JP2003115259A - 電子放出装置及びその製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法、並びに、薄膜のエッチング方法 - Google Patents
電子放出装置及びその製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法、並びに、薄膜のエッチング方法Info
- Publication number
- JP2003115259A JP2003115259A JP2001307409A JP2001307409A JP2003115259A JP 2003115259 A JP2003115259 A JP 2003115259A JP 2001307409 A JP2001307409 A JP 2001307409A JP 2001307409 A JP2001307409 A JP 2001307409A JP 2003115259 A JP2003115259 A JP 2003115259A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron
- thin film
- fine particles
- cold cathode
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】炭素系材料から構成された電子放出部の電子を
放出する部分の先鋭化を達成し得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、支
持体１０上に形成されたカソード電極１１上に金属若し
くは金属化合物から成る薄膜２０を形成する工程と、薄
膜２０上に微粒子２１を配置した後、該微粒子２１をエ
ッチング用マスクとして薄膜２０に対して異方性のエッ
チングを行い、残された薄膜２０から成る島状の電子放
出部形成領域２２を形成する工程と、ＣＶＤ法に基づ
き、選択的に電子放出部形成領域２２上に結晶性を有す
るグラファイトから成る電子放出部を形成１５する工程
を具備する。
放出する部分の先鋭化を達成し得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、支
持体１０上に形成されたカソード電極１１上に金属若し
くは金属化合物から成る薄膜２０を形成する工程と、薄
膜２０上に微粒子２１を配置した後、該微粒子２１をエ
ッチング用マスクとして薄膜２０に対して異方性のエッ
チングを行い、残された薄膜２０から成る島状の電子放
出部形成領域２２を形成する工程と、ＣＶＤ法に基づ
き、選択的に電子放出部形成領域２２上に結晶性を有す
るグラファイトから成る電子放出部を形成１５する工程
を具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出装置及び
その製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方
法、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法、並
びに、薄膜のエッチング方法に関する。
その製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方
法、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法、並
びに、薄膜のエッチング方法に関する。
【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。
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。
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２０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２１０上に形成されたカソード電極２１１
と、支持体２１０及びカソード電極２１１上に形成され
た絶縁層２１２と、絶縁層２１２上に形成されたゲート
電極２１３と、ゲート電極２１３及び絶縁層２１２に設
けられた開口部２１４と、開口部２１４の底部に位置す
るカソード電極２１１上に形成された円錐形の電子放出
部２１５から構成されている。一般に、カソード電極２
１１とゲート電極２１３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。
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２１０上に形成されたカソード電極２１１
と、支持体２１０及びカソード電極２１１上に形成され
た絶縁層２１２と、絶縁層２１２上に形成されたゲート
電極２１３と、ゲート電極２１３及び絶縁層２１２に設
けられた開口部２１４と、開口部２１４の底部に位置す
るカソード電極２１１上に形成された円錐形の電子放出
部２１５から構成されている。一般に、カソード電極２
１１とゲート電極２１３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
２１１とゲート電極２１３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。
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
２１１とゲート電極２１３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。
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２１
３に印加される電圧とカソード電極２１１に印加される
電圧の電位差ΔＶが或る閾値電位ΔＶth以上になると、
電子放出部２１５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２１３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２１
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。
３に印加される電圧とカソード電極２１１に印加される
電圧の電位差ΔＶが或る閾値電位ΔＶth以上になると、
電子放出部２１５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２１３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２１
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２１１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２
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２１３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２１１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２１３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２
１１とゲート電極２１３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
２１５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２１３に印加される電圧、及びカソー
ド電極２１１を通じて電子放出部２１５に印加される電
圧によって制御される。
カソード電極制御回路４０から印加され、ゲート電極２
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２１３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２１１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２１３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２
１１とゲート電極２１３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
２１５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２１３に印加される電圧、及びカソー
ド電極２１１を通じて電子放出部２１５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２１５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２１４に対して
蒸着粒子は垂直に入射するが、開口部２１４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２１４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２１５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２１３上
に剥離層２１７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２１及び図２２を参照して説明
する。
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２１５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２１４に対して
蒸着粒子は垂直に入射するが、開口部２１４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２１４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２１５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２１３上
に剥離層２１７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２１及び図２２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２１０上にニオブ（Ｎｂ）から成るストライプ
状のカソード電極２１１を形成した後、全面にＳｉＯ2
から成る絶縁層２１２を形成し、更に、ストライプ状の
ゲート電極２１３を絶縁層２１２上に形成する。ゲート
電極２１３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。
る支持体２１０上にニオブ（Ｎｂ）から成るストライプ
状のカソード電極２１１を形成した後、全面にＳｉＯ2
から成る絶縁層２１２を形成し、更に、ストライプ状の
ゲート電極２１３を絶縁層２１２上に形成する。ゲート
電極２１３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２１３及
び絶縁層２１２に、エッチング用マスクとして機能する
レジスト層２１６をリソグラフィ技術によって形成する
（図２１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２１３に第１の開口
部２１４Ａを形成し、更に、この第１の開口部２１４Ａ
と連通した第２の開口部２１４Ｂを絶縁層２１２に形成
する。尚、第１の開口部２１４Ａ及び第２の開口部２１
４Ｂを総称して、開口部２１４と呼ぶ。開口部２１４の
底部にカソード電極２１１が露出している。その後、レ
ジスト層２１６をアッシング技術によって除去する。こ
うして、図２１の（Ｂ）に示す構造を得ることができ
る。
び絶縁層２１２に、エッチング用マスクとして機能する
レジスト層２１６をリソグラフィ技術によって形成する
（図２１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２１３に第１の開口
部２１４Ａを形成し、更に、この第１の開口部２１４Ａ
と連通した第２の開口部２１４Ｂを絶縁層２１２に形成
する。尚、第１の開口部２１４Ａ及び第２の開口部２１
４Ｂを総称して、開口部２１４と呼ぶ。開口部２１４の
底部にカソード電極２１１が露出している。その後、レ
ジスト層２１６をアッシング技術によって除去する。こ
うして、図２１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２１４の底部
に露出したカソード電極２１１上に、電子放出部２１５
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２１７を形成する。このと
き、支持体２１０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２１４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２
１３及び絶縁層２１２上に剥離層２１７を形成すること
ができる。この剥離層２１７は、開口部２１４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２１４
が実質的に縮径される（図２１の（Ｃ）参照）。
に露出したカソード電極２１１上に、電子放出部２１５
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２１７を形成する。このと
き、支持体２１０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２１４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２
１３及び絶縁層２１２上に剥離層２１７を形成すること
ができる。この剥離層２１７は、開口部２１４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２１４
が実質的に縮径される（図２１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２２の
（Ａ）に示すように、剥離層２１７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２１８が成
長するに伴い、開口部２１４の実質的な直径が次第に縮
小されるので、開口部２１４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２１４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２１
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２１５となる。
デン（Ｍｏ）を垂直蒸着する。このとき、図２２の
（Ａ）に示すように、剥離層２１７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２１８が成
長するに伴い、開口部２１４の実質的な直径が次第に縮
小されるので、開口部２１４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２１４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２１
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２１５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２１７を絶縁層２１
２及びゲート電極２１３の表面から剥離し、絶縁層２１
２及びゲート電極２１３の上方の導電材料層２１８を選
択的に除去する。その結果、図２２の（Ｂ）に示すよう
に、開口部２１４の底部に位置するカソード電極２１１
上に円錐形の電子放出部２１５を残すことができる。
尚、このような電子放出部２１５の形成方法において
は、本質的に、１つの開口部２１４内に１つの電子放出
部２１５が形成される。
ス及び湿式プロセスによって剥離層２１７を絶縁層２１
２及びゲート電極２１３の表面から剥離し、絶縁層２１
２及びゲート電極２１３の上方の導電材料層２１８を選
択的に除去する。その結果、図２２の（Ｂ）に示すよう
に、開口部２１４の底部に位置するカソード電極２１１
上に円錐形の電子放出部２１５を残すことができる。
尚、このような電子放出部２１５の形成方法において
は、本質的に、１つの開口部２１４内に１つの電子放出
部２１５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２１５
は優れた性能を有していると云える。しかしながら、電
子放出部２１５の先端部は数十ｎｍ程度、例えば６０ｎ
ｍ程度であり、一層の高解像度を達成するために、電子
放出部の先端部の一層の先鋭化が望まれている。
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２１５
は優れた性能を有していると云える。しかしながら、電
子放出部２１５の先端部は数十ｎｍ程度、例えば６０ｎ
ｍ程度であり、一層の高解像度を達成するために、電子
放出部の先端部の一層の先鋭化が望まれている。
【００１６】しかも、円錐形の電子放出部２１５の形成
には高度な加工技術を要する。また、場合によっては数
千万個以上にも及ぶ電子放出部２１５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２
１８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２１７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２
１７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。
には高度な加工技術を要する。また、場合によっては数
千万個以上にも及ぶ電子放出部２１５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２
１８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２１７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２
１７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。
【００１７】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、炭素系材料を使用することが提案されてい
る。炭素系材料は、高融点金属に比べて閾値電界が低
く、しかも、電子放出効率が高い。また、ダイヤモン
ド、グラファイト、カーボンナノチューブ等、結合形態
を変化させることが可能である。
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、炭素系材料を使用することが提案されてい
る。炭素系材料は、高融点金属に比べて閾値電界が低
く、しかも、電子放出効率が高い。また、ダイヤモン
ド、グラファイト、カーボンナノチューブ等、結合形態
を変化させることが可能である。
【００１８】例えば、第５９回応用物理学会学術講演会
講演予稿集ｐ．４８０，演題番号１５ｐ−Ｐ−１３（１
９９８年）には、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボ
ン）薄膜が提案されている。
講演予稿集ｐ．４８０，演題番号１５ｐ−Ｐ−１３（１
９９８年）には、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボ
ン）薄膜が提案されている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＤＬＣ
薄膜の膜質や構造と電子放出特性と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、ＤＬＣ
薄膜の膜質を制御して、低閾値電位ΔＶthで高い電子放
出効率を確保するためには、成膜反応を司る成膜条件等
の設定が重要であるが、現在得られているＤＬＣ薄膜の
閾値電位ΔＶthはいずれも高い値しか示さない。
薄膜の膜質や構造と電子放出特性と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、ＤＬＣ
薄膜の膜質を制御して、低閾値電位ΔＶthで高い電子放
出効率を確保するためには、成膜反応を司る成膜条件等
の設定が重要であるが、現在得られているＤＬＣ薄膜の
閾値電位ΔＶthはいずれも高い値しか示さない。
【００２０】このような問題に対して、材料固有の性質
として、低閾値電位特性を有する炭素材料が、例えば、
第６０回応用物理学会学術講演会講演予稿集ｐ．６３
１，演題番号２ｐ−Ｈ−６（１９９９年）に提案されて
いる。この文献には、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．６
３２，演題番号２ｐ−Ｈ−１１（１９９９年）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。また、J. Va
c. Sci. Technol. B 17(2), 674, MAr/Apr 1999 に開示
されている、微細結晶グラファイトと呼ばれる微細構造
を有する炭素系構造体も、同様の理由から注目を集めて
いる。
として、低閾値電位特性を有する炭素材料が、例えば、
第６０回応用物理学会学術講演会講演予稿集ｐ．６３
１，演題番号２ｐ−Ｈ−６（１９９９年）に提案されて
いる。この文献には、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．６
３２，演題番号２ｐ−Ｈ−１１（１９９９年）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。また、J. Va
c. Sci. Technol. B 17(2), 674, MAr/Apr 1999 に開示
されている、微細結晶グラファイトと呼ばれる微細構造
を有する炭素系構造体も、同様の理由から注目を集めて
いる。
【００２１】ところで、カーボンナノチューブや微細結
晶グラファイトと呼ばれる微細構造を有する炭素系構造
体においても、閾値電界を一層低くするためには、電子
を放出する部分を先鋭化することが重要である。
晶グラファイトと呼ばれる微細構造を有する炭素系構造
体においても、閾値電界を一層低くするためには、電子
を放出する部分を先鋭化することが重要である。
【００２２】また、各種の薄膜から現在のフォトリソグ
ラフィ技術の限界以下の微細な領域を形成するために
は、一般に、Ｘ線リソグラフィ技術や電子線リソグラフ
ィ技術を用いる必要がある。しかしながら、これらの技
術を適用するための装置は大掛かりなものとなる。
ラフィ技術の限界以下の微細な領域を形成するために
は、一般に、Ｘ線リソグラフィ技術や電子線リソグラフ
ィ技術を用いる必要がある。しかしながら、これらの技
術を適用するための装置は大掛かりなものとなる。
【００２３】従って、本発明の第１の目的は、炭素系材
料から構成された電子放出部の電子を放出する部分の先
鋭化を達成し得る、電子放出装置及びその製造方法、冷
陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰
