JP2002324480A

JP2002324480A - 電子放出装置の製造方法、冷陰極電界電子放出素子の製造方法、及び、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP2002324480A
Application number: JP2001127379A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Muroyama; 雅和室山; Takao Yagi; 貴郎八木; Koji Inoue; 浩司井上
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2002-11-08
Anticipated expiration: 2021-04-25
Also published as: JP4622145B2

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的低温においても炭素系薄膜を形成するこ
とができ、しかも、金属層やカソード電極の所望の部位
に確実に炭素系薄膜を形成することができる電子放出装
置の製造方法を提供する。【解決手段】この製造方法は、支持体１０上にカソード
電極１１、絶縁層１２、開口部１４Ａを有するゲート電
極１３を形成し、開口部１４Ａに連通する第２の開口部
１４Ｂを絶縁層１２に形成した後、第２の開口部１４Ｂ
の底部に位置するカソード電極１１の部分の表面に、カ
ソード電極１１の表面と有機溶剤との反応によって錯化
合物層２２から成る炭素系薄膜選択成長領域２０を形成
し、炭素系薄膜選択成長領域２０上に炭素系薄膜２３か
ら成る電子放出部１５を形成する各工程から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭素系薄膜から電
子を放出する電子放出装置の製造方法、炭素系薄膜から
成る電子放出部を有する冷陰極電界電子放出素子の製造
方法、並びに、かかる冷陰極電界電子放出素子を備えた
冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像機や情報端末機器に用
いられる表示装置の分野では、従来主流の陰極線管（Ｃ
ＲＴ）から、薄型化、軽量化、大画面化、高精細化の要
求に応え得る平面型（フラットパネル型）の表示装置へ
の移行が検討されている。このような平面型の表示装置
として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッ
センス表示装置（ＥＬＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤ
Ｐ）、冷陰極電界電子放出表示装置（ＦＥＤ：フィール
ドエミッションディスプレイ）を例示することができ
る。このなかでも、液晶表示装置は情報端末機器用の表
示装置として広く普及しているが、据置き型のテレビジ
ョン受像機に適用するには、高輝度化や大型化に未だ課
題を残している。これに対して、冷陰極電界電子放出表
示装置は、熱的励起によらず、量子トンネル効果に基づ
き固体から真空中に電子を放出することが可能な冷陰極
電界電子放出素子（以下、電界放出素子と呼ぶ場合があ
る）を利用しており、高輝度及び低消費電力の点から注
目を集めている。

【０００３】図１４及び図１５に、電界放出素子を利用
した冷陰極電界電子放出表示装置（以下、表示装置と呼
ぶ場合がある）の構成例を示す。尚、図１４は表示装置
の模式的な一部端面図であり、図１５はカソードパネル
ＣＰとアノードパネルＡＰを分解したときの模式的な部
分的斜視図である。

【０００４】図示した電界放出素子は、円錐形の電子放
出部を有する、所謂スピント（Ｓｐｉｎｄｔ）型電界放
出素子と呼ばれるタイプの電界放出素子である。この電
界放出素子は、支持体１１０上に形成されたカソード電
極１１１と、支持体１１０及びカソード電極１１１上に
形成された絶縁層１１２と、絶縁層１１２上に形成され
たゲート電極１１３と、ゲート電極１１３及び絶縁層１
１２に設けられた開口部１１４と、開口部１１４の底部
に位置するカソード電極１１１上に形成された円錐形の
電子放出部１１５から構成されている。一般に、カソー
ド電極１１１とゲート電極１１３とは、これらの両電極
の射影像が互いに直交する方向に各々ストライプ状に形
成されており、これらの両電極の射影像が重複する領域
（１画素分の領域に相当する。この領域を、以下、重複
領域あるいは電子放出領域と呼ぶ）に、通常、複数の電
界放出素子が配列されている。更に、かかる重複領域
が、カソードパネルＣＰの有効領域（実際の表示部分と
して機能する領域）内に、通常、２次元マトリックス状
に配列されている。

【０００５】一方、アノードパネルＡＰは、基板３０
と、基板３０上に形成され、所定のパターンを有する蛍
光体層３１（３１Ｒ，３１Ｂ，３１Ｇ）と、その上に形
成されたアノード電極３３から構成されている。１画素
は、カソードパネル側のカソード電極１１１とゲート電
極１１３との重複領域に形成された電界放出素子の一群
と、これらの電界放出素子の一群に対面したアノードパ
ネルＡＰ側の蛍光体層３１とによって構成されている。
有効領域には、かかる画素が、例えば数十万〜数百万個
ものオーダーにて配列されている。尚、蛍光体層３１と
蛍光体層３１との間の基板３０上にはブラックマトリッ
クス３２が形成されている。

【０００６】アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰ
とを、電界放出素子と蛍光体層３１とが対向するように
配置し、周縁部において枠体３４を介して接合すること
によって、表示装置を作製することができる。有効領域
を包囲し、画素を選択するための周辺回路が形成された
無効領域（図示した例では、カソードパネルＣＰの無効
領域）には、真空排気用の貫通孔３６が設けられてお
り、この貫通孔３６には真空排気後に封じ切られたチッ
プ管３７が接続されている。即ち、アノードパネルＡＰ
とカソードパネルＣＰと枠体３４とによって囲まれた空
間は真空となっている。

【０００７】カソード電極１１１には相対的な負電圧が
カソード電極制御回路４０から印加され、ゲート電極１
１３には相対的な正電圧がゲート電極制御回路４１から
印加され、アノード電極３３にはゲート電極１１３より
も更に高い正電圧が加速電源４２から印加される。かか
る表示装置において表示を行う場合、例えば、カソード
電極１１１にカソード電極制御回路４０から走査信号を
入力し、ゲート電極１１３にゲート電極制御回路４１か
らビデオ信号を入力する。カソード電極１１１とゲート
電極１１３との間に電圧を印加した際に生ずる電界によ
り、量子トンネル効果に基づき電子放出部１１５から電
子が放出され、この電子がアノード電極３３に引き付け
られ、蛍光体層３１に衝突する。その結果、蛍光体層３
１が励起されて発光し、所望の画像を得ることができ
る。つまり、この表示装置の動作は、基本的に、ゲート
電極１１３に印加される電圧、及びカソード電極１１１
を通じて電子放出部１１５に印加される電圧によって制
御される。

【０００８】かかる表示装置の構成において、低い駆動
電圧で大きな放出電子電流を得るためには、電子放出部
の先端部を鋭く尖らせることが有効であり、この観点か
ら、上述のスピント型電界放出素子の電子放出部１１５
は優れた性能を有していると云える。しかしながら、円
錐形の電子放出部１１５の形成には高度な加工技術を要
し、場合によっては数千万個以上にも及ぶ電子放出部１
１５を有効領域の全域に亙って均一に形成することは、
有効領域の面積が増大するにつれて困難となりつつあ
る。

【０００９】そこで、円錐形の電子放出部を使用せず、
開口部の底面に露出した平面状の電子放出部を使用す
る、所謂平面型電界放出素子が提案されている。平面型
電界放出素子における電子放出部はカソード電極上に設
けられており、平面状であっても高い放出電子電流を達
成し得るように、カソード電極の構成材料よりも仕事関
数が低い材料から構成されている。かかる材料として、
近年、ダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）を始
めとする各種の炭素系材料が提案されている。

【００１０】即ち、例えば、第６０回応用物理学会学術
講演会講演予稿集ｐ．６３１，演題番号２ｐ−Ｈ−６
（１９９９年）［文献−１と呼ぶ］には、石英基板上に
電子ビーム蒸着法によって形成したチタン薄膜表面をダ
イヤモンドパウダーによりスクラッチ加工を施した後、
チタン薄膜をパターニングして中央部に数μｍのギャッ
プを設け、次いで、ノンドープダイヤモンド薄膜をチタ
ン薄膜上に成膜する平面構造型電子エミッターが開示さ
れている。あるいは又、第６０回応用物理学会学術講演
会講演予稿集ｐ．６３２，演題番号２ｐ−Ｈ−１１（１
９９９年）［文献−２と呼ぶ］には、金属クロスライン
を付けた石英ガラス上にカーボンナノチューブを形成す
る技術が開示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダイヤ
モンド・ライク・カーボンの膜質や構造と、電子放出特
性の関係は未だ不明な点が多く、現在、研究課題となっ
ている。特に、その膜質及び微細構造を制御して低閾値
でも電子放出特性を確保するためには、形成反応を司る
形成条件等の設定が重要である。

【００１２】これに加えて、上述のカーボンナノチュー
ブに関する文献−２では、金属表面に比較的均一なナノ
チューブが成長することが報告されているが、形成温度
が６００゜Ｃ以上と高温であるため、ガラス基板を使用
することが困難である。ガラス基板を用いることは、表
示装置の製造コスト低減のために重要である。

【００１３】また、レジスト層をエッチング用マスクと
して使用し、酸素ガスを用いてＤＬＣのような炭素系薄
膜のプラズマエッチングを行った場合、エッチング反応
系における反応副生成物として（ＣＨ_x）系あるいは
（ＣＦ_x）系等の炭素系ポリマーが堆積性物質として生
成する。一般に、プラズマエッチングにおいて堆積性物
質がエッチング反応系に生成した場合、この堆積性物質
はイオン入射確率の低いレジスト層の側壁面、あるいは
被エッチング物の加工端面に堆積して所謂側壁保護膜を
形成し、被エッチング物の異方性加工によって得られる
形状の達成に寄与する。しかしながら、酸素ガスをエッ
チング用ガスとして使用した場合には、炭素系ポリマー
から成る側壁保護膜は、生成しても、直ちに酸素ガスに
よって除去されてしまう。また、酸素ガスをエッチング
用ガスとして使用した場合には、レジスト層の消耗も激
しい。これらの理由により、従来のダイヤモンド薄膜の
酸素プラズマ加工においては、ダイヤモンド薄膜のマス
クの寸法に対する寸法変換差が大きく、異方性加工も困
難である。

【００１４】更には、文献−１や文献−２に開示された
技術においては、金属薄膜上に炭素系薄膜を形成する
が、金属薄膜のどの部位にも炭素系薄膜が形成されてし
まい、これらの技術を例えば冷陰極電界電子放出素子の
製造に適用することは実用的であるとは云い難い。ま
た、炭素系薄膜を所望の形状にするための炭素系薄膜の
パターニングは、上述のとおり困難である。

【００１５】従って、本発明の目的は、比較的低温にお
いても炭素系薄膜を形成することができ、しかも、金属
層やカソード電極の所望の部位に確実に炭素系薄膜を形
成することができる電子放出装置の製造方法、冷陰極電
界電子放出素子の製造方法、及び、冷陰極電界電子放出
表示装置の製造方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の電子放出装置の製造方法は、（Ａ）支持体
上に金属層を形成する工程と、（Ｂ）該金属層の表面と
有機溶剤との反応によって、錯化合物層から成る炭素系
薄膜選択成長領域を該金属層表面に形成する工程と、
（Ｃ）炭素系薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜から成る
電子放出部を形成する工程、から成ることを特徴とす
る。

【００１７】上記の目的を達成するための本発明の第１
の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法は、
（Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、
（Ｂ）支持体及びカソード電極上に絶縁層を形成する工
程と、（Ｃ）絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形
成する工程と、（Ｄ）ゲート電極に形成された開口部に
連通する第２の開口部を絶縁層に形成する工程と、
（Ｅ）第２の開口部の底部に位置するカソード電極の部
分の表面に炭素系薄膜選択成長領域を形成する工程と、
（Ｆ）炭素系薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜から成る
電子放出部を形成する工程、から成り、前記工程（Ｅ）
は、カソード電極の表面と有機溶剤との反応によって、
第２の開口部の底部に位置するカソード電極の部分の表
面に錯化合物層から成る炭素系薄膜選択成長領域を形成
する工程から成ることを特徴とする。

