(jié)電子發(fā)射電極16E與柵電極14的開口端部之間的距離的構(gòu)件，而且，具有作為電阻體層的功能，并由含有雜質(zhì)的多晶硅層構(gòu)成。電子發(fā)射電極16E，由鎢構(gòu)成，并具有錐形形狀、更具體地說(shuō)為圓錐形狀。此外，在基部84和電子發(fā)射電極16E之間，形成由TiN構(gòu)成的粘接層80。而粘接層80在場(chǎng)致發(fā)射元件的功能上并不是必不可少的構(gòu)件，只是因制造上的原因形成的。通過(guò)將絕緣層13從柵電極14的正下方挖到基部84的上端部，形成開口部15。
以下，參照第1支承體等的示意局部端面圖即圖45(A)、(B)、圖46(A)、(B)及圖47(A)、(B)，說(shuō)明制造方法的變形4。
首先，按照與制造方法的變形1的[工序1300]相同的方式進(jìn)行到形成開口部15。接著，在包括開口部15的內(nèi)表面的整個(gè)表面上形成基部形成用的導(dǎo)電材料層84A。導(dǎo)電材料層84A，還具有電阻體層的功能，并由多晶硅層構(gòu)成，可以用等離子體CVD法形成。然后，用旋轉(zhuǎn)涂敷法在整個(gè)表面上形成使表面大致平整的由抗蝕劑層構(gòu)成的平整化層85(參照?qǐng)D45(A))。接著，在使平整化層85和導(dǎo)電材料層84A的蝕刻速度大致相等的條件下，對(duì)兩層同時(shí)進(jìn)行蝕刻，并用上表面平整的基部84填埋開口部15的底部(參照?qǐng)D45(B))。蝕刻，可以利用使用了含有含氫氣體或含氧氣體的蝕刻氣的RIE法進(jìn)行。由于在用平整化層85對(duì)導(dǎo)電材料層84A的表面進(jìn)行了平整之后進(jìn)行蝕刻，所以基部84的上表面是平整的。
接著，在包括開口部15的其余部分的整個(gè)表面上形成粘接層80，進(jìn)一步，在包括開口部15的其余部分的整個(gè)表面上形成電子發(fā)射部形成用的導(dǎo)電材料層81，并用導(dǎo)電材料層81填埋開口部15的其余部分(參照?qǐng)D46(A))。粘接層80，是用濺射法形成的厚度為0.07μm的Tin層，導(dǎo)電材料層81，是用減壓CVD法形成的厚度為0.6μm的鎢層。在導(dǎo)電材料層81的表面上形成反映了開口部15的上端面與底面之間的臺(tái)階高差的凹部81A。
接著，在導(dǎo)電材料層81的整個(gè)表面上形成使其表面大致平整的由抗蝕劑材料構(gòu)成的掩模材料層82(參照?qǐng)D46(B))。掩模材料層82，吸收導(dǎo)電材料層81的表面的凹部81A而形成平整的表面。然后，利用使用了含氧氣體的RIE法對(duì)掩模材料層82進(jìn)行蝕刻(參照?qǐng)D47(A))。該蝕刻，在露出了導(dǎo)電材料層81的平整面的時(shí)刻結(jié)束。按照這種方式，即可在導(dǎo)電材料層81的凹部81A內(nèi)平整地留下掩模材料層82，掩模材料層82，形成為使其遮蔽位于開口部15的中央部的導(dǎo)電材料層81的區(qū)域[工序1630]接著，當(dāng)按照與制造方法的變形1的[工序1340]相同的方式對(duì)導(dǎo)電材料層81、掩模材料層82及粘接層80同時(shí)進(jìn)行蝕刻時(shí)，可以根據(jù)上述的機(jī)理形成具有與抗蝕劑選擇比的大小對(duì)應(yīng)的圓錐形狀的電子發(fā)射電極16E和粘接層80，從而完成電子發(fā)射部(參照?qǐng)D47(B))。在這之后，當(dāng)在開口部15的內(nèi)部使在絕緣層13上形成的開口部15的側(cè)壁面后退時(shí)，可以完成圖44所示的場(chǎng)致發(fā)射元件。
制造方法的變形5，是制造方法的變形2的變形。在圖49(B)中示出按制造方法的變形5制造的錐型場(chǎng)致發(fā)射元件的示意局部端面圖。制造方法的變形5與制造方法的變形2的不同點(diǎn)在于，與制造方法的變形4一樣，電子發(fā)射部由基部84、在系部84上淀積的錐形電子發(fā)射電極16E構(gòu)成。這里，基部84和電子發(fā)射電極16E，由不同的導(dǎo)電材料構(gòu)成。具體地說(shuō)，基部84，是用于調(diào)節(jié)電子發(fā)射電極16E與柵電極14的開口端部之間的距離的構(gòu)件，而且，具有作為電阻體層的功能，并由含雜質(zhì)的多晶硅層構(gòu)成。電子發(fā)射電極16E，由鎢構(gòu)成，并具有錐形形狀、更具體地說(shuō)為圓錐形狀。此外，在基部84和電子發(fā)射電極16E之間，形成由TiN構(gòu)成的粘接層80。而粘接層80在場(chǎng)致發(fā)射元件的功能上并不是必不可少的構(gòu)件，只是因制造上的原因形成的。通過(guò)將絕緣層13從柵電極14的正下方挖到基部84的上端部，形成開口部15。
以下，參照第1支承體等的示意局部端面圖即圖48(A)、(B)及圖49(A)、(B)，說(shuō)明制造方法的變形5。