極電界電子放出表示装置及びその製造方法を提供するこ
とにある。
料から構成された電子放出部の電子を放出する部分の先
鋭化を達成し得る、電子放出装置及びその製造方法、冷
陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰
極電界電子放出表示装置及びその製造方法を提供するこ
とにある。
【００２４】また、本発明の第２の目的は、大掛かりな
装置を使用することなく、簡便に、現在のフォトリソグ
ラフィ技術の限界以下の微細な領域を薄膜に形成するこ
とを可能とする薄膜のエッチング方法を提供することに
ある。
装置を使用することなく、簡便に、現在のフォトリソグ
ラフィ技術の限界以下の微細な領域を薄膜に形成するこ
とを可能とする薄膜のエッチング方法を提供することに
ある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】上記の第１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）
導電体層上に、金属若しくは金属化合物から成る薄膜を
形成する工程と、（Ｂ）薄膜上に微粒子を配置する工程
と、（Ｃ）該微粒子をエッチング用マスクとして薄膜に
対して異方性エッチングを行い、微粒子の下に位置する
薄膜を選択的に残し、次いで、微粒子を除去し、以て、
残された薄膜から成る島状の電子放出部形成領域を形成
する工程と、（Ｄ）化学的気相成長法に基づき、選択的
に電子放出部形成領域上に結晶性を有するグラファイト
から成る電子放出部を形成する工程、を具備することを
特徴とする。
するための本発明の電子放出装置の製造方法は、（Ａ）
導電体層上に、金属若しくは金属化合物から成る薄膜を
形成する工程と、（Ｂ）薄膜上に微粒子を配置する工程
と、（Ｃ）該微粒子をエッチング用マスクとして薄膜に
対して異方性エッチングを行い、微粒子の下に位置する
薄膜を選択的に残し、次いで、微粒子を除去し、以て、
残された薄膜から成る島状の電子放出部形成領域を形成
する工程と、（Ｄ）化学的気相成長法に基づき、選択的
に電子放出部形成領域上に結晶性を有するグラファイト
から成る電子放出部を形成する工程、を具備することを
特徴とする。
【００２６】尚、島状の電子放出部形成領域が導電体層
上に形成されているとは、導電体層を海に見立てたと
き、電子放出部形成領域が島状に点在していることを意
味する。
上に形成されているとは、導電体層を海に見立てたと
き、電子放出部形成領域が島状に点在していることを意
味する。
【００２７】上記の第１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、所謂２電極型の冷陰極電界電子放出表示装置を構成
する冷陰極電界電子放出素子の製造方法である。即ち、
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）支持体上に設けられたカソード電極、
（ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、及び、（ｃ）電子放出部形成領域上に形成され
た電子放出部、を具備する冷陰極電界電子放出素子の製
造方法であって、（Ａ）支持体上にカソード電極を形成
する工程と、（Ｂ）カソード電極上に、金属若しくは金
属化合物から成る薄膜を形成する工程と、（Ｃ）薄膜上
に微粒子を配置する工程と、（Ｄ）該微粒子をエッチン
グ用マスクとして薄膜に対して異方性エッチングを行
い、微粒子の下に位置する薄膜を選択的に残し、次い
で、微粒子を除去し、以て、残された薄膜から成る島状
の電子放出部形成領域を形成する工程と、（Ｅ）化学的
気相成長法に基づき、選択的に電子放出部形成領域上に
結晶性を有するグラファイトから成る電子放出部を形成
する工程、を具備することを特徴とする。
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、所謂２電極型の冷陰極電界電子放出表示装置を構成
する冷陰極電界電子放出素子の製造方法である。即ち、
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）支持体上に設けられたカソード電極、
（ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、及び、（ｃ）電子放出部形成領域上に形成され
た電子放出部、を具備する冷陰極電界電子放出素子の製
造方法であって、（Ａ）支持体上にカソード電極を形成
する工程と、（Ｂ）カソード電極上に、金属若しくは金
属化合物から成る薄膜を形成する工程と、（Ｃ）薄膜上
に微粒子を配置する工程と、（Ｄ）該微粒子をエッチン
グ用マスクとして薄膜に対して異方性エッチングを行
い、微粒子の下に位置する薄膜を選択的に残し、次い
で、微粒子を除去し、以て、残された薄膜から成る島状
の電子放出部形成領域を形成する工程と、（Ｅ）化学的
気相成長法に基づき、選択的に電子放出部形成領域上に
結晶性を有するグラファイトから成る電子放出部を形成
する工程、を具備することを特徴とする。
【００２８】尚、島状の電子放出部形成領域がカソード
電極上に形成されているとは、カソード電極を海に見立
てたとき、電子放出部形成領域が島状に点在しているこ
とを意味する。
電極上に形成されているとは、カソード電極を海に見立
てたとき、電子放出部形成領域が島状に点在しているこ
とを意味する。
【００２９】上記の第１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、所謂３電極型の冷陰極電界電子放出表示装置を構成
する冷陰極電界電子放出素子の製造方法である。即ち、
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）支持体上に設けられたカソード電極、
（ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、（ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子
放出部、及び、（ｄ）電子放出部の上方に配設され、開
口部を有するゲート電極、を具備する冷陰極電界電子放
出素子の製造方法であって、（Ａ）支持体上にカソード
電極を形成する工程と、（Ｂ）カソード電極上に、金属
若しくは金属化合物から成る薄膜を形成する工程と、
（Ｃ）薄膜上に微粒子を配置する工程と、（Ｄ）該微粒
子をエッチング用マスクとして薄膜に対して異方性エッ
チングを行い、微粒子の下に位置する薄膜を選択的に残
し、次いで、微粒子を除去し、以て、残された薄膜から
成る島状の電子放出部形成領域を形成する工程と、
（Ｅ）化学的気相成長法に基づき、選択的に電子放出部
形成領域上に結晶性を有するグラファイトから成る電子
放出部を形成する工程、を具備することを特徴とする。
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、所謂３電極型の冷陰極電界電子放出表示装置を構成
する冷陰極電界電子放出素子の製造方法である。即ち、
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）支持体上に設けられたカソード電極、
（ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、（ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子
放出部、及び、（ｄ）電子放出部の上方に配設され、開
口部を有するゲート電極、を具備する冷陰極電界電子放
出素子の製造方法であって、（Ａ）支持体上にカソード
電極を形成する工程と、（Ｂ）カソード電極上に、金属
若しくは金属化合物から成る薄膜を形成する工程と、
（Ｃ）薄膜上に微粒子を配置する工程と、（Ｄ）該微粒
子をエッチング用マスクとして薄膜に対して異方性エッ
チングを行い、微粒子の下に位置する薄膜を選択的に残
し、次いで、微粒子を除去し、以て、残された薄膜から
成る島状の電子放出部形成領域を形成する工程と、
（Ｅ）化学的気相成長法に基づき、選択的に電子放出部
形成領域上に結晶性を有するグラファイトから成る電子
放出部を形成する工程、を具備することを特徴とする。
【００３０】上記の第１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、所謂２電極型の冷陰極電界電子放出表示装置の
製造方法である。即ち、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、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り、冷陰極電界電子放出素子
は、（ａ）支持体上に設けられたカソード電極、（ｂ）
カソード電極上に形成された島状の電子放出部形成領
域、及び、（ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電
子放出部、を具備する冷陰極電界電子放出表示装置の製
造方法であって、（Ａ）支持体上にカソード電極を形成
する工程と、（Ｂ）カソード電極上に、金属若しくは金
属化合物から成る薄膜を形成する工程と、（Ｃ）薄膜上
に微粒子を配置する工程と、（Ｄ）該微粒子をエッチン
グ用マスクとして薄膜に対して異方性エッチングを行
い、微粒子の下に位置する薄膜を選択的に残し、次い
で、微粒子を除去し、以て、残された薄膜から成る島状
の電子放出部形成領域を形成する工程と、（Ｅ）化学的
気相成長法に基づき、選択的に電子放出部形成領域上に
結晶性を有するグラファイトから成る電子放出部を形成
する工程、を具備することを特徴とする。
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、所謂２電極型の冷陰極電界電子放出表示装置の
製造方法である。即ち、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、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り、冷陰極電界電子放出素子
は、（ａ）支持体上に設けられたカソード電極、（ｂ）
カソード電極上に形成された島状の電子放出部形成領
域、及び、（ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電
子放出部、を具備する冷陰極電界電子放出表示装置の製
造方法であって、（Ａ）支持体上にカソード電極を形成
する工程と、（Ｂ）カソード電極上に、金属若しくは金
属化合物から成る薄膜を形成する工程と、（Ｃ）薄膜上
に微粒子を配置する工程と、（Ｄ）該微粒子をエッチン
グ用マスクとして薄膜に対して異方性エッチングを行
い、微粒子の下に位置する薄膜を選択的に残し、次い
で、微粒子を除去し、以て、残された薄膜から成る島状
の電子放出部形成領域を形成する工程と、（Ｅ）化学的
気相成長法に基づき、選択的に電子放出部形成領域上に
結晶性を有するグラファイトから成る電子放出部を形成
する工程、を具備することを特徴とする。
【００３１】上記の第１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、所謂３電極型の冷陰極電界電子放出表示装置の
製造方法である。即ち、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、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り、冷陰極電界電子放出素子
は、（ａ）支持体上に設けられたカソード電極、（ｂ）
カソード電極上に形成された島状の電子放出部形成領
域、（ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子放出
部、及び、（ｄ）電子放出部の上方に配設され、開口部
を有するゲート電極、を具備する冷陰極電界電子放出表
示装置の製造方法であって、（Ａ）支持体上にカソード
電極を形成する工程と、（Ｂ）カソード電極上に、金属
若しくは金属化合物から成る薄膜を形成する工程と、
（Ｃ）薄膜上に微粒子を配置する工程と、（Ｄ）該微粒
子をエッチング用マスクとして薄膜に対して異方性エッ
チングを行い、微粒子の下に位置する薄膜を選択的に残
し、次いで、微粒子を除去し、以て、残された薄膜から
成る島状の電子放出部形成領域を形成する工程と、
（Ｅ）化学的気相成長法に基づき、選択的に電子放出部
形成領域上に結晶性を有するグラファイトから成る電子
放出部を形成する工程、を具備することを特徴とする。
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、所謂３電極型の冷陰極電界電子放出表示装置の
製造方法である。即ち、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、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り、冷陰極電界電子放出素子
は、（ａ）支持体上に設けられたカソード電極、（ｂ）
カソード電極上に形成された島状の電子放出部形成領
域、（ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子放出
部、及び、（ｄ）電子放出部の上方に配設され、開口部
を有するゲート電極、を具備する冷陰極電界電子放出表
示装置の製造方法であって、（Ａ）支持体上にカソード
電極を形成する工程と、（Ｂ）カソード電極上に、金属
若しくは金属化合物から成る薄膜を形成する工程と、
（Ｃ）薄膜上に微粒子を配置する工程と、（Ｄ）該微粒
子をエッチング用マスクとして薄膜に対して異方性エッ
チングを行い、微粒子の下に位置する薄膜を選択的に残
し、次いで、微粒子を除去し、以て、残された薄膜から
成る島状の電子放出部形成領域を形成する工程と、
（Ｅ）化学的気相成長法に基づき、選択的に電子放出部
形成領域上に結晶性を有するグラファイトから成る電子
放出部を形成する工程、を具備することを特徴とする。
【００３２】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若しくは本発明の第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にあっては、前
記工程（Ｅ）の後、全面に絶縁層を形成し、次いで、開
口部を有するゲート電極を形成し、更に、絶縁層に第２
の開口部を形成して、第２の開口部の底部に電子放出部
を露出させる工程を更に具備する構成とすることができ
る。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第２Ａの
製造方法と呼ぶ。
放出素子の製造方法若しくは本発明の第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にあっては、前
記工程（Ｅ）の後、全面に絶縁層を形成し、次いで、開
口部を有するゲート電極を形成し、更に、絶縁層に第２
の開口部を形成して、第２の開口部の底部に電子放出部
を露出させる工程を更に具備する構成とすることができ
る。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第２Ａの
製造方法と呼ぶ。
【００３３】あるいは又、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若しくは本発明の第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に
あっては、前記工程（Ｂ）の後、全面に絶縁層を形成
し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部に薄膜を露出させる工程を更に具備する構成とする
ことができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明
の第２Ｂの製造方法と呼ぶ。
陰極電界電子放出素子の製造方法若しくは本発明の第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に
あっては、前記工程（Ｂ）の後、全面に絶縁層を形成
し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部に薄膜を露出させる工程を更に具備する構成とする
ことができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明
の第２Ｂの製造方法と呼ぶ。
【００３４】あるいは又、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若しくは本発明の第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に
あっては、前記工程（Ｄ）の後、全面に絶縁層を形成
し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部にカソード電極及び電子放出部形成領域を露出させ
る工程を更に具備する構成とすることができる。尚、こ
のような構成を、便宜上、本発明の第２Ｃの製造方法と
呼ぶ。
陰極電界電子放出素子の製造方法若しくは本発明の第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に
あっては、前記工程（Ｄ）の後、全面に絶縁層を形成
し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部にカソード電極及び電子放出部形成領域を露出させ
る工程を更に具備する構成とすることができる。尚、こ
のような構成を、便宜上、本発明の第２Ｃの製造方法と
呼ぶ。
【００３５】あるいは又、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若しくは本発明の第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に
あっては、前記工程（Ａ）の後、全面に絶縁層を形成
し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部にカソード電極を露出させる工程を更に具備する構
成とすることができる。尚、このような構成を、便宜
上、本発明の第２Ｄの製造方法と呼ぶ。
陰極電界電子放出素子の製造方法若しくは本発明の第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に
あっては、前記工程（Ａ）の後、全面に絶縁層を形成
し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部にカソード電極を露出させる工程を更に具備する構
成とすることができる。尚、このような構成を、便宜
上、本発明の第２Ｄの製造方法と呼ぶ。
【００３６】本発明の第２Ｄの製造方法においては、薄
膜の形成方法にも依存するが、工程（Ｂ）は、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
スク層を形成した後（即ち、少なくとも第２の開口部の
側壁にマスク層を形成した後）、露出したカソード電極
の表面を含むマスク層上に、薄膜を形成する工程から成
る構成とすることができる。かかるマスク層の形成は、
例えば、レジスト材料層を全面に塗布した後、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
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
薄膜を形成するので、カソード電極とゲート電極とが、
薄膜によって短絡す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、ゲート電極に設けられた第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
い。これらの場合、ゲート電極を構成する導電材料やＣ
ＶＤ条件によっては、ゲート電極上に電子放出部が形成
され得るが、かかる電子放出部が高強度の電界中に置か
れなければ、かかる電子放出部から電子が放出されるこ
とはない。尚、工程（Ｅ）の実行前のいずれかの工程に
おいてマスク層を除去することが好ましい。
膜の形成方法にも依存するが、工程（Ｂ）は、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
スク層を形成した後（即ち、少なくとも第２の開口部の
側壁にマスク層を形成した後）、露出したカソード電極
の表面を含むマスク層上に、薄膜を形成する工程から成
る構成とすることができる。かかるマスク層の形成は、
例えば、レジスト材料層を全面に塗布した後、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
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
薄膜を形成するので、カソード電極とゲート電極とが、
薄膜によって短絡す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、ゲート電極に設けられた第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
い。これらの場合、ゲート電極を構成する導電材料やＣ
ＶＤ条件によっては、ゲート電極上に電子放出部が形成
され得るが、かかる電子放出部が高強度の電界中に置か
れなければ、かかる電子放出部から電子が放出されるこ
とはない。尚、工程（Ｅ）の実行前のいずれかの工程に
おいてマスク層を除去することが好ましい。
【００３７】あるいは又、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若しくは本発明の第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に
あっては、冷陰極電界電子放出素子を形成する方法とし
て、絶縁材料から成る帯状あるいは井桁状のゲート電極
支持部を支持体上に形成し、次いで、前記工程（Ａ）〜
工程（Ｅ）を実行した後、複数の開口部が形成された帯
状材料から成るゲート電極がゲート電極支持部の頂面に
接するように、且つ、電子放出部の上方に開口部が位置
するように、帯状材料を張架する工程から成る方法（以
下、第２Ｅの製造方法と呼ぶ場合がある）を採用するこ
ともできる。
陰極電界電子放出素子の製造方法若しくは本発明の第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に
あっては、冷陰極電界電子放出素子を形成する方法とし
て、絶縁材料から成る帯状あるいは井桁状のゲート電極
支持部を支持体上に形成し、次いで、前記工程（Ａ）〜
工程（Ｅ）を実行した後、複数の開口部が形成された帯
状材料から成るゲート電極がゲート電極支持部の頂面に
接するように、且つ、電子放出部の上方に開口部が位置
するように、帯状材料を張架する工程から成る方法（以
下、第２Ｅの製造方法と呼ぶ場合がある）を採用するこ
ともできる。
【００３８】第２Ｅの製造方法にあっては、ゲート電極
支持部を、隣り合うストライプ状のカソード電極の間の
領域、あるいは、複数のカソード電極を一群のカソード
電極群としたとき、隣り合うカソード電極群の間の領域
に形成すればよい。ゲート電極支持部を構成する材料と
して、従来公知の絶縁材料を使用することができ、例え
ば、ＳｉＯ2等の絶縁材料を用いることができる。ゲー
ト電極支持部の形成方法として、ＣＶＤ法とエッチング
法の組合せ、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、ド
