電界放出素子及びその製造方法
【課題】 電界放出素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 基板と、基板の上面に形成され所定の高さのカソードホール（２１２）が形成されたカソード電極（１１２）と、カソード電極（１１２）の上面に形成されるものであって、カソードホール（２１２）より小さな直径を有する第１貫通孔（２１３）が形成された物質層（１１３）と、物質層（１１３）の上面に形成されるものであって、第１キャビティ（２１４）が形成された第１絶縁層（１１４）と、第１絶縁層（１１４）の上面に形成されるものであって、第２貫通孔（２１６）が形成されたゲート電極（１１６）と、カソードホール（２１２）の中心部に形成されるエミッタ（１３０）と、を備える電界放出素子。
【解決手段】 基板と、基板の上面に形成され所定の高さのカソードホール（２１２）が形成されたカソード電極（１１２）と、カソード電極（１１２）の上面に形成されるものであって、カソードホール（２１２）より小さな直径を有する第１貫通孔（２１３）が形成された物質層（１１３）と、物質層（１１３）の上面に形成されるものであって、第１キャビティ（２１４）が形成された第１絶縁層（１１４）と、第１絶縁層（１１４）の上面に形成されるものであって、第２貫通孔（２１６）が形成されたゲート電極（１１６）と、カソードホール（２１２）の中心部に形成されるエミッタ（１３０）と、を備える電界放出素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出素子（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）及びその製造方法に係り、さらに詳細には、電子ビームの集束効果を高めて輝度を向上させることができるＦＥＤ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からの重要な情報伝達媒体である表示装置としては、ＰＣ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ）のモニター、またはＴＶ受像機などの表示装置が挙げられる。このような表示装置は、高速熱電子放出を利用する陰極線管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）と、近年、急速に発展しつつある平板表示装置とに大別される。平板表示装置は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、または電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示装置が挙げられる。
【０００３】
電界放出ディスプレイは、カソード電極上に一定の間隔で配列されたエミッタとゲート電極との間に強い電場を形成することによってエミッタから電子を放出させ、放出させた電子をアノード電極上に形成された蛍光体層に衝突させて発光させる表示装置である。電界放出ディスプレイは、薄型の表示装置で全体厚さが数ｃｍに過ぎず、広い視野角、低い消費電力、及び低い製造コストなどの長所を有するため、ＬＣＤ、ＰＤＰと共に、次世代表示装置として注目されている。
【０００４】
図１に電界放出ディスプレイに用いられる電界放出素子（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）の一般的な構造を示す。
【０００５】
図１を参照すれば、ＦＥＤは、基板１０上にカソード電極１２、第１絶縁層１４、及びゲート電極１６が順次積層された構造を有する。ここで、第１絶縁層１４にカソード電極１２の上面を露出させるエミッタホール２５が形成され、エミッタホール２５の内部には、電子を放出させるエミッタ３０が設けられる。一方、ゲート電極１６の上面には、第２絶縁層１８が形成され、第２絶縁層１８の上面には、エミッタ３０から放出された電子ビームを集束させるための集束電極２０が形成される。
【０００６】
しかし、このような構造のＦＥＤでは、高輝度を実現するためにアノード電極（図示せず）に高電圧を印加すると、電子ビームの広がりによって色純度が低下してしまうという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するために成されたものであって、電子ビームの集束効果を高めて輝度を向上させることができるＦＥＤ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の実施形態によるＦＥＤは、基板と、前記基板の上面に形成され所定の高さのカソードホールが形成されたカソード電極と、前記カソード電極の上面に前記カソードホールにオーバーハングするように形成され前記カソードホールの中心部に対応する部分に前記カソードホールより小さな直径を有する第１貫通孔が形成された物質層と、前記物質層の上面に形成され前記第１貫通孔と連通する第１キャビティが形成された第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上面に形成され前記第１キャビティと連通する第２貫通孔が形成されたゲート電極と、前記カソードホールの中心部に形成されるエミッタとを備える。
【０００９】
前記エミッタは、前記カソードホールの高さと同一、または前記カソードホールより高さよりも低く形成されることが望ましい。そして、前記エミッタは、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ：Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ）、黒鉛ナノ粒子、またはナノダイヤモンドからなる。
【００１０】
前記カソードホールの高さは数μｍで形成されることができるが、０．１〜５μｍで形成されることが望ましい。
【００１１】
前記カソード電極は、前記基板の上面に形成される第１電極と、前記第１電極の上面に形成され前記カソードホールが形成された第２電極とを含むことができる。ここで、前記第１電極は、０．１μｍ以下の厚さで形成され、第１電極は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）から形成されることができる。そして、前記第２電極は数μｍの厚さで形成されることができるが、０．１〜５μｍの厚さで形成されることが望ましい。また、第２電極は、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ及びＡｕからなる群から選択される少なくとも一つの材料からなる電極である。
【００１２】
前記物質層は、ａ（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）−Ｓｉからなる。
【００１３】
前記ゲート電極の上面には、前記第２貫通ホールと連通する第２キャビティが形成された第２絶縁層がさらに形成される。そして、前記第２絶縁層の上面には、前記第２キャビティと連通する第３貫通ホールが形成された集束電極がさらに形成される。
【００１４】