首先，按照與制造方法的變形1的[工序1300]相同的方式進(jìn)行到形成開口部15。接著，在包括開口部15的內(nèi)表面的整個(gè)表面上形成基部形成用的導(dǎo)電材料層，并可以通過(guò)對(duì)導(dǎo)電材料層進(jìn)行蝕刻而形成埋入開口部15的底部的基部84。此外，圖中示出的基部84具有平整后的表面，但表面也可以有凹下的部分。具有平整表面的基部84，可以通過(guò)與制造方法的變形4的[工序1600]相同的工序形成。這時(shí)，選擇導(dǎo)電材料層81的厚度，以便能在導(dǎo)電材料層81的表面上生成反映出開口部15的其余部分的上端面與底面的臺(tái)階高差的由柱狀部81B和與該柱狀部81B的上端連通的擴(kuò)大部81C構(gòu)成的大致呈漏斗狀的凹部81A。接著，在導(dǎo)電材料層81上形成掩模材料層82。該掩模材料層82，例如用銅(Cu)形成。圖48(A)，示出到此為止的工序結(jié)束后的狀態(tài)。
接著，在與第1支承體11的表面平行的面內(nèi)將掩模材料層82和導(dǎo)電材料層81除去，從而在柱狀部81B內(nèi)留下掩模材料層82(參照?qǐng)D48(B))。該除去，可以按照與制造方法的變形2的[工序1430]相同的方式利用化學(xué)機(jī)械研磨法(CMP法)進(jìn)行。
接著，當(dāng)對(duì)導(dǎo)電材料層81、掩模材料層82及粘接層80進(jìn)行蝕刻時(shí)，可以根據(jù)上述的機(jī)理形成具有與抗蝕劑選擇比的大小對(duì)應(yīng)的圓錐形狀的電子發(fā)射電極16E。這些層的蝕刻，可以按照與制造方法的變形2的[工序1440]相同的方式進(jìn)行。由電子發(fā)射電極16E、基部84及殘存在電子發(fā)射電極16E與基部84之間的粘接層80形成電子發(fā)射部。電子發(fā)射部，當(dāng)然也可以整體具有錐形形狀，但在圖49(B)中示出基部84的殘存部分埋入開口部15的底部的狀態(tài)。這種形狀，可以在埋入到柱狀部81B內(nèi)的掩模材料層82的高度較低、或掩模材料層82的蝕刻速度較快的情況下生成，但這種形狀對(duì)作為電子發(fā)射部的功能沒(méi)有任何影響。
在這之后，當(dāng)在各向同性的蝕刻條件下在開口部15的內(nèi)部使絕緣層13的側(cè)壁面后退時(shí)，可以完成圖49(B)所示的場(chǎng)致發(fā)射元件。關(guān)于各向同性的蝕刻，可以按照在制造方法的變形1中說(shuō)明過(guò)的相同方式進(jìn)行。
制造方法的變形6，是制造方法的變形3的變形。制造方法的變形6與制造方法的變形3的不同點(diǎn)在于，與制造方法的變形4一樣，電子發(fā)射部，由基部84、在基部84上淀積的錐形電子發(fā)射電極16E構(gòu)成。以下，參照第1支承體等的示意局部端面圖即圖50，說(shuō)明制造方法的變形6。
按照與制造方法的變形5的[工序1700]相同的方式進(jìn)行到形成掩模材料層82。然后，只將導(dǎo)電材料層81上和擴(kuò)大部81C內(nèi)的掩模材料層82除去，從而在柱狀部81B內(nèi)留下掩模材料層82(參照?qǐng)D50)。例如，進(jìn)行使用了稀氟氫酸水溶液的濕法蝕刻，即可有選擇地只將由銅構(gòu)成的掩模材料層82除去，而不除去由鎢構(gòu)成的導(dǎo)電材料層81。在這之后的導(dǎo)電材料層81和掩模材料層82的蝕刻、絕緣層13的各向同性蝕刻等所有工序，可以按照與制造方法的變形5相同的方式進(jìn)行。
平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)，是如上所述的平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)的變形。平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)與平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)的不同點(diǎn)在于，具有第4結(jié)構(gòu)。
即，平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)，包括(A)配置在第1支承體上的由絕緣材料構(gòu)成的帶狀的柵電極支承部313；(B)形成了多個(gè)開口部315的由帶狀材料層314A構(gòu)成的柵電極314；(C)電子發(fā)射部。
將帶狀材料層314A裝設(shè)成使其與柵電極支承部313的頂面接觸且使開口部315位于電子發(fā)射部的上方。將帶狀材料層314A用熱固性粘接劑(例如，環(huán)氧類粘接劑)固定在柵電極支承部313的頂面上。或者，如圖51中的第1支承體11的端部附近的示意局部斷面圖所示，帶狀材料層314A的兩端部，也可以是固定于第1支承部11的周邊部的結(jié)構(gòu)。更具體地說(shuō)，例如，在第1支承部11的周邊部預(yù)先形成凸出部316，并在該凸出部316的頂面上形成其材料與構(gòu)成帶狀材料層314A的材料相同的薄膜317。然后，在裝設(shè)好帶狀材料層314A的狀態(tài)下，例如用激光焊接在該薄膜317上。此外，凸出部316，例如可以在形成柵電極支承部313的同時(shí)形成。
以下，說(shuō)明平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)的制造方法的一例。
首先，按照與平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)的[工序600]相同的方式，在第1支承體11上形成由沿第1方向延伸的帶狀的陰電極用導(dǎo)電材料層構(gòu)成的陰電極12(由Cr構(gòu)成)。
