JP2003115257A

JP2003115257A - 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: JP2003115257A
Application number: JP2001307410A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Satou; 善亨佐藤; Makoto Noda; 真野田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2001-10-03
Publication date: 2003-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】カソード電極の所望の部位の上に確実に炭素系
薄膜を形成することができる冷陰極電界電子放出素子の
製造方法を提供する。【解決手段】冷陰極電界電子放出素子の製造方法は、カ
ソード電極１１、絶縁層１２、導電体層を形成した後、
孔部１６Ａを有するマスク層１６をエッチング用マスク
として全面に形成し、導電体層及び絶縁層１２をエッチ
ングしてゲート電極１３及び第１の開口部１４Ａ、第２
の開口部１４Ｂを形成した後、全面に薄膜２０Ａを形成
し、マスク層１６を除去して第２の開口部１４Ｂの底部
に露出したカソード電極１１上に薄膜２０Ａから成る炭
素系薄膜選択成長領域２０を残し、次いで、選択成長領
域２０上に炭素系薄膜から成る電子放出部を形成する各
工程を具備し、絶縁層１２に形成される第２の開口部１
４Ｂの側壁１４ｂがマスク層１６の孔部１６Ａの側壁１
６ａよりも後退するように絶縁層１２をエッチングす
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、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
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空中に置かれた金属や半導体等に或る
閾値以上の強さの電界を与えると、金属や半導体の表面
近傍のエネルギー障壁を電子が量子トンネル効果によっ
て通過し、常温でも真空中に電子が放出されるようにな
る。かかる原理に基づく電子放出は、冷陰極電界電子放
出、あるいは単に電界放出（フィールド・エミッショ
ン）と呼ばれる。近年、この電界放出の原理を画像表示
に応用した平面型の冷陰極電界電子放出表示装置、所謂
フィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）が
提案されており、高輝度、低消費電力等の長所を有する
ことから、従来の陰極線管（ＣＲＴ）に代わる画像表示
装置として期待されている。

【０００３】冷陰極電界電子放出表示装置（以下、単
に、表示装置と呼ぶ場合がある）は、一般に、２次元マ
トリクス上に配列された画素に対応して電子放出部を有
するカソードパネルと、電子放出部から放出された電子
との衝突により励起され発光するアノードパネルとが、
真空空間を挟んで対向配置された構造を有する。カソー
ドパネル上の各画素においては、通常、複数の電子放出
部が形成され、更に、電子放出部から電子を引き出すた
めのゲート電極も形成されている。電子の放出に関する
最小構造単位、即ち、電子放出部とゲート電極を有する
部分が冷陰極電界電子放出素子である。以下、冷陰極電
界電子放出素子を、単に電界放出素子と呼ぶ場合があ
る。

【０００４】図１０に、かかる表示装置の構成例を示
す。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１１２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１
１１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部分に相当す
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
画面として機能する領域）内に、通常、２次元マトリク
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上に所定のパターン（例えば、ドット状あ
るいはストライプ状）に従って形成された蛍光体層３１
と、蛍光体層３１上に形成されたアノード電極３３から
構成されている。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。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との重複領域に所定数配列さ
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。

【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。カソード
パネルＣＰとアノードパネルＡＰとは、０．１ｍｍ〜１
ｍｍ程度の距離を隔てて対向配置させている。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（例えば、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たチップ管
（図示せず）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】電界放出素子においては、ゲート電極１１
３に印加される電圧とカソード電極１１１に印加される
電圧の電位差ΔＶが或る閾値電位ΔＶ_th以上になると、
電子放出部１１５の先端部から電子が放出され始める。
そして、例えばゲート電極１１３に印加される電圧の増
加（即ち、電位差ΔＶの増加）に伴い、電子放出部１１
５の先端部からの電子の放出によって生成する放出電子
電流が急激に増加する。

【０００８】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アノード電極制御回路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１
１１とゲート電極１１３との間に電圧を印加した際に生
じる電界により、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３
３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３１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。

【０００９】以下、従来のスピント型電界放出素子の製
造方法の概要を説明するが、この製造方法は、基本的に
は、円錐形の電子放出部１１５を金属材料の垂直蒸着に
より形成する方法である。即ち、開口部１１４に対して
蒸着粒子は垂直に入射するが、開口部１１４の付近に形
成されるオーバーハング状の堆積物による遮蔽効果を利
用して、開口部１１４の底部に到達する蒸着粒子の量を
漸減させ、円錐形の堆積物である電子放出部１１５を自
己整合的に形成する。以下、不要なオーバーハング状の
堆積物の除去を容易とするために、ゲート電極１１３上
に剥離層１１７を予め形成しておく方法に基づくスピン
ト型電界放出素子の製造方法の概要を、支持体等の模式
的な一部端面図である図１１及び図１２を参照して説明
する。

【００１０】［工程−１０］先ず、例えばガラスから成
る支持体１１０上にニオブ（Ｎｂ）から成るストライプ
状のカソード電極１１１を形成した後、全面にＳｉＯ₂
から成る絶縁層１１２を形成し、更に、ストライプ状の
ゲート電極用導電体層１１３Ａを絶縁層１１２上に形成
する。ゲート電極用導電体層１１３Ａの形成は、例え
ば、スパッタ法、リソグラフィ技術及びドライエッチン
グ技術に基づき行うことができる。

【００１１】［工程−２０］次に、ゲート電極用導電体
層１１３Ａ及び絶縁層１１２に、エッチング用マスクと
して機能するレジスト層１１６をリソグラフィ技術によ
って形成する（図１１の（Ａ）参照）。その後、ＲＩＥ
（反応性イオン・エッチング）法にてゲート電極用導電
体層１１３Ａに第１の開口部１１４Ａを形成してゲート
電極１１３を得、更に、この第１の開口部１１４Ａと連
通した第２の開口部１１４Ｂを絶縁層１１２に形成す
る。尚、第１の開口部１１４Ａ及び第２の開口部１１４
Ｂを総称して、開口部１１４と呼ぶ。開口部１１４の底
部にカソード電極１１１が露出している。その後、レジ
スト層１１６をアッシング技術によって除去する。こう
して、図１１の（Ｂ）に示す構造を得ることができる。