一方、本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法は、基板の上面にカソード電極を形成するステップと、前記カソード電極の上面に所定の物質層を形成し前記物質層をパターニングして第１貫通ホールを形成するステップと、前記第１貫通ホールを通じて露出された前記カソード電極をエッチングし前記第１貫通ホールより大きい直径を有するカソードホールを形成するステップと、前記物質層の上面に第１絶縁層を形成するステップと、前記第１絶縁層の上面にゲート電極を形成し前記ゲート電極をパターニングして第２貫通ホールを形成するステップと、前記ゲート電極の上面に第２絶縁層を形成するステップと、前記第２絶縁層の上面に集束電極を形成しこれをパターニングして第３貫通ホールを形成するステップと、前記第３貫通ホールを通じて露出された第２絶縁層をエッチングして第２キャビティを形成するステップと、前記第２貫通ホールを通じて露出された第１絶縁層をエッチングして第１キャビティを形成するステップと、前記カソードホールの中心部にエミッタを形成するステップとを含む。
【００１５】
前記カソード電極を形成するステップは、前記基板の上面に第１電極を形成し、前記第１電極の上面に第２電極を形成するステップを含むことが望ましい。
【００１６】
前記カソードホールは、前記第１貫通ホールを通じて露出された第２電極を等方性エッチングすることによって形成される。
【００１７】
前記エミッタは、前記カソードホールの高さと同一、または前記カソードホールの高さより低く形成されることが望ましい。
【００１８】
前記エミッタは、前記カソードホールの内部に所定の電子放出物質を充填し、前記カソードホールをパターニングすることによって形成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるＦＥＤによれば、従来よりもカソード電極を厚く形成し、このカソード電極に、エミッタより大きい直径を有するカソードホールを形成することによって電子ビームの集束効果を向上させることができる。このような構造にすることにより、輝度を向上させ、高画質の画像を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付された図面を参照して、本発明による望ましい実施形態を詳細に説明する。図面で、同一の参照符号は、同一の構成要素を表す。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態によるＦＥＤの一部を示す断面図である。
【００２２】
図２を参照すれば、本発明の実施形態によるＦＥＤは、基板１１０と、カソードホール２１２が形成されたカソード電極１１２と、カソード電極１１２の上部に形成されるゲート電極１１６と、カソードホール２１２の中心部に形成されるエミッタ１３０とを備える。
【００２３】
前記基板１１０としては、一般的に、ガラス基板が使われる。カソード電極１１２は、基板１１０の上面に形成される第１電極１１２ａと第１電極１１２ａの上面に形成される第２電極１１２ｂとを含む。ここで、カソード電極１１２は、従来のカソード電極よりはるかに厚く形成される。そして、カソードホール２１２は、第２電極１１２ｂに形成される。
【００２４】
第１電極１１２ａは、例えば、ＩＴＯのような透明な導電性材料を約０．１μｍ以下の厚さに蒸着することによって形成される。第１電極１１２ａの上面は、カソードホール２１２の底面を形成する。第２電極１１２ｂは、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ及びＡｕからなる群から選択される少なくとも一つの材料からなる電極である。そして、第２電極１１２ｂは、数μｍの厚さ、望ましくは、０．１〜５μｍの厚さで形成される。ここで、カソードホール２１２は、第２電極１１２ｂを貫通して形成されるので、第２電極１１２ｂの厚さと同じ高さで形成される。
【００２５】
第２電極１１２ｂの上面には、カソードホール２１２の上部の一部分を覆うようにカソードホールにオーバーハングさせて所定の物質層１１３が形成される。物質層１１３のうち、カソードホール２１２の中心部に対応する部分には、カソードホール２１２よりも小さな直径を有する第１貫通ホール２１３が形成されている。物質層１１３は、ａ−Ｓｉからなる。
【００２６】
カソードホール２１２の中心部には、電子放出源であるエミッタ１３０が形成される。エミッタ１３０は、カソードホール２１２よりもはるかに小さな直径を有する。そして、電子ビームの集束効果を向上させるために、エミッタ１３０は、カソードホール２１２の高さと同一、またはカソードホール２１２の高さより低く形成される。エミッタ１３０は、ＣＮＴ、黒鉛ナノ粒子、またはナノダイヤモンドからなる。
【００２７】
物質層１１３の上面には、第１絶縁層１１４が所定の厚さで形成される。第１絶縁層１１４には、第１貫通ホール２１３と連通する第１キャビティ２１４が形成されている。第１絶縁層１１４は、例えば、ＳｉＯ２のような絶縁物質からなる。
【００２８】
第１絶縁層１１４の上面には、エミッタ１３０から電子を抽出させるためのゲート電極１１６が形成される。ゲート電極１１６は、カソード電極１１２と直交する方向に形成される。ゲート電極１１６には、第１キャビティ２１４と連通する第２貫通ホール２１６が形成されている。ゲート電極１１６は、導電性金属物質または透明な導電性物質、例えば、ＩＴＯからなる。
【００２９】
ゲート電極１１６の上面には、第２絶縁層１１８が所定の厚さで形成される。そして、第２絶縁層１１８には、第２貫通ホール２１６と連通する第２キャビティ２１８が形成されている。第２絶縁層１１８は、例えば、ＳｉＯ２のような絶縁物質からなる。
【００３０】
第２絶縁層１１８の上面には、集束電極１２０が設けられる。そして、集束電極１２０には、第２キャビティ２１８と連通する第３貫通ホール２２０が形成されている。集束電極１２０は、エミッタ１３０から放出された電子ビームの軌跡を制御する役割を担う。集束電極１２０は、導電性金属物質または透明な導電性物質、例えば、ＩＴＯからなる。
【００３１】
本発明の実施形態によるＦＥＤでは、エミッタ１３０は、カソードホール２１２よりもはるかに小さな直径を有し、カソードホール２１２の中心部にカソードホール２１２の高さと同一、またはカソードホール２１２高さよりも低く形成される。この結果、従来のＦＥＤに比べ、エミッタ１３０から放出された電子ビームをより集束させることができる。
【００３２】
本発明の実施形態によるＦＥＤを撮影したＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）写真を示す図を図３Ａから図３Ｄに示す。図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の実施形態によるＦＥＤの断面を撮影した写真を示す図である。そして、図３Ｃは、本発明の実施形態によるＦＥＤの平面を撮影した写真を示す図であり、図３Ｄは、図３Ｃに示したエミッタを拡大して撮影した写真を示す図である。図３Ａから図３Ｄを参照すれば、カソードホールを有するカソード電極が基板上に厚く形成されており、カソードホールの中心部にカソードホールよりはるかに小さな直径を有するエミッタが形成されていることがわかる。