ライフィルム法、感光法を例示することができる。ドラ
イフィルム法とは、支持体上に感光性フィルムをラミネ
ートし、露光及び現像によってゲート電極支持部を形成
すべき部位の感光性フィルムを除去し、除去によって生
じた開口部にゲート電極支持部形成用の絶縁材料を埋め
込み、焼成する方法である。感光性フィルムは焼成によ
って燃焼、除去され、開口部に埋め込まれたゲート電極
支持部形成用の絶縁材料が残り、ゲート電極支持部とな
る。感光法とは、支持体上に感光性を有するゲート電極
支持部形成用の絶縁材料を形成し、露光及び現像によっ
てこの絶縁材料をパターニングした後、焼成を行う方法
である。
支持部を、隣り合うストライプ状のカソード電極の間の
領域、あるいは、複数のカソード電極を一群のカソード
電極群としたとき、隣り合うカソード電極群の間の領域
に形成すればよい。ゲート電極支持部を構成する材料と
して、従来公知の絶縁材料を使用することができ、例え
ば、ＳｉＯ2等の絶縁材料を用いることができる。ゲー
ト電極支持部の形成方法として、ＣＶＤ法とエッチング
法の組合せ、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、ド
ライフィルム法、感光法を例示することができる。ドラ
イフィルム法とは、支持体上に感光性フィルムをラミネ
ートし、露光及び現像によってゲート電極支持部を形成
すべき部位の感光性フィルムを除去し、除去によって生
じた開口部にゲート電極支持部形成用の絶縁材料を埋め
込み、焼成する方法である。感光性フィルムは焼成によ
って燃焼、除去され、開口部に埋め込まれたゲート電極
支持部形成用の絶縁材料が残り、ゲート電極支持部とな
る。感光法とは、支持体上に感光性を有するゲート電極
支持部形成用の絶縁材料を形成し、露光及び現像によっ
てこの絶縁材料をパターニングした後、焼成を行う方法
である。
【００３９】本発明の電子放出装置の製造方法、各種形
態を含む第１の態様あるいは第２の態様に係る冷陰極電
界電子放出素子の製造方法、各種形態を含む第１の態様
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、単に、本発明の
製造方法と呼ぶ場合がある）にあっては、微粒子の平均
直径は１×１０-9ｍ乃至１×１０-7ｍ、好ましくは１×
１０-9ｍ乃至１×１０ -8ｍであり、薄膜の平均厚さは１
×１０-8ｍ乃至５×１０-7ｍ、好ましくは１×１０-8ｍ
乃至１×１０-7ｍであり、薄膜の法線方向における薄膜
のエッチング速度をＥＲ1、薄膜の法線方向における微
粒子のエッチング速度をＥＲ2としたとき、ＥＲ2≦０．
１ＥＲ1、好ましくはＥＲ2≦０．０１ＥＲ1を満足する
ことが望ましい。微粒子及び薄膜を構成する材料を適宜
選択し、且つ、エッチング条件を適切に設定することに
よって、ＥＲ2≦０．１ＥＲ1を満足させることができ
る。尚、得られた電子放出部の先端部の曲率半径を１×
１０-9ｍ乃至１×１０-7ｍとすることが望ましい。
態を含む第１の態様あるいは第２の態様に係る冷陰極電
界電子放出素子の製造方法、各種形態を含む第１の態様
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、単に、本発明の
製造方法と呼ぶ場合がある）にあっては、微粒子の平均
直径は１×１０-9ｍ乃至１×１０-7ｍ、好ましくは１×
１０-9ｍ乃至１×１０ -8ｍであり、薄膜の平均厚さは１
×１０-8ｍ乃至５×１０-7ｍ、好ましくは１×１０-8ｍ
乃至１×１０-7ｍであり、薄膜の法線方向における薄膜
のエッチング速度をＥＲ1、薄膜の法線方向における微
粒子のエッチング速度をＥＲ2としたとき、ＥＲ2≦０．
１ＥＲ1、好ましくはＥＲ2≦０．０１ＥＲ1を満足する
ことが望ましい。微粒子及び薄膜を構成する材料を適宜
選択し、且つ、エッチング条件を適切に設定することに
よって、ＥＲ2≦０．１ＥＲ1を満足させることができ
る。尚、得られた電子放出部の先端部の曲率半径を１×
１０-9ｍ乃至１×１０-7ｍとすることが望ましい。
【００４０】本発明の製造方法において、薄膜上への微
粒子の配置を、微粒子を分散させた溶媒を薄膜上に塗布
した後、溶媒を除去する方法にて行うことが、配置方法
の容易性、簡便性、薄膜上へ微粒子を出来る限り均一に
配置するといった観点から好ましい。また、薄膜を、化
学的気相成長法（ＣＶＤ法）又は物理的気相成長法（Ｐ
ＶＤ法）にて形成し、あるいは又、メッキ法（電解メッ
キ法及び無電解メッキ法を含む）にて形成することが、
均一な膜厚を有する均質な薄膜を容易に形成できるとい
った観点から好ましい。尚、微粒子は、コロイダルシリ
カを含むシリカ又はアルミナ、酸化銅、酸化銀、金から
成ることが好ましい。また、エッチングを、イオン照射
による物理的エッチングとラジカルの化学反応による化
学的エッチングの組み合わされたエッチング法に基づき
行うことが、異方性エッチングの達成といった観点から
望ましい。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。
粒子の配置を、微粒子を分散させた溶媒を薄膜上に塗布
した後、溶媒を除去する方法にて行うことが、配置方法
の容易性、簡便性、薄膜上へ微粒子を出来る限り均一に
配置するといった観点から好ましい。また、薄膜を、化
学的気相成長法（ＣＶＤ法）又は物理的気相成長法（Ｐ
ＶＤ法）にて形成し、あるいは又、メッキ法（電解メッ
キ法及び無電解メッキ法を含む）にて形成することが、
均一な膜厚を有する均質な薄膜を容易に形成できるとい
った観点から好ましい。尚、微粒子は、コロイダルシリ
カを含むシリカ又はアルミナ、酸化銅、酸化銀、金から
成ることが好ましい。また、エッチングを、イオン照射
による物理的エッチングとラジカルの化学反応による化
学的エッチングの組み合わされたエッチング法に基づき
行うことが、異方性エッチングの達成といった観点から
望ましい。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。
【００４１】上記の第１の目的を達成するための本発明
の電子放出装置は、（ａ）導電体層上に形成された金属
若しくは金属化合物から成る島状の電子放出部形成領
域、及び、（ｂ）該電子放出部形成領域上に形成された
結晶性を有するグラファイトから成る電子放出部、を備
えていることを特徴とする。
の電子放出装置は、（ａ）導電体層上に形成された金属
若しくは金属化合物から成る島状の電子放出部形成領
域、及び、（ｂ）該電子放出部形成領域上に形成された
結晶性を有するグラファイトから成る電子放出部、を備
えていることを特徴とする。
【００４２】本発明の電子放出装置あるいはその製造方
法によって、冷陰極電界電子放出素子の電子放出部や、
陰極線管や走査型電子顕微鏡に組み込まれる電子銃にお
ける電子線源、蛍光表示管を得ることができる。
法によって、冷陰極電界電子放出素子の電子放出部や、
陰極線管や走査型電子顕微鏡に組み込まれる電子銃にお
ける電子線源、蛍光表示管を得ることができる。
【００４３】上記の第１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は、所謂２
電極型の冷陰極電界電子放出表示装置を構成する冷陰極
電界電子放出素子である。即ち、本発明の第１の態様に
係る冷陰極電界電子放出素子は、（ａ）支持体上に設け
られたカソード電極、（ｂ）カソード電極上に形成され
た島状の電子放出部形成領域、及び、（ｃ）電子放出部
形成領域上に形成された電子放出部、を具備する冷陰極
電界電子放出素子であって、該電子放出部形成領域は、
金属若しくは金属化合物から成り、該電子放出部は、該
電子放出部形成領域上に形成された結晶性を有するグラ
ファイトから成ることを特徴とする。
の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出素子は、所謂２
電極型の冷陰極電界電子放出表示装置を構成する冷陰極
電界電子放出素子である。即ち、本発明の第１の態様に
係る冷陰極電界電子放出素子は、（ａ）支持体上に設け
られたカソード電極、（ｂ）カソード電極上に形成され
た島状の電子放出部形成領域、及び、（ｃ）電子放出部
形成領域上に形成された電子放出部、を具備する冷陰極
電界電子放出素子であって、該電子放出部形成領域は、
金属若しくは金属化合物から成り、該電子放出部は、該
電子放出部形成領域上に形成された結晶性を有するグラ
ファイトから成ることを特徴とする。
【００４４】上記の第１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は、所謂３
電極型の冷陰極電界電子放出表示装置を構成する冷陰極
電界電子放出素子である。即ち、本発明の第２の態様に
係る冷陰極電界電子放出素子は、（ａ）支持体上に設け
られたカソード電極、（ｂ）カソード電極上に形成され
た島状の電子放出部形成領域、（ｃ）電子放出部形成領
域上に形成された電子放出部、及び、（ｄ）電子放出部
の上方に配設され、開口部を有するゲート電極、を具備
する冷陰極電界電子放出素子であって、該電子放出部形
成領域は、金属若しくは金属化合物から成り、該電子放
出部は、該電子放出部形成領域上に形成された結晶性を
有するグラファイトから成ることを特徴とする。
の第２の態様に係る冷陰極電界電子放出素子は、所謂３
電極型の冷陰極電界電子放出表示装置を構成する冷陰極
電界電子放出素子である。即ち、本発明の第２の態様に
係る冷陰極電界電子放出素子は、（ａ）支持体上に設け
られたカソード電極、（ｂ）カソード電極上に形成され
た島状の電子放出部形成領域、（ｃ）電子放出部形成領
域上に形成された電子放出部、及び、（ｄ）電子放出部
の上方に配設され、開口部を有するゲート電極、を具備
する冷陰極電界電子放出素子であって、該電子放出部形
成領域は、金属若しくは金属化合物から成り、該電子放
出部は、該電子放出部形成領域上に形成された結晶性を
有するグラファイトから成ることを特徴とする。
【００４５】上記の第１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は、所
謂２電極型の冷陰極電界電子放出表示装置である。即
ち、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であって、冷陰極電界電子放
出素子は、（ａ）支持体上に設けられたカソード電極、
（ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、及び、（ｃ）電子放出部形成領域上に形成され
た電子放出部、を具備し、該電子放出部形成領域は、金
属若しくは金属化合物から成り、該電子放出部は、該電
子放出部形成領域上に形成された結晶性を有するグラフ
ァイトから成ることを特徴とする。
の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置は、所
謂２電極型の冷陰極電界電子放出表示装置である。即
ち、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であって、冷陰極電界電子放
出素子は、（ａ）支持体上に設けられたカソード電極、
（ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、及び、（ｃ）電子放出部形成領域上に形成され
た電子放出部、を具備し、該電子放出部形成領域は、金
属若しくは金属化合物から成り、該電子放出部は、該電
子放出部形成領域上に形成された結晶性を有するグラフ
ァイトから成ることを特徴とする。
【００４６】尚、本発明の第１の態様に係る冷陰極電界
電子放出表示装置にあっては、アノード電極によって形
成された電界に基づき、量子トンネル効果に基づき電子
放出部から電子が放出され、この電子がアノード電極に
引き付けられ、蛍光体層に衝突する。アノード電極は、
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
てもよいし、ストライプ形状を有していてもよい。前者
の場合、１画素を構成する電子放出部毎に、電子放出部
の動作を制御する。そのためには、例えば、１画素を構
成する電子放出部とカソード電極制御回路との間にスイ
ッチング素子を設ければよい。後者の場合、カソード電
極をストライプ状とし、アノード電極の射影像とカソー
ド電極の射影像とが直交するように、カソード電極及び
アノード電極を配置する。アノード電極の射影像とカソ
ード電極の射影像とが重複する領域（以下、アノード電
極／カソード電極重複領域と呼ぶ）に位置する複数の電
子放出部から電子が放出される。尚、１アノード電極／
カソード電極重複領域における冷陰極電界電子放出素子
の配列は、基本的には、ランダムである。このような構
成の冷陰極電界電子放出表示装置の駆動は、所謂単純マ
トリクス方式により行われる。即ち、カソード電極に相
対的に負の電圧を印加し、アノード電極に相対的に正の
電圧を印加する。その結果、列選択されたカソード電極
と行選択されたアノード電極（あるいは、行選択された
カソード電極と列選択されたアノード電極）とのアノー
ド電極／カソード電極重複領域に位置する電子放出部か
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。
電子放出表示装置にあっては、アノード電極によって形
成された電界に基づき、量子トンネル効果に基づき電子
放出部から電子が放出され、この電子がアノード電極に
引き付けられ、蛍光体層に衝突する。アノード電極は、
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
てもよいし、ストライプ形状を有していてもよい。前者
の場合、１画素を構成する電子放出部毎に、電子放出部
の動作を制御する。そのためには、例えば、１画素を構
成する電子放出部とカソード電極制御回路との間にスイ
ッチング素子を設ければよい。後者の場合、カソード電
極をストライプ状とし、アノード電極の射影像とカソー
ド電極の射影像とが直交するように、カソード電極及び
アノード電極を配置する。アノード電極の射影像とカソ
ード電極の射影像とが重複する領域（以下、アノード電
極／カソード電極重複領域と呼ぶ）に位置する複数の電
子放出部から電子が放出される。尚、１アノード電極／
カソード電極重複領域における冷陰極電界電子放出素子
の配列は、基本的には、ランダムである。このような構
成の冷陰極電界電子放出表示装置の駆動は、所謂単純マ
トリクス方式により行われる。即ち、カソード電極に相
対的に負の電圧を印加し、アノード電極に相対的に正の
電圧を印加する。その結果、列選択されたカソード電極
と行選択されたアノード電極（あるいは、行選択された
カソード電極と列選択されたアノード電極）とのアノー
ド電極／カソード電極重複領域に位置する電子放出部か
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。
【００４７】上記の第１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は、所
謂３電極型の冷陰極電界電子放出表示装置である。即
ち、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であって、冷陰極電界電子放
出素子は、（ａ）支持体上に設けられたカソード電極、
（ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、（ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子
放出部、及び、（ｄ）電子放出部の上方に配設され、開
口部を有するゲート電極、を具備し、該電子放出部形成
領域は、金属若しくは金属化合物から成り、該電子放出
部は、該電子放出部形成領域上に形成された結晶性を有
するグラファイトから成ることを特徴とする。
の第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置は、所
謂３電極型の冷陰極電界電子放出表示装置である。即
ち、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であって、冷陰極電界電子放
出素子は、（ａ）支持体上に設けられたカソード電極、
（ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、（ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子
放出部、及び、（ｄ）電子放出部の上方に配設され、開
口部を有するゲート電極、を具備し、該電子放出部形成
領域は、金属若しくは金属化合物から成り、該電子放出
部は、該電子放出部形成領域上に形成された結晶性を有
するグラファイトから成ることを特徴とする。
【００４８】本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子
放出表示装置にあっては、ストライプ状のゲート電極の
射影像とストライプ状のカソード電極の射影像とが直交
する方向に延びていることが、冷陰極電界電子放出表示
装置の構造の簡素化の観点から好ましい。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。尚、１重複領域における冷陰極電界電子放出素
子の配列は、基本的には、ランダムである。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。
放出表示装置にあっては、ストライプ状のゲート電極の
射影像とストライプ状のカソード電極の射影像とが直交
する方向に延びていることが、冷陰極電界電子放出表示
装置の構造の簡素化の観点から好ましい。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。尚、１重複領域における冷陰極電界電子放出素
子の配列は、基本的には、ランダムである。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。
【００４９】本発明の電子放出装置、第１の態様若しく
は第２の態様に係る冷陰極電界電子放出素子、あるいは
又、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る冷陰
極電界電子放出表示装置においては、電子放出部形成領
域の平均直径は１×１０-9ｍ乃至１×１０-7ｍ、好まし
くは１×１０-9ｍ乃至１×１０-8ｍであり、電子放出部
形成領域の平均厚さは１×１０-8ｍ乃至５×１０-7ｍ、
好ましくは１×１０-8ｍ乃至１×１０-7ｍであることが
望ましい。尚、得られた電子放出部の先端部の曲率半径
は１×１０-9ｍ乃至１×１０-7ｍ、好ましくは１×１０
-9ｍ乃至１×１０-8ｍであることが望ましい。
は第２の態様に係る冷陰極電界電子放出素子、あるいは
又、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る冷陰
極電界電子放出表示装置においては、電子放出部形成領
域の平均直径は１×１０-9ｍ乃至１×１０-7ｍ、好まし
くは１×１０-9ｍ乃至１×１０-8ｍであり、電子放出部
形成領域の平均厚さは１×１０-8ｍ乃至５×１０-7ｍ、
好ましくは１×１０-8ｍ乃至１×１０-7ｍであることが
望ましい。尚、得られた電子放出部の先端部の曲率半径
は１×１０-9ｍ乃至１×１０-7ｍ、好ましくは１×１０
-9ｍ乃至１×１０-8ｍであることが望ましい。
【００５０】本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子若しくは本発明の第２の態様に係る冷陰極電界
電子放出表示装置における冷陰極電界電子放出素子にあ
っては、支持体及びカソード電極の上に絶縁層が形成さ
れ、該絶縁層上に開口部を有するゲート電極が形成さ
れ、該絶縁層には、ゲート電極に設けられた開口部に連
通した第２の開口部が形成され、絶縁層に形成された第
２の開口部の底部に電子放出部が露出している構造とす
ることができる。尚、このような構成を、便宜上、第１
の構造を有する冷陰極電界電子放出素子と呼ぶ。以下、
ゲート電極に設けられた開口部を、便宜上、第１の開口
部と呼ぶ場合がある。第１の構造を有する冷陰極電界電
子放出素子は、本発明の第２Ａの製造方法、第２Ｂの製
造方法、第２Ｃの製造方法、若しくは、第２Ｄの製造方
法に基づき得ることができる。
放出素子若しくは本発明の第２の態様に係る冷陰極電界
電子放出表示装置における冷陰極電界電子放出素子にあ
っては、支持体及びカソード電極の上に絶縁層が形成さ
れ、該絶縁層上に開口部を有するゲート電極が形成さ
れ、該絶縁層には、ゲート電極に設けられた開口部に連
通した第２の開口部が形成され、絶縁層に形成された第
２の開口部の底部に電子放出部が露出している構造とす
ることができる。尚、このような構成を、便宜上、第１
の構造を有する冷陰極電界電子放出素子と呼ぶ。以下、
ゲート電極に設けられた開口部を、便宜上、第１の開口
部と呼ぶ場合がある。第１の構造を有する冷陰極電界電
子放出素子は、本発明の第２Ａの製造方法、第２Ｂの製
造方法、第２Ｃの製造方法、若しくは、第２Ｄの製造方
法に基づき得ることができる。
【００５１】あるいは又、本発明の第２の態様に係る冷
陰極電界電子放出素子若しくは本発明の第２の態様に係
る冷陰極電界電子放出表示装置における冷陰極電界電子
放出素子にあっては、絶縁材料から成る帯状あるいは井
桁状のゲート電極支持部が支持体上に形成され、複数の
開口部が形成された帯状材料から成るゲート電極が、ゲ
ート電極支持部の頂面に接するように、且つ、電子放出
部の上方に開口部が位置するように張架された構造とす
ることもできる。尚、このような構成を、便宜上、第２
の構造を有する冷陰極電界電子放出素子と呼ぶ。この第
２の構造を有する冷陰極電界電子放出素子は、本発明の
第２Ｅの製造方法に基づき得ることができる。
陰極電界電子放出素子若しくは本発明の第２の態様に係
る冷陰極電界電子放出表示装置における冷陰極電界電子
放出素子にあっては、絶縁材料から成る帯状あるいは井
桁状のゲート電極支持部が支持体上に形成され、複数の
開口部が形成された帯状材料から成るゲート電極が、ゲ
ート電極支持部の頂面に接するように、且つ、電子放出
部の上方に開口部が位置するように張架された構造とす
ることもできる。尚、このような構成を、便宜上、第２
の構造を有する冷陰極電界電子放出素子と呼ぶ。この第
２の構造を有する冷陰極電界電子放出素子は、本発明の
第２Ｅの製造方法に基づき得ることができる。
【００５２】本発明の製造方法にあっては、電子放出部
を形成するための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（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、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（Ａ
ｒ）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、形成されたグラ
ファイト結晶粒子の内、結晶性の良くないグラファイト
結晶粒子を除去（一種のエッチング）する役割を果た
す。
を形成するための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（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、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（Ａ
ｒ）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、形成されたグラ