【００１８】上記の目的を達成するための本発明の第１
の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法
は、アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、冷
陰極電界電子放出素子が形成された支持体とを、蛍光体
層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するように配置
し、基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電
界電子放出表示装置の製造方法であって、冷陰極電界電
子放出素子を、（Ａ）支持体上にカソード電極を形成す
る工程と、（Ｂ）支持体及びカソード電極上に絶縁層を
形成する工程と、（Ｃ）絶縁層上に開口部を有するゲー
ト電極を形成する工程と、（Ｄ）ゲート電極に形成され
た開口部に連通する第２の開口部を絶縁層に形成する工
程と、（Ｅ）第２の開口部の底部に位置するカソード電
極の部分の表面に炭素系薄膜選択成長領域を形成する工
程と、（Ｆ）炭素系薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜か
ら成る電子放出部を形成する工程、に基づき形成し、前
記工程（Ｅ）は、カソード電極の表面と有機溶剤との反
応によって、第２の開口部の底部に位置するカソード電
極の部分の表面に錯化合物層から成る炭素系薄膜選択成
長領域を形成する工程から成ることを特徴とする。

【００１９】本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子の製造方法あるいは第１の態様に係る冷陰極電
界電子放出表示装置の製造方法（以下、これらを総称し
て、本発明の第１の製造方法と呼ぶ場合がある）にあっ
ては、前記工程（Ｄ）の後、第２の開口部の底部の中央
部にカソード電極の表面が露出したマスク層を形成する
（即ち、少なくとも第２の開口部の側壁にマスク層を形
成する）工程を含む形態とすることができる。

【００２０】かかるマスク層の形成は、例えば、レジス
ト材料層若しくはハードマスク材料層を全面に形成した
後、リソグラフィ技術に基づき、第２の開口部の底部の
中央部に位置するレジスト材料層若しくはハードマスク
材料層に孔部を形成する方法により行うことができる。
第２の開口部の底部に位置するカソード電極の一部分、
第２の開口部の側壁、第１の開口部の側壁、絶縁層及び
ゲート電極がマスク層で被覆された状態で、第２の開口
部の底部の中央部に位置するカソード電極の表面に炭素
系薄膜選択成長領域を形成するので、不要な部位に炭素
系薄膜選択成長領域が形成されることを確実に防止し得
る。場合によっては、ゲート電極の上のみをマスク層で
被覆してもよい。あるいは又、第１の開口部の近傍のゲ
ート電極の上のみをマスク層で被覆してもよいし、第１
の開口部の近傍のゲート電極上及び第１の開口部と第２
の開口部の側壁をマスク層で被覆してもよく、これらの
場合、ゲート電極を構成する導電材料によっては、ゲー
ト電極上に炭素系薄膜が形成されるが、かかる炭素系薄
膜が高強度の電界中に置かれなければ、かかる炭素系薄
膜から電子が放出されることはない。尚、炭素系薄膜選
択成長領域上に炭素系薄膜を形成する前にマスク層を除
去することが好ましい。

【００２１】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法は、
（Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、
（Ｂ）カソード電極の表面に炭素系薄膜選択成長領域を
形成する工程と、（Ｃ）炭素系薄膜選択成長領域上に炭
素系薄膜から成る電子放出部を形成する工程と、（Ｄ）
炭素系薄膜の上方に、開口部を有するゲート電極を設け
る工程、から成り、前記工程（Ｂ）は、カソード電極の
表面と有機溶剤との反応によって、カソード電極の表面
に錯化合物層から成る炭素系薄膜選択成長領域を形成す
る工程から成ることを特徴とする。

【００２２】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法
は、アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、冷
陰極電界電子放出素子が形成された支持体とを、蛍光体
層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するように配置
し、基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電
界電子放出表示装置の製造方法であって、冷陰極電界電
子放出素子を、（Ａ）支持体上にカソード電極を形成す
る工程と、（Ｂ）カソード電極の表面に炭素系薄膜選択
成長領域を形成する工程と、（Ｃ）炭素系薄膜選択成長
領域上に炭素系薄膜から成る電子放出部を形成する工程
と、（Ｄ）炭素系薄膜の上方に、開口部を有するゲート
電極を設ける工程、に基づき形成し、前記工程（Ｂ）
は、カソード電極の表面と有機溶剤との反応によって、
カソード電極の表面に錯化合物層から成る炭素系薄膜選
択成長領域を形成する工程から成ることを特徴とする。

【００２３】上記の目的を達成するための本発明の第３
の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法は、
（Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、
（Ｂ）カソード電極の表面に炭素系薄膜選択成長領域を
形成する工程と、（Ｃ）炭素系薄膜選択成長領域の上方
に、開口部を有するゲート電極を設ける工程と、（Ｄ）
炭素系薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜から成る電子放
出部を形成する工程、から成り、前記工程（Ｂ）は、カ
ソード電極の表面と有機溶剤との反応によって、カソー
ド電極の表面に錯化合物層から成る炭素系薄膜選択成長
領域を形成する工程から成ることを特徴とする。

【００２４】上記の目的を達成するための本発明の第３
の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法
は、アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、冷
陰極電界電子放出素子が形成された支持体とを、蛍光体
層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するように配置
し、基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電
界電子放出表示装置の製造方法であって、冷陰極電界電
子放出素子を、（Ａ）支持体上にカソード電極を形成す
る工程と、（Ｂ）カソード電極の表面に炭素系薄膜選択
成長領域を形成する工程と、（Ｃ）炭素系薄膜選択成長
領域の上方に、開口部を有するゲート電極を設ける工
程、（Ｄ）炭素系薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜から
成る電子放出部を形成する工程、に基づき形成し、前記
工程（Ｂ）は、カソード電極の表面と有機溶剤との反応
によって、カソード電極の表面に錯化合物層から成る炭
素系薄膜選択成長領域を形成する工程から成ることを特
徴とする。

【００２５】本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子の製造方法あるいは第２の態様に係る冷陰極電
界電子放出表示装置の製造方法（以下、これらを総称し
て、本発明の第２の製造方法と呼ぶ場合がある）にあっ
ては、前記工程（Ｃ）に引き続き、全面に絶縁層を形成
し、前記工程（Ｄ）に引き続き、ゲート電極に設けられ
た開口部に連通する第２の開口部を絶縁層に形成し、第
２の開口部の底部に炭素系薄膜を露出させる形態とする
ことができる。また、本発明の第３の態様に係る冷陰極
電界電子放出素子の製造方法あるいは第３の態様に係る
冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法（以下、これら
を総称して、本発明の第３の製造方法と呼ぶ場合があ
る）にあっては、前記工程（Ｂ）に引き続き、全面に絶
縁層を形成し、前記工程（Ｃ）に引き続き、ゲート電極
に設けられた開口部に連通する第２の開口部を絶縁層に
形成し、第２の開口部の底部に炭素系薄膜選択成長領域
を露出させる形態とすることができる。

【００２６】本発明の第１〜第３の製造方法において、
絶縁層上に第１の開口部を有するゲート電極を形成する
方法として、絶縁層上にゲート電極を構成するための導
電材料層を形成した後、導電材料層上にパターニングさ
れた第１のマスク材料層を形成し、かかる第１のマスク
材料層をエッチング用マスクとして用いて導電材料層を
エッチングすることによって導電材料層をパターニング
した後、第１のマスク材料層を除去し、次いで、導電材
料層及び絶縁層上にパターニングされた第２のマスク材
料層を形成し、かかる第２のマスク材料層をエッチング
用マスクとして用いて導電材料層をエッチングして第１
の開口部を形成する方法、あるいは又、例えば、スクリ
ーン印刷法によって第１の開口部を有するゲート電極を
直接形成する方法を挙げることができる。また、これら
の場合、ゲート電極に形成された第１の開口部に連通す
る第２の開口部を絶縁層に形成する方法は、かかる第２
のマスク材料層をエッチング用マスクとして用いて絶縁
層をエッチングする方法としてもよいし、ゲート電極に
形成された第１の開口部をエッチング用マスクとして用
いて絶縁層をエッチングする方法としてもよい。尚、第
１の開口部と第２の開口部とは、一対一の対応関係にあ
る。即ち、１つの第１の開口部に対応して１つの第２の
開口部が形成されている。本発明の第２の製造方法ある
いは第３の製造方法にあっては、炭素系薄膜選択成長領
域は、開口部の底部に位置するカソード電極の部分の表
面に形成されていればよく、開口部の底部に位置するカ
ソード電極の部分から開口部の底部以外のカソード電極
の部分の表面に延在するように形成されていてもよい。
また、炭素系薄膜選択成長領域は、開口部の底部に位置
するカソード電極の部分の表面の全面に形成されていて
も、部分的に形成されていてもよい。

【００２７】本発明の第２の製造方法若しくは第３の製
造方法にあっては、炭素系薄膜の上方に開口部を有する
ゲート電極を設ける工程あるいは炭素系薄膜選択成長領
域の上方に開口部を有するゲート電極を設ける工程は、
支持体上に絶縁材料から成る帯状のゲート電極支持部材
を形成し、ゲート電極を複数の開口部が形成された帯状
あるいはシート状の金属層から構成し、かかるゲート電
極支持部材の頂面に接するように、炭素系薄膜の上方あ
るいは炭素系薄膜選択成長領域の上方に金属層を張架し
てもよい。

【００２８】本発明の電子放出装置の製造方法、各種の
好ましい形態を含む第１の態様〜第３の態様に係る冷陰
極電界電子放出素子の製造方法、及び、各種の好ましい
形態を含む第１の態様〜第３の態様に係る冷陰極電界電
子放出表示装置の製造方法（以下、これらを総称して、
単に、本発明と呼ぶ場合がある）において、金属層ある
いはカソード電極は、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、アル
ミニウム（Ａｌ）、鉛（Ｐｂ）、ニッケル（Ｎｉ）及び
コバルト（Ｃｏ）から成る群から選択された少なくとも
１種の金属、あるいは、その合金から成ることが好まし
い。即ち、電子放出装置の製造方法における金属層には
合金も包含される。

【００２９】また、本発明における有機溶剤として、ア
セチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、ジ
ピバロイルメタネート又はシクロペンタジエニルを挙げ
ることができる。金属層あるいはカソード電極の表面と
有機溶剤との反応前における有機溶剤の形態は、液状で
あってもよいし、蒸気であってもよい。金属層の表面と
有機溶剤との反応は、例えば５０〜１００゜Ｃ程度の加
熱によって容易に生じる。

【００３０】本発明において、炭素系薄膜として、グラ
ファイト薄膜、アモルファスカーボン薄膜、ダイヤモン
ド・ライク・カーボン薄膜、あるいはフラーレン薄膜を
挙げることができる。炭素系薄膜の形成方法として、マ
イクロ波プラズマ法、トランス結合型プラズマ法、誘導
結合型プラズマ法、電子サイクロトロン共鳴プラズマ
法、ＲＦプラズマ法、ヘリコン波プラズマＣＶＤ法、容
量結合型プラズマＣＶＤ法等に基づくＣＶＤ法、平行平
板型ＣＶＤ装置を用いたＣＶＤ法を例示することができ
る。炭素系薄膜の形態には、薄膜状はもとより、炭素の
ウィスカー、炭素のナノチューブ（中空及び中実を含
む）が包含される。

【００３１】本発明において、炭素系薄膜を形成するた
めの原料ガスで或る炭化水素系ガスとして、メタン（Ｃ
Ｈ₄）、エタン（Ｃ₂Ｈ₆）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、ブタ
ン（Ｃ₄Ｈ₁₀）、エチレン（Ｃ₂Ｈ₄）、アセチレン（Ｃ₂
Ｈ₂）等の炭化水素系ガスやこれらの混合ガス、炭化水
素系ガスと水素ガスとの混合ガスを挙げることができ
る。更には、メタノール、エタノール、アセトン、ベン
ゼン、トルエン、キシレン等を気化したガス、又は、こ
れらガスと水素の混合ガスを用いることもできる。ま
た、放電を安定にさせるため及びプラズマ解離を促進す
るために、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の希
ガスを導入してもよい。

【００３２】炭素系薄膜選択成長領域における炭素系薄
膜の選択成長を一層確実なものとするために、炭素系薄
膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の部分の表面
に錯化合物層から成る炭素系薄膜選択成長領域を形成し
た後、錯化合物層表面の酸化物（所謂、自然酸化膜）を
除去することが望ましい。酸化物の除去を、例えば、水
素ガス雰囲気におけるマイクロ波プラズマ法、トランス
結合型プラズマ法、誘導結合型プラズマ法、電子サイク
ロトロン共鳴プラズマ法、ＲＦプラズマ法等に基づくプ
ラズマ還元処理、アルゴンガス雰囲気におけるスパッタ
処理、若しくは、例えばフッ酸等の酸や塩基を用いた洗
浄処理によって行うことが望ましい。本発明の第３の製
造方法にあっては、酸化物を除去する工程は、開口部を
有するゲート電極を設けた後、炭素系薄膜選択成長領域
上に炭素系薄膜を形成する前に実行することが好まし
い。尚、本発明の電子放出装置の製造方法においても、
炭素系薄膜選択成長領域を形成すべき金属層の部分の表
面に、以上に説明した工程を適用することができる。