【００３３】
本発明の実施形態によるＦＥＤによって形成された画像を撮影した写真を示す図を図４Ａから図４Ｄに示す。図４Ａから図４Ｄは、ゲート電極に７０Ｖ、８０Ｖ、９０Ｖ、１００Ｖの電圧を印加した場合の本発明の実施形態によるＦＥＤによって形成された画像をそれぞれ撮影した写真を示す図である。このとき、アノード電極には１．５ｋＶの電圧を印加し、集束電極には０Ｖの電圧を印加した。図４Ａから図４Ｄを参照すれば、ゲート電極に印加される電圧が上昇するほど、画質が向上することが分かる。
【００３４】
以下、図５Ａから図５Ｉを参照して、本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を詳細に説明する。
【００３５】
まず、図５Ａに示したように、基板１１０の上面に第１電極１１２ａ及び第２電極１１２ｂからなるカソード電極１１２を形成する。基板１１０としては、一般的に、ガラス基板が使われる。第１電極１１２ａは、基板１１０の上面に、例えば、ＩＴＯのような透明な導電性材料を約０．１μｍ以下の厚さで蒸着することによって形成される。そして、第２電極１１２ｂは、第１電極１１２ａの上面にＣｒ、Ａｇ、Ａｌ及びＡｕからなる群から選択される少なくとも一つの材料を蒸着することによって形成される。このとき、第２電極１１２ｂは、数μｍの厚さ、望ましくは、０．１〜５μｍの厚さで形成される。
【００３６】
次に、図５Ｂに示したように、第２電極１１２ｂの上面に所定の物質層１１３を形成し、物質層１１３をパターニングして第１貫通ホール２１３を形成する。このような物質層１１３は、ａ−Ｓｉからなる。
【００３７】
次に、図５Ｃに示したように、第１貫通ホール２１３を通じて露出された第２電極１１２ｂをエッチングすることによって、カソードホール２１２を形成する。ここで、カソードホール２１２は、第１貫通ホール２１３を通じて露出された第２電極１１２ｂを等方性エッチングすることによって形成される。第２電極１１２ｂに形成されたカソードホール２１２は、第１貫通ホール２１３より大きい直径を有する。
【００３８】
次に、図５Ｄに示したように、物質層１１３の上面に第１絶縁層１１４を形成し、その上にゲート電極１１６を形成する。第１絶縁層１１４は、物質層１１３の上面にＳｉＯ２のような絶縁物質を所定の厚さに蒸着することによって形成される。そして、ゲート電極１１６は、第１絶縁層１１４の上面に金属物質、またはＩＴＯのような透明な導電性物質を蒸着することによって形成される。
【００３９】
次に、図５Ｅに示したように、ゲート電極１１６をパターニングして第２貫通ホール２１６を形成する。
【００４０】
次に、図５Ｆに示したように、ゲート電極１１６の上面に第２絶縁層１１８を形成し、その上に集束電極１２０を形成する。第２絶縁層１１８は、ゲート電極１１６の上面にＳｉＯ２のような絶縁物質を所定の厚さに蒸着することによって形成される。そして、集束電極１２０は、第２絶縁層１１８の上面に金属物質、またはＩＴＯのような透明な導電性物質を蒸着することによって形成される。
【００４１】
次に、図５Ｇに示したように、集束電極１２０をパターニングして第３貫通ホール２２０を形成する。
【００４２】
次に、図５Ｈに示したように、第２絶縁層１１８には、第３貫通ホール２２０と連通する第２キャビティ２１８を形成し、第１絶縁層１１４には、第２貫通ホール２１６と連通する第１キャビティ２１４を形成する。第２キャビティ２１８は、第３貫通ホール２２０を通じて露出された第２絶縁層１１８をエッチングすることによって形成される。そして、第１キャビティ２１４は、第２貫通ホール２１６を通じて露出された第１絶縁層１１４をエッチングすることによって形成される。
【００４３】
最後に、図５Ｉに示したように、カソードホール２１２の中心部にエミッタ１３０を形成する。ここで、エミッタ１３０は、カソードホール２１２の高さと同一か、またはカソードホール２１２の高さよりも低く形成される。具体的には、エミッタ２１２は、カソードホール２１２の内部に所定の電子放出物質を充填し、これをパターニングすることによって形成される。電子放出物質は、ＣＮＴ、黒鉛ナノ粒子またはナノダイヤモンドからなる。
【００４４】
以上、本発明による好ましい実施形態が説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であることが分かるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、平板表示装置であるＦＥＤに関連した技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来のＦＥＤの一部を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態によるＦＥＤの一部を示す断面図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態によるＦＥＤのＳＥＭ写真を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態によるＦＥＤのＳＥＭ写真を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態によるＦＥＤのＳＥＭ写真を示す図である。
【図３Ｄ】本発明の実施形態によるＦＥＤのＳＥＭ写真を示す図である。
【図４Ａ】ゲート電極に７０Ｖの電圧を印加した時、本発明の実施形態によるＦＥＤによって形成された画像を撮影した写真を示す図である。
【図４Ｂ】ゲート電極に８０Ｖの電圧を印加した時、本発明の実施形態によるＦＥＤによって形成された画像を撮影した写真を示す図である。
【図４Ｃ】ゲート電極に９０Ｖの電圧を印加した時、本発明の実施形態によるＦＥＤによって形成された画像を撮影した写真を示す図である。
【図４Ｄ】ゲート電極に１００Ｖの電圧を印加した時、本発明の実施形態によるＦＥＤによって形成された画像を撮影した写真を示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｅ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｆ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｇ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｈ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｉ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００４７】
１１０ 基板、
１１２ カソード電極、
１１２ａ 第１電極、
１１２ｂ 第２電極、
１１３ 物質層、
１１４ 第１絶縁層、
１１６ ゲート電極、
１１８ 第２絶縁層、
１２０ 集束電極、
１３０ エミッタ、