ファイト結晶粒子の内、結晶性の良くないグラファイト
結晶粒子を除去（一種のエッチング）する役割を果た
す。
【００５３】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。
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。
【００５４】本発明の電子放出装置あるいはその製造方
法、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る冷陰
極電界電子放出素子あるいはその製造方法、本発明の第
１の態様若しくは第２の態様に係る冷陰極電界電子放出
表示装置あるいはその製造方法（以下、これらを総称し
て、単に、本発明と呼ぶ場合がある）における結晶性を
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。ｓ
ｐ2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条件や薄膜あるいは電子放出部形成領域を
構成する材料等に依存する。１つの電子放出部形成領域
に、１つのカーボンナノチューブから構成された電子放
出部、１つ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、１つの円錐状の形状を有する電
子放出部が形成される。言い換えれば、広くは、１つの
電子放出部形成領域上に１つの結晶性を有するグラファ
イトの集合体（グラファイト結晶粒子の集合体）が形成
される。また、電子放出部は、電子放出部形成領域上に
選択的に形成され、導電体層やカソード電極上に形成さ
れることはない。
法、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る冷陰
極電界電子放出素子あるいはその製造方法、本発明の第
１の態様若しくは第２の態様に係る冷陰極電界電子放出
表示装置あるいはその製造方法（以下、これらを総称し
て、単に、本発明と呼ぶ場合がある）における結晶性を
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。ｓ
ｐ2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条件や薄膜あるいは電子放出部形成領域を
構成する材料等に依存する。１つの電子放出部形成領域
に、１つのカーボンナノチューブから構成された電子放
出部、１つ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、１つの円錐状の形状を有する電
子放出部が形成される。言い換えれば、広くは、１つの
電子放出部形成領域上に１つの結晶性を有するグラファ
イトの集合体（グラファイト結晶粒子の集合体）が形成
される。また、電子放出部は、電子放出部形成領域上に
選択的に形成され、導電体層やカソード電極上に形成さ
れることはない。
【００５５】本発明における薄膜あるいは電子放出部形
成領域を構成する材料として、ニッケル（Ｎｉ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、コ
バルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム
（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃ
ｕ）、白金（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、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、合金を挙げるこ
とができるが、中でも、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｐｄ、あるいは、これらの元素
を含む金属化合物、合金を用いることが好ましい。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。
成領域を構成する材料として、ニッケル（Ｎｉ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、コ
バルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム
（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃ
ｕ）、白金（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、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、合金を挙げるこ
とができるが、中でも、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｐｄ、あるいは、これらの元素
を含む金属化合物、合金を用いることが好ましい。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。
【００５６】本発明の製造方法あるいは後述する本発明
の薄膜のエッチング方法における溶媒として、純水、エ
チルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトンを
例示することができる。また、微粒子を分散させた溶媒
を薄膜上に塗布する方法として、スピンコート法を例示
することができる。場合によっては、スクリーン印刷法
を採用することも可能である。溶媒を除去するために
は、溶媒が蒸発する温度において乾燥を行えばよい。
の薄膜のエッチング方法における溶媒として、純水、エ
チルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトンを
例示することができる。また、微粒子を分散させた溶媒
を薄膜上に塗布する方法として、スピンコート法を例示
することができる。場合によっては、スクリーン印刷法
を採用することも可能である。溶媒を除去するために
は、溶媒が蒸発する温度において乾燥を行えばよい。
【００５７】本発明の製造方法あるいは後述する本発明
の薄膜のエッチング方法にあっては、微粒子の除去方法
として、例えば、純水やエチルアルコール、イソプロピ
ルアルコール、アセトン等に薄膜、微粒子等の全体を浸
漬し、超音波洗浄を行う方法を挙げることができる。あ
るいは又、微粒子を構成する材料によっては、微粒子を
溶解する液体に薄膜、微粒子等の全体を浸漬する方法
や、微粒子を燃焼させる方法を例示することができる。
の薄膜のエッチング方法にあっては、微粒子の除去方法
として、例えば、純水やエチルアルコール、イソプロピ
ルアルコール、アセトン等に薄膜、微粒子等の全体を浸
漬し、超音波洗浄を行う方法を挙げることができる。あ
るいは又、微粒子を構成する材料によっては、微粒子を
溶解する液体に薄膜、微粒子等の全体を浸漬する方法
や、微粒子を燃焼させる方法を例示することができる。
【００５８】第１の構造を有する冷陰極電界電子放出素
子においては、ゲート電極に設けられた第１の開口部と
第２の開口部とは、一対一の対応関係としてもよいし
（即ち、１つの第１の開口部に対応して１つの第２の開
口部を設けてもよいし）、多対一の対応関係としてもよ
い（即ち、多数の第１の開口部に対応して１つの第２の
開口部を設けてもよい）。
子においては、ゲート電極に設けられた第１の開口部と
第２の開口部とは、一対一の対応関係としてもよいし
（即ち、１つの第１の開口部に対応して１つの第２の開
口部を設けてもよいし）、多対一の対応関係としてもよ
い（即ち、多数の第１の開口部に対応して１つの第２の
開口部を設けてもよい）。
【００５９】本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子あるいは本発明の第２の態様に係る冷陰極電界
電子放出表示装置において、電子放出部形成領域、ある
いは電子放出部形成領域及び電子放出部は、第２の開口
部の底部に位置するカソード電極の表面に形成されてい
ればよく、冷陰極電界電子放出素子の製造方法に依存し
て、第２の開口部の底部に位置するカソード電極の部分
から第２の開口部の底部以外の絶縁層で被覆されたカソ
ード電極の部分に延在するように形成されている場合も
ある。
放出素子あるいは本発明の第２の態様に係る冷陰極電界
電子放出表示装置において、電子放出部形成領域、ある
いは電子放出部形成領域及び電子放出部は、第２の開口
部の底部に位置するカソード電極の表面に形成されてい
ればよく、冷陰極電界電子放出素子の製造方法に依存し
て、第２の開口部の底部に位置するカソード電極の部分
から第２の開口部の底部以外の絶縁層で被覆されたカソ
ード電極の部分に延在するように形成されている場合も
ある。
【００６０】第２Ａの製造方法〜第２Ｄ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例示することができる。これ
らの場合、ゲート電極に設けられた第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
に設けられた第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、一対一の対応関係と
してもよいし（即ち、１つの第１の開口部に対応して１
つの第２の開口部を形成してもよいし）、多対一の対応
関係としてもよい（即ち、多数の第１の開口部に対応し
て１つの第２の開口部を形成してもよい）。更には、開
口部を有するゲート電極を設ける工程は、ゲート電極を
複数の開口部が形成された帯状の帯状材料層から構成
し、絶縁層上に帯状材料層を張架してもよい。第２の開
口部の形成は、等方的なエッチング（より具体的には、
第２の開口部の側壁面を構成する絶縁層の部分の等方的
なエッチング）、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、あるいは、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。
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例示することができる。これ
らの場合、ゲート電極に設けられた第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
に設けられた第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、一対一の対応関係と
してもよいし（即ち、１つの第１の開口部に対応して１
つの第２の開口部を形成してもよいし）、多対一の対応
関係としてもよい（即ち、多数の第１の開口部に対応し
て１つの第２の開口部を形成してもよい）。更には、開
口部を有するゲート電極を設ける工程は、ゲート電極を
複数の開口部が形成された帯状の帯状材料層から構成
し、絶縁層上に帯状材料層を張架してもよい。第２の開
口部の形成は、等方的なエッチング（より具体的には、
第２の開口部の側壁面を構成する絶縁層の部分の等方的
なエッチング）、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、あるいは、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。
【００６１】電子放出部形成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、電子放出部
形成領域の表面の酸化物（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。
尚、本発明の電子放出装置を作製する場合にも、電子放
出部形成領域を形成すべき導電体層の部分の表面に、以
上に説明した各種工程を適用することができる。
の選択成長を一層確実なものとするために、電子放出部
形成領域の表面の酸化物（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。
尚、本発明の電子放出装置を作製する場合にも、電子放
出部形成領域を形成すべき導電体層の部分の表面に、以
上に説明した各種工程を適用することができる。
【００６２】本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子、冷陰極電界電子放出表示装置あるいはこれら
の製造方法においては、カソード電極の外形形状を矩形
あるいはストライプ状とすることが好ましい。一方、本
発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子放出素子、冷陰
極電界電子放出表示装置あるいはこれらの製造方法にお
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ことが好ま
しい。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部分に相当する領域（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、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。１画素内における冷陰極電
界電子放出素子の配列は、基本的には、ランダムであ
る。
放出素子、冷陰極電界電子放出表示装置あるいはこれら
の製造方法においては、カソード電極の外形形状を矩形
あるいはストライプ状とすることが好ましい。一方、本
発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子放出素子、冷陰
極電界電子放出表示装置あるいはこれらの製造方法にお
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ことが好ま
しい。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部分に相当する領域（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、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。１画素内における冷陰極電
界電子放出素子の配列は、基本的には、ランダムであ
る。
【００６３】第２の構造を有する冷陰極電界電子放出素
子若しくはそ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。
子若しくはそ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。
【００６４】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電子放出部形
成領域を形成する。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、Ｓｉ
Ｎ、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。
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電子放出部形
成領域を形成する。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、Ｓｉ
Ｎ、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。
【００６５】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及び本発明の第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にあっては、絶縁層
上にストライプ状を有するゲート電極を形成した後、絶
縁層及びゲート電極上に、第２の絶縁層を形成し、この
第２の絶縁層上に孔部を有する収束電極を形成し、次い
で、第２の絶縁層に第３の開口部を形成した後、ゲート
電極に第１の開口部を形成し、更に、絶縁層に第２の開
口部を形成する構成としてもよい。これによって、収束
電極を有する本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子、あるいは又、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における収束電極を有する冷陰
極電界電子放出素子を得ることができる。
放出素子の製造方法及び本発明の第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にあっては、絶縁層
上にストライプ状を有するゲート電極を形成した後、絶
縁層及びゲート電極上に、第２の絶縁層を形成し、この
第２の絶縁層上に孔部を有する収束電極を形成し、次い
で、第２の絶縁層に第３の開口部を形成した後、ゲート
電極に第１の開口部を形成し、更に、絶縁層に第２の開
口部を形成する構成としてもよい。これによって、収束
電極を有する本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子、あるいは又、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における収束電極を有する冷陰
極電界電子放出素子を得ることができる。
【００６６】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。
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。
【００６７】本発明の冷陰極電界電子放出素子若しくは
そ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、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。本発明の電
子放出装置においても、導電体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。
そ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、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。本発明の電
子放出装置においても、導電体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。
【００６８】導電体層、カソード電極、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）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。
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。
【００６９】尚、ゲート電極若しくは収束電極を構成す
る材料と、薄膜あるいは電子放出部形成領域を構成する
材料とは、ゲート電極若しくは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、ゲート電極若しくは収束電
極上に電子放出部を形成させないといった観点から、ゲ
ート電極若しくは収束電極上にポリシリコン層や絶縁膜
を形成してもよい。あるいは又、ＣＶＤ法にて電子放出
部を形成するときのＣＶＤ条件においてグラファイトが
形成されないような材料からゲート電極若しくは収束電
極を形成すればよい。また、電子放出部を電子放出部形
成領域上に選択的に形成するために、即ち、導電体層や
カソード電極上に電子放出部を形成させないために、Ｃ
ＶＤ法にて電子放出部を形成するときのＣＶＤ条件にお
いてグラファイトが形成されないような材料から導電体
層やカソード電極を形成する必要がある。
る材料と、薄膜あるいは電子放出部形成領域を構成する
材料とは、ゲート電極若しくは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、ゲート電極若しくは収束電
極上に電子放出部を形成させないといった観点から、ゲ
ート電極若しくは収束電極上にポリシリコン層や絶縁膜
を形成してもよい。あるいは又、ＣＶＤ法にて電子放出
部を形成するときのＣＶＤ条件においてグラファイトが
形成されないような材料からゲート電極若しくは収束電
極を形成すればよい。また、電子放出部を電子放出部形
成領域上に選択的に形成するために、即ち、導電体層や
カソード電極上に電子放出部を形成させないために、Ｃ
ＶＤ法にて電子放出部を形成するときのＣＶＤ条件にお
いてグラファイトが形成されないような材料から導電体
層やカソード電極を形成する必要がある。
【００７０】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。
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。
【００７１】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。
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。
【００７２】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。
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。
【００７３】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。
（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。
【００７４】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。
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。
【００７５】本発明の第１の態様及び第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；Ｐｂ97.5Ａｇ2.5（融点３０４゜Ｃ）、Ｐｂ
94.5Ａｇ5.5（融点３０４〜３６５゜Ｃ）、Ｐｂ97.5Ａ
ｇ1.5Ｓｎ1.0（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。
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；Ｐｂ97.5Ａｇ2.5（融点３０４゜Ｃ）、Ｐｂ
94.5Ａｇ5.5（融点３０４〜３６５゜Ｃ）、Ｐｂ97.5Ａ
ｇ1.5Ｓｎ1.0（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。
【００７６】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。
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。
【００７７】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。
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。
【００７８】上記の第２の目的を達成するための本発明
の薄膜のエッチング方法は、薄膜上に微粒子を配置した
後、該微粒子をエッチング用マスクとして薄膜に対して
異方性エッチングを行い、微粒子の下に位置する薄膜を
選択的に残し、次いで、微粒子を除去することを特徴と