接著，按照與平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)的[工序600]相同的方式，在整個(gè)表面上形成絕緣層13。然后，用光刻術(shù)及干法蝕刻技術(shù)在絕緣層13上形成開口部15?；蛘?，例如也可以用絲網(wǎng)印刷法在形成絕緣層13的同時(shí)形成開口部15。按照這種方式，即可使與電子發(fā)射部相當(dāng)?shù)年庪姌O12的表面在開口部15的底部露出。這里，絕緣層13相當(dāng)于柵電極支承部313。
在這之后，將形成了多個(gè)開口部315的帶狀材料層314A在以由絕緣層13構(gòu)成的柵電極支承部313支承的狀態(tài)下裝設(shè)成使開口部315位于電子發(fā)射部的上方，并將帶狀材料層314A配置在與第1方向不同的第2方向，從而使由帶狀材料層314A構(gòu)成并具有多個(gè)開口部315的柵電極314位于電子發(fā)射部的上方。
另外，上述的柵電極形成方法，可以應(yīng)用于上述的各種場(chǎng)致發(fā)射元件的制造。
平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)，是平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)的變形。如圖52(A)中的示意局部斷面圖所示，平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)，與平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)不同，在陰電極12和陰電極12之間設(shè)置著間壁狀的柵電極支承部313。在圖52B中，示出陰電極12、帶狀材料層314A、柵電極314及柵電極支承部313的示意配置圖。
接著，將帶狀材料層314A用熱固性粘接劑(例如，環(huán)氧類粘接劑)固定在柵電極支承部313的頂面上?；蛘撸c圖51中示出的示意局部斷面圖一樣，帶狀材料層314A的兩端部，也可以是固定于第1支承部11的周邊部的結(jié)構(gòu)。更具體地說(shuō)，例如，在第1支承部11的周邊部預(yù)先形成凸出部316，并在該凸出部316的頂面上形成其材料與構(gòu)成帶狀材料層314A的材料相同的薄膜317。然后，在裝設(shè)好帶狀材料層314A的狀態(tài)下，例如用激光焊接在該薄膜317上平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)，例如，可以按如下述的制造方法制造。
首先，例如根據(jù)噴砂法在第1支承部11上形成柵電極支承部313。
然后，在第1支承部11上形成電子發(fā)射部。具體地說(shuō)，用旋轉(zhuǎn)涂敷法在整個(gè)表面上形成由抗蝕劑材料構(gòu)成的掩模層，并將柵電極支承部313與柵電極支承部313之間的應(yīng)形成陰電極區(qū)域的部分的掩模層除去。在這之后，按照與平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其1)的[工序600]相同的方式，用濺射法形成由鉻(Cr)構(gòu)成的陰電極用導(dǎo)電材料層后，將掩模層除去。按照這種方式，也將在掩模層上形成的陰電極用導(dǎo)電材料層出去，從而在柵電極支承部313與柵電極支承部313之間留下起著電子發(fā)射部的作用的陰電極12。
然后，將形成了多個(gè)開口部315的帶狀材料層314A在以由絕緣層13構(gòu)成的柵電極支承部313支承的狀態(tài)下裝設(shè)成使開口部315位于電子發(fā)射部的上方，從而使由帶狀材料層314A構(gòu)成并具有多個(gè)開口部315的柵電極314位于電子發(fā)射部的上方。帶狀材料層314A的裝設(shè)方法，可以按如上所述的方式進(jìn)行。
另外，上述的柵電極的形成方法，可以應(yīng)用于上述的各種場(chǎng)致發(fā)射元件的制造。
平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其3)或平面型場(chǎng)致發(fā)射元件(其4)的開口部315的平面形狀，并不限定于圓形。在圖53(A)、(B)、(C)和(D)中舉例示出帶狀材料層314A上所設(shè)有的開口部315的形狀的變形例。
在圖54中舉例示出電子發(fā)射部16及會(huì)聚電極100的示意局部端面圖。在圖54所示的例中，在柵電極14及絕緣層13上形成第2絕緣層101，在第2絕緣層101上形成著會(huì)聚電極100。在會(huì)聚電極100及第2絕緣層101上設(shè)有與開口部15連通的開口部102。此外，雖然示出了錐型場(chǎng)致發(fā)射元件的例，但場(chǎng)致發(fā)射元件并不限定于此，可以使用上述的各種場(chǎng)致發(fā)射元件。