２１２ カソードホール、
２１３ 第１貫通ホール、
２１４ 第１キャビティ、
２１６ 第２貫通ホール、
２１８ 第２キャビティ、
２２０ 第３貫通ホール。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出素子（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）及びその製造方法に係り、さらに詳細には、電子ビームの集束効果を高めて輝度を向上させることができるＦＥＤ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からの重要な情報伝達媒体である表示装置としては、ＰＣ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ）のモニター、またはＴＶ受像機などの表示装置が挙げられる。このような表示装置は、高速熱電子放出を利用する陰極線管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）と、近年、急速に発展しつつある平板表示装置とに大別される。平板表示装置は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、または電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示装置が挙げられる。
【０００３】
電界放出ディスプレイは、カソード電極上に一定の間隔で配列されたエミッタとゲート電極との間に強い電場を形成することによってエミッタから電子を放出させ、放出させた電子をアノード電極上に形成された蛍光体層に衝突させて発光させる表示装置である。電界放出ディスプレイは、薄型の表示装置で全体厚さが数ｃｍに過ぎず、広い視野角、低い消費電力、及び低い製造コストなどの長所を有するため、ＬＣＤ、ＰＤＰと共に、次世代表示装置として注目されている。
【０００４】
図１に電界放出ディスプレイに用いられる電界放出素子（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）の一般的な構造を示す。
【０００５】
図１を参照すれば、ＦＥＤは、基板１０上にカソード電極１２、第１絶縁層１４、及びゲート電極１６が順次積層された構造を有する。ここで、第１絶縁層１４にカソード電極１２の上面を露出させるエミッタホール２５が形成され、エミッタホール２５の内部には、電子を放出させるエミッタ３０が設けられる。一方、ゲート電極１６の上面には、第２絶縁層１８が形成され、第２絶縁層１８の上面には、エミッタ３０から放出された電子ビームを集束させるための集束電極２０が形成される。
【０００６】
しかし、このような構造のＦＥＤでは、高輝度を実現するためにアノード電極（図示せず）に高電圧を印加すると、電子ビームの広がりによって色純度が低下してしまうという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するために成されたものであって、電子ビームの集束効果を高めて輝度を向上させることができるＦＥＤ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の実施形態によるＦＥＤは、基板と、前記基板の上面に形成され所定の高さのカソードホールが形成されたカソード電極と、前記カソード電極の上面に前記カソードホールにオーバーハングするように形成され前記カソードホールの中心部に対応する部分に前記カソードホールより小さな直径を有する第１貫通孔が形成された物質層と、前記物質層の上面に形成され前記第１貫通孔と連通する第１キャビティが形成された第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上面に形成され前記第１キャビティと連通する第２貫通孔が形成されたゲート電極と、前記カソードホールの中心部に形成されるエミッタとを備える。
【０００９】
前記エミッタは、前記カソードホールの高さと同一、または前記カソードホールより高さよりも低く形成されることが望ましい。そして、前記エミッタは、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ：Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ）、黒鉛ナノ粒子、またはナノダイヤモンドからなる。
【００１０】
前記カソードホールの高さは数μｍで形成されることができるが、０．１〜５μｍで形成されることが望ましい。
【００１１】
前記カソード電極は、前記基板の上面に形成される第１電極と、前記第１電極の上面に形成され前記カソードホールが形成された第２電極とを含むことができる。ここで、前記第１電極は、０．１μｍ以下の厚さで形成され、第１電極は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）から形成されることができる。そして、前記第２電極は数μｍの厚さで形成されることができるが、０．１〜５μｍの厚さで形成されることが望ましい。また、第２電極は、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ及びＡｕからなる群から選択される少なくとも一つの材料からなる電極である。
【００１２】
前記物質層は、ａ（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）−Ｓｉからなる。
【００１３】
前記ゲート電極の上面には、前記第２貫通ホールと連通する第２キャビティが形成された第２絶縁層がさらに形成される。そして、前記第２絶縁層の上面には、前記第２キャビティと連通する第３貫通ホールが形成された集束電極がさらに形成される。
【００１４】
一方、本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法は、基板の上面にカソード電極を形成するステップと、前記カソード電極の上面に所定の物質層を形成し前記物質層をパターニングして第１貫通ホールを形成するステップと、前記第１貫通ホールを通じて露出された前記カソード電極をエッチングし前記第１貫通ホールより大きい直径を有するカソードホールを形成するステップと、前記物質層の上面に第１絶縁層を形成するステップと、前記第１絶縁層の上面にゲート電極を形成し前記ゲート電極をパターニングして第２貫通ホールを形成するステップと、前記ゲート電極の上面に第２絶縁層を形成するステップと、前記第２絶縁層の上面に集束電極を形成しこれをパターニングして第３貫通ホールを形成するステップと、前記第３貫通ホールを通じて露出された第２絶縁層をエッチングして第２キャビティを形成するステップと、前記第２貫通ホールを通じて露出された第１絶縁層をエッチングして第１キャビティを形成するステップと、前記カソードホールの中心部にエミッタを形成するステップとを含む。
【００１５】
前記カソード電極を形成するステップは、前記基板の上面に第１電極を形成し、前記第１電極の上面に第２電極を形成するステップを含むことが望ましい。