する。
の薄膜のエッチング方法は、薄膜上に微粒子を配置した
後、該微粒子をエッチング用マスクとして薄膜に対して
異方性エッチングを行い、微粒子の下に位置する薄膜を
選択的に残し、次いで、微粒子を除去することを特徴と
する。
【００７９】本発明の薄膜のエッチング方法にあって
は、薄膜上への微粒子の配置を、微粒子を分散させた溶
媒を薄膜上に塗布した後、溶媒を除去する方法にて行う
ことが好ましい。また、薄膜を、ＣＶＤ法、先に例示し
たＰＶＤ法、又は、メッキ法（電解メッキ法及び無電解
メッキ法を含む）にて形成することが望ましい。微粒子
は、コロイダルシリカを含むシリカ又はアルミナから成
ることが好ましい。更には、エッチングを、イオン照射
による物理的エッチングとラジカルの化学反応による化
学的エッチングの組み合わされたエッチング法に基づき
行うことが、異方性エッチングの達成といった観点から
望ましい。尚、微粒子の平均直径として、１×１０-9ｍ
乃至１×１０-7ｍ、好ましくは１×１０-9ｍ乃至１×１
０-8ｍを例示することができ、薄膜の平均厚さとして、
１×１０-8ｍ乃至５×１０-7ｍ、好ましくは１×１０-8
ｍ乃至１×１０-7ｍを例示することができる。また、薄
膜の法線方向における薄膜のエッチング速度をＥＲ1、
薄膜の法線方向における微粒子のエッチング速度をＥＲ
2としたとき、ＥＲ2≦０．１ＥＲ1、好ましくはＥＲ2≦
０．０１ＥＲ1を満足することが望ましい。微粒子及び
薄膜を構成する材料を適宜選択し、且つ、エッチング条
件を適切に設定することによって、ＥＲ2≦０．１ＥＲ1
を満足させることができる。
は、薄膜上への微粒子の配置を、微粒子を分散させた溶
媒を薄膜上に塗布した後、溶媒を除去する方法にて行う
ことが好ましい。また、薄膜を、ＣＶＤ法、先に例示し
たＰＶＤ法、又は、メッキ法（電解メッキ法及び無電解
メッキ法を含む）にて形成することが望ましい。微粒子
は、コロイダルシリカを含むシリカ又はアルミナから成
ることが好ましい。更には、エッチングを、イオン照射
による物理的エッチングとラジカルの化学反応による化
学的エッチングの組み合わされたエッチング法に基づき
行うことが、異方性エッチングの達成といった観点から
望ましい。尚、微粒子の平均直径として、１×１０-9ｍ
乃至１×１０-7ｍ、好ましくは１×１０-9ｍ乃至１×１
０-8ｍを例示することができ、薄膜の平均厚さとして、
１×１０-8ｍ乃至５×１０-7ｍ、好ましくは１×１０-8
ｍ乃至１×１０-7ｍを例示することができる。また、薄
膜の法線方向における薄膜のエッチング速度をＥＲ1、
薄膜の法線方向における微粒子のエッチング速度をＥＲ
2としたとき、ＥＲ2≦０．１ＥＲ1、好ましくはＥＲ2≦
０．０１ＥＲ1を満足することが望ましい。微粒子及び
薄膜を構成する材料を適宜選択し、且つ、エッチング条
件を適切に設定することによって、ＥＲ2≦０．１ＥＲ1
を満足させることができる。
【００８０】本発明の薄膜のエッチング方法において
は、薄膜は基体上に形成されている。ここで、基体や薄
膜を構成する材料は、本質的に任意である。また、本発
明の薄膜のエッチング方法の適用分野も、本質的に任意
である。
は、薄膜は基体上に形成されている。ここで、基体や薄
膜を構成する材料は、本質的に任意である。また、本発
明の薄膜のエッチング方法の適用分野も、本質的に任意
である。
【００８１】本発明の電子放出装置及びその製造方法、
冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷
陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法において
は、微粒子の径を適切に選択することによって、微細な
電子放出部形成領域を得ることができる結果、電子を放
出する部分が微細な（細い）電子放出部を得ることがで
きる。また、本発明の薄膜のエッチング方法によれば、
微粒子の径を適切に選択することによって、現在のフォ
トリソグラフィ技術の限界以下の微細な領域を薄膜に形
成することができる。
冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷
陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法において
は、微粒子の径を適切に選択することによって、微細な
電子放出部形成領域を得ることができる結果、電子を放
出する部分が微細な（細い）電子放出部を得ることがで
きる。また、本発明の薄膜のエッチング方法によれば、
微粒子の径を適切に選択することによって、現在のフォ
トリソグラフィ技術の限界以下の微細な領域を薄膜に形
成することができる。
【００８２】
【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。
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。
【００８３】（実施の形態１）実施の形態１は、本発明
の電子放出装置及びその製造方法、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）及びその製造方法、第１の態様に係る所謂２電極型
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）及びその製造方法、並びに、本発明の薄膜のエッ
チング方法に関する。
の電子放出装置及びその製造方法、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）及びその製造方法、第１の態様に係る所謂２電極型
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）及びその製造方法、並びに、本発明の薄膜のエッ
チング方法に関する。
【００８４】実施の形態１の表示装置の模式的な一部断
面図を図１に示し、１つの電界放出素子の模式的な一部
断面図を図２の（Ｄ）に示す。尚、図面においては、電
子放出部を規則的に表示したが、実際にはランダムな位
置に形成されている。他の図面においても同様である。
面図を図１に示し、１つの電界放出素子の模式的な一部
断面図を図２の（Ｄ）に示す。尚、図面においては、電
子放出部を規則的に表示したが、実際にはランダムな位
置に形成されている。他の図面においても同様である。
【００８５】実施の形態１における電子放出装置は、導
電体層上に形成された金属（具体的には、実施の形態１
においてはニッケル）から成る島状の電子放出部形成領
域２２、及び、電子放出部形成領域２２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）から成る電子放出部１５を備えている。
電体層上に形成された金属（具体的には、実施の形態１
においてはニッケル）から成る島状の電子放出部形成領
域２２、及び、電子放出部形成領域２２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）から成る電子放出部１５を備えている。
【００８６】また、実施の形態１における電界放出素子
は、支持体１０上に設けられたカソード電極１１と、カ
ソード電極１１上に形成された島状の電子放出部形成領
域２２と、電子放出部形成領域２２上に形成された電子
放出部１５を具備する。即ち、カソード電極１１（ある
いは導電体層）を海に見立てたとき、電子放出部形成領
域２２が島状に点在している。そして、電子放出部形成
領域２２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、電子放出部
形成領域２２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）から構成されて
いる。カソード電極１１の平面形状はストライプ形状で
ある。更には、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（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）とアノード電極
３３とを備えたアノードパネルＡＰが、それらの周縁部
で接合されて成り、複数の画素を有する。アノード電極
３３はストライプ状である。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アノード電極３３の射
影像とは直交する。具体的には、カソード電極１１は図
１の紙面垂直方向に延び、アノード電極３３は図１の紙
面左右方向に延びている。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。
は、支持体１０上に設けられたカソード電極１１と、カ
ソード電極１１上に形成された島状の電子放出部形成領
域２２と、電子放出部形成領域２２上に形成された電子
放出部１５を具備する。即ち、カソード電極１１（ある
いは導電体層）を海に見立てたとき、電子放出部形成領
域２２が島状に点在している。そして、電子放出部形成
領域２２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、電子放出部
形成領域２２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）から構成されて
いる。カソード電極１１の平面形状はストライプ形状で
ある。更には、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（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）とアノード電極
３３とを備えたアノードパネルＡＰが、それらの周縁部
で接合されて成り、複数の画素を有する。アノード電極
３３はストライプ状である。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アノード電極３３の射
影像とは直交する。具体的には、カソード電極１１は図
１の紙面垂直方向に延び、アノード電極３３は図１の紙
面左右方向に延びている。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。
【００８７】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。
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。
【００８８】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と、蛍光体層３１を覆う例えばアルミニウム薄
膜から成るストライプ状のアノード電極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３
０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３
１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。
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と、蛍光体層３１を覆う例えばアルミニウム薄
膜から成るストライプ状のアノード電極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３
０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３
１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。
【００８９】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、電子放出部１５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。
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、電子放出部１５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。
【００９０】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。
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。
【００９１】この表示装置においては、アノード電極３
３によって形成された電界に基づき、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。即ち、アノード電極３３の射影像とカソード電
極１１の射影像とが重複する領域（アノード電極／カソ
ード電極重複領域）に位置する電子放出部１５から電子
が放出される、所謂単純マトリクス方式により、表示装
置の駆動が行われる。具体的には、カソード電極制御回
路４０からカソード電極１１に相対的に負の電圧を印加
し、アノード電極制御回路４２からアノード電極３３に
相対的に正の電圧を印加する。その結果、列選択された
カソード電極１１と行選択されたアノード電極３３（あ
るいは、行選択されたカソード電極１１と列選択された
アノード電極３３）とのアノード電極／カソード電極重
複領域に位置する電子放出部１５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３３に引
き付けられてアノードパネルＡＰを構成する蛍光体層３
１に衝突し、蛍光体層３１を励起、発光させる。
３によって形成された電界に基づき、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。即ち、アノード電極３３の射影像とカソード電
極１１の射影像とが重複する領域（アノード電極／カソ
ード電極重複領域）に位置する電子放出部１５から電子
が放出される、所謂単純マトリクス方式により、表示装
置の駆動が行われる。具体的には、カソード電極制御回
路４０からカソード電極１１に相対的に負の電圧を印加
し、アノード電極制御回路４２からアノード電極３３に
相対的に正の電圧を印加する。その結果、列選択された
カソード電極１１と行選択されたアノード電極３３（あ
るいは、行選択されたカソード電極１１と列選択された
アノード電極３３）とのアノード電極／カソード電極重
複領域に位置する電子放出部１５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３３に引
き付けられてアノードパネルＡＰを構成する蛍光体層３
１に衝突し、蛍光体層３１を励起、発光させる。
【００９２】以下、実施の形態１における電子放出装
置、電界放出素子及び表示装置の製造方法、薄膜のエッ
チング方法を、支持体等の模式的な一部断面図である図
２、及び、基板等の模式的な一部断面図である図３を参
照して説明する。
置、電界放出素子及び表示装置の製造方法、薄膜のエッ
チング方法を、支持体等の模式的な一部断面図である図
２、及び、基板等の模式的な一部断面図である図３を参
照して説明する。
【００９３】［工程−１００］先ず、支持体１０上にカ
ソード電極１１を形成する。具体的には、例えば、ガラ
ス基板から成る支持体１０上にレジスト材料から成るマ
スク層を形成する。マスク層は、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、Ｃｒ、Ａｌ、ＭｏあるいはＴａ
等から成る導電体層をスパッタ法にて全面に成膜する。
その後、マスク層並びにその上の導電体層を除去するこ
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１１は図２の紙面左右方
向に延びている。尚、このようなリフトオフ法に代え
て、カソード電極を構成する導電体層の成膜、リソグラ
フィ技術とドライエッチング技術に基づく導電体層のパ
ターニングによって、ストライプ状のカソード電極１１
を形成してもよい。
ソード電極１１を形成する。具体的には、例えば、ガラ
ス基板から成る支持体１０上にレジスト材料から成るマ
スク層を形成する。マスク層は、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、Ｃｒ、Ａｌ、ＭｏあるいはＴａ
等から成る導電体層をスパッタ法にて全面に成膜する。
その後、マスク層並びにその上の導電体層を除去するこ
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１１は図２の紙面左右方
向に延びている。尚、このようなリフトオフ法に代え
て、カソード電極を構成する導電体層の成膜、リソグラ
フィ技術とドライエッチング技術に基づく導電体層のパ
ターニングによって、ストライプ状のカソード電極１１
を形成してもよい。
【００９４】［工程−１１０］その後、スパッタ法にて
全面にニッケル（Ｎｉ）から成る平均厚さ１０ｎｍの薄
膜２０を形成した後、電子放出部を形成すべき薄膜２０
の部分を残すようなパターニングをリソグラフィ技術及
びエッチング技術に基づき行う。こうして、図２の
（Ａ）に示す構造を得ることができる。
全面にニッケル（Ｎｉ）から成る平均厚さ１０ｎｍの薄
膜２０を形成した後、電子放出部を形成すべき薄膜２０
の部分を残すようなパターニングをリソグラフィ技術及
びエッチング技術に基づき行う。こうして、図２の
（Ａ）に示す構造を得ることができる。
【００９５】［工程−１２０］その後、薄膜２０上に微
粒子２１を配置する。具体的には、平均粒径１０ｎｍの
コロイダルシリカをイソプロピルアルコールから成る溶
媒に分散させた溶液をスピンコート法にて全面に塗布し
た後、乾燥して溶媒を除去する。こうして、図２の
（Ｂ）に示す状態を得ることができる。溶液中の微粒子
の量によって、薄膜２０上の微粒子２１の配置密度を制
御することができる。尚、コロイダルシリカは、溶媒中
に分散してコロイド状となり、薄膜２０上に配置（塗
布）した後に、微粒子同士の凝集が生じ難く、分散性に
優れているため、コロイダルシリカは薄膜２０上で比較
的均一な密度で分散する。また、溶媒中での粒径の均一
性にも優れている。
粒子２１を配置する。具体的には、平均粒径１０ｎｍの
コロイダルシリカをイソプロピルアルコールから成る溶
媒に分散させた溶液をスピンコート法にて全面に塗布し
た後、乾燥して溶媒を除去する。こうして、図２の
（Ｂ）に示す状態を得ることができる。溶液中の微粒子
の量によって、薄膜２０上の微粒子２１の配置密度を制
御することができる。尚、コロイダルシリカは、溶媒中
に分散してコロイド状となり、薄膜２０上に配置（塗
布）した後に、微粒子同士の凝集が生じ難く、分散性に
優れているため、コロイダルシリカは薄膜２０上で比較
的均一な密度で分散する。また、溶媒中での粒径の均一
性にも優れている。
【００９６】［工程−１３０］その後、微粒子２１をエ
ッチング用マスクとして薄膜２０に対して異方性エッチ
ングを行い、微粒子２１の下に位置する薄膜２０を選択
的に残す。具体的には、イオン照射による物理的エッチ
ングとラジカルの化学反応による化学的エッチングの組
み合わされたエッチング法である以下の表１に例示する
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法にて、微粒子２１
をエッチング用マスクとして薄膜２０をエッチングして
微粒子２１の下に位置する薄膜２０を選択的に残す（図
２の（Ｃ）参照）。次いで、微粒子２１を除去し、残さ
れた薄膜２０から成る島状の電子放出部形成領域２２を
形成する。例えば、イソプロピルアルコールに支持体全
体を浸漬し、超音波洗浄を行うことによって、微粒子２
１を除去することができる。尚、表１に示す条件にあっ
ては、薄膜２０の法線方向における薄膜２０のエッチン
グ速度をＥＲ1、薄膜２０の法線方向における微粒子２
１のエッチング速度をＥＲ2としたとき、ＥＲ2≒０．１
ＥＲ1を満足している。
ッチング用マスクとして薄膜２０に対して異方性エッチ
ングを行い、微粒子２１の下に位置する薄膜２０を選択
的に残す。具体的には、イオン照射による物理的エッチ
ングとラジカルの化学反応による化学的エッチングの組
み合わされたエッチング法である以下の表１に例示する
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法にて、微粒子２１
をエッチング用マスクとして薄膜２０をエッチングして
微粒子２１の下に位置する薄膜２０を選択的に残す（図
２の（Ｃ）参照）。次いで、微粒子２１を除去し、残さ
れた薄膜２０から成る島状の電子放出部形成領域２２を
形成する。例えば、イソプロピルアルコールに支持体全
体を浸漬し、超音波洗浄を行うことによって、微粒子２
１を除去することができる。尚、表１に示す条件にあっ
ては、薄膜２０の法線方向における薄膜２０のエッチン
グ速度をＥＲ1、薄膜２０の法線方向における微粒子２
１のエッチング速度をＥＲ2としたとき、ＥＲ2≒０．１
ＥＲ1を満足している。
【００９７】［表１］
エッチング装置：平行平板ＲＩＥ装置
エッチングガス：Ｃｌ2＝１００ＳＣＣＭ
圧力 ：０．４Ｐａ
ＲＦパワー ：１〜２ｋＷ（１３．５６ＭＨｚ）
エッチング温度：４００〜５００゜Ｃ
【００９８】［工程−１４０］その後、マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法にて、選択的に電子放出部形成領域２２上
に結晶性を有するグラファイトから成る電子放出部１５
を形成する。電子放出部１５の形成条件を、以下の表２
に例示する。こうして、図２の（Ｄ）に示すように、電
界放出素子あるいは電子放出装置を得ることができる。
ズマＣＶＤ法にて、選択的に電子放出部形成領域２２上
に結晶性を有するグラファイトから成る電子放出部１５
を形成する。電子放出部１５の形成条件を、以下の表２
に例示する。こうして、図２の（Ｄ）に示すように、電
界放出素子あるいは電子放出装置を得ることができる。
【００９９】［表２］
原料ガス ：ＣＨ4／Ｈ2＝５０／５０sccm
圧力 ：２Ｐａ
マイクロ波パワー：３ｋＷ
支持体温度 ：４００゜Ｃ
プラズマ密度 ：１×１０12／ｃｍ3
電子温度 ：１０ｅＶ
イオン電流密度 ：２０ｍＡ／ｃｍ2
【０１００】［工程−１５０］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（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。
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（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。
【０１０１】得られた電子放出部１５を走査型電子顕微
鏡で観察したところ、電子放出部１５は、直径約１０ｎ
ｍ、先端部の曲率半径が平均約５ｎｍのカーボンナノチ
ューブから構成されており、電子放出部形成領域２２の
頂面からカーボンナノチューブが上方に向かって柱状に
延びていることが観察された。得られた表示装置からの
電子放出特性を評価したところ、表示装置全面からの電
子放出を確認できた。尚、この表示装置の閾値電位ΔＶ
thは、従来のスピント型電界放出素子を組み込んだ表示
装置における閾値電位ΔＶthの約５０％であった。
鏡で観察したところ、電子放出部１５は、直径約１０ｎ
ｍ、先端部の曲率半径が平均約５ｎｍのカーボンナノチ
ューブから構成されており、電子放出部形成領域２２の
頂面からカーボンナノチューブが上方に向かって柱状に
延びていることが観察された。得られた表示装置からの
電子放出特性を評価したところ、表示装置全面からの電
子放出を確認できた。尚、この表示装置の閾値電位ΔＶ
thは、従来のスピント型電界放出素子を組み込んだ表示