組合了上述會(huì)聚電極100的場(chǎng)致發(fā)射元件，實(shí)際上可以通過(guò)在上述各種場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法的工序中插入一個(gè)在柵電極14及絕緣層13上形成第2絕緣層101后在第2絕緣層101上形成會(huì)聚電極100并接著在會(huì)聚電極100及第2絕緣層101上形成開口部102的工序進(jìn)行制造，所以，其詳細(xì)的說(shuō)明從略。此外，根據(jù)會(huì)聚電極的形成圖案的不同，可以是將與1個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部、或者與1個(gè)或多個(gè)象素對(duì)應(yīng)的會(huì)聚電極單元集合后的形式的會(huì)聚電極，也可以是以一種片狀的導(dǎo)電材料覆蓋了有效區(qū)域的形式的會(huì)聚電極，另外，會(huì)聚電極，不僅可以按如上所述的方法形成，也可以按以下方法制作會(huì)聚電極，即在例如由厚度為幾十μm的NiFe合金構(gòu)成的金屬板的兩面形成例如由SiO2構(gòu)成的絕緣膜、然后在與各象素對(duì)應(yīng)的區(qū)域上進(jìn)行沖孔和蝕刻而形成開口部102。另外，通過(guò)將陰極板、金屬板、陽(yáng)極板層疊后在兩個(gè)板的外周部配置框體并進(jìn)行加熱處理，使在金屬板的一個(gè)面上形成的絕緣膜與絕緣層13結(jié)合、使在金屬板的另一個(gè)面上形成的絕緣膜與陽(yáng)極板結(jié)合，并使這些構(gòu)件構(gòu)成一個(gè)整體，然后進(jìn)行真空密封，從而也可以完成顯示裝置?；蛘?，通過(guò)將陰極板與金屬板層疊并進(jìn)行加熱處理，使兩者結(jié)合，接著，進(jìn)行陰極板與陽(yáng)極板的組裝，從而也可以完成顯示裝置。
當(dāng)備有上述的會(huì)聚電極時(shí)，具有上述的②使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極、柵電極及會(huì)聚電極相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極并使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極的結(jié)構(gòu)；④使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極并使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極、柵電極及會(huì)聚電極相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極的結(jié)構(gòu)。
另外，對(duì)這些結(jié)構(gòu)，可以執(zhí)行實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例4、實(shí)施例5的平整處理方法。
或者，具有上述的⑥使冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極、柵電極及會(huì)聚電極相當(dāng)于設(shè)在基板上的電極的結(jié)構(gòu)，所以，對(duì)這種些結(jié)構(gòu)，可以執(zhí)行實(shí)施例3或?qū)嵤├?、實(shí)施例7的基板平整處理方法。
以上，根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于此，在實(shí)施例中說(shuō)明過(guò)的平整處理方法及基板平整處理方法中的各種條件、冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置和場(chǎng)致發(fā)射元件的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成、是作為例子給出的，可以適當(dāng)?shù)刈兏潢帢O場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置和場(chǎng)致發(fā)射元件的制造方法，也是作為例子給出的，可以適當(dāng)?shù)刈兏?br> 另外，在場(chǎng)致發(fā)射元件制造中使用的各種材料，也是作為例子給出的，可以適當(dāng)?shù)刈兏?。在?chǎng)致發(fā)射元件中，說(shuō)明的都是1個(gè)電子發(fā)射部(電子發(fā)射電極)與1個(gè)開口部對(duì)應(yīng)的形態(tài)，但根據(jù)場(chǎng)致發(fā)射元件的結(jié)構(gòu)的不同，也可以是多個(gè)電子發(fā)射部(電子發(fā)射電極)與1個(gè)開口部對(duì)應(yīng)的形態(tài)、或1個(gè)電子發(fā)射部(電子發(fā)射電極)與多個(gè)開口部對(duì)應(yīng)的形態(tài)?；蛘?，也可以是在柵電極上設(shè)置多個(gè)開口部、在絕緣層上設(shè)置與該多個(gè)開口部連通的1個(gè)開口部、并設(shè)置1個(gè)或多個(gè)電子發(fā)射部的形態(tài)。
也可以使柵電極為以一種片狀的導(dǎo)電材料(具有開口部)覆蓋了有效區(qū)域的形式的柵電極。在這種情況下，對(duì)該柵電極施加正的電壓(例如160伏)。另外，在構(gòu)成各象素的陰電極與陰電極驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置例如由TFT構(gòu)成的開關(guān)元件，通過(guò)該開關(guān)元件的動(dòng)作，控制對(duì)構(gòu)成各象素的陰電極的電壓施加狀態(tài)，并控制象素的發(fā)光狀態(tài)?；蛘?，也可以使陰電極為以一種片狀的導(dǎo)電材料覆蓋了有效區(qū)域的形式的陰電極。在這種情況下，對(duì)該陰電極施加例如0伏。另外，在構(gòu)成各象素的柵電極與柵電極驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置例如由TFT構(gòu)成的開關(guān)元件，通過(guò)該開關(guān)元件的動(dòng)作，控制對(duì)構(gòu)成各象素的陰電極的電壓施加狀態(tài)，并控制象素的發(fā)光狀態(tài)。