【００３３】本発明の第１〜第３の製造方法において
は、通常、カソード電極の外形形状をストライプ状と
し、ゲート電極の外形形状もストライプ状とする。スト
ライプ状のカソード電極とストライプ状のゲート電極の
延びる方向は異なっている。ストライプ状のカソード電
極の射影像とストライプ状のゲート電極の射影像は、互
いに直交することが好ましい。尚、これらの両電極の射
影像が重複する領域（１画素分の領域に相当し、カソー
ド電極とゲート電極との重複領域である）に、１又は複
数の電子放出部が位置する。更に、かかる重複領域が、
カソードパネルの有効領域（実際の表示部分として機能
する領域）内に、通常、２次元マトリックス状に配列さ
れている。

【００３４】本発明の第１〜第３の製造方法において、
第１の開口部や第２の開口部の平面形状（カソード電極
と平行な仮想平面でこれらの開口部を切断したときの形
状）は、円形、楕円形、矩形、多角形、丸みを帯びた矩
形、丸みを帯びた多角形等、任意の形状とすることがで
きる。

【００３５】金属層あるいはカソード電極を構成する材
料の電気抵抗が比較的高い場合には、金属層あるいはカ
ソード電極の下に、電気抵抗の低い下層導電材料層を形
成してもよい。あるいは又、金属層あるいはカソード電
極の下に、抵抗体層を形成し、抵抗体層の下に、電気抵
抗の低い下層導電材料層を形成してもよい。このよう
に、抵抗体層を設けることによって、電子放出部の電子
放出特性の均一化を図ることができる。

【００３６】本発明の第１〜第３の製造方法において、
ゲート電極及び絶縁層上には更に第２絶縁層が設けら
れ、第２絶縁層上に収束電極が設けられていてもよい。
あるいは又、ゲート電極の上方に収束電極を設けてもよ
い。ここで、収束電極とは、開口部から放出されアノー
ド電極へ向かう放出電子の軌道を収束させ、以て、輝度
の向上や隣接画素間の光学的クロストークの防止を可能
とするための電極である。アノード電極とカソード電極
との間の電位差が数キロボルトのオーダーであって、ア
ノード電極とカソード電極との間の距離が比較的長い、
所謂高電圧タイプの表示装置において、収束電極は特に
有効である。収束電極には、収束電源から相対的な負電
圧が印加される。収束電極は、必ずしも各冷陰極電界電
子放出素子毎に設けられている必要はなく、例えば、冷
陰極電界電子放出素子の所定の配列方向に沿って延在さ
せることにより、複数の冷陰極電界電子放出素子に共通
の収束効果を及ぼすこともできる。

【００３７】本発明の第１の態様〜第３の態様に係る冷
陰極電界電子放出表示装置の製造方法において、基板と
支持体とを周縁部において接合する場合、接合は接着層
を用いて行ってもよいし、あるいはガラスやセラミック
等の絶縁性剛性材料から成る枠体と接着層とを併用して
行ってもよい。枠体と接着層とを併用する場合には、枠
体の高さを適宜選択することにより、接着層のみを使用
する場合に比べ、基板と支持体との間の対向距離をより
長く設定することが可能である。尚、接着層の構成材料
としては、フリットガラスが一般的であるが、融点が１
２０〜４００゜Ｃ程度の所謂低融点金属材料を用いても
よい。かかる低融点金属材料としては、Ｉｎ（インジウ
ム：融点１５７゜Ｃ）；インジウム−金系の低融点合
金；Ｓｎ₈₀Ａｇ₂₀（融点２２０〜３７０゜Ｃ）、Ｓｎ₉₅
Ｃｕ₅（融点２２７〜３７０゜Ｃ）等の錫（Ｓｎ）系高
温はんだ；Ｐｂ_97.5Ａｇ_2.5（融点３０４゜Ｃ）、Ｐｂ
_94.5Ａｇ_5.5（融点３０４〜３６５゜Ｃ）、Ｐｂ_97.5Ａ
ｇ_1.5Ｓｎ_1.0（融点３０９゜Ｃ）等の鉛（Ｐｂ）系高温
はんだ；Ｚｎ₉₅Ａｌ₅（融点３８０゜Ｃ）等の亜鉛（Ｚ
ｎ）系高温はんだ；Ｓｎ₅Ｐｂ₉₅（融点３００〜３１４
゜Ｃ）、Ｓｎ₂Ｐｂ₉₈（融点３１６〜３２２゜Ｃ）等の
錫−鉛系標準はんだ；Ａｕ₈₈Ｇａ₁₂（融点３８１゜Ｃ）
等のろう材（以上の添字は全て原子％を表す）を例示す
ることができる。

【００３８】基板と支持体と枠体の三者を接合する場
合、三者同時接合を行ってもよいし、あるいは、第１段
階で基板又は支持体のいずれか一方と枠体とを先に接合
し、第２段階で基板又は支持体の他方と枠体とを接合し
てもよい。三者同時接合や第２段階における接合を高真
空雰囲気中で行えば、基板と支持体と枠体と接着層とに
より囲まれた空間は、接合と同時に真空となる。あるい
は、三者の接合終了後、基板と支持体と枠体と接着層と
によって囲まれた空間を排気し、真空とすることもでき
る。接合後に排気を行う場合、接合時の雰囲気の圧力は
常圧／減圧のいずれであってもよく、また、雰囲気を構
成する気体は、大気であっても、あるいは窒素ガスや周
期律表０族に属するガス（例えばＡｒガス）を含む不活
性ガスであってもよい。

【００３９】接合後に排気を行う場合、排気は、基板及
び／又は支持体に予め接続されたチップ管を通じて行う
ことができる。チップ管は、典型的にはガラス管を用い
て構成され、基板及び／又は支持体の無効領域（即ち、
表示部分として機能する有効領域以外の領域）に設けら
れた貫通孔の周囲に、フリットガラス又は上述の低融点
金属材料を用いて接合され、空間が所定の真空度に達し
た後、熱融着によって封じ切られる。尚、封じ切りを行
う前に、表示装置全体を一旦加熱してから降温させる
と、空間に残留ガスを放出させることができ、この残留
ガスを排気により空間外へ除去することができるので好
適である。

【００４０】本発明の第１〜第３の製造方法において、
支持体は、少なくとも表面が絶縁性部材より構成されて
いればよく、ガラス基板、表面に絶縁膜が形成されたガ
ラス基板、石英基板、表面に絶縁膜が形成された石英基
板、表面に絶縁膜が形成された半導体基板を挙げること
ができるが、製造コスト低減の観点からは、ガラス基
板、あるいは、表面に絶縁膜が形成されたガラス基板を
用いることが好ましい。基板も、支持体と同様に構成す
ることができる。本発明の電子放出装置においても、金
属層を支持体上に形成する必要があるが、かかる支持体
は絶縁材料から構成すればよい。

【００４１】ゲート電極若しくは収束電極を構成する材
料として、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タン
タル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、
アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚ
ｒ）等の金属、これらの金属元素を含む合金あるいは化
合物（例えばＴｉＮ等の窒化物や、ＷＳｉ₂、ＭｏＳ
ｉ₂、ＴｉＳｉ₂、ＴａＳｉ₂等のシリサイド）、あるい
はシリコン（Ｓｉ）等の半導体、ＩＴＯ（インジウム錫
酸化物）を例示することができる。尚、これらの電極を
構成する材料を、互いに同種材料としてもよいし、異種
の材料としてもよい。これらの電極の形成方法として、
蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーテ
ィング法、スクリーン印刷法、メッキ法等、通常の薄膜
形成プロセスを利用できる。

【００４２】絶縁層や第２絶縁層の構成材料としては、
ＳｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ガラスペースト硬化物を
単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。
絶縁層や第２絶縁層の形成には、ＣＶＤ法、塗布法、ス
パッタリング法、スクリーン印刷法等の公知のプロセス
が利用できる。

【００４３】アノード電極の構成材料は、冷陰極電界電
子放出表示装置の構成によって選択すればよい。即ち、
冷陰極電界電子放出表示装置が透過型（基板が表示部分
に相当する）であって、且つ、基板上にアノード電極と
蛍光体層がこの順に積層されている場合には、アノード
電極が形成される基板は元より、アノード電極自身も透
明である必要があり、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等
の透明導電材料を用いる。一方、冷陰極電界電子放出表
示装置が反射型（支持体が表示部分に相当する）である
場合、及び、透過型であっても基板上に蛍光体層とアノ
ード電極とがこの順に積層されている（アノード電極は
メタルバック膜を兼ねている）場合には、ＩＴＯの他、
ゲート電極や収束電極に関連して上述した材料を適宜選
択して用いることができる。

【００４４】蛍光体層を構成する蛍光体として、高速電
子励起用蛍光体や低速電子励起用蛍光体を用いることが
できる。冷陰極電界電子放出表示装置が単色表示装置で
ある場合、蛍光体層は特にパターニングされていなくと
もよい。また、冷陰極電界電子放出表示装置がカラー表
示装置である場合、ストライプ状又はドット状にパター
ニングされた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に
対応する蛍光体層を交互に配置することが好ましい。
尚、パターニングされた蛍光体層間の隙間は、表示画面
のコントラスト向上を目的としたブラックマトリックス
で埋め込まれていてもよい。

【００４５】アノード電極と蛍光体層の構成例として、
（１）基板上に、アノード電極を形成し、アノード電極
の上に蛍光体層を形成する構成、（２）基板上に、蛍光
体層を形成し、蛍光体層上にアノード電極を形成する構
成、を挙げることができる。尚、（１）の構成におい
て、蛍光体層の上に、所謂メタルバック膜を形成しても
よい。また、（２）の構成において、アノード電極の上
にメタルバック膜を形成してもよい。

【００４６】本発明の製造方法によって製造された電子
放出装置において、炭素系薄膜から電子を放出させるた
めには、炭素系薄膜が適切な電界（例えば、１０⁶ボル
ト／ｃｍ程度の強度を有する電界）中に置かれた状態と
すればよい。本発明の製造方法によって製造された冷陰
極電界電子放出素子においては、カソード電極及びゲー
ト電極に電圧を印加することによって形成された電界
（例えば、１０⁶ボルト／ｃｍ程度の強度を有する電
界）に基づき、炭素系薄膜から成る電子放出部から電子
が放出される。また、本発明の製造方法によって製造さ
れた冷陰極電界電子放出表示装置においては、カソード
電極及びゲート電極に電圧を印加することによって形成
された電界（例えば、１０⁶ボルト／ｃｍ程度の強度を
有する電界）に基づき炭素系薄膜から成る電子放出部か
ら電子を放出させ、これらの電子を蛍光体層に衝突させ
ることによって画像を得ることができる。

【００４７】本発明においては、錯化合物層から成る炭
素系薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜を形成するので、
錯化合物の一種の触媒作用に基づき、比較的低温におい
ても炭素系薄膜から成る電子放出部を形成することがで
きる。また、炭素系薄膜選択成長領域の表面での炭素系
薄膜の初期成長段階における核生成が円滑に進行し、こ
の核生成が以降の炭素系薄膜の成長を促進し、金属層や
カソード電極の所望の部位に炭素系薄膜から成る電子放
出部を設けることができる。しかも、炭素系薄膜を所望
の形状にするための炭素系薄膜のパターニングを行う必
要が無い。更には、電子放出部が炭素系薄膜から構成さ
れているので、高い電子放出効率を有する冷陰極電界電
子放出素子を得ることができ、また、低消費電力、高画
質の冷陰極電界電子放出表示装置を得ることができる。

【００４８】尚、炭素系薄膜の形成温度に依存して、最
終的に製造された電子放出装置あるいは冷陰極電界電子
放出素子における炭素系薄膜選択成長領域は、錯化合物
層として残る場合もあるし、炭素系薄膜の形成時の熱に
よって錯化合物層が分解し、錯化合物層としては残らな
い場合もある。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施の形態（以下、実施の形態と略称する）に基づき本発
明を説明する。