装置における閾値電位ΔＶthの約５０％であった。
【０１０２】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３を参照し
て説明する。
ドパネルＡＰの製造方法の一例を、以下、図３を参照し
て説明する。
【０１０３】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。
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。
【０１０４】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３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３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３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
３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（ストライプ形状を有する）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。
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３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３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３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
３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（ストライプ形状を有する）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。
【０１０５】尚、１画素を、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、電子放出部１５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
によって構成してもよい。この場合の１つの電子放出部
におけるカソード電極１１の模式的な斜視図を図４に示
す。このような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４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、配線１１Ａ、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４０に接続され
ている。また、アノード電極３３はアノード電極制御回
路４２に接続されている。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ればよ
い。場合によっては、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。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。
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、電子放出部１５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
によって構成してもよい。この場合の１つの電子放出部
におけるカソード電極１１の模式的な斜視図を図４に示
す。このような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４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、配線１１Ａ、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４０に接続され
ている。また、アノード電極３３はアノード電極制御回
路４２に接続されている。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ればよ
い。場合によっては、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。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。
【０１０６】このような構造の電界放出素子の製造にあ
たっては、［工程−１００］において、例えばシリコン
半導体基板から成る支持体１０上にカソード電極形成用
の導電体層を形成する。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、導電体層をパターニングすることによって、矩形形
状のカソード電極１１を支持体１０上に形成する。同時
に、カソード電極１１に接続された配線１１Ａ（図４参
照）を支持体１０上に形成する。その後、［工程−１１
０］〜［工程−１４０］を実行することで電界放出素子
を得ることができ、更に、［工程−１５０］を実行する
ことで表示装置を得ることができる。
たっては、［工程−１００］において、例えばシリコン
半導体基板から成る支持体１０上にカソード電極形成用
の導電体層を形成する。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、導電体層をパターニングすることによって、矩形形
状のカソード電極１１を支持体１０上に形成する。同時
に、カソード電極１１に接続された配線１１Ａ（図４参
照）を支持体１０上に形成する。その後、［工程−１１
０］〜［工程−１４０］を実行することで電界放出素子
を得ることができ、更に、［工程−１５０］を実行する
ことで表示装置を得ることができる。
【０１０７】（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、電子放出部形成領域２２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、電子放出部形成領域２２
の表面の金属酸化物（所謂、自然酸化膜）を除去する。
尚、電子放出部形成領域２２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。
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、電子放出部形成領域２２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、電子放出部形成領域２２
の表面の金属酸化物（所謂、自然酸化膜）を除去する。
尚、電子放出部形成領域２２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。
【０１０８】実施の形態２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１
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。
置、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。
【０１０９】［工程−２００］先ず、実施の形態１の
［工程−１００］〜［工程−１３０］と同様の工程を実
行する。
［工程−１００］〜［工程−１３０］と同様の工程を実
行する。
【０１１０】［工程−２１０］次に、電子放出部形成領
域２２の表面の金属酸化物（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、
露出した電子放出部形成領域２２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。
域２２の表面の金属酸化物（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、
露出した電子放出部形成領域２２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。
【０１１１】［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
【０１１２】［工程−２２０］その後、実施の形態１の
［工程−１４０］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−１５０］と同
様にして、表示装置の組み立てを行う。尚、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法にて、選択的に電子放出部形成領域２
２上に結晶性を有するグラファイトから成る電子放出部
１５を形成する。
［工程−１４０］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−１５０］と同
様にして、表示装置の組み立てを行う。尚、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法にて、選択的に電子放出部形成領域２
２上に結晶性を有するグラファイトから成る電子放出部
１５を形成する。
【０１１３】実施の形態２においては、電子放出部形成
領域２２の表面の金属酸化物（自然酸化膜）を除去した
後、かかる電子放出部形成領域２２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の形成が可能となる。
領域２２の表面の金属酸化物（自然酸化膜）を除去した
後、かかる電子放出部形成領域２２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の形成が可能となる。
【０１１４】（実施の形態３）実施の形態３は、本発明
の電子放出装置及びその製造方法、第２の態様に係る電
界放出素子及びその製造方法（第２Ａの製造方法）、第
２の態様に係る所謂３電極型の表示装置及びその製造方
法、並びに、本発明の薄膜にエッチング方法に関する。
尚、実施の形態３における電界放出素子は第１の構造を
有する。
の電子放出装置及びその製造方法、第２の態様に係る電
界放出素子及びその製造方法（第２Ａの製造方法）、第
２の態様に係る所謂３電極型の表示装置及びその製造方
法、並びに、本発明の薄膜にエッチング方法に関する。
尚、実施の形態３における電界放出素子は第１の構造を
有する。
【０１１５】実施の形態３の電界放出素子の模式的な一
部端面図を図８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Ａ
Ｐ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上に形成されたカ
ソード電極１１（導電体層に相当する）、カソード電極
１１上に形成された島状の電子放出部形成領域２２、電
子放出部形成領域２２上に形成された電子放出部１５、
及び、電子放出部１５の上方に配設され、開口部１４Ａ
を有するゲート電極１３を具備する。尚、ゲート電極１
３に設けられた開口部１４Ａを、便宜上、第１の開口部
１４Ａと呼ぶ。そして、支持体１０及びカソード電極１
１上に絶縁層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、第２の開口部１
４Ｂの底部に電子放出部１５が位置する。
部端面図を図８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Ａ
Ｐ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上に形成されたカ
ソード電極１１（導電体層に相当する）、カソード電極
１１上に形成された島状の電子放出部形成領域２２、電
子放出部形成領域２２上に形成された電子放出部１５、
及び、電子放出部１５の上方に配設され、開口部１４Ａ
を有するゲート電極１３を具備する。尚、ゲート電極１
３に設けられた開口部１４Ａを、便宜上、第１の開口部
１４Ａと呼ぶ。そして、支持体１０及びカソード電極１
１上に絶縁層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、第２の開口部１
４Ｂの底部に電子放出部１５が位置する。
【０１１６】表示装置は、上述のような電界放出素子が
有効領域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８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。また、スペーサの図示は
省略した。
有効領域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８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。また、スペーサの図示は
省略した。
【０１１７】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。但し、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。
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。但し、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。
【０１１８】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。
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。
【０１１９】以下、実施の形態３の電子放出装置の製造
方法、電界放出素子の製造方法（第２Ａ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７及び図８を参照して説明する。
方法、電界放出素子の製造方法（第２Ａ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７及び図８を参照して説明する。
【０１２０】［工程−３００］先ず、実施の形態１の
［工程−１００］〜［工程−１４０］と同様の工程を実
行することによって、カソード電極１１上に形成された
電子放出部形成領域２２上に結晶性を有するグラファイ
トから成る電子放出部１５をＣＶＤ法にて選択的に形成
することができる。尚、［工程−１１０］と同様の工程
においては、場合によっては薄膜２０のパターニングは
不要であり、あるいは又、カソード電極１１の全面に薄
膜２０を残すようなパターニングをリソグラフィ技術及
びエッチング技術に基づき行ってもよい。あるいは又、
［工程−１００］及び［工程−１１０］に代えて、以下
の工程を実行してもよい。即ち、ガラス基板から成る支
持体１０上にレジスト材料から成るマスク層を形成す
る。マスク層を、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、導電体層、薄膜をスパッタ法にて順次、全面に
成膜する。その後、マスク層並びにその上の薄膜及び導
電体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と薄膜２０の積層構造を得ることができる。
このような工程も、支持体上にカソード電極を形成する
工程、及び、カソード電極上に金属若しくは金属化合物
から成る薄膜を形成する工程に包含される。
［工程−１００］〜［工程−１４０］と同様の工程を実
行することによって、カソード電極１１上に形成された
電子放出部形成領域２２上に結晶性を有するグラファイ
トから成る電子放出部１５をＣＶＤ法にて選択的に形成
することができる。尚、［工程−１１０］と同様の工程
においては、場合によっては薄膜２０のパターニングは
不要であり、あるいは又、カソード電極１１の全面に薄
膜２０を残すようなパターニングをリソグラフィ技術及
びエッチング技術に基づき行ってもよい。あるいは又、
［工程−１００］及び［工程−１１０］に代えて、以下
の工程を実行してもよい。即ち、ガラス基板から成る支
持体１０上にレジスト材料から成るマスク層を形成す
る。マスク層を、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、導電体層、薄膜をスパッタ法にて順次、全面に
成膜する。その後、マスク層並びにその上の薄膜及び導
電体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と薄膜２０の積層構造を得ることができる。
このような工程も、支持体上にカソード電極を形成する
工程、及び、カソード電極上に金属若しくは金属化合物
から成る薄膜を形成する工程に包含される。
【０１２１】［工程−３１０］次に、全面に、具体的に
は、支持体１０、カソード電極１１及び電子放出部１５
上に絶縁層１２を形成する（図７の（Ａ）参照）。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
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、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導電材料層（カソード
電極１１を構成する材料と同じ材料である）をスパッタ
法にて形成した後、導電材料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、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レジスト材料層
を形成し、かかるレジスト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
７及び図８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、レジスト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３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１
４Ｂ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。
は、支持体１０、カソード電極１１及び電子放出部１５
上に絶縁層１２を形成する（図７の（Ａ）参照）。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
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、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導電材料層（カソード
電極１１を構成する材料と同じ材料である）をスパッタ
法にて形成した後、導電材料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、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レジスト材料層
を形成し、かかるレジスト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
７及び図８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、レジスト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３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１
４Ｂ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。
【０１２２】［工程−３２０］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に示す電界放出素子を完成することができる。
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、ある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。
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に示す電界放出素子を完成することができる。
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、ある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。
【０１２３】［工程−３３０］その後、実施の形態１の
［工程−１５０］と同様にして、表示装置の組み立てを
行う。
［工程−１５０］と同様にして、表示装置の組み立てを
行う。
【０１２４】得られた電子放出部１５を走査型電子顕微
鏡で観察したところ、電子放出部１５は、直径約１０ｎ
ｍ、先端部の曲率半径が平均約５ｎｍのカーボンナノチ
ューブから構成されており、電子放出部形成領域２２の
頂面からカーボンナノチューブが上方に向かって柱状に
延びていることが観察された。得られた表示装置からの
電子放出特性を評価したところ、表示装置全面からの電
子放出を確認できた。尚、この表示装置の閾値電位ΔＶ
thは、従来のスピント型電界放出素子を組み込んだ表示
装置における閾値電位ΔＶthの約５０％であった。
鏡で観察したところ、電子放出部１５は、直径約１０ｎ
ｍ、先端部の曲率半径が平均約５ｎｍのカーボンナノチ
ューブから構成されており、電子放出部形成領域２２の
頂面からカーボンナノチューブが上方に向かって柱状に
延びていることが観察された。得られた表示装置からの
電子放出特性を評価したところ、表示装置全面からの電
子放出を確認できた。尚、この表示装置の閾値電位ΔＶ
thは、従来のスピント型電界放出素子を組み込んだ表示
装置における閾値電位ΔＶthの約５０％であった。
【０１２５】尚、電子放出部形成領域２２及び電子放出
部１５は、第２の開口部１４Ｂの底部に位置するカソー
ド電極１１の表面に形成されていればよく、場合によっ
ては、第２の開口部１４Ｂの底部に位置するカソード電
極１１の部分から第２の開口部１４Ｂの底部以外の絶縁
層１２で被覆されたカソード電極１１の部分に延在する
ように形成されていてもよい。
部１５は、第２の開口部１４Ｂの底部に位置するカソー
ド電極１１の表面に形成されていればよく、場合によっ
ては、第２の開口部１４Ｂの底部に位置するカソード電
極１１の部分から第２の開口部１４Ｂの底部以外の絶縁
層１２で被覆されたカソード電極１１の部分に延在する
ように形成されていてもよい。
【０１２６】また、実施の形態２にて説明した電子放出
部形成領域２２の表面の金属酸化物（所謂、自然酸化
膜）を除去する方法を実施の形態３に適用することもで
きる。以下に説明する実施の形態においても同様であ
る。
部形成領域２２の表面の金属酸化物（所謂、自然酸化
膜）を除去する方法を実施の形態３に適用することもで
きる。以下に説明する実施の形態においても同様であ
る。
【０１２７】（実施の形態４）実施の形態４は、実施の
形態３の変形であり、第２Ｂの製造方法に関する。尚、
実施の形態４における電界放出素子も第１の構造を有す
る。
形態３の変形であり、第２Ｂの製造方法に関する。尚、
実施の形態４における電界放出素子も第１の構造を有す
る。
【０１２８】実施の形態４の表示装置は、実施の形態３