【００１２】［工程−３０］次に、開口部１１４の底部
に露出したカソード電極１１１上に、電子放出部１１５
を形成する。具体的には、全面にアルミニウムを斜め蒸
着することにより、剥離層１１７を形成する。このと
き、支持体１１０の法線に対する蒸着粒子の入射角を十
分に大きく選択することにより、開口部１１４の底部に
アルミニウムを殆ど堆積させることなく、ゲート電極１
１３及び絶縁層１１２上に剥離層１１７を形成すること
ができる。この剥離層１１７は、開口部１１４の開口端
部から庇状に張り出しており、これにより開口部１１４
が実質的に縮径される（図１１の（Ｃ）参照）。

【００１３】［工程−４０］次に、全面に例えばモリブ
デン（Ｍｏ）を垂直蒸着する。このとき、図１２の
（Ａ）に示すように、剥離層１１７上でオーバーハング
形状を有するモリブデンから成る導電材料層１１８が成
長するに伴い、開口部１１４の実質的な直径が次第に縮
小されるので、開口部１１４の底部において堆積に寄与
する蒸着粒子は、次第に開口部１１４の中央付近を通過
するものに限られるようになる。その結果、開口部１１
４の底部には円錐形の堆積物が形成され、この円錐形の
モリブデンから成る堆積物が電子放出部１１５となる。

【００１４】［工程−５０］その後、電気化学的プロセ
ス及び湿式プロセスによって剥離層１１７を絶縁層１１
２及びゲート電極１１３の表面から剥離し、絶縁層１１
２及びゲート電極１１３の上方の導電材料層１１８を選
択的に除去する。その結果、図１２の（Ｂ）に示すよう
に、開口部１１４の底部に位置するカソード電極１１１
上に円錐形の電子放出部１１５を残すことができる。
尚、このような電子放出部１１５の形成方法において
は、本質的に、１つの開口部１１４内に１つの電子放出
部１１５が形成される。

【００１５】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。即ち、大面積の支持体全体に亙って均一な膜質、膜
厚を有する導電材料層１１８を垂直蒸着法により形成し
たり、均一な寸法の庇形状を有する剥離層１１７を斜め
蒸着法により形成することは、極めて困難であり、何ら
かの面内バラツキやロット間バラツキは避けられない。
このバラツキにより、表示装置の画像表示特性、例えば
画像の明るさにバラツキが生じる。しかも、大面積に亙
って形成された剥離層１１７を除去する際に、その残渣
がカソードパネルＣＰを汚染する原因となり、表示装置
の製造歩留を低下させるという問題も生じる。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】

【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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】従って、本発明の目的は、カソード電極の
所望の部位の上に確実に炭素系薄膜を形成することがで
き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提供することにあ
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の冷陰極電界電子放出素子の製造方法は、
（Ａ）支持体上にストライプ状の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）ゲート電極を形成するために、
絶縁層上にストライプ状の導電体層を形成する工程と、
（Ｄ）孔部を有するマスク層を全面に形成する工程と、
（Ｅ）該マスク層をエッチング用マスクとして、導電体
層をエッチングして導電体層に第１の開口部を形成し、
以て、ゲート電極を形成し、更に、絶縁層をエッチング
して絶縁層に第２の開口部を形成し、第２の開口部の底
部にカソード電極を露出させる工程と、（Ｆ）第２の開
口部の底部に露出したカソード電極上及びマスク層上に
金属若しくは金属化合物から成る薄膜を形成した後、マ
スク層及びその上の薄膜を除去し、第２の開口部の底部
に露出したカソード電極上に該薄膜から成る炭素系薄膜
選択成長領域を残す工程と、（Ｇ）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、を具備し、前記工程（Ｅ）において、絶縁層に形成
される第２の開口部の側壁がマスク層の孔部の側壁より
も後退するように、絶縁層をエッチングすることを特徴
とする。

【００２４】上記の目的を達成するための本発明の冷陰
極電界電子放出表示装置の製造方法は、冷陰極電界電子
放出素子が複数設けられたカソードパネル、及び、蛍光
体層とアノード電極とを備えたアノードパネルを、それ
らの周縁部で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
持体上にストライプ状の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）ゲート電極を形成するために、絶縁層
上にストライプ状の導電体層を形成する工程と、（Ｄ）
孔部を有するマスク層を全面に形成する工程と、（Ｅ）
該マスク層をエッチング用マスクとして、導電体層をエ
ッチングして導電体層に第１の開口部を形成し、以て、
ゲート電極を形成し、更に、絶縁層をエッチングして絶
縁層に第２の開口部を形成し、第２の開口部の底部にカ
ソード電極を露出させる工程と、（Ｆ）第２の開口部の
底部に露出したカソード電極上及びマスク層上に金属若
しくは金属化合物から成る薄膜を形成した後、マスク層
及びその上の薄膜を除去し、第２の開口部の底部に露出
したカソード電極上に該薄膜から成る炭素系薄膜選択成
長領域を残す工程と、（Ｇ）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、によ
って製造し、前記工程（Ｅ）において、絶縁層に形成さ
れる第２の開口部の側壁がマスク層の孔部の側壁よりも
後退するように、絶縁層をエッチングすることを特徴と
する。

【００２５】本発明の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（以下、
これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）に
あっては、薄膜あるいは炭素系薄膜選択成長領域を構成
する材料として、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍ
ｏ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃ
ｏ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タ
ンタル（Ｔａ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐ
ｔ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、ゲルマニウ
ム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂ
ｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、インジウム（Ｉｎ）、
マンガン（Ｍｎ）、パラジウム（Ｐｄ）及びタリウム
（Ｔｌ）から成る群から選択された少なくとも１種類の
金属、あるいは、これらの元素を含む金属化合物又は合
金を挙げることができる。更には、上記に挙げた金属以
外でも、電子放出部を形成（合成）するときの雰囲気中
で触媒作用を有する金属や金属化合物、合金を用いるこ
とができる。

【００２６】薄膜の形成方法として、物理的気相成長法
（ＰＶＤ法）、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）を挙げる
ことができる。ここで、ＰＶＤ法として、電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着等
の各種真空蒸着法、プラズマ蒸着法、２極スパッタ法、直流スパッタ法、直流マグネトロ
ンスパッタ法、高周波スパッタ法、マグネトロンスパッ
タ法、イオンビームスパッタ法、バイアススパッタ法等
の各種スパッタ法、ＤＣ(direct current)法、ＲＦ法、多陰極法、活性
化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング
法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレ
ーティング法、を挙げることができる。