根據(jù)情況的不同，也可以按分段方式或以脈沖形式對(duì)柵電極施加高于陰電極的電壓V1，并使存在于柵電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。在這種情況下，也可以在完成對(duì)柵電極施加高于陰電極的脈沖形的電壓V1的脈沖電壓施加工序后執(zhí)行對(duì)陰電極施加高于柵電極的電壓V2并檢測(cè)在柵電極和陰電極之間流過(guò)的電流的電流檢測(cè)工序。另外，當(dāng)在柵電極和陰電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下時(shí)，也可以將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將高于電壓V2的電壓設(shè)定為新的電壓V2并反復(fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序，進(jìn)一步，當(dāng)可以使電壓V2相當(dāng)于平面型顯示裝置的實(shí)際動(dòng)作電壓VOP時(shí)，也可以將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將電壓V2設(shè)定為與實(shí)際動(dòng)作電壓VOP相當(dāng)?shù)闹挡⒎磸?fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序直到在柵電極和陰電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下為止。上述情況下的實(shí)際操作，例如，可以進(jìn)行與在實(shí)施例4、實(shí)施例5中說(shuō)明過(guò)的平整處理方法實(shí)際上相同的操作。
也可以由通稱為表面型電子發(fā)射元件的元件構(gòu)成電子發(fā)射部。該表面型電子發(fā)射元件，例如在由玻璃構(gòu)成的第1支承體上按矩陣狀形成由氧化錫(SnO2)、金(Au)、氧化銦(In2O3)/氧化錫(SnO2)、硼、氧化鈀(PdO)等導(dǎo)電材料構(gòu)成的具有微小面積并按一定間隔(間隙)配置的一對(duì)電極。在各個(gè)電極上形成碳薄膜。并且，具有將行方向配線與一對(duì)電極中的一個(gè)電極連接并將列方向配線與一對(duì)電極中的另一個(gè)電極連接的結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)一對(duì)電極施加電壓，在隔著間隙彼此相對(duì)的碳薄膜上施加電場(chǎng)，并從碳薄膜發(fā)射電子。通過(guò)使該電子沖擊陽(yáng)極板上的熒光體層，使熒光體層受到激勵(lì)而發(fā)光，從而可以得到所需的圖象。
在本發(fā)明中，可以通過(guò)電場(chǎng)蒸發(fā)可靠地將存在于電極上的凸起部除去。因此，可以抑制平面型顯示裝置的電極間的放電，并能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的動(dòng)作，從而可以獲得具有高的顯示質(zhì)量和長(zhǎng)的使用壽命的平面型顯示裝置。另外，能以適度的方式進(jìn)行平面型顯示裝置制造時(shí)的粒子控制及制造工序管理。如采用本發(fā)明第2形態(tài)的平整處理方法及基板平整處理方法，則能夠快速地完成平整處理，因而可以使TAT縮短。
權(quán)利要求
1.一種平面型顯示裝置的平整處理方法，在該平面型顯示裝置中，將設(shè)有第1電極的第1基板和設(shè)有第2電極的第2基板配置成中間夾有真空空間，并將第1基板和第2基板在其周緣部粘合，該平整處理方法的特征在于對(duì)第1電極分段施加高于第2電極的電壓V1，并使存在于第1電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于在完成對(duì)第1電極施加高于第2電極的電壓V1的第1電壓施加工序后，執(zhí)行對(duì)第2電極施加高于第1電極的電壓V2并使存在于第2電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)的第2電壓施加工序，然后，將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將高于電壓V2的電壓設(shè)定為新的電壓V2并反復(fù)進(jìn)行第1電壓施加工序和第2電壓施加工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于電壓V1的值與電壓V2的值相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極及柵電極，相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