の表示装置と同じ構造を有しているので、詳細な説明は
省略する。以下、実施の形態４の電子放出装置の製造方
法、電界放出素子の製造方法（第２Ｂ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９及び図１０を参照して説明する。
の表示装置と同じ構造を有しているので、詳細な説明は
省略する。以下、実施の形態４の電子放出装置の製造方
法、電界放出素子の製造方法（第２Ｂ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９及び図１０を参照して説明する。
【０１２９】［工程−４００］先ず、実施の形態１の
［工程−１００］〜［工程−１１０］と同様の工程を実
行する。尚、［工程−１１０］と同様の工程において
は、場合によっては薄膜２０のパターニングは不要であ
り、あるいは又、カソード電極１１の全面に薄膜２０を
残すようなパターニングをリソグラフィ技術及びエッチ
ング技術に基づき行ってもよい。あるいは又、［工程−
１００］及び［工程−１１０］に代えて、以下の工程を
実行してもよい。即ち、ガラス基板から成る支持体１０
上にレジスト材料から成るマスク層を形成する。マスク
層を、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、導
電体層、薄膜をスパッタ法にて順次、全面に成膜する。
その後、マスク層並びにその上の薄膜及び導電体層を除
去することによって、ストライプ状のカソード電極１１
と薄膜２０の積層構造を得ることができる。このような
工程も、支持体上にカソード電極を形成する工程、及
び、カソード電極上に金属若しくは金属化合物から成る
薄膜を形成する工程に包含される。
［工程−１００］〜［工程−１１０］と同様の工程を実
行する。尚、［工程−１１０］と同様の工程において
は、場合によっては薄膜２０のパターニングは不要であ
り、あるいは又、カソード電極１１の全面に薄膜２０を
残すようなパターニングをリソグラフィ技術及びエッチ
ング技術に基づき行ってもよい。あるいは又、［工程−
１００］及び［工程−１１０］に代えて、以下の工程を
実行してもよい。即ち、ガラス基板から成る支持体１０
上にレジスト材料から成るマスク層を形成する。マスク
層を、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、導
電体層、薄膜をスパッタ法にて順次、全面に成膜する。
その後、マスク層並びにその上の薄膜及び導電体層を除
去することによって、ストライプ状のカソード電極１１
と薄膜２０の積層構造を得ることができる。このような
工程も、支持体上にカソード電極を形成する工程、及
び、カソード電極上に金属若しくは金属化合物から成る
薄膜を形成する工程に包含される。
【０１３０】［工程−４１０］次に、実施の形態３の
［工程−３１０］と同様にして、全面に絶縁層１２を形
成し、次いで、第１の開口部１４Ａを有するゲート電極
１３を形成し、更に、絶縁層１２に第２の開口部１４Ｂ
を形成して、第２の開口部１４Ｂの底部に薄膜２０を露
出させる（図９の（Ａ）参照）。
［工程−３１０］と同様にして、全面に絶縁層１２を形
成し、次いで、第１の開口部１４Ａを有するゲート電極
１３を形成し、更に、絶縁層１２に第２の開口部１４Ｂ
を形成して、第２の開口部１４Ｂの底部に薄膜２０を露
出させる（図９の（Ａ）参照）。
【０１３１】［工程−４２０］次いで、実施の形態１の
［工程−１２０］と同様にして、図９の（Ｂ）に示すよ
うに、薄膜２０上に微粒子２１を配置する。具体的に
は、全面に微粒子２１を配置する。
［工程−１２０］と同様にして、図９の（Ｂ）に示すよ
うに、薄膜２０上に微粒子２１を配置する。具体的に
は、全面に微粒子２１を配置する。
【０１３２】［工程−４３０］その後、実施の形態１の
［工程−１３０］と同様にして、微粒子２１をエッチン
グ用マスクとして薄膜２０に対して異方性エッチングを
行い、微粒子２１の下に位置する薄膜２０を選択的に残
す（図１０の（Ａ）参照）。次いで、微粒子２１を除去
し、以て、残された薄膜２０から成る島状の電子放出部
形成領域２２を形成する。
［工程−１３０］と同様にして、微粒子２１をエッチン
グ用マスクとして薄膜２０に対して異方性エッチングを
行い、微粒子２１の下に位置する薄膜２０を選択的に残
す（図１０の（Ａ）参照）。次いで、微粒子２１を除去
し、以て、残された薄膜２０から成る島状の電子放出部
形成領域２２を形成する。
【０１３３】［工程−４４０］次いで、実施の形態１の
［工程−１４０］と同様にして、ＣＶＤ法に基づき、選
択的に電子放出部形成領域２２上に結晶性を有するグラ
ファイトから成る電子放出部１５を形成する（図１０の
（Ｂ）参照）。
［工程−１４０］と同様にして、ＣＶＤ法に基づき、選
択的に電子放出部形成領域２２上に結晶性を有するグラ
ファイトから成る電子放出部１５を形成する（図１０の
（Ｂ）参照）。
【０１３４】［工程−４５０］その後、実施の形態３の
［工程−３２０］と同様の工程を実行し、次いで、実施
の形態１の［工程−１５０］と同様にして、表示装置の
組み立てを行う。
［工程−３２０］と同様の工程を実行し、次いで、実施
の形態１の［工程−１５０］と同様にして、表示装置の
組み立てを行う。
【０１３５】（実施の形態５）実施の形態５も、実施の
形態３の変形であり、第２Ｃの製造方法に関する。尚、
実施の形態５における電界放出素子も第１の構造を有す
る。
形態３の変形であり、第２Ｃの製造方法に関する。尚、
実施の形態５における電界放出素子も第１の構造を有す
る。
【０１３６】実施の形態５の表示装置は、実施の形態３
の表示装置と同じ構造を有しているので、詳細な説明は
省略する。以下、実施の形態５の電子放出装置の製造方
法、電界放出素子の製造方法（第２Ｃ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１１及び図１２を参照して説明する。
の表示装置と同じ構造を有しているので、詳細な説明は
省略する。以下、実施の形態５の電子放出装置の製造方
法、電界放出素子の製造方法（第２Ｃ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１１及び図１２を参照して説明する。
【０１３７】［工程−５００］先ず、実施の形態１の
［工程−１００］〜［工程−１１０］と同様の工程を実
行する。尚、［工程−１１０］と同様の工程において
は、場合によっては薄膜２０のパターニングは不要であ
り、あるいは又、カソード電極１１の全面に薄膜２０を
残すようなパターニングをリソグラフィ技術及びエッチ
ング技術に基づき行ってもよい。あるいは又、［工程−
１００］及び［工程−１１０］に代えて、以下の工程を
実行してもよい。即ち、ガラス基板から成る支持体１０
上にレジスト材料から成るマスク層を形成する。マスク
層を、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、導
電体層、薄膜をスパッタ法にて順次、全面に成膜する。
その後、マスク層並びにその上の薄膜及び導電体層を除
去することによって、ストライプ状のカソード電極１１
と薄膜２０の積層構造を得ることができる。このような
工程も、支持体上にカソード電極を形成する工程、及
び、カソード電極上に金属若しくは金属化合物から成る
薄膜を形成する工程に包含される。
［工程−１００］〜［工程−１１０］と同様の工程を実
行する。尚、［工程−１１０］と同様の工程において
は、場合によっては薄膜２０のパターニングは不要であ
り、あるいは又、カソード電極１１の全面に薄膜２０を
残すようなパターニングをリソグラフィ技術及びエッチ
ング技術に基づき行ってもよい。あるいは又、［工程−
１００］及び［工程−１１０］に代えて、以下の工程を
実行してもよい。即ち、ガラス基板から成る支持体１０
上にレジスト材料から成るマスク層を形成する。マスク
層を、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、導
電体層、薄膜をスパッタ法にて順次、全面に成膜する。
その後、マスク層並びにその上の薄膜及び導電体層を除
去することによって、ストライプ状のカソード電極１１
と薄膜２０の積層構造を得ることができる。このような
工程も、支持体上にカソード電極を形成する工程、及
び、カソード電極上に金属若しくは金属化合物から成る
薄膜を形成する工程に包含される。
【０１３８】［工程−５１０］次いで、実施の形態１の
［工程−１２０］と同様にして、薄膜２０上に微粒子２
１を配置する。具体的には、全面に微粒子２１を配置す
る。その後、実施の形態１の［工程−１３０］と同様に
して、微粒子２１をエッチング用マスクとして薄膜２０
に対して異方性エッチングを行い、微粒子２１の下に位
置する薄膜２０を選択的に残した後、微粒子２１を除去
し、以て、残された薄膜２０から成る島状の電子放出部
形成領域２２を形成する（図１１の（Ａ）参照）。
［工程−１２０］と同様にして、薄膜２０上に微粒子２
１を配置する。具体的には、全面に微粒子２１を配置す
る。その後、実施の形態１の［工程−１３０］と同様に
して、微粒子２１をエッチング用マスクとして薄膜２０
に対して異方性エッチングを行い、微粒子２１の下に位
置する薄膜２０を選択的に残した後、微粒子２１を除去
し、以て、残された薄膜２０から成る島状の電子放出部
形成領域２２を形成する（図１１の（Ａ）参照）。
【０１３９】［工程−５２０］次に、実施の形態３の
［工程−３１０］と同様にして、全面に絶縁層１２を形
成し（図１１の（Ｂ）参照）、次いで、第１の開口部１
４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更に、絶縁層１
２に第２の開口部１４Ｂを形成して、第２の開口部１４
Ｂの底部にカソード電極１１及び電子放出部形成領域２
２を露出させる（図１２の（Ａ）参照）。
［工程−３１０］と同様にして、全面に絶縁層１２を形
成し（図１１の（Ｂ）参照）、次いで、第１の開口部１
４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更に、絶縁層１
２に第２の開口部１４Ｂを形成して、第２の開口部１４
Ｂの底部にカソード電極１１及び電子放出部形成領域２
２を露出させる（図１２の（Ａ）参照）。
【０１４０】［工程−５３０］次いで、実施の形態１の
［工程−１４０］と同様にして、ＣＶＤ法に基づき、選
択的に電子放出部形成領域２２上に結晶性を有するグラ
ファイトから成る電子放出部１５を形成する（図１２の
（Ｂ）参照）。
［工程−１４０］と同様にして、ＣＶＤ法に基づき、選
択的に電子放出部形成領域２２上に結晶性を有するグラ
ファイトから成る電子放出部１５を形成する（図１２の
（Ｂ）参照）。
【０１４１】［工程−５４０］その後、実施の形態３の
［工程−３２０］と同様の工程を実行し、次いで、実施
の形態１の［工程−１５０］と同様にして、表示装置の
組み立てを行う。
［工程−３２０］と同様の工程を実行し、次いで、実施
の形態１の［工程−１５０］と同様にして、表示装置の
組み立てを行う。
【０１４２】（実施の形態６）実施の形態６も、実施の
形態３の変形であり、第２Ｄの製造方法に関する。尚、
実施の形態６における電界放出素子も第１の構造を有す
る。
形態３の変形であり、第２Ｄの製造方法に関する。尚、
実施の形態６における電界放出素子も第１の構造を有す
る。
【０１４３】実施の形態６の表示装置は、実施の形態３
の表示装置と同じ構造を有しているので、詳細な説明は
省略する。以下、実施の形態６の電子放出装置の製造方
法、電界放出素子の製造方法（第２Ｄ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１３〜図１５を参照して説明する。
の表示装置と同じ構造を有しているので、詳細な説明は
省略する。以下、実施の形態６の電子放出装置の製造方
法、電界放出素子の製造方法（第２Ｄ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１３〜図１５を参照して説明する。
【０１４４】［工程−６００］先ず、実施の形態１の
［工程−１００］と同様にして、支持体上１０にカソー
ド電極１１を形成する。
［工程−１００］と同様にして、支持体上１０にカソー
ド電極１１を形成する。
【０１４５】［工程−６１０］次いで、実施の形態３の
［工程−３１０］と同様にして、全面に絶縁層１２を形
成した後、第１の開口部１４Ａを有するゲート電極１３
を形成し、更に、絶縁層１２に第２の開口部１４Ｂを形
成して、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１３の（Ａ）参照）。
［工程−３１０］と同様にして、全面に絶縁層１２を形
成した後、第１の開口部１４Ａを有するゲート電極１３
を形成し、更に、絶縁層１２に第２の開口部１４Ｂを形
成して、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１３の（Ａ）参照）。
【０１４６】［工程−６２０］その後、第２の開口部１
４Ｂの底部に露出したカソード電極１１上に、実施の形
態１の［工程−１１０］と同様にして薄膜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材料か
ら成るマスク層１６を形成する（図１３の（Ｂ）参
照）。具体的には、開口部１４Ａ，１４Ｂ内を含む全面
にスピンコート法にてマスク層を成膜した後、リソグラ
フィ技術に基づき、第２の開口部１４Ｂの底部の中央部
に位置するマスク層に孔部を形成することによって、マ
スク層１６を得ることができる。実施の形態６におい
て、マスク層１６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１４Ａ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、以降の工程
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の部分の表面に薄膜２０を形成するが、カ
ソード電極１１とゲート電極１３とが薄膜２０の形成に
よって短絡することを確実に防止し得る。そして、実施
の形態１の［工程−１１０］と同様にして薄膜２０を形
成した後、マスク層１６を除去する（図１４の（Ａ）参
照）。
４Ｂの底部に露出したカソード電極１１上に、実施の形
態１の［工程−１１０］と同様にして薄膜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材料か
ら成るマスク層１６を形成する（図１３の（Ｂ）参
照）。具体的には、開口部１４Ａ，１４Ｂ内を含む全面
にスピンコート法にてマスク層を成膜した後、リソグラ
フィ技術に基づき、第２の開口部１４Ｂの底部の中央部
に位置するマスク層に孔部を形成することによって、マ
スク層１６を得ることができる。実施の形態６におい
て、マスク層１６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１４Ａ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、以降の工程
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の部分の表面に薄膜２０を形成するが、カ
ソード電極１１とゲート電極１３とが薄膜２０の形成に
よって短絡することを確実に防止し得る。そして、実施
の形態１の［工程−１１０］と同様にして薄膜２０を形
成した後、マスク層１６を除去する（図１４の（Ａ）参
照）。
【０１４７】［工程−６３０］次に、実施の形態１の
［工程−１２０］と同様にして、露出した薄膜２０上に
微粒子２１を配置する。具体的には、全面に微粒子２１
を配置する。その後、実施の形態１の［工程−１３０］
と同様にして、微粒子２１をエッチング用マスクとして
薄膜２０に対して異方性エッチングを行い、微粒子２１
の下に位置する薄膜２０を選択的に残した後、微粒子２
１を除去し、以て、残された薄膜２０から成る島状の電
子放出部形成領域２２を形成する（図１４の（Ｂ）参
照）。
［工程−１２０］と同様にして、露出した薄膜２０上に
微粒子２１を配置する。具体的には、全面に微粒子２１
を配置する。その後、実施の形態１の［工程−１３０］
と同様にして、微粒子２１をエッチング用マスクとして
薄膜２０に対して異方性エッチングを行い、微粒子２１
の下に位置する薄膜２０を選択的に残した後、微粒子２
１を除去し、以て、残された薄膜２０から成る島状の電
子放出部形成領域２２を形成する（図１４の（Ｂ）参
照）。
【０１４８】［工程−６４０］次いで、実施の形態１の
［工程−１４０］と同様にして、ＣＶＤ法に基づき、選
択的に電子放出部形成領域２２上に結晶性を有するグラ
ファイトから成る電子放出部１５を形成する（図１５参
照）。
［工程−１４０］と同様にして、ＣＶＤ法に基づき、選
択的に電子放出部形成領域２２上に結晶性を有するグラ
ファイトから成る電子放出部１５を形成する（図１５参
照）。
【０１４９】［工程−６５０］その後、実施の形態３の
［工程−３２０］と同様の工程を実行し、次いで、実施
の形態１の［工程−１５０］と同様にして、表示装置の
組み立てを行う。
［工程−３２０］と同様の工程を実行し、次いで、実施
の形態１の［工程−１５０］と同様にして、表示装置の
組み立てを行う。
【０１５０】（実施の形態７）実施の形態７も、実施の
形態３の変形である。実施の形態７における電界放出素
子は第２の構造を有する。即ち、実施の形態７の電界放
出素子は、支持体１０上に配設された絶縁材料から成る
帯状のゲート電極支持部１１２、支持体１０上に形成さ
れたカソード電極１１、複数の開口部１１４が形成され
た帯状材料１１３Ａから成るゲート電極１１３、カソー
ド電極１１上に形成された島状の電子放出部形成領域２
２、及び、電子放出部形成領域２２上に形成された電子
放出部１５から成る。電子放出部１５は、電子放出部形
成領域２２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）から構成されてい
る。そして、ゲート電極支持部１１２の頂面に接するよ
うに、且つ、電子放出部１５の上方に開口部１１４が位
置するように帯状材料１１３Ａが張架されている。電子
放出装置は、導電体層（実施の形態７においても、具体
的には、カソード電極１１）上に形成された形成された
島状の電子放出部形成領域２２、及び、電子放出部形成
領域２２上に形成された電子放出部から成る。
形態３の変形である。実施の形態７における電界放出素
子は第２の構造を有する。即ち、実施の形態７の電界放
出素子は、支持体１０上に配設された絶縁材料から成る
帯状のゲート電極支持部１１２、支持体１０上に形成さ
れたカソード電極１１、複数の開口部１１４が形成され
た帯状材料１１３Ａから成るゲート電極１１３、カソー
ド電極１１上に形成された島状の電子放出部形成領域２
２、及び、電子放出部形成領域２２上に形成された電子
放出部１５から成る。電子放出部１５は、電子放出部形
成領域２２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）から構成されてい
る。そして、ゲート電極支持部１１２の頂面に接するよ
うに、且つ、電子放出部１５の上方に開口部１１４が位
置するように帯状材料１１３Ａが張架されている。電子
放出装置は、導電体層（実施の形態７においても、具体
的には、カソード電極１１）上に形成された形成された
島状の電子放出部形成領域２２、及び、電子放出部形成
領域２２上に形成された電子放出部から成る。
【０１５１】帯状材料１１３Ａは、ゲート電極支持部１
１２の頂面に、熱硬化性接着剤（例えばエポキシ系接着
剤）にて固定されている。実施の形態７の電界放出素子
の模式的な一部断面図を図１６の（Ａ）に示し、カソー
ド電極１１、帯状材料１１３Ａ及びゲート電極１１３、
並びに、ゲート電極支持部１１２の模式的な配置図を図
１６の（Ｂ）に示す。
１２の頂面に、熱硬化性接着剤（例えばエポキシ系接着
剤）にて固定されている。実施の形態７の電界放出素子
の模式的な一部断面図を図１６の（Ａ）に示し、カソー
ド電極１１、帯状材料１１３Ａ及びゲート電極１１３、
並びに、ゲート電極支持部１１２の模式的な配置図を図
１６の（Ｂ）に示す。
【０１５２】以下、実施の形態７の電界放出素子の製造
方法（第２Ｅの製造方法）の一例を説明する。
方法（第２Ｅの製造方法）の一例を説明する。
【０１５３】［工程−７００］先ず、支持体１０上に帯
状のゲート電極支持部１１２を、例えば、サンドブラス
ト法に基づき形成する。あるいは又、ゲート電極支持部
１１２を、例えば、ＣＶＤ法とエッチング法の組合せに
基づき形成してもよい。
状のゲート電極支持部１１２を、例えば、サンドブラス
ト法に基づき形成する。あるいは又、ゲート電極支持部
１１２を、例えば、ＣＶＤ法とエッチング法の組合せに
基づき形成してもよい。
【０１５４】［工程−７１０］その後、実施の形態１の
［工程−１００］と同様にして、支持体１０上にカソー
ド電極１１を形成し、更に、実施の形態１の［工程−１
１０］と同様にして、カソード電極１１上に薄膜２０を
形成し、実施の形態１の［工程−１２０］と同様にし
て、薄膜２０上に微粒子２１を配置し、実施の形態１の
［工程−１３０］と同様にして、微粒子２１をエッチン
グ用マスクとして薄膜２０に対して異方性エッチングを
行い、微粒子２１の下に位置する薄膜２０を選択的に残
し、次いで、微粒子２１を除去し、以て、残された薄膜
２０から成る島状の電子放出部形成領域２２を形成し、
更に、実施の形態１の［工程−１４０］と同様にして、
ＣＶＤ法に基づき、選択的に電子放出部形成領域２２上
に結晶性を有するグラファイトから成る電子放出部１５
を形成する。
［工程−１００］と同様にして、支持体１０上にカソー
ド電極１１を形成し、更に、実施の形態１の［工程−１
１０］と同様にして、カソード電極１１上に薄膜２０を
形成し、実施の形態１の［工程−１２０］と同様にし
て、薄膜２０上に微粒子２１を配置し、実施の形態１の
［工程−１３０］と同様にして、微粒子２１をエッチン
グ用マスクとして薄膜２０に対して異方性エッチングを
行い、微粒子２１の下に位置する薄膜２０を選択的に残
し、次いで、微粒子２１を除去し、以て、残された薄膜
２０から成る島状の電子放出部形成領域２２を形成し、
更に、実施の形態１の［工程−１４０］と同様にして、
ＣＶＤ法に基づき、選択的に電子放出部形成領域２２上
に結晶性を有するグラファイトから成る電子放出部１５
を形成する。
【０１５５】［工程−７２０］その後、複数の開口部１
１４が形成されたストライプ状の帯状材料１１３Ａを、
複数の開口部１１４が電子放出部１５の上方に位置する
ように、ゲート電極支持部１１２によって支持された状
態に配設し、以て、ストライプ状の帯状材料１１３Ａか
ら構成され、複数の開口部１１４を有するゲート電極１
１３を電子放出部１５の上方に位置させる。ストライプ
状の帯状材料１１３Ａを、ゲート電極支持部１１２の頂
面に、熱硬化性接着剤（例えばエポキシ系接着剤）にて
固定することができる。尚、ストライプ状のカソード電
極１１の射影像と、ストライプ状の帯状材料１１３Ａの
射影像は、直交する。
１４が形成されたストライプ状の帯状材料１１３Ａを、
複数の開口部１１４が電子放出部１５の上方に位置する
ように、ゲート電極支持部１１２によって支持された状
態に配設し、以て、ストライプ状の帯状材料１１３Ａか
ら構成され、複数の開口部１１４を有するゲート電極１
１３を電子放出部１５の上方に位置させる。ストライプ
状の帯状材料１１３Ａを、ゲート電極支持部１１２の頂
面に、熱硬化性接着剤（例えばエポキシ系接着剤）にて
固定することができる。尚、ストライプ状のカソード電
極１１の射影像と、ストライプ状の帯状材料１１３Ａの