【００１６】
前記カソードホールは、前記第１貫通ホールを通じて露出された第２電極を等方性エッチングすることによって形成される。
【００１７】
前記エミッタは、前記カソードホールの高さと同一、または前記カソードホールの高さより低く形成されることが望ましい。
【００１８】
前記エミッタは、前記カソードホールの内部に所定の電子放出物質を充填し、前記カソードホールをパターニングすることによって形成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるＦＥＤによれば、従来よりもカソード電極を厚く形成し、このカソード電極に、エミッタより大きい直径を有するカソードホールを形成することによって電子ビームの集束効果を向上させることができる。このような構造にすることにより、輝度を向上させ、高画質の画像を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付された図面を参照して、本発明による望ましい実施形態を詳細に説明する。図面で、同一の参照符号は、同一の構成要素を表す。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態によるＦＥＤの一部を示す断面図である。
【００２２】
図２を参照すれば、本発明の実施形態によるＦＥＤは、基板１１０と、カソードホール２１２が形成されたカソード電極１１２と、カソード電極１１２の上部に形成されるゲート電極１１６と、カソードホール２１２の中心部に形成されるエミッタ１３０とを備える。
【００２３】
前記基板１１０としては、一般的に、ガラス基板が使われる。カソード電極１１２は、基板１１０の上面に形成される第１電極１１２ａと第１電極１１２ａの上面に形成される第２電極１１２ｂとを含む。ここで、カソード電極１１２は、従来のカソード電極よりはるかに厚く形成される。そして、カソードホール２１２は、第２電極１１２ｂに形成される。
【００２４】
第１電極１１２ａは、例えば、ＩＴＯのような透明な導電性材料を約０．１μｍ以下の厚さに蒸着することによって形成される。第１電極１１２ａの上面は、カソードホール２１２の底面を形成する。第２電極１１２ｂは、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ及びＡｕからなる群から選択される少なくとも一つの材料からなる電極である。そして、第２電極１１２ｂは、数μｍの厚さ、望ましくは、０．１〜５μｍの厚さで形成される。ここで、カソードホール２１２は、第２電極１１２ｂを貫通して形成されるので、第２電極１１２ｂの厚さと同じ高さで形成される。
【００２５】
第２電極１１２ｂの上面には、カソードホール２１２の上部の一部分を覆うようにカソードホールにオーバーハングさせて所定の物質層１１３が形成される。物質層１１３のうち、カソードホール２１２の中心部に対応する部分には、カソードホール２１２よりも小さな直径を有する第１貫通ホール２１３が形成されている。物質層１１３は、ａ−Ｓｉからなる。
【００２６】
カソードホール２１２の中心部には、電子放出源であるエミッタ１３０が形成される。エミッタ１３０は、カソードホール２１２よりもはるかに小さな直径を有する。そして、電子ビームの集束効果を向上させるために、エミッタ１３０は、カソードホール２１２の高さと同一、またはカソードホール２１２の高さより低く形成される。エミッタ１３０は、ＣＮＴ、黒鉛ナノ粒子、またはナノダイヤモンドからなる。
【００２７】
物質層１１３の上面には、第１絶縁層１１４が所定の厚さで形成される。第１絶縁層１１４には、第１貫通ホール２１３と連通する第１キャビティ２１４が形成されている。第１絶縁層１１４は、例えば、ＳｉＯ２のような絶縁物質からなる。
【００２８】
第１絶縁層１１４の上面には、エミッタ１３０から電子を抽出させるためのゲート電極１１６が形成される。ゲート電極１１６は、カソード電極１１２と直交する方向に形成される。ゲート電極１１６には、第１キャビティ２１４と連通する第２貫通ホール２１６が形成されている。ゲート電極１１６は、導電性金属物質または透明な導電性物質、例えば、ＩＴＯからなる。
【００２９】
ゲート電極１１６の上面には、第２絶縁層１１８が所定の厚さで形成される。そして、第２絶縁層１１８には、第２貫通ホール２１６と連通する第２キャビティ２１８が形成されている。第２絶縁層１１８は、例えば、ＳｉＯ２のような絶縁物質からなる。
【００３０】
第２絶縁層１１８の上面には、集束電極１２０が設けられる。そして、集束電極１２０には、第２キャビティ２１８と連通する第３貫通ホール２２０が形成されている。集束電極１２０は、エミッタ１３０から放出された電子ビームの軌跡を制御する役割を担う。集束電極１２０は、導電性金属物質または透明な導電性物質、例えば、ＩＴＯからなる。
【００３１】
本発明の実施形態によるＦＥＤでは、エミッタ１３０は、カソードホール２１２よりもはるかに小さな直径を有し、カソードホール２１２の中心部にカソードホール２１２の高さと同一、またはカソードホール２１２高さよりも低く形成される。この結果、従来のＦＥＤに比べ、エミッタ１３０から放出された電子ビームをより集束させることができる。
【００３２】
本発明の実施形態によるＦＥＤを撮影したＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）写真を示す図を図３Ａから図３Ｄに示す。図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の実施形態によるＦＥＤの断面を撮影した写真を示す図である。そして、図３Ｃは、本発明の実施形態によるＦＥＤの平面を撮影した写真を示す図であり、図３Ｄは、図３Ｃに示したエミッタを拡大して撮影した写真を示す図である。図３Ａから図３Ｄを参照すれば、カソードホールを有するカソード電極が基板上に厚く形成されており、カソードホールの中心部にカソードホールよりはるかに小さな直径を有するエミッタが形成されていることがわかる。
【００３３】
本発明の実施形態によるＦＥＤによって形成された画像を撮影した写真を示す図を図４Ａから図４Ｄに示す。図４Ａから図４Ｄは、ゲート電極に７０Ｖ、８０Ｖ、９０Ｖ、１００Ｖの電圧を印加した場合の本発明の実施形態によるＦＥＤによって形成された画像をそれぞれ撮影した写真を示す図である。このとき、アノード電極には１．５ｋＶの電圧を印加し、集束電極には０Ｖの電圧を印加した。図４Ａから図４Ｄを参照すれば、ゲート電極に印加される電圧が上昇するほど、画質が向上することが分かる。
【００３４】
以下、図５Ａから図５Ｉを参照して、本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を詳細に説明する。
【００３５】
まず、図５Ａに示したように、基板１１０の上面に第１電極１１２ａ及び第２電極１１２ｂからなるカソード電極１１２を形成する。基板１１０としては、一般的に、ガラス基板が使われる。第１電極１１２ａは、基板１１０の上面に、例えば、ＩＴＯのような透明な導電性材料を約０．１μｍ以下の厚さで蒸着することによって形成される。そして、第２電極１１２ｂは、第１電極１１２ａの上面にＣｒ、Ａｇ、Ａｌ及びＡｕからなる群から選択される少なくとも一つの材料を蒸着することによって形成される。このとき、第２電極１１２ｂは、数μｍの厚さ、望ましくは、０．１〜５μｍの厚さで形成される。