【００２７】本発明における前記工程（Ｇ）において
は、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）に基づき、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選
択的に形成することが好ましい。ＣＶＤ法における原料
ガスとして、炭化水素系ガスと水素ガスの組合せを用い
ることが好ましい。ここで、炭化水素系ガスとして、メ
タン（ＣＨ₄）、エタン（Ｃ₂Ｈ₆）、プロパン（Ｃ
₃Ｈ₈）、ブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）、エチレン（Ｃ₂Ｈ₄）、ア
セチレン（Ｃ₂Ｈ₂）等の炭化水素系ガスやこれらの混合
ガス、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、ナフタレン等を気化したガスを挙
げることができる。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）やア
ルゴン（Ａｒ）等の希釈用ガスを混合してもよいし、窒
素、アンモニア等のドーピングガスを混合してもよい。
また、炭化水素系ガスと水素ガスの組合せを用いる場
合、炭化水素系ガスと水素ガスの全流量に対する炭化水
素系ガスの流量を１％乃至５０％、好ましくは５％乃至
５０％とすることが望ましい。ここで、水素ガスは、形
成された炭素系薄膜を構成する結晶粒子の内、結晶性の
良くない結晶粒子を除去（一種のエッチング）する役割
を果たす。

【００２８】電子放出部を形成するためのＣＶＤ法にあ
っては、支持体にバイアス電圧を印加した状態で、プラ
ズマ密度が１０¹⁶ｍ^-3（１０⁷ｍｍ^-3）以上、好ましく
は１０¹⁷ｍ^-3（１０⁸ｍｍ^-3）以上、一層好ましくは１
０¹⁹ｍ^-3（１０¹⁰ｍｍ^-3）以上の条件のプラズマＣＶＤ
法に基づくことが、電子放出部形成に用いる原料ガスの
解離度を高くし、電子放出部を確実に形成するといった
観点から好ましい。あるいは又、電子放出部を形成する
ためのＣＶＤ法は、支持体にバイアス電圧を印加した状
態で、電子温度が１乃至１５ｅＶ、好ましくは５ｅＶ乃
至１５ｅＶ、イオン電流密度が、０．１ｍＡ／ｃｍ²乃
至３０ｍＡ／ｃｍ²、好ましくは５ｍＡ／ｃｍ²乃至３０
ｍＡ／ｃｍ²の条件のプラズマＣＶＤ法に基づくこと
が、電子放出部形成に用いる原料ガスの解離度を高く
し、電子放出部を確実に形成するといった観点から好ま
しい。そして、これらの場合、プラズマＣＶＤ法とし
て、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、トランス結合型プラ
ズマＣＶＤ法、誘導結合型プラズマＣＶＤ法、電子サイ
クロトロン共鳴プラズマＣＶＤ法、ヘリコン波プラズマ
ＣＶＤ法、容量結合型プラズマＣＶＤ法、ＤＣプラズマ
ＣＶＤ法を挙げることができる。あるいは又、ホットフ
ィラメントＣＶＤ法を採用してもよい。場合によって
は、熱ＣＶＤ法を採用してもよい。尚、電子放出部を形
成する工程における支持体加熱温度を、６００゜Ｃ以
下、好ましくは５００゜Ｃ以下、更に好ましくは４００
゜Ｃ以下、一層好ましくは３００゜Ｃ以下とすることが
できる。支持体加熱温度の下限は、電子放出部を形成し
得る温度とすればよい。

【００２９】本発明における炭素系薄膜は、結晶性を有
するグラファイトから構成されていることが好ましい。
ここで、結晶性を有するグラファイトは、ｓｐ²結合を
有するグラファイトから構成されており、１層のカーボ
ングラファイトシートが巻かれた構造を有する単層カー
ボンナノチューブ、あるいは、２層以上のカーボングラ
ファイトシートが巻かれた構造を有する所謂カーボンナ
ノチューブである。あるいは又、カーボングラファイト
シートが重なったカーボンナノファイバーや、カーボン
ナノチューブあるいはカーボンナノファイバーの周囲に
アモルファスカーボンが堆積（付着）したものから構成
されている。ｓｐ²結合を有する炭素原子は、通常、６
個の炭素原子から六員環を構成し、これらの六員環の集
まりがカーボングラファイトシートを構成する。このカ
ーボングラファイトシートが巻かれたチューブ構造を有
するものがカーボンナノチューブである。一方、カーボ
ングラファイトシートが巻かれておらず、カーボングラ
ファイトのフラグメントが重なってファイバー状になっ
たものが、カーボンナノファイバーである。場合によっ
ては、円錐状の形状をも有し得る。電子放出部がどのよ
うな構造になるかは、ＣＶＤ条件や炭素系薄膜選択成長
領域を構成する材料等に依存する。電子放出部は、巨視
的には炭素系薄膜から構成されているが、微視的には、
１つの炭素系薄膜選択成長領域に、多数のカーボンナノ
チューブから構成された電子放出部、多数のカーボンナ
ノファイバーから構成された電子放出部、あるいは又、
多数の円錐状の形状を有する電子放出部が形成されてい
る。尚、電子放出部は、炭素系薄膜選択成長領域上に選
択的に形成され、ゲート電極やカソード電極上に形成さ
れることはない。

【００３０】本発明において、マスク層は、例えばレジ
スト材料から構成することができる。マスク層及びその
上の薄膜の除去には、マスク層を溶解する薬品を用いれ
ばよい。

【００３１】本発明においては、ゲート電極の外形形状
をストライプ状とし、カソード電極の外形形状をストラ
イプ状とするが、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、構造の簡素
化といった観点から好ましい。尚、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射影像が重複す
る重複領域（電子放出領域であり、１画素分の領域ある
いは１サブピクセル分の領域に相当する）に複数の冷陰
極電界電子放出素子が設けられており、かかる重複領域
（ゲート電極／カソード電極重複領域）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次元マトリクス状に配列されている。カ
ソード電極に相対的に負の電圧を印加し、ゲート電極に
相対的に正の電圧を印加し、アノード電極にゲート電極
より更に高い正の電圧を印加する。列選択されたカソー
ド電極と行選択されたゲート電極（あるいは、行選択さ
れたカソード電極と列選択されたゲート電極）とのゲー
ト電極／カソード電極重複領域に位置する複数の電子放
出部から選択的に真空空間中へ電子が放出され、この電
子がアノード電極に引き付けられてアノードパネルを構
成する蛍光体層に衝突し、蛍光体層を励起、発光させ
る。