【００５０】（実施の形態１）実施の形態１は、本発明
の電子放出装置の製造方法に関する。

【００５１】実施の形態１の電子放出装置の製造方法に
よって得られた冷陰極電界電子放出表示装置（以下、表
示装置と略称する）の模式的な一部断面図を図１に示
し、１つの電子放出部の模式的な斜視図を図２に示し、
電子放出装置の基本的な構成を図４の（Ｃ）に示す。実
施の形態１の電子放出装置は、金属層（具体的には、カ
ソード電極１１）、及び、炭素系薄膜選択成長領域２０
上に形成された炭素系薄膜２３から成る電子放出部１５
から構成されている。ここで、金属層（カソード電極１
１）は、錫（Ｓｎ）から構成されている。また、金属層
の下には、アルミニウム（Ａｌ）から成る下層導電材料
層１１Ａが形成されている。

【００５２】実施の形態１の表示装置は、上述のような
電子放出装置が有効領域に２次元マトリックス状に多数
形成されたカソードパネルＣＰと、アノードパネルＡＰ
から構成されており、複数の画素を有する。カソードパ
ネルＣＰとアノードパネルＡＰとは、それらの周縁部に
おいて、枠体３４を介して接合されている。更には、カ
ソードパネルＣＰの無効領域には、真空排気用の貫通孔
（図示せず）が設けられており、この貫通孔には、真空
排気後に封じ切られるチップ管（図示せず）が接続され
ている。枠体３４は、セラミックス又はガラスから成
り、高さは、例えば１．０ｍｍである。場合によって
は、枠体３４の代わりに接着層のみを用いることもでき
る。

【００５３】アノードパネルＡＰは、基板３０と、基板
３０上に形成され、所定のパターンに従って形成された
蛍光体層３１と、全面を覆う例えばアルミニウム薄膜か
ら成るアノード電極３３から構成されている。蛍光体層
３１と蛍光体層３１との間の基板３０上には、ブラック
マトリックス３２が形成されている。尚、ブラックマト
リックス３２を省略することもできる。また、単色表示
装置を想定した場合、蛍光体層３１は必ずしも所定のパ
ターンに従って設けられる必要はない。更には、ＩＴＯ
等の透明導電膜から成るアノード電極を基板３０と蛍光
体層３１との間に設けてもよく、あるいは、基板３０上
に設けられた透明導電膜から成るアノード電極３３と、
アノード電極３３上に形成された蛍光体層３１及びブラ
ックマトリックス３２と、蛍光体層３１及びブラックマ
トリックス３２の上に形成されたアルミニウムから成
り、アノード電極３３と電気的に接続された光反射導電
膜から構成することもできる。

【００５４】１画素は、カソードパネル側において矩形
形状のカソード電極１１と、その上に形成された電子放
出部１５と、電子放出装置に対面するようにアノードパ
ネルＡＰの有効領域に配列された蛍光体層３１とによっ
て構成されている。有効領域には、かかる画素が、例え
ば数十万〜数百万個ものオーダーにて配列されている。

【００５５】また、カソードパネルＣＰとアノードパネ
ルＡＰとの間には、両パネル間の距離を一定に維持する
ための補助的手段として、有効領域内に等間隔にスペー
サ３５が配置されている。尚、スペーサ３５の形状は、
円柱形に限らず、例えば球状でもよいし、ストライプ状
の隔壁（リブ）であってもよい。また、スペーサ３５
は、必ずしも全てのアノード電極／カソード電極の重複
領域の四隅に配置されている必要はなく、より疎に配置
されていてもよいし、配置が不規則であってもよい。

【００５６】この表示装置においては、１画素単位で、
カソード電極１１に印加する電圧の制御を行う。カソー
ド電極１１の平面形状は、図２に模式的に示すように、
略矩形であり、各カソード電極１１は、下層導電材料層
１１Ａ、配線１１Ｂ、及び、例えばトランジスタから成
るスイッチング素子（図示せず）を介してカソード電極
制御回路４０Ａに接続されている。また、アノード電極
３３は加速電源４２に接続されている。各カソード電極
１１に閾値電圧以上の電圧が印加されると、アノード電
極３３によって形成される電界に基づき、量子トンネル
効果に基づき電子放出部１５から電子が放出され、この
電子がアノード電極３３に引き付けられ、蛍光体層３１
に衝突する。輝度は、カソード電極１１に印加される電
圧によって制御される。

【００５７】以下、実施の形態１における電子放出装置
の製造方法を、図３〜図５を参照して説明する。

【００５８】［工程−１００］先ず、例えばガラス基板
から成る支持体１０上にアルミニウム層を形成し、次い
で、周知のリソグラフィ技術及び反応性イオンエッチン
グ法（ＲＩＥ法）に基づきアルミニウム層をパターニン
グすることによって、下層導電材料層１１Ａ及び配線１
１Ｂ（図２参照）を支持体１０上に形成する。その後、
全面に錫（Ｓｎ）から成る金属層を形成し、炭素系薄膜
選択成長領域を形成すべき部分が残るように金属層をパ
ターニングすることでカソード電極１１を得ることがで
きる（図３の（Ａ）参照）。

【００５９】［工程−１１０］次に、金属層（カソード
電極１１）の表面に炭素系薄膜選択成長領域２０を形成
する。具体的には、先ず、レジスト材料層をスピンコー
ト法にて全面に成膜した後、リソグラフィ技術に基づ
き、炭素系薄膜選択成長領域２０を形成すべき金属層の
部分（カソード電極部分）の表面が露出したマスク層１
６（マスク材料層から成る）を形成する（図３の（Ｂ）
参照）。次に、露出したカソード電極１１の表面を含む
マスク層１６上に、スピンコート法にてアセチルアセト
ンから成る有機溶剤膜２１を成膜する（図４の（Ａ）参
照）。その後、支持体１０を５０〜１００゜Ｃに加熱す
ることによって、金属層の表面と有機溶剤とを反応さ
せ、錯化合物層（具体的には、アセチルアセトン錫）２
２から成る炭素系薄膜選択成長領域２０を金属層（カソ
ード電極１１）の表面に形成した後、マスク層１６を除
去する（図４の（Ｂ）参照）。

【００６０】［工程−１２０］その後、炭素系薄膜選択
成長領域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素系薄膜２３
を形成し、電子放出部１５を得る。この状態を図４の
（Ｃ）に示す。マイクロ波プラズマＣＶＤ法に基づく炭
素系薄膜２３の形成条件を、以下の表１に例示する。従
来の炭素系薄膜の形成条件においては、９００゜Ｃ程度
の形成温度が必要とされたが、実施の形態１において
は、形成温度５００゜Ｃで安定した形成を達成すること
ができた。尚、このような形成温度においては、錯化合
物層（具体的には、アセチルアセトン錫）が還元され、
錫の活性点が生じ、かかる活性点から炭素系薄膜の成長
が始まる。錯化合物層（具体的には、アセチルアセトン
錫）は、分解し、最終的に、錫となる。従って、図４の
（Ｃ）には、炭素系薄膜選択成長領域を図示していな
い。

【００６１】［表１］［炭素系薄膜の形成条件］使用ガス：ＣＨ₄／Ｈ₂＝１００／１０ＳＣＣＭ圧力：１．３×１０³Ｐａマイクロ波パワー：５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）形成温度：５００゜Ｃ

【００６２】［工程−１３０］その後、表示装置の組み
立てを行う。具体的には、蛍光体層３１と電子放出装置
とが対向するようにアノードパネルＡＰとカソードパネ
ルＣＰとを配置し、アノードパネルＡＰとカソードパネ
ルＣＰ（より具体的には、基板３０と支持体１０）と
を、枠体３４を介して、周縁部において接合する。接合
に際しては、枠体３４とアノードパネルＡＰとの接合部
位、及び枠体３４とカソードパネルＣＰとの接合部位に
フリットガラスを塗布し、アノードパネルＡＰとカソー
ドパネルＣＰと枠体３４とを貼り合わせ、予備焼成にて
フリットガラスを乾燥した後、約４５０゜Ｃで１０〜３
０分の本焼成を行う。その後、アノードパネルＡＰとカ
ソードパネルＣＰと枠体３４とフリットガラスとによっ
て囲まれた空間を、貫通孔（図示せず）及びチップ管
（図示せず）を通じて排気し、空間の圧力が１０^-4Ｐａ
程度に達した時点でチップ管を加熱溶融により封じ切
る。このようにして、アノードパネルＡＰとカソードパ
ネルＣＰと枠体３４とに囲まれた空間を真空にすること
ができる。その後、必要な外部回路との配線を行い、表
示装置を完成させる。

【００６３】尚、図１に示した表示装置におけるアノー
ドパネルＡＰの製造方法の一例を、以下、図５を参照し
て説明する。先ず、発光性結晶粒子組成物を調製する。
そのために、例えば、純水に分散剤を分散させ、ホモミ
キサーを用いて３０００ｒｐｍにて１分間、撹拌を行
う。次に、発光性結晶粒子を分散剤が分散した純水中に
投入し、ホモミキサーを用いて５０００ｒｐｍにて５分
間、撹拌を行う。その後、例えば、ポリビニルアルコー
ル及び重クロム酸アンモニウムを添加して、十分に撹拌
し、濾過する。

【００６４】アノードパネルＡＰの製造においては、例
えばガラスから成る基板３０上の全面に感光性被膜５０
を形成（塗布）する。そして、露光光源（図示せず）か
ら射出され、マスク５３に設けられた孔部５４を通過し
た紫外線によって、基板３０上に形成された感光性被膜
５０を露光して感光領域５１を形成する（図５の（Ａ）
参照）。その後、感光性被膜５０を現像して選択的に除
去し、感光性被膜の残部（露光、現像後の感光性被膜）
５２を基板３０上に残す（図５の（Ｂ）参照）。次に、
全面にカーボン剤（カーボンスラリー）を塗布し、乾
燥、焼成した後、リフトオフ法にて感光性被膜の残部５
２及びその上のカーボン剤を除去することによって、露
出した基板３０上にカーボン剤から成るブラックマトリ
ックス３２を形成し、併せて、感光性被膜の残部５２を
除去する（図５の（Ｃ）参照）。その後、露出した基板
３０上に、赤、緑、青の各蛍光体層３１を形成する（図
５の（Ｄ）参照）。具体的には、各発光性結晶粒子（蛍
光体粒子）から調製された発光性結晶粒子組成物を使用
し、例えば、赤色の感光性の発光性結晶粒子組成物（蛍
光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像し、次い
で、緑色の感光性の発光性結晶粒子組成物（蛍光体スラ
リー）を全面に塗布し、露光、現像し、更に、青色の感
光性の発光性結晶粒子組成物（蛍光体スラリー）を全面
に塗布し、露光、現像すればよい。その後、蛍光体層３
１及びブラックマトリックス３２上にスパッタリング法
にて厚さ約０．０７μｍのアルミニウム薄膜から成るア
ノード電極３３を形成する。尚、スクリーン印刷法等に
より各蛍光体層３１を形成することもできる。

【００６５】かかる構成を有する表示装置において、電
子放出装置の電子放出部は仕事関数の低い平面状の炭素
系薄膜２３から成り、その加工には、従来のスピント型
素子に関して必要とされた複雑、且つ、高度な加工技術
を何ら要しない。しかも、炭素系薄膜２３のエッチング
加工が不要である。従って、表示装置の有効領域の面積
が増大し、これに伴って電子放出部の形成数が著しく増
大した場合にも、有効領域の全域に亙って各電子放出部
の電子放出効率を均一化し、輝度ムラが極めて少ない高
画質の表示装置を実現することができる。

【００６６】（実施の形態２）実施の形態２は、実施の
形態１にて説明した電子放出装置の製造方法の変形であ
る。実施の形態１においては、有機溶媒をスピンコート
法にて成膜した。一方、実施の形態２においては、金属
層の表面と有機溶剤との反応前における有機溶剤の形態
を蒸気とする。以下、実施の形態２の電子放出装置の製
造方法を説明する。