【００３６】
次に、図５Ｂに示したように、第２電極１１２ｂの上面に所定の物質層１１３を形成し、物質層１１３をパターニングして第１貫通ホール２１３を形成する。このような物質層１１３は、ａ−Ｓｉからなる。
【００３７】
次に、図５Ｃに示したように、第１貫通ホール２１３を通じて露出された第２電極１１２ｂをエッチングすることによって、カソードホール２１２を形成する。ここで、カソードホール２１２は、第１貫通ホール２１３を通じて露出された第２電極１１２ｂを等方性エッチングすることによって形成される。第２電極１１２ｂに形成されたカソードホール２１２は、第１貫通ホール２１３より大きい直径を有する。
【００３８】
次に、図５Ｄに示したように、物質層１１３の上面に第１絶縁層１１４を形成し、その上にゲート電極１１６を形成する。第１絶縁層１１４は、物質層１１３の上面にＳｉＯ２のような絶縁物質を所定の厚さに蒸着することによって形成される。そして、ゲート電極１１６は、第１絶縁層１１４の上面に金属物質、またはＩＴＯのような透明な導電性物質を蒸着することによって形成される。
【００３９】
次に、図５Ｅに示したように、ゲート電極１１６をパターニングして第２貫通ホール２１６を形成する。
【００４０】
次に、図５Ｆに示したように、ゲート電極１１６の上面に第２絶縁層１１８を形成し、その上に集束電極１２０を形成する。第２絶縁層１１８は、ゲート電極１１６の上面にＳｉＯ２のような絶縁物質を所定の厚さに蒸着することによって形成される。そして、集束電極１２０は、第２絶縁層１１８の上面に金属物質、またはＩＴＯのような透明な導電性物質を蒸着することによって形成される。
【００４１】
次に、図５Ｇに示したように、集束電極１２０をパターニングして第３貫通ホール２２０を形成する。
【００４２】
次に、図５Ｈに示したように、第２絶縁層１１８には、第３貫通ホール２２０と連通する第２キャビティ２１８を形成し、第１絶縁層１１４には、第２貫通ホール２１６と連通する第１キャビティ２１４を形成する。第２キャビティ２１８は、第３貫通ホール２２０を通じて露出された第２絶縁層１１８をエッチングすることによって形成される。そして、第１キャビティ２１４は、第２貫通ホール２１６を通じて露出された第１絶縁層１１４をエッチングすることによって形成される。
【００４３】
最後に、図５Ｉに示したように、カソードホール２１２の中心部にエミッタ１３０を形成する。ここで、エミッタ１３０は、カソードホール２１２の高さと同一か、またはカソードホール２１２の高さよりも低く形成される。具体的には、エミッタ２１２は、カソードホール２１２の内部に所定の電子放出物質を充填し、これをパターニングすることによって形成される。電子放出物質は、ＣＮＴ、黒鉛ナノ粒子またはナノダイヤモンドからなる。
【００４４】
以上、本発明による好ましい実施形態が説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であることが分かるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、平板表示装置であるＦＥＤに関連した技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来のＦＥＤの一部を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態によるＦＥＤの一部を示す断面図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態によるＦＥＤのＳＥＭ写真を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態によるＦＥＤのＳＥＭ写真を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態によるＦＥＤのＳＥＭ写真を示す図である。
【図３Ｄ】本発明の実施形態によるＦＥＤのＳＥＭ写真を示す図である。
【図４Ａ】ゲート電極に７０Ｖの電圧を印加した時、本発明の実施形態によるＦＥＤによって形成された画像を撮影した写真を示す図である。
【図４Ｂ】ゲート電極に８０Ｖの電圧を印加した時、本発明の実施形態によるＦＥＤによって形成された画像を撮影した写真を示す図である。
【図４Ｃ】ゲート電極に９０Ｖの電圧を印加した時、本発明の実施形態によるＦＥＤによって形成された画像を撮影した写真を示す図である。
【図４Ｄ】ゲート電極に１００Ｖの電圧を印加した時、本発明の実施形態によるＦＥＤによって形成された画像を撮影した写真を示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｅ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｆ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｇ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｈ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【図５Ｉ】本発明の実施形態によるＦＥＤの製造方法を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００４７】
１１０ 基板、
１１２ カソード電極、
１１２ａ 第１電極、
１１２ｂ 第２電極、
１１３ 物質層、
１１４ 第１絶縁層、
１１６ ゲート電極、
１１８ 第２絶縁層、
１２０ 集束電極、
１３０ エミッタ、
２１２ カソードホール、
２１３ 第１貫通ホール、
２１４ 第１キャビティ、
２１６ 第２貫通ホール、
２１８ 第２キャビティ、
２２０ 第３貫通ホール。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上面に形成され所定の高さのカソードホールを有するカソード電極と、
前記カソード電極の上面に前記カソードホールにオーバーハングするように形成され前記カソードホールの中心部に対応する部分に前記カソードホールより小さな直径を有する第１貫通孔が形成された物質層と、
前記物質層の上面に形成され前記第１貫通孔と連通する第１キャビティが形成された第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上面に形成され前記第１キャビティと連通する第２貫通孔が形成されたゲート電極と、
前記カソードホールの中心部に形成されるエミッタと、を備えることを特徴とする電界放出素子。
【請求項２】
前記エミッタは、前記カソードホールの高さと同一、または前記カソードホールの高さよりも低く形成されることを特徴とする請求項１に記載の電界放出素子。
【請求項３】