【００３２】本発明においては、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。

【００３３】「絶縁層に形成される第２の開口部の側壁
がマスク層の孔部の側壁よりも後退するように」とは、
マスク層に設けられた孔部の射影像が第２の開口部の射
影像内に含まれることを意味する。即ち、例えば、第２
の開口部の平面形状が円形の場合、マスク層に設けられ
た平面形状が円形の孔部の直径よりも、第２の開口部の
直径の方が大きいことを意味する。

【００３４】導電体層のエッチングは、異方性エッチン
グ、等方性エッチング、異方性エッチングと等方性エッ
チングの組合せとすることができる。また、絶縁層のエ
ッチングは、異方性エッチングと等方性エッチングの組
合せとすることができる。エッチング条件は、導電体層
や絶縁層を構成する材料に依り、適宜、最適化すればよ
い。エッチングは、ドライエッチング法あるいはウェッ
トエッチング法から適宜選択して行えばよい。

【００３５】場合によっては、導電体層に形成される第
１の開口部の側壁がマスク層の孔部の側壁よりも後退す
るように、導電体層をエッチングしてもよい。ここで、
「導電体層に形成される第１の開口部の側壁がマスク層
の孔部の側壁よりも後退するように」とは、マスク層に
設けられた孔部の射影像が第１の開口部の射影像内に含
まれることを意味する。即ち、例えば、第１の開口部の
平面形状が円形の場合、マスク層に設けられた平面形状
が円形の孔部の直径よりも、第１の開口部の直径の方が
大きいことを意味する。

【００３６】本発明においては、炭素系薄膜選択成長領
域上における電子放出部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の表面の酸化物
（所謂、自然酸化膜）を除去してもよい。酸化物の除去
を、例えば、水素ガス雰囲気やアンモニアガス雰囲気に
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。

【００３７】カソード電極の構造としては、導電材料層
の１層構成とすることもできるし、下層導電材料層、下
層導電材料層上に形成された抵抗体層、抵抗体層上に形
成された上層導電材料層の３層構成とすることもでき
る。後者の場合、上層導電材料層の表面に炭素系薄膜選
択成長領域を形成する。あるいは又、カソード電極を、
導電材料層と導電材料層上に形成された抵抗体層の２層
構成とすることもできる。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。抵抗体層を構成する材料として、シ
リコンカーバイド（ＳｉＣ）といったカーボン系材料、
ＳｉＮ、アモルファスシリコン等の半導体材料、酸化ル
テニウム（ＲｕＯ₂）、酸化タンタル、窒化タンタル等
の高融点金属酸化物を例示することができる。抵抗体層
の形成方法として、スパッタリング法や、ＣＶＤ法やス
クリーン印刷法を例示することができる。抵抗値は、概
ね１×１０⁵〜１×１０⁷Ω、好ましくは数ＭΩとすれば
よい。

【００３８】本発明にあっては、収束電極を形成するこ
ともできる。即ち、絶縁層上にストライプ状を有する導
電体層を形成した後、絶縁層及び導電体層上に第２の絶
縁層を形成し、この第２の絶縁層上に収束電極を形成し
た後、孔部を有するマスク層を全面に形成し、次いで、
このマスク層をエッチング用マスクとして、収束電極、
第２の絶縁層、導電体層、絶縁層をエッチングして、第
２の絶縁層に第３の開口部を形成し、導電体層に第１の
開口部を形成してゲート電極を形成し、絶縁層に第２の
開口部を形成する工程を含むことができる。この場合、
第２の絶縁層に形成される第３の開口部の側壁がマスク
層の孔部の側壁よりも後退するように第２の絶縁層をエ
ッチングし、絶縁層に形成される第２の開口部の側壁が
マスク層の孔部の側壁よりも後退するように絶縁層をエ
ッチングする。

【００３９】ここで、収束電極とは、第１の開口部から
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冷陰極電界電子放出
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。

【００４０】本発明において、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、中でも、
ガラス基板、表面に絶縁膜が形成されたガラス基板を用
いることが、製造コスト低減といった観点から好まし
い。基板も、支持体と同様に構成することができる。

【００４１】カソード電極、ゲート電極（導電体層）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）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、Ｍ
ｏＳｉ₂、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、通常の薄膜作
製プロセスを利用できる。尚、ストライプ状の導電体層
を形成する方法として、より具体的には、絶縁層上にゲ
ート電極を構成する導電体層を形成した後、導電体層上
にパターニングされたマスク材料層を形成し、かかるマ
スク材料層をエッチング用マスクとして用いて導電体層
をエッチングする方法を挙げることができる。あるいは
又、例えば、スクリーン印刷法によってストライプ状の
導電体層を直接形成する方法を例示することができる。

【００４２】尚、カソード電極、ゲート電極及び収束電
極を構成する材料と、炭素系薄膜選択成長領域（薄膜）
を構成する材料とは、カソード電極、ゲート電極及び収
束電極上に電子放出部を形成させないといった観点か
ら、異なる材料であることが好ましい。あるいは又、Ｃ
ＶＤ法にて電子放出部を形成するときのＣＶＤ条件にお
いて炭素系薄膜が形成されないような材料からカソード
電極、ゲート電極及び収束電極を形成すればよい。

【００４３】絶縁層や第２の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。絶縁層の形成には、ＣＶＤ法、塗布法、スパッタ
法、スクリーン印刷法等の公知のプロセスが利用でき
る。

【００４４】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（アノードパネル
が表示面に相当する）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（カソードパネルが表示面に相
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、カソード電極や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。

【００４５】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。

【００４６】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、アノード電極と電気的に接続され
た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。

【００４７】アノード電極は、冷陰極電界電子放出表示
装置の構成に依存して、有効領域を１枚のシート状の導
電材料で被覆した形式のアノード電極としてもよいし、
１又は複数の電子放出部、あるいは、１又は複数の画素
に対応するアノード電極ユニットが集合した形式のアノ
ード電極としてもよいし、ストライプ状のアノード電極
としてもよい。