極，相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極、柵電極及會(huì)聚電極，相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極，相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極，相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極及柵電極，相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極，相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極、柵電極及會(huì)聚電極，相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極。
8.一種平面型顯示裝置的平整處理方法，在該平面型顯示裝置中，將設(shè)有第1電極的第1基板和設(shè)有第2電極的第2基板配置成中間夾有真空空間，并將第1基板和第2基板在其周緣部粘合，該平整處理方法的特征在于以脈沖形式對(duì)第1電極施加高于第2電極的電壓V1，并使存在于第1電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于在完成對(duì)第1電極施加高于第2電極的脈沖形的電壓V1的脈沖電壓施加工序后，執(zhí)行對(duì)第2電極施加高于第1電極的電壓V2并檢測(cè)在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流的電流檢測(cè)工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于當(dāng)在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下時(shí)，將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將高于電壓V2的電壓設(shè)定為新的電壓V2并反復(fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于當(dāng)可以使電壓V2相當(dāng)于平面型顯示裝置的實(shí)際動(dòng)作電壓VOP時(shí)，將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將電壓V2設(shè)定為與實(shí)際動(dòng)作電壓VOP相當(dāng)?shù)闹?，并反?fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序，直到在第1電極和第2電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下為止。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極及柵電極，相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極，相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極、柵電極及會(huì)聚電極，相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極，相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極，相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極及柵電極，相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極，相當(dāng)于設(shè)在第1基板上的第1電極，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極、柵電極及會(huì)聚電極，相當(dāng)于設(shè)在第2基板上的第2電極。
16.一種平面型顯示裝置用基板的平整處理方法，其特征在于將設(shè)有電極的平面型顯示裝置用基板和設(shè)有平整用電極的平整用基板配置成中間夾有真空空間，然后，對(duì)電極分段施加高于平整用電極的電壓V1，并使存在于電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的平面型顯示裝置用基板的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置用基板，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置用基板，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極及柵電極，相當(dāng)于設(shè)在平面型顯示裝置用基板上的電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的平面型顯示裝置用基板的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置用基板，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置用基板，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極、柵電極及會(huì)聚電極，相當(dāng)于設(shè)在平面型顯示裝置用基板上的電極。