【００６７】［工程−２００］先ず、実施の形態１の
［工程−１００］と同様にして、例えばガラス基板から
成る支持体１０上に、下層導電材料層１１Ａ、配線１１
Ｂ、カソード電極１１を形成する。その後、レジスト材
料層をスピンコート法にて全面に成膜した後、リソグラ
フィ技術に基づき、炭素系薄膜選択成長領域２０を形成
すべき金属層の部分（カソード電極部分）の表面が露出
したマスク層１６（マスク材料層から成る）を形成す
る。

【００６８】［工程−２１０］次に、金属層（カソード
電極１１）の表面に炭素系薄膜選択成長領域２０を形成
する。具体的には、チャンバー、及び、配管を介してチ
ャンバーに接続され、有機溶剤が入れられた容器を準備
する。そして、［工程−２００］にて得られた支持体を
チャンバー内に配置した後、容器内の有機溶剤を加熱
し、有機溶剤を蒸発させ、キャリアガスと共に有機溶剤
の蒸気を配管を介してチャンバーに送り、有機溶剤の蒸
気を金属層の表面に付着させる。即ち、露出したカソー
ド電極１１の表面を含むマスク層１６上に、アセチルア
セトンから成る有機溶剤膜を成膜する。その後、支持体
１０を５０〜１００゜Ｃに加熱することによって、金属
層の表面と有機溶剤とを反応させ、錯化合物層（具体的
には、アセチルアセトン錫）から成る炭素系薄膜選択成
長領域２０を金属層（カソード電極１１）の表面に形成
した後、マスク層１６を除去する。

【００６９】［工程−２２０］その後、実施の形態１の
［工程−１２０］及び［工程−１３０］と同様の工程を
実行する。

【００７０】（実施の形態３）実施の形態３も、実施の
形態１にて説明した電子放出装置の製造方法の変形であ
る。実施の形態１においては、金属層を錫（Ｓｎ）から
構成し、有機溶媒としてアセチルアセトンを用いた。一
方、実施の形態３においては、金属層を亜鉛（Ｚｎ）か
ら構成し、有機溶媒としてヘキサフルオロアセチルアセ
トンを用いる。以下、実施の形態３の電子放出装置の製
造方法を説明する。

【００７１】［工程−３００］先ず、実施の形態１の
［工程−１００］と同様にして、例えばガラス基板から
成る支持体１０上に、下層導電材料層１１Ａ、配線１１
Ｂ、金属層（カソード電極１１）を形成する。但し、実
施の形態３においては、金属層（カソード電極１１）を
亜鉛（Ｚｎ）から構成する。その後、レジスト材料層を
スピンコート法にて全面に成膜した後、リソグラフィ技
術に基づき、炭素系薄膜選択成長領域２０を形成すべき
金属層の部分（カソード電極部分）の表面が露出したマ
スク層１６（マスク材料層から成る）を形成する。

【００７２】［工程−３１０］次に、金属層（カソード
電極１１）の表面に炭素系薄膜選択成長領域２０を形成
する。具体的には、露出したカソード電極１１の表面を
含むマスク層１６上に、ヘキサフルオロアセチルアセト
ンから成る有機溶剤膜を成膜する。その後、支持体１０
を５０〜１００゜Ｃに加熱することによって、金属層の
表面と有機溶剤とを反応させ、錯化合物層（具体的に
は、ヘキサフルオロアセチルアセトン亜鉛）から成る炭
素系薄膜選択成長領域２０を金属層（カソード電極１
１）の表面に形成した後、マスク層１６を除去する。

【００７３】［工程−３２０］その後、炭素系薄膜選択
成長領域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素系薄膜２３
を形成し、電子放出部１５を得る。マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法に基づく炭素系薄膜２３の形成条件を、以下の
表２に例示する。従来の炭素系薄膜の形成条件において
は、９００゜Ｃ程度の形成温度が必要とされたが、実施
の形態３においては、形成温度４００゜Ｃで安定した形
成を達成することができた。尚、このような形成温度に
おいては、錯化合物層（具体的には、ヘキサフルオロア
セチルアセトン亜鉛）が還元され、亜鉛の活性点が生
じ、かかる活性点から炭素系薄膜の成長が始まる。錯化
合物層（具体的には、ヘキサフルオロアセチルアセトン
亜鉛）は、分解し、最終的に、亜鉛となる。

【００７４】［表２］［炭素系薄膜の形成条件］使用ガス：ＣＨ₄／Ｈ₂＝１００／１０ＳＣＣＭ圧力：１．３×１０³Ｐａマイクロ波パワー：５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）形成温度：４００゜Ｃ

【００７５】［工程−３３０］その後、実施の形態１の
［工程−１３０］と同様の工程を実行する。

【００７６】尚、実施の形態３においても、実施の形態
２にて説明した方法を適用することができる。

【００７７】（実施の形態４）実施の形態４も、実施の
形態１にて説明した電子放出装置の製造方法の変形であ
る。実施の形態１においては、金属層を錫（Ｓｎ）から
構成し、有機溶媒としてアセチルアセトンを用いた。一
方、実施の形態４においては、金属層をニッケル−コバ
ルト合金から構成し、有機溶媒としてジピバロイルメタ
ネートを用いる。以下、実施の形態４の電子放出装置の
製造方法を説明する。

【００７８】［工程−４００］先ず、実施の形態１の
［工程−１００］と同様にして、例えばガラス基板から
成る支持体１０上に、下層導電材料層１１Ａ、配線１１
Ｂ、金属層（カソード電極１１）を形成する。但し、実
施の形態４においては、金属層（カソード電極１１）を
ニッケル−コバルト合金から構成する。その後、レジス
ト材料層をスピンコート法にて全面に成膜した後、リソ
グラフィ技術に基づき、炭素系薄膜選択成長領域２０を
形成すべき金属層の部分（カソード電極部分）の表面が
露出したマスク層１６（マスク材料層から成る）を形成
する。

【００７９】［工程−４１０］次に、金属層（カソード
電極１１）の表面に炭素系薄膜選択成長領域２０を形成
する。具体的には、露出したカソード電極１１の表面を
含むマスク層１６上に、ジピバロイルメタネートから成
る有機溶剤膜を成膜する。その後、支持体１０を５０〜
１００゜Ｃに加熱することによって、金属層の表面と有
機溶剤とを反応させ、錯化合物層（具体的には、ジピバ
ロイルメタネート・ニッケル−コバルト）から成る炭素
系薄膜選択成長領域２０を金属層（カソード電極１１）
の表面に形成した後、マスク層１６を除去する。

【００８０】［工程−４２０］その後、炭素系薄膜選択
成長領域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素系薄膜２３
を形成し、電子放出部１５を得る。マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法に基づく炭素系薄膜２３の形成条件は、表２に
例示したと同様とすることができる。尚、このような形
成温度においては、錯化合物層（具体的には、ジピバロ
イルメタネート・ニッケル−コバルト）は分解し、最終
的に、ニッケル−コバルトとなる。

【００８１】［工程−４３０］その後、実施の形態１の
［工程−１３０］と同様の工程を実行する。

【００８２】尚、実施の形態４においても、実施の形態
２にて説明した方法を適用することができる。

【００８３】（実施の形態５）実施の形態５は、第１の
態様に係る冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素
子と略称する）の製造方法、及び、第１の態様に係る表
示装置の製造方法に関する。

【００８４】実施の形態５の製造方法にて得られた表示
装置の模式的な一部端面図を図６に示し、電界放出素子
の基本的な構成を図８の（Ｂ）に示す。実施の形態５の
電界放出素子は、支持体１０上に形成されたカソード電
極１１、及び、カソード電極１１の上方に形成され、開
口部（第１の開口部１４Ａ）を有するゲート電極１３か
ら成り、第１の開口部１４Ａの底部に位置するカソード
電極１１の部分の表面に形成された炭素系薄膜２３から
成る電子放出部１５を更に備えている。また、支持体１
０及びカソード電極１１上には絶縁層１２が形成されて
おり、ゲート電極１３に設けられた第１の開口部１４Ａ
に連通した第２の開口部１４Ｂが絶縁層１２に設けられ
ている。炭素系薄膜２３は、より具体的には、第２の開
口部１４Ｂの底部に位置する。実施の形態５において
は、カソード電極１１は、錫（Ｓｎ）から構成されてい
る。カソード電極１１の下には、クロム（Ｃｒ）から成
る下層導電材料層が形成されているが、図６においては
図示を省略した。

【００８５】表示装置は、上述のような電界放出素子が
有効領域に２次元マトリックス状に多数形成されたカソ
ードパネルＣＰと、アノードパネルＡＰから構成されて
おり、複数の画素から構成され、各画素は、電界放出素
子と、電界放出素子に対向して基板３０上に設けられた
アノード電極３３及び蛍光体層３１から構成されてい
る。カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとは、そ
れらの周縁部において、枠体３４を介して接合されてい
る。図６に示す端面図には、カソードパネルＣＰ上にお
いて、１本のカソード電極１１につき開口部１４Ａ，１
４Ｂ及び電子放出部である炭素系薄膜２３を、図面の簡
素化のために２つずつ示しているが、これに限定するも
のではなく、また、電界放出素子の基本的な構成は図８
の（Ｂ）に示したとおりである。更には、カソードパネ
ルＣＰの無効領域には、真空排気用の貫通孔３６が設け
られており、この貫通孔３６には、真空排気後に封じ切
られるチップ管３７が接続されている。但し、図６は表
示装置の完成状態を示しており、図示したチップ管３７
は既に封じ切られている。枠体３４は、セラミックス又
はガラスから成り、高さは、例えば１．０ｍｍである。
場合によっては、枠体３４の代わりに接着層のみを用い
ることもできる。

【００８６】アノードパネルＡＰの構造は、実施の形態
１にて説明したアノードパネルＡＰと同様の構造とする
ことができるので、詳細な説明は省略する。

【００８７】１画素は、カソードパネル側においてスト
ライプ状のカソード電極１１と、その上に形成された電
子放出部１５と、電界放出素子に対面するようにアノー
ドパネルＡＰの有効領域に配列された蛍光体層３１とに
よって構成されている。有効領域には、かかる画素が、
例えば数十万〜数百万個ものオーダーにて配列されてい
る。

【００８８】カソード電極１１には相対的な負電圧がカ
ソード電極制御回路４０から印加され、ゲート電極１３
には相対的な正電圧がゲート電極制御回路４１から印加
され、アノード電極３３にはゲート電極１３よりも更に
高い正電圧が加速電源４２から印加される。かかる表示
装置において表示を行う場合、例えば、カソード電極１
１にカソード電極制御回路４０から走査信号を入力し、
ゲート電極１３にゲート電極制御回路４１からビデオ信
号を入力する。カソード電極１１とゲート電極１３との
間に電圧を印加した際に生ずる電界により、量子トンネ
ル効果に基づき電子放出部１５から電子が放出され、こ
の電子がアノード電極３３に引き付けられ、蛍光体層３
１に衝突する。その結果、蛍光体層３１が励起されて発
光し、所望の画像を得ることができる。

【００８９】以下、実施の形態５における電界放出素子
及び表示装置の製造方法を、図７〜図８を参照して説明
する。

【００９０】［工程−５００］先ず、例えばガラス基板
から成る支持体１０上にクロム（Ｃｒ）から成る下層導
電材料層を形成し、次いで、錫（Ｓｎ）層を形成し、周
知のリソグラフィ技術及びＲＩＥ法に基づき錫層及び下
層導電材料層をパターニングすることによって、錫から
成るストライプ状のカソード電極１１、及び、クロムか
ら成る下層導電材料層１１Ａを支持体１０上に形成する
（図７の（Ａ）参照）。ストライプ状のカソード電極１
１及び下層導電材料層１１Ａは、図面の紙面左右方向に
延びている。

【００９１】［工程−５１０］次に、支持体１０及びカ
ソード電極１１上に絶縁層１２を形成する。具体的に
は、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原料ガ
スとして使用するＣＶＤ法により、全面に、厚さ約１μ
ｍの絶縁層１２を形成する。