【００４８】本発明において、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１２０〜４００゜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；Ｓｎ₈₀Ａｇ
₂₀（融点２２０〜３７０゜Ｃ）、Ｓｎ₉₅Ｃｕ₅（融点２
２７〜３７０゜Ｃ）等の錫（Ｓｎ）系高温はんだ；Ｐｂ
_97.5Ａｇ_2.5（融点３０４゜Ｃ）、Ｐｂ₉ _4.5Ａｇ_5.5（融
点３０４〜３６５゜Ｃ）、Ｐｂ_97.5Ａｇ_1.5Ｓｎ_1.0（融
点３０９゜Ｃ）等の鉛（Ｐｂ）系高温はんだ；Ｚｎ₉₅Ａ
ｌ₅（融点３８０゜Ｃ）等の亜鉛（Ｚｎ）系高温はん
だ；Ｓｎ₅Ｐｂ₉₅（融点３００〜３１４゜Ｃ）、Ｓｎ₂Ｐ
ｂ₉₈（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。

【００４９】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。

【００５０】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、
表示画面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。

【００５１】本発明においては、絶縁層に形成される第
２の開口部の側壁がマスク層の孔部の側壁よりも後退す
るように絶縁層をエッチングし、その後、第２の開口部
の底部に露出したカソード電極上及びマスク層上に炭素
系薄膜選択成長領域のための薄膜を形成するので、第２
の開口部の底部に露出したカソード電極上に自己整合的
に炭素系薄膜選択成長領域を形成することができるし、
炭素系薄膜選択成長領域を構成する材料によってカソー
ド電極とゲート電極とが短絡する虞もない。しかも、炭
素系薄膜選択成長領域を形成するが故に、その上に選択
的に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。

【００５２】

【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。

【００５３】（実施の形態１）実施の形態１は、本発明
の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、本発明の冷陰極電界電子放出
表示装置（以下、表示装置と略称する）の製造方法に関
する。

【００５４】実施の形態１の電界放出素子の模式的な一
部端面図を図４の（Ｂ）に示し、表示装置の模式的な一
部端面図を図５に示し、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を図
６に示す。この電界放出素子は、支持体１０上に形成さ
れたストライプ状のカソード電極１１、支持体１０及び
カソード電極１１上に形成された絶縁層１２、絶縁層１
２上に形成されたストライプ状のゲート電極１３、電子
放出部１５から構成され、ゲート電極１３には第１の開
口部１４Ａが形成され、絶縁層１２には第１の開口部１
４Ａと連通した第２の開口部１４Ｂが形成され、第２の
開口部１４Ｂの底部に位置するカソード電極１１の上に
炭素系薄膜選択成長領域２０が形成され、この炭素系薄
膜選択成長領域２０上に炭素系薄膜２１が形成されてい
る。ストライプ状のカソード電極１１の射影像とストラ
イプ状のゲート電極１３の射影像とは直交する。具体的
には、カソード電極１１は図５の紙面垂直方向に延び、
ゲート電極１３は図５の紙面左右方向に延びている。

【００５５】炭素系薄膜選択成長領域２０は、金属（具
体的には、実施の形態１においてはニッケル）から成
り、電子放出部１５は、炭素系薄膜選択成長領域２０上
に形成された結晶性を有するグラファイト（より具体的
には、ｓｐ²結合を有するグラファイトから構成された
カーボンナノチューブ）の集合した炭素系薄膜２１から
構成されている。

【００５６】アノードパネルＡＰは、具体的には、基板
３０と、基板３０上に形成され、所定のパターン（例え
ば、ストライプ状やドット状）に従って形成された蛍光
体層３１（赤色発光蛍光体層３１Ｒ、緑色発光蛍光体層
３１Ｇ、青色発光蛍光体層３１Ｂ）と、蛍光体層３１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。アノード電極３３は、１枚の導電
材料シートが有効領域を覆う構造を有している。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、ＩＴ
Ｏ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。

【００５７】実施の形態１における表示装置は、電界放
出素子が複数設けられたカソードパネルＣＰ、及び、蛍
光体層３１とアノード電極３３とを備えたアノードパネ
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３
１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。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。

【００５８】実施の形態１の表示装置におけるカソード
パネルＣＰにおいては、上述のような電界放出素子の複
数から構成された電子放出領域が有効領域に２次元マト
リクス状に多数形成されている。図５に示す一部端面図
には、カソードパネルＣＰにおいて、１本のカソード電
極１１につき開口部１４Ａ，１４Ｂ及び電子放出部１５
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４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５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。

【００５９】この表示装置において表示を行う場合に
は、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
圧がアノード電極制御回路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１１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。尚、これとは逆に、カソード電極１
１にカソード電極制御回路４０からビデオ信号を入力
し、ゲート電極１３にゲート電極制御回路４１から走査
信号を入力してもよい。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じる電界により、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３１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。

【００６０】以下、実施の形態１の電界放出素子の製造
方法及び表示装置の製造方法を、支持体等の模式的な一
部端面図である図１〜図４を参照して説明する。

【００６１】［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（Ａｌ）から
成るストライプ状のカソード電極１１を、スパッタ法、
リソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき形成す
る。あるいは又、例えば、ガラス基板から成る支持体１
０上にレジスト材料層を形成する。レジスト材料層は、
ストライプ状のカソード電極を形成すべき部分以外の支
持体１０を被覆するように形成する。次いで、アルミニ
ウム（Ａｌ）から成る導電材料層をスパッタ法にて全面
に成膜する。その後、レジスト材料層並びにその上の導
電材料層を除去することによって、ストライプ状のカソ
ード電極１１を形成することができる。カソード電極１
１は図１〜図４の紙面左右方向に延びている。