前記エミッタは、カーボンナノチューブ、黒鉛ナノ粒子、またはナノダイヤモンドからなることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子。
【請求項４】
前記カソードホールの高さは、数μｍであることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子。
【請求項５】
前記カソードホールの高さは、０．１〜５μｍであることを特徴とする請求項４に記載の電界放出素子。
【請求項６】
前記カソード電極は、
前記基板の上面に形成される第１電極と、
前記第１電極の上面に形成され前記カソードホールが形成された第２電極と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子。
【請求項７】
前記第１電極は、０．１μｍ以下の厚さで形成されることを特徴とする請求項６に記載の電界放出素子。
【請求項８】
前記第１電極は、ＩＴＯからなることを特徴とする請求項６に記載の電界放出素子。
【請求項９】
前記第２電極は、数μｍの厚さで形成されることを特徴とする請求項６に記載の電界放出素子。
【請求項１０】
前記第２電極は、０．１〜５μｍの厚さで形成されることを特徴とする請求項９に記載の電界放出素子。
【請求項１１】
前記第２電極は、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ及びＡｕからなる群から選択される少なくとも一つの材料からなる電極であることを特徴とする請求項６に記載の電界放出素子。
【請求項１２】
前記物質層は、ａ−Ｓｉからなることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子。
【請求項１３】
前記ゲート電極の上面に形成され前記第２貫通ホールと連通する第２キャビティが形成された第２絶縁層をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子。
【請求項１４】
前記第２絶縁層の上面に形成され前記第２キャビティと連通する第３貫通ホールが形成された集束電極をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の電界放出素子。
【請求項１５】
基板の上面にカソード電極を形成するステップと、
前記カソード電極の上面に所定の物質層を形成し前記物質層をパターニングして第１貫通ホールを形成するステップと、
前記第１貫通ホールを通じて露出された前記カソード電極をエッチングして前記第１貫通ホールより大きい直径を有するカソードホールを形成するステップと、
前記物質層の上面に第１絶縁層を形成するステップと、
前記第１絶縁層の上面にゲート電極を形成し前記ゲート電極をパターニングして第２貫通ホールを形成するステップと、
前記ゲート電極の上面に第２絶縁層を形成するステップと、
前記第２絶縁層の上面に集束電極を形成し前記集束電極をパターニングして第３貫通ホールを形成するステップと、
前記第３貫通ホールを通じて露出された第２絶縁層をエッチングして第２キャビティを形成するステップと、
前記第２貫通ホールを通じて露出された第１絶縁層をエッチングして第１キャビティを形成するステップと、
前記カソードホールの中心部にエミッタを形成するステップと、
を含むことを特徴とする電界放出素子の製造方法。
【請求項１６】
前記カソード電極を形成するステップは、前記基板の上面に第１電極を形成し前記第１電極の上面に第２電極を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第１電極は、０．１μｍ以下の厚さで形成されることを特徴とする請求項１６に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項１８】
前記第１電極は、ＩＴＯからなることを特徴とする請求項１６に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項１９】
前記第２電極は、数μｍの厚さで形成されることを特徴とする請求項１６に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２０】
前記第２電極は、０．１〜５μｍの厚さで形成されることを特徴とする請求項１９に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２１】
前記第２電極は、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ及びＡｕからなる群から選択される少なくとも一つの材料からなる電極であることを特徴とする請求項１６に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２２】
前記物質層は、ａ−Ｓｉからなることを特徴とする請求項１５に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２３】
前記カソードホールは、前記第１貫通ホールを通じて露出された第２電極を等方性エッチングすることによって形成されることを特徴とする請求項１６に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２４】
前記エミッタは、前記カソードホールの高さと同一、または前記カソードホールの高さより低く形成されることを特徴とする請求項１５に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２５】
前記エミッタは、前記カソードホールの内部に所定の電子放出物質を充填し前記カソードホールをパターニングすることによって形成されることを特徴とする請求項２４に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２６】
前記電子放出物質は、ＣＮＴ、黒鉛ナノ粒子、またはナノダイヤモンドからなることを特徴とする請求項２５に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項１】
基板と、
前記基板の上面に形成され所定の高さのカソードホールを有するカソード電極と、
前記カソード電極の上面に前記カソードホールにオーバーハングするように形成され前記カソードホールの中心部に対応する部分に前記カソードホールより小さな直径を有する第１貫通孔が形成された物質層と、
前記物質層の上面に形成され前記第１貫通孔と連通する第１キャビティが形成された第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上面に形成され前記第１キャビティと連通する第２貫通孔が形成されたゲート電極と、
前記カソードホールの中心部に形成されるエミッタと、を備えることを特徴とする電界放出素子。
【請求項２】
前記エミッタは、前記カソードホールの高さと同一、または前記カソードホールの高さよりも低く形成されることを特徴とする請求項１に記載の電界放出素子。
【請求項３】