【００９２】［工程−５２０］その後、絶縁層１２上に
第１の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成す
る。具体的には、絶縁層１２上にゲート電極を構成する
ためのアルミニウム（Ａｌ）から成る導電材料層をスパ
ッタリング法にて形成した後、導電材料層上にパターニ
ングされた第１のマスク材料層（図示せず）を形成し、
かかる第１のマスク材料層をエッチング用マスクとして
用いて導電材料層をエッチングして、導電材料層をスト
ライプ状にパターニングした後、第１のマスク材料層を
除去する。次いで、導電材料層及び絶縁層１２上にパタ
ーニングされた第２のマスク材料層（図示せず）を形成
し、かかる第２のマスク材料層をエッチング用マスクと
して用いて導電材料層をエッチングする。これによっ
て、絶縁層１２上に第１の開口部１４Ａを有するゲート
電極１３を得ることができる。ストライプ状のゲート電
極１３は、カソード電極１１と異なる方向（例えば、図
面の紙面垂直方向）に延びている。引き続き、ゲート電
極１３に形成された第１の開口部１４Ａに連通する第２
の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。具体的には、
第２のマスク材料層をエッチング用マスクとして用いて
絶縁層１２をＲＩＥ法にてエッチングした後、第２のマ
スク材料層を除去する。こうして、図７の（Ｂ）に示す
構造を得ることができる。実施の形態５においては、第
１の開口部１４Ａと第２の開口部１４Ｂとは、一対一の
対応関係にある。即ち、１つの第１の開口部１４Ａに対
応して、１つの第２の開口部１４Ｂが形成される。尚、
第１及び第２の開口部１４Ａ，１４Ｂの平面形状は、例
えば直径１μｍ〜３０μｍの円形である。これらの開口
部１４Ａ，１４Ｂを、例えば、１画素に１個〜３０００
個程度形成すればよい。

【００９３】［工程−５３０］その後、第２の開口部１
４Ｂの底部に位置するカソード電極１１の部分の表面に
炭素系薄膜選択成長領域２０を形成する。そのために、
先ず、第２の開口部１４Ｂの底部の中央部にカソード電
極１１の表面が露出したマスク層１１６を形成する（図
７の（Ｃ）参照）。具体的には、レジスト材料層をスピ
ンコート法にて開口部１４Ａ，１４Ｂ内を含む全面に成
膜した後、リソグラフィ技術に基づき、第２の開口部１
４Ｂの底部の中央部に位置するレジスト材料層に孔部を
形成することによって、マスク層１１６を得ることがで
きる。実施の形態５においては、マスク層１１６は、第
２の開口部１４Ｂの底部に位置するカソード電極１１の
一部分、第２の開口部１４Ｂの側壁、第１の開口部１４
Ａの側壁、ゲート電極１３及び絶縁層１２を被覆してい
る。これによって、次の工程で、第２の開口部１４Ｂの
底部の中央部に位置するカソード電極１１の部分の表面
に炭素系薄膜選択成長領域を形成し、更に、炭素系薄膜
を形成するが、カソード電極１１とゲート電極１３とが
炭素系薄膜によって短絡することを確実に防止し得る。

【００９４】次に、露出したカソード電極１１の表面を
含むマスク層１６上に、スピンコート法にてアセチルア
セトンから成る有機溶剤膜を成膜する。その後、支持体
１０を５０〜１００゜Ｃに加熱することによって、カソ
ード電極１１の表面と有機溶剤とを反応させ、錯化合物
層（具体的には、アセチルアセトン錫）２２から成る炭
素系薄膜選択成長領域２０をカソード電極１１の表面に
形成した後、マスク層１６を除去する（図８の（Ａ）参
照）。

【００９５】［工程−５４０］その後、炭素系薄膜選択
成長領域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素系薄膜２３
を形成し、電子放出部を得る。マイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法に基づく炭素系薄膜２３の形成条件は、表１に例示
したと同様とすればよい。尚、ゲート電極１３はアルミ
ニウムから構成されているので、炭素系薄膜がゲート電
極１３上に形成されることはない。

【００９６】［工程−５５０］その後、絶縁層１２に設
けられた第２の開口部１４Ｂの側壁面を等方的なエッチ
ングによって後退させることが、ゲート電極１３の開口
端部を露出させるといった観点から、好ましい。こうし
て、図８の（Ｂ）に示す電界放出素子を完成することが
できる。あるいは又、金属層（実施の形態５においては
カソード電極１１が相当する）、及び、炭素系薄膜２３
から成る電子放出部から構成された電子放出装置を得る
ことができる。尚、等方的なエッチングは、ケミカルド
ライエッチングのようにラジカルを主エッチング種とし
て利用するドライエッチング、或いはエッチング液を利
用するウェットエッチングにより行うことができる。エ
ッチング液としては、例えば４９％フッ酸水溶液と純水
の１：１００（容積比）混合液を用いることができる。

【００９７】［工程−５６０］その後、実施の形態１の
［工程−１３０］と同様にして、表示装置の組み立てを
行う。

【００９８】かかる構成を有する表示装置において、電
界放出素子の電子放出部は第２の開口部１４Ｂの底部に
露出した、仕事関数の低い平面状の炭素系薄膜２３から
成り、その加工には、従来のスピント型素子に関して必
要とされた複雑、且つ、高度な加工技術を何ら要しな
い。しかも、炭素系薄膜２３のエッチング加工が不要で
ある。従って、表示装置の有効領域の面積が増大し、こ
れに伴って電子放出部の形成数が著しく増大した場合に
も、有効領域の全域に亙って各電子放出部の電子放出効
率を均一化し、輝度ムラが極めて少ない高画質の表示装
置を実現することができる。

【００９９】尚、実施の形態２〜実施の形態４にて説明
した製造方法を、実施の形態５の製造方法に適用するこ
とができる。

【０１００】（実施の形態６）実施の形態６は、実施の
形態５にて説明した電界放出素子の製造方法及び表示装
置の製造方法の変形である。実施の形態５にて説明した
電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法にあっ
ては、カソード電極部分の表面に錯化合物層２２を形成
した後、直ちに、炭素系薄膜２３を形成しないと、錯化
合物層２２の表面が自然酸化され、炭素系薄膜２３の形
成が困難となる場合がある。実施の形態６においては、
錯化合物層２２を形成した後、錯化合物層２２の表面の
酸化物（所謂、自然酸化膜）を除去する。尚、金属粒子
の表面の酸化物を、プラズマ還元処理若しくは洗浄処理
によって除去する。

【０１０１】実施の形態６、あるいは後述する実施の形
態７により製造される電子放出装置、電界放出素子及び
表示装置の構造は、実施の形態５にて説明した電子放出
装置、電界放出素子及び表示装置の構造と同じであるの
で、詳細な説明は省略する。以下、実施の形態６の電界
放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法を説明す
る。

【０１０２】［工程−６００］先ず、実施の形態５の
［工程−５００］〜［工程−５２０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上に下層導電材料層
１１Ａ、カソード電極１１を形成し、次いで、支持体１
０及びカソード電極１１上に絶縁層１２を形成し、その
後、絶縁層１２上に第１の開口部１４Ａを有するゲート
電極１３を形成し、更に、ゲート電極１３に形成された
第１の開口部１４Ａに連通する第２の開口部１４Ｂを絶
縁層１２に形成する。

【０１０３】［工程−６１０］その後、実施の形態５の
［工程−５３０］と同様にして、第２の開口部１４Ｂの
底部の中央部にカソード電極１１の表面が露出したマス
ク層１１６を形成する。次に、露出したカソード電極１
１の表面を含むマスク層１１６上に、アセチルアセトン
から成る有機溶剤膜を形成し、更に、支持体１０を加熱
することによって、露出したカソード電極１１の表面に
錯化合物層（具体的には、アセチルアセトン錫）から成
る炭素系薄膜選択成長領域２０を形成し、マスク層１１
６を除去する。

【０１０４】［工程−６２０］次に、開口部１４Ａ，１
４Ｂの底部に露出した炭素系薄膜選択成長領域２０の表
面の酸化物（自然酸化膜）を、以下の表３に例示するプ
ラズマ還元処理（マイクロ波プラズマ処理）に基づき除
去する。あるいは又、例えば５０％フッ酸水溶液と純水
の１：４９（容積比）混合液を用いて、炭素系薄膜選択
成長領域２０の表面の酸化物（自然酸化膜）を除去する
こともできる。

【０１０５】［表３］使用ガス：Ｈ₂＝１００ＳＣＣＭ圧力：１．３×１０³Ｐａマイクロ波パワー：６００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）処理温度：４００゜Ｃ

【０１０６】［工程−６３０］その後、開口部１４Ａ，
１４Ｂの底部に露出したカソード電極１１の部分の表面
に形成された炭素系薄膜選択成長領域２０上に、厚さ約
０．２μｍの炭素系薄膜２３を形成し、電子放出部１５
を得る。マイクロ波プラズマＣＶＤ法に基づく炭素系薄
膜２３の形成条件を、以下の表４に例示する。実施の形
態６においては、形成温度２００゜Ｃで安定した形成を
達成することができた。

【０１０７】［表４］［炭素系薄膜の形成条件］使用ガス：ＣＨ₄／Ｈ₂＝１００／１０ＳＣＣＭ圧力：１．３×１０³Ｐａマイクロ波パワー：５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）形成温度：２００゜Ｃ

【０１０８】［工程−６４０］その後、実施の形態５の
［工程−５５０］と同様にして、図８の（Ｂ）に示した
と同様の電界放出素子を完成することができる。あるい
は又、金属層（実施の形態６においてはカソード電極１
１が相当する）、及び、炭素系薄膜２３から成る電子放
出部から構成された電子放出装置を得ることができる。
更に、実施の形態１の［工程−１３０］と同様にして、
表示装置の組み立てを行う。

【０１０９】実施の形態６においては、開口部１４Ａ，
１４Ｂの底部に露出した炭素系薄膜選択成長領域２０の
表面の酸化物（自然酸化膜）を除去した後、かかる炭素
系薄膜選択成長領域２０上に炭素系薄膜を形成するの
で、より一層低い温度での炭素系薄膜の形成が可能とな
る。尚、このような温度での炭素系薄膜の形成において
は、錯化合物層（具体的には、アセチルアセトン錫）は
左程分解することがなく、最終的にアセチルアセトン錫
として残るが、図８の（Ｂ）には、炭素系薄膜選択成長
領域を図示していない。

【０１１０】尚、実施の形態２〜実施の形態４にて説明
した製造方法を、実施の形態６に適用することができ
る。

【０１１１】（実施の形態７）実施の形態７も、実施の
形態５の変形である。実施の形態７においては、開口部
１４Ａ，１４Ｂの底部に露出したカソード電極１１の部
分の表面に凹凸を形成する。これによって、炭素系薄膜
には突起部が形成される結果、高い電子放出効率を有す
る電界放出素子を得ることができる。以下、実施の形態
７における電界放出素子及び表示装置の製造方法を説明
する。

【０１１２】［工程−７００］先ず、実施の形態５の
［工程−５００］〜［工程−５２０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上に下層導電材料層
１１Ａ、カソード電極１１を形成し、次いで、支持体１
０及びカソード電極１１上に絶縁層１２を形成し、その
後、絶縁層１２上に第１の開口部１４Ａを有するゲート
電極１３を形成し、更に、ゲート電極１３に形成された
第１の開口部１４Ａに連通する第２の開口部１４Ｂを絶
縁層１２に形成する。尚、実施の形態７においては、カ
ソード電極１１を亜鉛（Ｚｎ）から構成した。

【０１１３】［工程−７１０］その後、支持体１０を５
％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、開口部１４Ａ，１
４Ｂの底部に位置する亜鉛（Ｚｎ）から構成されたカソ
ード電極１１の部分の表面をエッチングして、凹凸を形
成する。

【０１１４】［工程−７２０］その後、実施の形態５の
［工程−５３０］〜［工程−５４０］と同様の工程を実
行することによって、開口部１４Ａ，１４Ｂの底部に位
置するカソード電極１１の部分の表面に炭素系薄膜２３
から成る電子放出部１５を形成する。具体的には、かか
るカソード電極１１の部分の表面に、厚さ約０．２μｍ
の炭素系薄膜２３を形成し、電子放出部１５を得る。マ
イクロ波プラズマＣＶＤ法に基づく炭素系薄膜２３の形
成条件を、以下の表５に例示する。従来の炭素系薄膜の
形成条件においては、９００゜Ｃ程度の形成温度が必要
とされたが、実施の形態７においては、形成温度２００
゜Ｃで安定した形成を達成することができた。尚、この
ような温度での炭素系薄膜の形成においては、錯化合物
層（具体的には、アセチルアセトン錫）は左程分解する
ことがなく、最終的にアセチルアセトン錫として残る。