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的平面型顯示裝置用基板的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置用基板，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置用基板，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極，相當(dāng)于設(shè)在平面型顯示裝置用基板上的電極。
20.一種平面型顯示裝置用基板的平整處理方法，其特征在于將設(shè)有電極的平面型顯示裝置用基板和設(shè)有平整用電極的平整用基板配置成中間夾有真空空間，然后，以脈沖形式對(duì)電極施加高于平整用電極的電壓V1，并使存在于電極上的凸起部進(jìn)行電場(chǎng)蒸發(fā)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的平面型顯示裝置用基板的平整處理方法，其特征在于在完成對(duì)電極施加高于平整用電極的脈沖形的電壓V1的脈沖電壓施加工序后，執(zhí)行對(duì)平整用電極施加高于電極的電壓V2并檢測(cè)在電極和平整用電極之間流過(guò)的電流的電流檢測(cè)工序。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的平面型顯示裝置用基板的平整處理方法，其特征在于當(dāng)在電極和平整用電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下時(shí)，將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將高于電壓V2的電壓設(shè)定為新的電壓V2并反復(fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的平面型顯示裝置的平整處理方法，其特征在于當(dāng)可以使電壓V2相當(dāng)于平面型顯示裝置的實(shí)際動(dòng)作電壓VOP時(shí)，將高于電壓V1的電壓設(shè)定為新的電壓V1、將電壓V2設(shè)定為與實(shí)際動(dòng)作電壓VOP相當(dāng)?shù)闹?，并反?fù)進(jìn)行脈沖電壓施加工序和電流檢測(cè)工序，直到在電極和平整用電極之間流過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值或其以下為止
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的平面型顯示裝置用基板的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置用基板，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置用基板，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極及柵電極，相當(dāng)于設(shè)在平面型顯示裝置用基板上的電極。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的平面型顯示裝置用基板的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置用基板，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置用基板，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陰極板所備有的陰電極、柵電極及會(huì)聚電極，相當(dāng)于設(shè)在平面型顯示裝置用基板上的電極。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的平面型顯示裝置用基板的平整處理方法，其特征在于平面型顯示裝置用基板，是冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置用基板，冷陰極場(chǎng)致電子發(fā)射顯示裝置的陽(yáng)極板所備有的陽(yáng)電極，相當(dāng)于設(shè)在平面型顯示裝置用基板上的電極。
全文摘要
一種平面型顯示裝置的平整處理方法，在該平面型顯示裝置中，將設(shè)有第1電極的第1基板和設(shè)有第2電極的第2基板配置成中間夾有真空空間，并將第1基板和第2基板在其周緣部粘合，在該平整處理方法中，以脈沖形式對(duì)第1電極施加高于第2電極的電壓V
文檔編號(hào)H01J9/44GK1462464SQ02801559
公開日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2002年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月7日
發(fā)明者小西守一, 飯?zhí)锔?申請(qǐng)人:索尼公司