【００６２】［工程−１１０］次に、全面に、具体的に
は、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したＣＶＤ法（ＣＶＤ
条件を以下の表１に例示する）により、全面に、厚さ約
３μｍの絶縁層１２を形成する。尚、例えば、スパッタ
法やスクリーン印刷法にて絶縁層１２を形成してもよ
い。その後、ゲート電極形成のために、絶縁層１２上に
ストライプ状の導電体層１３Ａを形成する。具体的に
は、ゲート電極を構成するための導電体層（アルミニウ
ムから成る）をスパッタ法にて絶縁層１２上に形成した
後、導電体層上にパターニングされたマスク材料層（図
示せず）を形成し、かかるマスク材料層をエッチング用
マスクとして用いて導電体層をエッチングして、導電体
層をストライプ状にパターニングした後、マスク材料層
を除去する。こうして、図１の（Ａ）に示す構造を得る
ことができる。ストライプ状の導電体層１３Ａは、図面
の紙面垂直方向に延びている。

【００６３】［表１］［絶縁層の成膜条件］ＴＥＯＳ流量：８００ＳＣＣＭＯ₂流量：６００ＳＣＣＭ圧力：１．１ｋＰａＲＦパワー：０．７ｋＷ（１３．５６ＭＨｚ）成膜温度：４００゜Ｃ

【００６４】［工程−１２０］次いで、孔部１６Ａを有
するマスク層１６を全面に形成する（図１の（Ｂ）参
照）。具体的には、レジスト材料層をスピンコート法に
て全面に形成し、リソグラフィ技術に基づき、レジスト
材料層に孔部１６Ａを形成することによって、孔部１６
Ａを有するマスク層１６を全面に形成することができ
る。

【００６５】［工程−１３０］その後、マスク層１６を
エッチング用マスクとして、導電体層１３Ａをエッチン
グして導電体層１３Ａに第１の開口部１４Ａを形成し、
ゲート電極１３を得る（図２の（Ａ）参照）。具体的に
は、酢酸、燐酸、硝酸から成る混酸を用いたウェットエ
ッチング法にてアルミニウム（Ａｌ）から成る導電体層
１３Ａをエッチングすればよい。あるいは又、ＲＩＥ法
に基づく導電体層１３Ａのドライエッチング条件を以下
の表２に例示する。その後、更に、絶縁層１２をエッチ
ングして絶縁層１２に第２の開口部１４Ｂを形成し、第
２の開口部１４Ｂの底部にカソード電極１１を露出させ
る（図２の（Ｂ）参照）。絶縁層１２は、表３に例示す
るＲＩＥ法によるドライエッチング（このエッチングに
よって得られた状態を図２の（Ｂ）に示す）、及び、緩
衝化フッ酸水溶液を用いたウェットエッチング（このエ
ッチングによって得られた状態を図３の（Ａ）に示す）
の組合せによって行うことができる。ここで、絶縁層１
２をウェットエッチングすることによって、絶縁層１２
に形成される第２の開口部１４Ｂの側壁１４ｂがマスク
層１６の孔部１６Ａの側壁１６ａよりも後退する。

【００６６】［表２］［導電体層のエッチング条件］エッチング装置：平行平板型ＲＩＥ装置Ｃｌ₂流量：１００ＳＣＣＭ圧力：０．７ＰａＲＦパワー：０．８ｋＷ（１３．５６ＭＨｚ）エッチング温度：６０゜Ｃ

【００６７】［表３］［絶縁層のエッチング条件］エッチング装置：平行平板型ＲＩＥ装置Ｃ₄Ｆ₈流量：３０ＳＣＣＭＣＯ流量：７０ＳＣＣＭＡｒ流量：３００ＳＣＣＭ圧力：７．３ＰａＲＦパワー：１．３ｋＷ（１３．５６ＭＨｚ）エッチング温度：室温

【００６８】［工程−１４０］次に、第２の開口部１４
Ｂの底部に露出したカソード電極１１上及びマスク層１
６上に、ニッケル（Ｎｉ）から成る薄膜２０Ａを形成し
た後（図３の（Ｂ）参照）、マスク層１６及びその上の
薄膜２０Ａを除去し、第２の開口部１４Ｂの底部に露出
したカソード電極１１上に薄膜２０Ａから成る炭素系薄
膜選択成長領域２０を残す（図４の（Ａ）参照）。スパ
ッタ法に基づく薄膜２０Ａの形成条件を以下の表４に例
示する。また、マスク層１６及びその上の薄膜２０Ａ
は、アセトンに全体を浸漬することによって除去するこ
とができる。絶縁層１２に形成された第２の開口部１４
Ｂの側壁１４ｂがマスク層１６の孔部１６Ａの側壁１６
ａよりも後退しているので、第２の開口部１４Ｂの底部
に露出したカソード電極１１上に自己整合的に炭素系薄
膜選択成長領域２０を形成することができるし、薄膜２
０Ａを構成する材料（ニッケル）によってカソード電極
１１とゲート電極１３とが短絡する虞もない。

【００６９】［表４］［薄膜２０Ａの成膜条件］ターゲット：ＮｉＡｒ流量：１００ＳＣＣＭ圧力：０．５ＰａＤＣパワー：２ｋＷスパッタ温度：２００゜Ｃ膜厚：３０ｎｍ

【００７０】［工程−１５０］次に、ヘリコン波プラズ
マＣＶＤ装置を用いて、以下の表５に示すプラズマＣＶ
Ｄ条件にて、炭素系薄膜選択成長領域２０上に炭素系薄
膜２１から成る電子放出部１５を選択的に形成する（図
４の（Ｂ）参照）。カソード電極１１及びゲート電極１
３がアルミニウムから構成されているので、炭素系薄膜
がカソード電極１１及びゲート電極１３の上に形成され
ることはない。尚、電子放出部１５は、炭素系薄膜選択
成長領域２０上に形成された結晶性を有するグラファイ
ト（より具体的には、ｓｐ²結合を有するグラファイト
から構成されたカーボンナノチューブ）の集合した炭素
系薄膜２１から構成されている。電子放出部１５を構成
する炭素系薄膜２１の結晶性を変化させるために、ＣＶ
Ｄ条件を随時変化させてもよい。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）やアルゴン（Ａｒ）等の希釈用ガスを混合して
もよいし、窒素、アンモニア等のドーピングガスを混合
してもよい。第２の開口部１４Ｂの底部に露出したカソ
ード電極１１上に形成された炭素系薄膜選択成長領域２
０の上に炭素系薄膜２１から成る電子放出部１５を選択
的に形成することができるので、炭素系薄膜２１のパタ
ーニング等は一切不要である。