【０１１５】［表５］［炭素系薄膜の形成条件］使用ガス：ＣＨ₄／Ｈ₂＝１００／１０ＳＣＣＭ圧力：７×１０²Ｐａマイクロ波パワー：７００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）形成温度：２００゜Ｃ

【０１１６】［工程−７３０］その後、実施の形態５の
［工程−５５０］と同様にして、図８の（Ｂ）に示した
と概ね同様の電界放出素子を完成することができる。あ
るいは又、金属層（実施の形態６においてはカソード電
極１１が相当する）、及び、炭素系薄膜２３から成る電
子放出部から構成された電子放出装置を得ることができ
る。更に、実施の形態１の［工程−１３０］と同様にし
て、表示装置の組み立てを行う。

【０１１７】尚、実施の形態７にて説明した開口部１４
Ａ，１４Ｂの底部に露出したカソード電極１１の部分の
表面に凹凸を形成する工程を、実施の形態６の製造方法
に適用することができる。また、実施の形態６にて説明
した酸化物（自然酸化膜）の除去を、実施の形態７の製
造方法に適用することもできる。更には、実施の形態２
〜実施の形態４にて説明した製造方法を、実施の形態７
の製造方法に適用することができる。

【０１１８】（実施の形態８）実施の形態８は、本発明
の電子放出装置、第２の態様に係る電界放出素子の製造
方法、及び、第２の態様に係る表示装置の製造方法に関
する。

【０１１９】実施の形態８の電界放出素子の模式的な一
部端面図を図１０の（Ｂ）に示す。この電界放出素子
も、支持体１０上に形成されたカソード電極１１、及
び、カソード電極１１の上方に形成され、第１の開口部
１４Ａを有するゲート電極１３から成る。そして、開口
部１４Ａ，１４Ｂの底部に位置するカソード電極１１の
部分の表面に形成された炭素系薄膜２３から成る電子放
出部を更に備えている。尚、実施の形態５〜実施の形態
７にて説明した電界放出素子と異なり、炭素系薄膜２３
は、絶縁層１２内まで延びている。但し、後述する炭素
系薄膜選択成長領域２０の形成状態に依っては、実施の
形態５〜実施の形態７にて説明した電界放出素子と同様
に、炭素系薄膜２３が、開口部１４Ａ，１４Ｂの底部に
位置するカソード電極１１の部分の表面にのみ形成され
ていてもよい。

【０１２０】実施の形態８の電界放出素子においても、
支持体１０及びカソード電極１１上には絶縁層１２が形
成されており、ゲート電極１３に設けられた第１の開口
部１４Ａに連通した第２の開口部１４Ｂが絶縁層１２に
設けられており、より具体的には、第２の開口部１４Ｂ
の底部に炭素系薄膜２３が位置する。

【０１２１】実施の形態８の表示装置は、実質的に図６
に示したと同様の表示装置であるが故に、詳細な説明は
省略する。

【０１２２】以下、実施の形態８の電界放出素子の製造
方法及び表示装置の製造方法を、図図９〜図１０を参照
して説明する。

【０１２３】［工程−８００］先ず、実施の形態５の
［工程−５００］と同様にして、例えばガラス基板から
成る支持体１０上にカソード電極形成用の導電材料層を
形成し、次いで、周知のリソグラフィ技術及びＲＩＥ法
に基づき導電材料層をパターニングすることによって、
ストライプ状のカソード電極１１を支持体１０上に形成
する。ストライプ状のカソード電極１１は、図面の紙面
左右方向に延びている。導電材料層は、例えばスパッタ
リング法により形成された厚さ約０．２μｍの錫（Ｓ
ｎ）層から成る。尚、カソード電極１１の下には下層導
電材料層１１Ａが形成されている。

【０１２４】［工程−８１０］次に、カソード電極１１
の表面に炭素系薄膜選択成長領域２０を形成する。具体
的には、先ず、レジスト材料層をスピンコート法にて全
面に成膜した後、リソグラフィ技術に基づき、炭素系薄
膜選択成長領域２０を形成すべきカソード電極の部分が
露出したマスク層１６（マスク材料層から成る）を形成
する（図９の（Ａ）参照）。次に、露出したカソード電
極１１の表面を含むマスク層１６上に、アセチルアセト
ンから成る有機溶剤膜２１を成膜する（図９の（Ｂ）参
照）。その後、支持体１０を５０〜１００゜Ｃに加熱す
ることによって、カソード電極１１の表面と有機溶剤と
を反応させ、錯化合物層（具体的には、アセチルアセト
ン錫）２２から成る炭素系薄膜選択成長領域２０をカソ
ード電極１１の表面に形成した後、マスク層１６を除去
する（図９の（Ｃ）参照）。

【０１２５】［工程−８２０］その後、炭素系薄膜選択
成長領域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素系薄膜２３
を形成し、電子放出部を得る。この状態を図１０の
（Ａ）に示す。マイクロ波プラズマＣＶＤ法に基づく炭
素系薄膜２３の形成条件は、表１に例示したと同様とす
ればよい。

【０１２６】［工程−８３０］次に、炭素系薄膜２３の
上方に第１の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を設
ける。具体的には、実施の形態５の［工程−５１０］と
同様にして、全面に絶縁層１２を形成し、実施の形態５
の［工程−５２０］と同様にして、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成する。そ
の後、実施の形態５の［工程−５２０］と同様にして、
ゲート電極１３に設けられた第１の開口部１４Ａに連通
する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成し、第２の
開口部１４Ｂの底部に炭素系薄膜２３を露出させる。実
施の形態８においては、第１の開口部１４Ａと第２の開
口部１４Ｂとは、一対一の対応関係にある。即ち、１つ
の第１の開口部１４Ａに対応して、１つの第２の開口部
１４Ｂが形成される。尚、第１及び第２の開口部１４
Ａ，１４Ｂの平面形状は、例えば直径１μｍ〜３０μｍ
の円形である。これらの開口部１４Ａ，１４Ｂを、例え
ば、１画素に１個〜３０００個程度形成すればよい。こ
うして、図１０の（Ｂ）に示す電界放出素子を得ること
ができる。あるいは又、複数の第１の開口部１４Ａに対
して、１つの第２の開口部１４Ｂを形成してもよい。

【０１２７】［工程−８４０］その後、実施の形態５の
［工程−５５０］と同様にして、絶縁層１２に設けられ
た第２の開口部１４Ｂの側壁面を等方的なエッチングに
よって後退させることが、ゲート電極１３の開口端部を
露出させるといった観点から、好ましい。次いで、実施
の形態１の［工程−１３０］と同様にして、表示装置の
組み立てを行う。

【０１２８】（実施の形態９）実施の形態９は、本発明
の電子放出装置、第３の態様に係る電界放出素子の製造
方法、及び、第３の態様に係る表示装置の製造方法に関
する。

【０１２９】実施の形態９の電界放出素子の模式的な一
部端面図を図１２に示す。この電界放出素子は、実質的
には実施の形態８にて説明した電界放出素子と同様の構
造を有するので、詳細な説明は省略する。また、実施の
形態９の表示装置は、実質的に図８に示したと同様の表
示装置であるが故に、詳細な説明は省略する。

【０１３０】以下、実施の形態９の電界放出素子の製造
方法及び表示装置の製造方法を、図１１及び図１２を参
照して説明する。

【０１３１】［工程−９００］先ず、実施の形態８の
［工程−８００］と同様にして、例えばガラス基板から
成る支持体１０上に、ストライプ状の下層導電材料層１
１Ａ及びカソード電極１１を形成する。その後、実施の
形態８の［工程−８１０］と同様にして、カソード電極
１１の表面に炭素系薄膜選択成長領域２０を形成する
（図１１の（Ａ）参照）。

【０１３２】［工程−９１０］次に、炭素系薄膜選択成
長領域２０の上方に第１の開口部１４Ａを有するゲート
電極１３を設ける。具体的には、実施の形態５の［工程
−５１０］と同様にして、全面に絶縁層１２を形成し、
実施の形態５の［工程−５２０］と同様にして、絶縁層
１２上に第１の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を
形成する。その後、実施の形態５の［工程−５２０］と
同様にして、ゲート電極１３に設けられた第１の開口部
１４Ａに連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形
成し、第２の開口部１４Ｂの底部に炭素系薄膜選択成長
領域２０を露出させる。実施の形態９においても、第１
の開口部１４Ａと第２の開口部１４Ｂとは、一対一の対
応にある。即ち、１つの第１の開口部１４Ａに対応し
て、１つの第２の開口部１４Ｂが形成される。尚、第１
及び第２の開口部１４Ａ，１４Ｂの平面形状は、例えば
直径１μｍ〜３０μｍの円形である。これらの開口部１
４Ａ，１４Ｂを、例えば、１画素に１個〜３０００個程
度形成すればよい。こうして、図１１の（Ｂ）に示す構
造を得ることができる。あるいは又、複数の第１の開口
部１４Ａに対して、１つの第２の開口部１４Ｂを形成し
てもよい。

【０１３３】［工程−９２０］その後、実施の形態５の
［工程−５４０］と同様の方法で、炭素系薄膜選択成長
領域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素系薄膜２３を形
成し、電子放出部を得る（図１２参照）。

【０１３４】［工程−９３０］その後、実施の形態５の
［工程−５５０］と同様にして、絶縁層１２に設けられ
た第２の開口部１４Ｂの側壁面を等方的なエッチングに
よって後退させることが、ゲート電極１３の開口端部を
露出させるといった観点から、好ましい。次いで、実施
の形態１の［工程−１３０］と同様にして、表示装置の
組み立てを行う。

【０１３５】実施の形態８あるいは実施の形態９におい
ては、炭素系薄膜を形成する前に、実施の形態６の［工
程−６２０］と同様にして、炭素系薄膜選択成長領域２
０の表面の酸化物（自然酸化膜）を除去してもよい。ま
た、実施の形態７にて説明した製造方法を実施の形態８
あるいは実施の形態９の製造方法に適用してもよい。更
には、実施の形態２〜実施の形態４にて説明した製造方
法を、実施の形態８あるいは実施の形態９の製造方法に
適用することができる。

【０１３６】以上、本発明を、実施の形態に基づき説明
したが、本発明はこれらに限定されるものではない。実
施の形態において説明した各種の条件、使用材料、電界
放出素子や表示装置の構造は例示であり、適宜変更する
ことができる。

【０１３７】ゲート電極を設ける方法として、その他、
予め、複数の開口部が形成された帯状の金属箔あるいは
金属板を準備し、一方、支持体１０上に絶縁材料から成
る、例えば帯状のゲート電極支持部材を形成しておき、
かかるゲート電極支持部材の頂面に接するように、炭素
系薄膜の上方あるいは炭素系薄膜選択成長領域の上方に
金属箔あるいは金属板を張架する方法を挙げることがで
きる。この場合、ゲート電極を設ける前に、炭素系薄膜
選択成長領域、炭素系薄膜の形成を行ってもよいし、ゲ
ート電極を設けた後に、炭素系薄膜選択成長領域、炭素
系薄膜の形成を行ってもよいし、ゲート電極を設ける前
に炭素系薄膜選択成長領域の形成を行い、ゲート電極を
設けた後に炭素系薄膜の形成を行ってもよい。尚、これ
らの場合、ゲート電極に設けられた開口部の真下に炭素
系薄膜が形成されていなくともよい。

【０１３８】本発明の冷陰極電界電子放出素子におい
て、ゲート電極１３及び絶縁層１２には更に第２絶縁層
６０を設け、第２絶縁層６０上に収束電極６１を設けて
もよい。このような構造を有する電界放出素子の模式的
な一部端面図を図１３に示す。第２絶縁層６０には第１
の開口部１４Ａに連通した第３の開口部６２が設けられ
ている。収束電極６１の形成は、例えば、実施の形態５
にあっては、［工程−５１０］において、絶縁層１２上
にストライプ状のゲート電極１３を形成した後、第２絶
縁層６０を形成し、次いで、第２絶縁層６０上にパター
ニングされた収束電極６１を形成した後、収束電極６
１、第２絶縁層６０に第３の開口部６２を設け、更に、
ゲート電極１３に第１の開口部１４Ａを設ければよい。