前記エミッタは、カーボンナノチューブ、黒鉛ナノ粒子、またはナノダイヤモンドからなることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子。
【請求項４】
前記カソードホールの高さは、数μｍであることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子。
【請求項５】
前記カソードホールの高さは、０．１〜５μｍであることを特徴とする請求項４に記載の電界放出素子。
【請求項６】
前記カソード電極は、
前記基板の上面に形成される第１電極と、
前記第１電極の上面に形成され前記カソードホールが形成された第２電極と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子。
【請求項７】
前記第１電極は、０．１μｍ以下の厚さで形成されることを特徴とする請求項６に記載の電界放出素子。
【請求項８】
前記第１電極は、ＩＴＯからなることを特徴とする請求項６に記載の電界放出素子。
【請求項９】
前記第２電極は、数μｍの厚さで形成されることを特徴とする請求項６に記載の電界放出素子。
【請求項１０】
前記第２電極は、０．１〜５μｍの厚さで形成されることを特徴とする請求項９に記載の電界放出素子。
【請求項１１】
前記第２電極は、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ及びＡｕからなる群から選択される少なくとも一つの材料からなる電極であることを特徴とする請求項６に記載の電界放出素子。
【請求項１２】
前記物質層は、ａ−Ｓｉからなることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子。
【請求項１３】
前記ゲート電極の上面に形成され前記第２貫通ホールと連通する第２キャビティが形成された第２絶縁層をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子。
【請求項１４】
前記第２絶縁層の上面に形成され前記第２キャビティと連通する第３貫通ホールが形成された集束電極をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の電界放出素子。
【請求項１５】
基板の上面にカソード電極を形成するステップと、
前記カソード電極の上面に所定の物質層を形成し前記物質層をパターニングして第１貫通ホールを形成するステップと、
前記第１貫通ホールを通じて露出された前記カソード電極をエッチングして前記第１貫通ホールより大きい直径を有するカソードホールを形成するステップと、
前記物質層の上面に第１絶縁層を形成するステップと、
前記第１絶縁層の上面にゲート電極を形成し前記ゲート電極をパターニングして第２貫通ホールを形成するステップと、
前記ゲート電極の上面に第２絶縁層を形成するステップと、
前記第２絶縁層の上面に集束電極を形成し前記集束電極をパターニングして第３貫通ホールを形成するステップと、
前記第３貫通ホールを通じて露出された第２絶縁層をエッチングして第２キャビティを形成するステップと、
前記第２貫通ホールを通じて露出された第１絶縁層をエッチングして第１キャビティを形成するステップと、
前記カソードホールの中心部にエミッタを形成するステップと、
を含むことを特徴とする電界放出素子の製造方法。
【請求項１６】
前記カソード電極を形成するステップは、前記基板の上面に第１電極を形成し前記第１電極の上面に第２電極を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第１電極は、０．１μｍ以下の厚さで形成されることを特徴とする請求項１６に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項１８】
前記第１電極は、ＩＴＯからなることを特徴とする請求項１６に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項１９】
前記第２電極は、数μｍの厚さで形成されることを特徴とする請求項１６に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２０】
前記第２電極は、０．１〜５μｍの厚さで形成されることを特徴とする請求項１９に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２１】
前記第２電極は、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ及びＡｕからなる群から選択される少なくとも一つの材料からなる電極であることを特徴とする請求項１６に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２２】
前記物質層は、ａ−Ｓｉからなることを特徴とする請求項１５に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２３】
前記カソードホールは、前記第１貫通ホールを通じて露出された第２電極を等方性エッチングすることによって形成されることを特徴とする請求項１６に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２４】
前記エミッタは、前記カソードホールの高さと同一、または前記カソードホールの高さより低く形成されることを特徴とする請求項１５に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２５】
前記エミッタは、前記カソードホールの内部に所定の電子放出物質を充填し前記カソードホールをパターニングすることによって形成されることを特徴とする請求項２４に記載の電界放出素子の製造方法。
【請求項２６】
前記電子放出物質は、ＣＮＴ、黒鉛ナノ粒子、またはナノダイヤモンドからなることを特徴とする請求項２５に記載の電界放出素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図５Ｈ】
【図５Ｉ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図２】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図５Ｈ】
【図５Ｉ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【公開番号】特開２００６−８６１１８（Ｐ２００６−８６１１８Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４８３５５（Ｐ２００５−２４８３５５）
【出願日】平成１７年８月２９日（２００５．８．２９）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２９日（２００５．８．２９）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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