【００７１】［表５］使用ガス：ＣＨ₄／Ｈ₂＝５０／５０sccm 電源パワー：１５００Ｗ支持体印加電力：１００Ｖプラズマ密度：３×１０¹²／ｃｍ³ 反応圧力：０．１Ｐａ支持体温度：３００゜Ｃ電子温度：６．５ｅＶイオン電流密度：２５ｍＡ／ｃｍ²

【００７２】［工程−１６０］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と電界放出素子
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３６及びチップ管３７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３７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３
４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。

【００７３】尚、図５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９を参照し
て説明する。

【００７４】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。

【００７５】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９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９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９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
９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。

【００７６】（実施の形態２）実施の形態２は、実施の
形態１の変形である。実施の形態１にて説明した製造方
法にあっては、場合によっては、炭素系薄膜選択成長領
域２０の表面が自然酸化され、電子放出部１５の形成が
困難となる場合がある。実施の形態２においては、炭素
系薄膜選択成長領域２０の表面の金属酸化物（所謂、自
然酸化膜）を除去する。尚、炭素系薄膜選択成長領域２
０の表面の金属酸化物を、プラズマ還元処理若しくは洗
浄処理によって除去する。

【００７７】実施の形態２により製造される電界放出素
子及び表示装置の構造は、実施の形態１にて説明した電
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２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。

【００７８】［工程−２００］先ず、実施の形態１の
［工程−１００］〜［工程−１４０］と同様の工程を実
行する。

【００７９】［工程−２１０］次に、炭素系薄膜選択成
長領域２０の表面の金属酸化物（自然酸化膜）を、以下
の表６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、露出した炭素系薄膜選択成長領域２０の表面の金属
酸化物（自然酸化膜）を除去することもできる。

【００８０】［表６］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

【００８１】［工程−２２０］その後、実施の形態１の
［工程−１５０］と同様の工程を実行して電界放出素子
を製造し、更に、実施の形態１の［工程−１６０］と同
様にして、表示装置の組み立てを行う。実施の形態２に
おいては、炭素系薄膜選択成長領域２０の表面の金属酸
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の表面に電子放出部１５を形成するの
で、より一層低い温度での電子放出部１５の形成が可能
となった。

【００８２】以上、本発明を、発明の実施の形態に基づ
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。発明の実施の形態においては、電子放出部をカーボ
ンナノチューブから構成したが、電子放出部を形成する
ためのＣＶＤ条件によっては、電子放出部をカーボンナ
ノファイバーから構成でき、あるいは又、円錐状の形状
を有する電子放出部を形成することも可能である。ま
た、発明の実施の形態においては、薄膜をスパッタ法に
て形成したが、その他のＰＶＤ法やＣＶＤ法にて形成す
ることもできる。

【００８３】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の上に更に第２の絶
縁層６２を設け、第２の絶縁層６２上に収束電極６３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７に示す。第２の絶縁層６２に
は、第１の開口部１４Ａに連通した第３の開口部６４が
設けられている。収束電極６３の形成は、例えば、実施
の形態１にあっては、［工程−１１０］の完了後、全面
に第２の絶縁層６２を形成し、次いで、第２の絶縁層６
２上にパターニングされた収束電極６３を形成した後、
孔部を有するマスク層を全面に形成し、次いで、このマ
スク層をエッチング用マスクとして、収束電極６３、第
２の絶縁層６２、導電体層１３Ａ、絶縁層１２をエッチ
ングすればよい。そして、この場合、第２の絶縁層６２
に形成される第３の開口部６４の側壁６４ａがマスク層
の孔部の側壁よりも後退するように第２の絶縁層６２を
エッチングし、絶縁層１２に形成される第２の開口部１
４Ｂの側壁１４ｂがマスク層の孔部の側壁よりも後退す
るように絶縁層１２をエッチングすればよい。

【００８４】尚、収束電極は、このような方法にて形成
するだけでなく、例えば、厚さ数十μｍの４２％Ｎｉ−
Ｆｅアロイから成る金属板の両面に、例えばＳｉＯ₂か
ら成る絶縁膜を形成した後、各画素に対応した領域にパ
ンチングやエッチングすることによって開口部を形成す
ることで収束電極を作製することもできる。そして、カ
ソードパネル、金属板、アノードパネルを積み重ね、両
パネルの外周部に枠体を配置し、加熱処理を施すことに
よって、金属板の一方の面に形成された絶縁膜と絶縁層
１２とを接着させ、金属板の他方の面に形成された絶縁
膜とアノードパネルとを接着し、これらの部材を一体化
させ、その後、真空封入することで、表示装置を完成さ
せることもできる。

【００８５】導電体層１３Ａに形成される第１の開口部
１４Ａの側壁１４ａがマスク層１６の孔部１６Ａの側壁
１６ａよりも後退するように、導電体層１３Ａをエッチ
ングしてもよい。この状態を、模式的に図８の（Ａ）に
示す。また、得られた電界放出素子の模式的な一部端面
図を図８の（Ｂ）に示す。このような導電体層１３Ａの
エッチングは、ウェットエッチングあるいは、ドライエ
ッチングとウェットエッチングの組合せにて行うことが
できる。

【００８６】

【発明の効果】本発明の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におい
ては、絶縁層に形成された第２の開口部の側壁がマスク
層の孔部の側壁よりも後退しているので、第２の開口部
の底部に露出したカソード電極上に自己整合的に炭素系
薄膜選択成長領域を形成することができるし、炭素系薄
膜選択成長領域を構成する材料によってカソード電極と
ゲート電極とが短絡する虞もない。即ち、簡素なプロセ
スで、第２の開口部の底部に位置するカソード電極の中
央部分に確実に炭素系薄膜選択成長領域を形成すること
ができるし、本質的に、ゲート電極に設けられた第１の
開口部と炭素系薄膜選択成長領域の位置合わせが不要で
ある。そして、ゲート電極に設けられた第１の開口部か
ら電子放出部までの距離にばらつきが生じることを抑制
できる結果、冷陰極電界電子放出素子からの電子放出が
安定し、且つ、均一化する。また、第２の開口部の底部
に露出したカソード電極上に形成された炭素系薄膜選択
成長領域の上に炭素系薄膜から成る電子放出部を選択的
に形成することができるので、カソード電極の所望の部
位の上に確実に炭素系薄膜を形成することができるし、
炭素系薄膜のパターニング等は一切不要である。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、
低い閾値電位ΔＶ_thを達成することができ、実際に、閾
値電位ΔＶ_th＝２０ボルトでの安定した電子放出を達成
することができた。