【０１３９】本発明の電子放出装置を、表面伝導型電子
放出素子と通称される素子に適用することもできる。こ
の表面伝導型電子放出素子は、例えばガラスから成る支
持体上、微小面積を有し、所定の間隔（ギャップ）を開
けて配された一対の電極がマトリックス状に形成されて
成る。そして、一対の電極の内の一方の電極に行方向配
線が接続され、一対の電極の内の他方の電極に列方向配
線が接続された構成を有する。かかる表面伝導型電子放
出素子においては、各一対の電極（金属層に相当する）
の表面に炭素系薄膜選択成長領域を形成し、その上に、
炭素系薄膜から成る電子放出部を形成する。一対の電極
に電圧を印加することによって、ギャップを挟んで向か
い合った炭素系薄膜に電界が加わり、炭素系薄膜から電
子が放出される。かかる電子をアノードパネル上の蛍光
体層に衝突させることによって、蛍光体層が励起されて
発光し、所望の画像を得ることができる。

【０１４０】

【発明の効果】本発明においては、金属層あるいはカソ
ード電極の表面と有機溶剤との反応によって錯化合物層
から成る炭素系薄膜選択成長領域を形成し、この炭素系
薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜から成る電子放出部を
形成する。従って、金属層やカソード電極の所望の部位
に炭素系薄膜から成る電子放出部を設けることができ、
しかも、炭素系薄膜を所望の形状にするための炭素系薄
膜のパターニングを行う必要が無い。尚、金属層あるい
はカソード電極の表面に直接、錯化合物層から成る炭素
系薄膜選択成長領域を形成する場合と比較して、一層緻
密な炭素系薄膜を形成することが可能となる。

【０１４１】しかも、電子放出部が炭素系薄膜から構成
されているので、低閾値電圧を有し、高い電子放出効率
を有する冷陰極電界電子放出素子を得ることができ、低
消費電力、高画質の冷陰極電界電子放出表示装置を得る
ことができる。更には、有効領域の面積が増大し、これ
に伴って冷陰極電界電子放出素子の形成数が著しく増大
した場合にも、各冷陰極電界電子放出素子の電子放出部
を精度良く形成することができるため、有効領域の全域
に亙って各電子放出部の電子放出効率が均一化され、輝
度ムラが極めて少ない高画質の冷陰極電界電子放出表示
装置を製造することができる。また、炭素系薄膜の形成
を比較的低温で行うことができるが故に、支持体として
ガラス板を用いることができ、製造コストの低減を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態１の電子放出装置の製造方法
によって得られた冷陰極電界電子放出表示装置の模式的
な一部断面図である。

【図２】発明の実施の形態１における１つの電子放出部
の模式的な斜視図である。

【図３】発明の実施の形態１の電子放出装置の製造方法
を説明するための支持体等の模式的な一部端面図であ
る。

【図４】図３に引き続き、発明の実施の形態１の電子放
出装置の製造方法を説明するための支持体等の模式的な
一部端面図である。

【図５】アノードパネルの製造方法の一例を説明するた
めの基板等の模式的な一部断面図である。

【図６】発明の実施の形態５の電子放出装置の製造方法
によって得られた冷陰極電界電子放出表示装置の模式的
な一部端面図である。

【図７】発明の実施の形態５における冷陰極電界電子放
出素子の製造方法、及び、冷陰極電界電子放出表示装置
の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端
面図である。

【図８】図７に引き続き、発明の実施の形態５における
冷陰極電界電子放出素子の製造方法、及び、冷陰極電界
電子放出表示装置の製造方法を説明するための支持体等
の模式的な一部端面図である。

【図９】発明の実施の形態８の冷陰極電界電子放出素子
の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端
面図である。

【図１０】図９に引き続き、発明の実施の形態８の冷陰
極電界電子放出素子の製造方法を説明するための支持体
等の模式的な一部端面図である。

【図１１】発明の実施の形態９の冷陰極電界電子放出素
子の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部
端面図である。

【図１２】図１１に引き続き、発明の実施の形態９の冷
陰極電界電子放出素子の製造方法を説明するための支持
体等の模式的な一部端面図である。

【図１３】収束電極を有する本発明の冷陰極電界電子放
出素子の模式的な一部端面図である。

【図１４】スピント型冷陰極電界電子放出素子を備えた
従来の冷陰極電界電子放出表示装置の模式的な一部端面
図である。

【図１５】冷陰極電界電子放出表示装置のカソードパネ
ルとアノードパネルを分解したときの模式的な部分的斜
視図である。

【符号の説明】

ＣＰ・・・カソードパネル、ＡＰ・・・アノードパネ
ル、１０・・・支持体、１１・・・カソード電極、１２
・・・絶縁層、１３・・・ゲート電極、１４Ａ・・・第
１の開口部、１４Ｂ・・・第２の開口部、１６，１１６
・・・マスク層、２０・・・炭素系薄膜選択成長領域、
２１・・・有機溶剤膜、２２・・・錯化合物層、２３・
・・炭素系薄膜、３０・・・基板、３１・・・蛍光体
層、３２・・・ブラックマトリックス、３３・・・アノ
ード電極、３４・・・枠体、３５・・・スペーサ、３６
・・・貫通孔、３７・・・チップ管、４０，４０Ａ・・
・カソード電極制御回路、４１・・・ゲート電極制御回
路、４２・・・加速電源、６０・・・第２絶縁層、６１
・・・収束電極、６２・・・第３の開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上浩司東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5C036 EE14 EG12 EH04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）支持体上に金属層を形成する工程
と、（Ｂ）該金属層の表面と有機溶剤との反応によって、錯
化合物層から成る炭素系薄膜選択成長領域を該金属層表
面に形成する工程と、（Ｃ）炭素系薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜から成る
電子放出部を形成する工程、から成ることを特徴とする
電子放出装置の製造方法。
【請求項２】金属層は、亜鉛、錫、アルミニウム、鉛、
ニッケル及びコバルトから成る群から選択された少なく
とも１種の金属、あるいは、その合金から成ることを特
徴とする請求項１に記載の電子放出装置の製造方法。
【請求項３】有機溶剤は、アセチルアセトン、ヘキサフ
ルオロアセチルアセトン、ジピバロイルメタネート又は
シクロペンタジエニルであることを特徴とする請求項１
に記載の電子放出装置の製造方法。
【請求項４】（Ａ）支持体上にカソード電極を形成する
工程と、（Ｂ）支持体及びカソード電極上に絶縁層を形成する工
程と、（Ｃ）絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形成する
工程と、（Ｄ）ゲート電極に形成された開口部に連通する第２の
開口部を絶縁層に形成する工程と、（Ｅ）第２の開口部の底部に位置するカソード電極の部
分の表面に炭素系薄膜選択成長領域を形成する工程と、（Ｆ）炭素系薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜から成る
電子放出部を形成する工程、から成り、前記工程（Ｅ）は、カソード電極の表面と有機溶剤との
反応によって、第２の開口部の底部に位置するカソード
電極の部分の表面に錯化合物層から成る炭素系薄膜選択
成長領域を形成する工程から成ることを特徴とする冷陰
極電界電子放出素子の製造方法。
【請求項５】前記工程（Ｄ）の後、第２の開口部の底部
の中央部にカソード電極の表面が露出したマスク層を形
成する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の冷
陰極電界電子放出素子の製造方法。
【請求項６】（Ａ）支持体上にカソード電極を形成する
工程と、（Ｂ）カソード電極の表面に炭素系薄膜選択成長領域を
形成する工程と、（Ｃ）炭素系薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜から成る
電子放出部を形成する工程と、（Ｄ）炭素系薄膜の上方に、開口部を有するゲート電極
を設ける工程、から成り、前記工程（Ｂ）は、カソード電極の表面と有機溶剤との
反応によって、カソード電極の表面に錯化合物層から成
る炭素系薄膜選択成長領域を形成する工程から成ること
を特徴とする冷陰極電界電子放出素子の製造方法。
【請求項７】前記工程（Ｃ）に引き続き、全面に絶縁層
を形成し、前記工程（Ｄ）に引き続き、ゲート電極に設けられた開
口部に連通する第２の開口部を絶縁層に形成し、第２の
開口部の底部に炭素系薄膜を露出させることを特徴とす
る請求項６に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方
法。
【請求項８】（Ａ）支持体上にカソード電極を形成する
工程と、（Ｂ）カソード電極の表面に炭素系薄膜選択成長領域を
形成する工程と、（Ｃ）炭素系薄膜選択成長領域の上方に、開口部を有す
るゲート電極を設ける工程と、（Ｄ）炭素系薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜から成る
電子放出部を形成する工程、から成り、前記工程（Ｂ）は、カソード電極の表面と有機溶剤との
反応によって、カソード電極の表面に錯化合物層から成
る炭素系薄膜選択成長領域を形成する工程から成ること
を特徴とする冷陰極電界電子放出素子の製造方法。
【請求項９】前記工程（Ｂ）に引き続き、全面に絶縁層
を形成し、前記工程（Ｃ）に引き続き、ゲート電極に設けられた開
口部に連通する第２の開口部を絶縁層に形成し、第２の
開口部の底部に炭素系薄膜選択成長領域を露出させるこ
とを特徴とする請求項８に記載の冷陰極電界電子放出素
子の製造方法。
【請求項１０】金属層は、亜鉛、錫、アルミニウム、
鉛、ニッケル及びコバルトから成る群から選択された少
なくとも１種の金属、あるいは、その合金から成ること
を特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれか１項に記
載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。
【請求項１１】有機溶剤は、アセチルアセトン、ヘキサ
フルオロアセチルアセトン、ジピバロイルメタネート又
はシクロペンタジエニルであることを特徴とする請求項
４乃至請求項９のいずれか１項に記載の冷陰極電界電子
放出素子の製造方法。
【請求項１２】アノード電極及び蛍光体層が形成された
基板と、冷陰極電界電子放出素子が形成された支持体と
を、蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するよ
うに配置し、基板と支持体とを周縁部において接合する
冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法であって、冷陰極電界電子放出素子を、（Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、（Ｂ）支持体及びカソード電極上に絶縁層を形成する工
程と、（Ｃ）絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形成する
工程と、（Ｄ）ゲート電極に形成された開口部に連通する第２の
開口部を絶縁層に形成する工程と、（Ｅ）第２の開口部の底部に位置するカソード電極の部
分の表面に炭素系薄膜選択成長領域を形成する工程と、（Ｆ）炭素系薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜から成る
電子放出部を形成する工程、に基づき形成し、前記工程（Ｅ）は、カソード電極の表面と有機溶剤との
反応によって、第２の開口部の底部に位置するカソード
電極の部分の表面に錯化合物層から成る炭素系薄膜選択
成長領域を形成する工程から成ることを特徴とする冷陰
極電界電子放出表示装置の製造方法。
【請求項１３】アノード電極及び蛍光体層が形成された
基板と、冷陰極電界電子放出素子が形成された支持体と
を、蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するよ
うに配置し、基板と支持体とを周縁部において接合する
冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法であって、冷陰極電界電子放出素子を、（Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、（Ｂ）カソード電極の表面に炭素系薄膜選択成長領域を
形成する工程と、（Ｃ）炭素系薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜から成る
電子放出部を形成する工程と、（Ｄ）炭素系薄膜の上方に、開口部を有するゲート電極
を設ける工程、に基づき形成し、前記工程（Ｂ）は、カソード電極の表面と有機溶剤との
反応によって、カソード電極の表面に錯化合物層から成
る炭素系薄膜選択成長領域を形成する工程から成ること
を特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。
【請求項１４】アノード電極及び蛍光体層が形成された
基板と、冷陰極電界電子放出素子が形成された支持体と
を、蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するよ
うに配置し、基板と支持体とを周縁部において接合する
冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法であって、冷陰極電界電子放出素子を、（Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、（Ｂ）カソード電極の表面に炭素系薄膜選択成長領域を
形成する工程と、（Ｃ）炭素系薄膜選択成長領域の上方に、開口部を有す
るゲート電極を設ける工程、（Ｄ）炭素系薄膜選択成長領域上に炭素系薄膜から成る
電子放出部を形成する工程、に基づき形成し、前記工程（Ｂ）は、カソード電極の表面と有機溶剤との
反応によって、カソード電極の表面に錯化合物層から成
る炭素系薄膜選択成長領域を形成する工程から成ること
を特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。