【００８７】カソード電極上に炭素系薄膜選択成長領域
を形成した後、絶縁層の形成、第１の開口部を有するゲ
ート電極の形成、絶縁層における第２の開口部の形成と
いった手順を経た場合、第２の開口部の形成時、炭素系
薄膜選択成長領域に損傷や汚染が生じる虞がある。一
方、本発明においては、絶縁層に第２の開口部を形成し
た後に炭素系薄膜選択成長領域を形成するので、このよ
うな問題が生じることがなく、良好な炭素系薄膜の形成
が可能となり、炭素系薄膜に特有の低閾値電位での電子
放出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態１における冷陰極電界電子放
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
一部断面図である。

【図２】図１に引き続き、発明の実施の形態１における
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断面図である。

【図３】図２に引き続き、発明の実施の形態１における
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断面図である。

【図４】図３に引き続き、発明の実施の形態１における
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断面図である。

【図５】発明の実施の形態１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６】発明の実施の形態１の冷陰極電界電子放出表示
装置における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。

【図７】発明の実施の形態１の冷陰極電界電子放出素子
の変形であって、収束電極を備えた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８】発明の実施の形態１の冷陰極電界電子放出素子
の別の変形例の模式的な一部端面図である。

【図９】発明の実施の形態１の冷陰極電界電子放出表示
装置におけるアノードパネルの製造方法を説明するため
の基板等の模式的な一部断面図である。

【図１０】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構成例を示す模式
図である。

【図１１】従来のスピント型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、従来のスピント型冷陰極
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。

【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，１４Ｂ
・・・開口部、１４ａ・・・第１の開口部の側壁、１４
ｂ・・・第２の開口部の側壁、１５・・・電子放出部、
１６・・・マスク層、１６Ａ・・・マスク層に設けられ
た孔部、１６ａ・・・マスク層に設けられた孔部の側
壁、２０・・・炭素系薄膜選択成長領域、２０Ａ・・・
薄膜、２１・・・炭素系薄膜、３０・・・基板、３１，
３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ・・・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、４０・・・カソード電極制御回路、４１・・
・ゲート電極制御回路、４２・・・アノード電極制御回
路、６２・・・第２の絶縁層、６３・・・収束電極、６
４・・・第３の開口部、６４ａ・・・第３の開口部の側
壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）支持体上にストライプ状のカソード
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）ゲート電極を形成するために、絶縁層上にストラ
イプ状の導電体層を形成する工程と、（Ｄ）孔部を有するマスク層を全面に形成する工程と、（Ｅ）該マスク層をエッチング用マスクとして、導電体
層をエッチングして導電体層に第１の開口部を形成し、
以て、ゲート電極を形成し、更に、絶縁層をエッチング
して絶縁層に第２の開口部を形成し、第２の開口部の底
部にカソード電極を露出させる工程と、（Ｆ）第２の開口部の底部に露出したカソード電極上及
びマスク層上に金属若しくは金属化合物から成る薄膜を
形成した後、マスク層及びその上の薄膜を除去し、第２
の開口部の底部に露出したカソード電極上に該薄膜から
成る炭素系薄膜選択成長領域を残す工程と、（Ｇ）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、を具備し、前記工程（Ｅ）において、絶縁層に形成される第２の開
口部の側壁がマスク層の孔部の側壁よりも後退するよう
に、絶縁層をエッチングす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２】炭素系薄膜選択成長領域を構成する材料
は、ニッケル、モリブデン、チタン、クロム、コバル
ト、タングステン、ジルコニウム、タンタル、鉄、銅、
白金、亜鉛、カドミウム、ゲルマニウム、錫、鉛、ビス
マス、銀、金、インジウム、マンガン、パラジウム及び
タリウムから成る群から選択された少なくとも１種類の
金属、あるいは、これらの元素を含む金属化合物又は合
金であることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極電界
電子放出素子の製造方法。
【請求項３】前記工程（Ｇ）において、化学的気相成長
法に基づき、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選択的に形成することを特徴とする
請求項１に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。
【請求項４】冷陰極電界電子放出素子が複数設けられた
カソードパネル、及び、蛍光体層とアノード電極とを備
えたアノードパネルが、それらの周縁部で接合されて成
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）支持体上にストライプ状の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）ゲート電極を形成するために、絶縁層上にストラ
イプ状の導電体層を形成する工程と、（Ｄ）孔部を有するマスク層を全面に形成する工程と、（Ｅ）該マスク層をエッチング用マスクとして、導電体
層をエッチングして導電体層に第１の開口部を形成し、
以て、ゲート電極を形成し、更に、絶縁層をエッチング
して絶縁層に第２の開口部を形成し、第２の開口部の底
部にカソード電極を露出させる工程と、（Ｆ）第２の開口部の底部に露出したカソード電極上及
びマスク層上に金属若しくは金属化合物から成る薄膜を
形成した後、マスク層及びその上の薄膜を除去し、第２
の開口部の底部に露出したカソード電極上に該薄膜から
成る炭素系薄膜選択成長領域を残す工程と、（Ｇ）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、によって製造し、前記工程（Ｅ）において、絶縁層に形成される第２の開
口部の側壁がマスク層の孔部の側壁よりも後退するよう
に、絶縁層をエッチングす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５】炭素系薄膜選択成長領域を構成する材料
は、ニッケル、モリブデン、チタン、クロム、コバル
ト、タングステン、ジルコニウム、タンタル、鉄、銅、
白金、亜鉛、カドミウム、ゲルマニウム、錫、鉛、ビス
マス、銀、金、インジウム、マンガン、パラジウム及び
タリウムから成る群から選択された少なくとも１種類の
金属、あるいは、これらの元素を含む金属化合物又は合
金であることを特徴とする請求項４に記載の冷陰極電界
電子放出表示装置の製造方法。
【請求項６】前記工程（Ｇ）において、化学的気相成長
法に基づき、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選択的に形成することを特徴とする
請求項４に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方
法。