射影像は、直交する。
【０１５６】尚、図１７に、支持体１０の端部近傍の模
式的な一部断面図を示すように、ストライプ状の帯状材
料１１３Ａの両端部が、支持体１０の周辺部に固定され
ている構造とすることもできる。より具体的には、例え
ば、支持体１０の周辺部に突起部１１７を予め形成して
おき、この突起部１１７の頂面に帯状材料１１３Ａを構
成する材料と同じ材料の薄層１１８を形成しておく。そ
して、ストライプ状の帯状材料１１３Ａを張架した状態
で、かかる薄層１１８に、例えばレーザを用いて溶接す
る。尚、突起部１１７は、例えば、ゲート電極支持部の
形成と同時に形成することができる。
式的な一部断面図を示すように、ストライプ状の帯状材
料１１３Ａの両端部が、支持体１０の周辺部に固定され
ている構造とすることもできる。より具体的には、例え
ば、支持体１０の周辺部に突起部１１７を予め形成して
おき、この突起部１１７の頂面に帯状材料１１３Ａを構
成する材料と同じ材料の薄層１１８を形成しておく。そ
して、ストライプ状の帯状材料１１３Ａを張架した状態
で、かかる薄層１１８に、例えばレーザを用いて溶接す
る。尚、突起部１１７は、例えば、ゲート電極支持部の
形成と同時に形成することができる。
【０１５７】実施の形態７の電界放出素子における開口
部１１４の平面形状は円形に限定されない。帯状材料１
１３Ａに設けられた開口部１１４の形状の変形例を図１
８の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に例示する。
部１１４の平面形状は円形に限定されない。帯状材料１
１３Ａに設けられた開口部１１４の形状の変形例を図１
８の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に例示する。
【０１５８】また、実施の形態７において、［工程−７
１０］を実行した後、［工程−７００］を実行してもよ
い。
１０］を実行した後、［工程−７００］を実行してもよ
い。
【０１５９】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。
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。
【０１６０】電界放出素子においては、専ら１つの開口
部に１つの電子放出部が対応する形態を説明したが、電
界放出素子の構造に依っては、１つの開口部に複数の電
子放出部が対応した形態、あるいは、複数の開口部に１
つの電子放出部が対応する形態とすることもできる。あ
るいは又、ゲート電極に複数の第１の開口部を設け、絶
縁層にかかる複数の第１の開口部に連通した１つの第２
の開口部を設け、１又は複数の電子放出部を設ける形態
とすることもできる。
部に１つの電子放出部が対応する形態を説明したが、電
界放出素子の構造に依っては、１つの開口部に複数の電
子放出部が対応した形態、あるいは、複数の開口部に１
つの電子放出部が対応する形態とすることもできる。あ
るいは又、ゲート電極に複数の第１の開口部を設け、絶
縁層にかかる複数の第１の開口部に連通した１つの第２
の開口部を設け、１又は複数の電子放出部を設ける形態
とすることもできる。
【０１６１】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、ＣＶＤ法や電解メッキ
法にて形成することもできる。例えば、ニッケル（Ｎ
ｉ）から成る薄膜を電解メッキ法に基づき形成するため
の条件を以下の表４に例示する。尚、陽極としてニッケ
ル板を用いる。また、鉄（Ｆｅ）から成る薄膜を形成す
るためには、以下の表５に例示する条件の電解メッキを
行えばよい。尚、陽極として鉄板を用いる。更には、コ
バルト（Ｃｏ）から成る薄膜を形成するためには、以下
の表６に例示する条件の電気メッキを行えばよい。尚、
陽極としてコバルト板を用いる。
ッタ法にて形成したが、その他、ＣＶＤ法や電解メッキ
法にて形成することもできる。例えば、ニッケル（Ｎ
ｉ）から成る薄膜を電解メッキ法に基づき形成するため
の条件を以下の表４に例示する。尚、陽極としてニッケ
ル板を用いる。また、鉄（Ｆｅ）から成る薄膜を形成す
るためには、以下の表５に例示する条件の電解メッキを
行えばよい。尚、陽極として鉄板を用いる。更には、コ
バルト（Ｃｏ）から成る薄膜を形成するためには、以下
の表６に例示する条件の電気メッキを行えばよい。尚、
陽極としてコバルト板を用いる。
【０１６２】
［表４］
メッキ浴組成：塩化アンモニウム １重量％
ホウ酸 ２重量％
硫酸ニッケル ４重量％
ドデシル硫酸ナトリウム ０．１重量％
メッキ浴温度：５０゜Ｃ
印加電流 ：陽極／ゲート電極間 ２５ｍＡ／ｄｍ2
：ゲート電極／カソード電極間 ０．５ｍＡ／ｄｍ2
【０１６３】
［表５］
メッキ浴組成：塩化アンモニウム １重量％
ホウ酸 ２重量％
硫酸鉄 ４重量％
ドデシル硫酸ナトリウム ０．１重量％
メッキ浴温度：５０゜Ｃ
印加電流 ：陽極／ゲート電極間 ２５ｍＡ／ｄｍ2
：ゲート電極／カソード電極間 ０．５ｍＡ／ｄｍ2
【０１６４】
［表６］
メッキ浴組成：塩化アンモニウム １重量％
ホウ酸 ２重量％
硫酸コバルト ４重量％
ドデシル硫酸ナトリウム ０．１重量％
メッキ浴温度：５０゜Ｃ
印加電流 ：陽極／ゲート電極間 ２５ｍＡ／ｄｍ2
：ゲート電極／カソード電極間 ０．５ｍＡ／ｄｍ2
【０１６５】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１９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３にあっては、［工程−３１０］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の絶縁層６２を形成し、次いで、第２の絶縁層
６２上にパターニングされた収束電極６３を形成した
後、収束電極６３、第２の絶縁層６２に第３の開口部６
４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。尚、収束電極のパターニングに依存し
て、１又は複数の電子放出部、あるいは、１又は複数の
画素に対応する収束電極ユニットが集合した形式の収束
電極とすることもでき、あるいは又、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収束電極とするこ
ともできる。
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１９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３にあっては、［工程−３１０］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の絶縁層６２を形成し、次いで、第２の絶縁層
６２上にパターニングされた収束電極６３を形成した
後、収束電極６３、第２の絶縁層６２に第３の開口部６
４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。尚、収束電極のパターニングに依存し
て、１又は複数の電子放出部、あるいは、１又は複数の
画素に対応する収束電極ユニットが集合した形式の収束
電極とすることもでき、あるいは又、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収束電極とするこ
ともできる。
【０１６６】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。
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。
【０１６７】ゲート電極を、有効領域を１枚のシート状
の導電材料（開口部を有する）で被覆した形式のゲート
電極とすることもできる。この場合には、カソード電極
を、矩形形状を有する実施の形態１の変形例にて説明し
たと同様の構造としておく。そして、ゲート電極に正の
電圧（例えば１６０ボルト）を印加する。更には、各画
素を構成するカソード電極とカソード電極制御回路との
間に、例えば、ＴＦＴから成るスイッチング素子を設
け、かかるスイッチング素子の作動によって、各画素を
構成するカソード電極への印加状態を制御し、画素の発
光状態を制御する。
の導電材料（開口部を有する）で被覆した形式のゲート
電極とすることもできる。この場合には、カソード電極
を、矩形形状を有する実施の形態１の変形例にて説明し
たと同様の構造としておく。そして、ゲート電極に正の
電圧（例えば１６０ボルト）を印加する。更には、各画
素を構成するカソード電極とカソード電極制御回路との
間に、例えば、ＴＦＴから成るスイッチング素子を設
け、かかるスイッチング素子の作動によって、各画素を
構成するカソード電極への印加状態を制御し、画素の発
光状態を制御する。
【０１６８】あるいは又、カソード電極を、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カソード電
極とすることもできる。この場合には、１枚のシート状
の導電材料の所定の部分に、電界放出素子から成り、各
画素を構成する電子放出領域を形成しておく。そして、
カソード電極に電圧（例えば０ボルト）を印加する。更
には、各画素を構成する矩形形状のゲート電極とゲート
電極制御回路との間に、例えば、ＴＦＴから成るスイッ
チング素子を設け、かかるスイッチング素子の作動によ
って、各画素を構成する電子放出部への電界の加わる状
態を制御し、画素の発光状態を制御する。
１枚のシート状の導電材料で被覆した形式のカソード電
極とすることもできる。この場合には、１枚のシート状
の導電材料の所定の部分に、電界放出素子から成り、各
画素を構成する電子放出領域を形成しておく。そして、
カソード電極に電圧（例えば０ボルト）を印加する。更
には、各画素を構成する矩形形状のゲート電極とゲート
電極制御回路との間に、例えば、ＴＦＴから成るスイッ
チング素子を設け、かかるスイッチング素子の作動によ
って、各画素を構成する電子放出部への電界の加わる状
態を制御し、画素の発光状態を制御する。
【０１６９】
【発明の効果】本発明の電子放出装置及びその製造方
法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並び
に、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法にお
いては、微粒子の径を適切に選択することによって、微
細な電子放出部形成領域を得ることができる結果、電子
を放出する部分である先端部が先鋭化された電子放出部
を得ることができる。それ故、電子放出部からの電子放
出の効率が向上し、また、閾値電位ΔＶthの低減を図る
ことができ、ちらつきを抑えた画像表示の安定した、且
つ、低消費電力の冷陰極電界電子放出表示装置を提供す
ることができる。しかも、電子放出部が結晶性を有する
グラファイトから構成されているので、低閾値電位ΔＶ
thを達成することができる。
法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並び
に、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法にお
いては、微粒子の径を適切に選択することによって、微
細な電子放出部形成領域を得ることができる結果、電子
を放出する部分である先端部が先鋭化された電子放出部
を得ることができる。それ故、電子放出部からの電子放
出の効率が向上し、また、閾値電位ΔＶthの低減を図る
ことができ、ちらつきを抑えた画像表示の安定した、且
つ、低消費電力の冷陰極電界電子放出表示装置を提供す
ることができる。しかも、電子放出部が結晶性を有する
グラファイトから構成されているので、低閾値電位ΔＶ
thを達成することができる。
【０１７０】また、微粒子の径と概ね等しい径を有する
電子放出部を形成することができるので、微粒子を変更
することで、容易に所望の径を有する電子放出部を形成
することができる。更には、溶媒中に微粒子を分散させ
ておけば、溶媒中の微粒子の量を変更することによっ
て、電子放出部形成領域の密度、ひいては、電子放出部
の密度を所望の密度に容易に制御することができ、電子
放出部の電子放出領域における密度を容易に最適化する
ことができる。加えて、Ｘ線リソグラフィ技術や電子線
リソグラフィ技術等、あるいは、半導体製造プロセスを
用いる必要がなく、簡便でしかも安価な装置で微細な電
子放出部、あるいは、かかる電子放出部を有する電界放
出素子を具備した冷陰極電界電子放出表示装置を安価に
形成することができる。
電子放出部を形成することができるので、微粒子を変更
することで、容易に所望の径を有する電子放出部を形成
することができる。更には、溶媒中に微粒子を分散させ
ておけば、溶媒中の微粒子の量を変更することによっ
て、電子放出部形成領域の密度、ひいては、電子放出部
の密度を所望の密度に容易に制御することができ、電子
放出部の電子放出領域における密度を容易に最適化する
ことができる。加えて、Ｘ線リソグラフィ技術や電子線
リソグラフィ技術等、あるいは、半導体製造プロセスを
用いる必要がなく、簡便でしかも安価な装置で微細な電
子放出部、あるいは、かかる電子放出部を有する電界放
出素子を具備した冷陰極電界電子放出表示装置を安価に
形成することができる。
【０１７１】また、本発明の薄膜のエッチング方法によ
れば、微粒子の径を適切に選択することによって、現在
のフォトリソグラフィ技術の限界以下の微細な領域を薄
膜に形成することができる。更には、溶媒中に微粒子を
分散させておけば、溶媒中の微粒子の量を変更すること
によって、エッチングされて残された薄膜の密度を所望
の密度に容易に制御することができる。
れば、微粒子の径を適切に選択することによって、現在
のフォトリソグラフィ技術の限界以下の微細な領域を薄
膜に形成することができる。更には、溶媒中に微粒子を
分散させておけば、溶媒中の微粒子の量を変更すること
によって、エッチングされて残された薄膜の密度を所望
の密度に容易に制御することができる。
【図１】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断面図である。
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。
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】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。
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４】発明の実施の形態１の冷陰極電界電子放出表示
装置の変形例における１つの電子放出部の模式的な斜視
図である。
装置の変形例における１つの電子放出部の模式的な斜視
図である。
【図５】発明の実施の形態３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。
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３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。
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３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
一部端面図である。
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８】図７に引き続き、発明の実施の形態３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端面図である。
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端面図である。
【図９】発明の実施の形態４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
一部端面図である。
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４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端面図である。
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端面図である。
【図１１】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。
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５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端面図である。
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端面図である。
【図１３】発明の実施の形態６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
な一部端面図である。
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１４】図１３に引き続き、発明の実施の形態６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端面図である。
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端面図である。
【図１５】図１４に引き続き、発明の実施の形態６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端面図である。
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端面図である。
【図１６】発明の実施の形態７における冷陰極電界電子
放出素子の模式的な一部断面図、及び、ゲート電極等の
模式的な配置図である。
放出素子の模式的な一部断面図、及び、ゲート電極等の
模式的な配置図である。
【図１７】発明の実施の形態７の変形例における冷陰極
電界電子放出素子の模式的な一部断面図である。
電界電子放出素子の模式的な一部断面図である。
【図１８】発明の実施の形態７におけるゲート電極の有
する複数の開口部を示す模式的な平面図である。
する複数の開口部を示す模式的な平面図である。
【図１９】発明の実施の形態３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。
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２０】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。
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２１】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。
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２２】図２１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。
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。
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、１１２・・・ゲート電極支持部、１３，
１１３・・・ゲート電極、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１１
４・・・開口部、１５・・・電子放出部、１６・・・マ
スク層、２０・・・薄膜、２１・・・微粒子、２２・・
・電子放出部形成領域、３０・・・基板、３１，３１
Ｒ，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
ル、１０・・・支持体、１１・・・カソード電極、１２
・・・絶縁層、１１２・・・ゲート電極支持部、１３，
１１３・・・ゲート電極、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１１
４・・・開口部、１５・・・電子放出部、１６・・・マ
スク層、２０・・・薄膜、２１・・・微粒子、２２・・
・電子放出部形成領域、３０・・・基板、３１，３１
Ｒ，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
Claims (37)
- 【請求項１】（Ａ）導電体層上に、金属若しくは金属化
合物から成る薄膜を形成する工程と、 （Ｂ）薄膜上に微粒子を配置する工程と、 （Ｃ）該微粒子をエッチング用マスクとして薄膜に対し
て異方性エッチングを行い、微粒子の下に位置する薄膜
を選択的に残し、次いで、微粒子を除去し、以て、残さ
れた薄膜から成る島状の電子放出部形成領域を形成する
工程と、 （Ｄ）化学的気相成長法に基づき、選択的に電子放出部
形成領域上に結晶性を有するグラファイトから成る電子
放出部を形成する工程、を具備することを特徴とする電
子放出装置の製造方法。 - 【請求項２】微粒子の平均直径は１×１０-9ｍ乃至１×
１０-7ｍであり、薄膜の平均厚さは１×１０-8ｍ乃至５
×１０-7ｍであり、薄膜の法線方向における薄膜のエッ
チング速度をＥＲ1、薄膜の法線方向における微粒子の
エッチング速度をＥＲ2としたとき、ＥＲ2≦０．１ＥＲ
1を満足す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】薄膜上への微粒子の配置を、微粒子を分散
させた溶媒を薄膜上に塗布した後、溶媒を除去する方法
にて行う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】薄膜を、化学的気相成長法、物理的気相成
長法、又は、メッキ法にて形成す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５】微粒子は、シリカ又はアルミナから成るこ
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６】（ａ）導電体層上に形成された金属若しく
は金属化合物から成る島状の電子放出部形成領域、及
び、 （ｂ）該電子放出部形成領域上に形成された結晶性を有
するグラファイトから成る電子放出部、を備えているこ
とを特徴とする電子放出装置。 - 【請求項７】電子放出部形成領域の平均直径は１×１０
-9ｍ乃至１×１０-7ｍであり、電子放出部形成領域の平
均厚さは１×１０-8ｍ乃至５×１０-7ｍであることを特
徴とする請求項６に記載の電子放出装置。 - 【請求項８】電子放出部の先端部の曲率半径は１×１０
-9ｍ乃至１×１０-7ｍであることを特徴とする請求項７
に記載の電子放出装置。 - 【請求項９】（ａ）支持体上に設けられたカソード電
極、 （ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、及び、 （ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子放出部、
を具備する冷陰極電界電子放出素子の製造方法であっ
て、 （Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、 （Ｂ）カソード電極上に、金属若しくは金属化合物から
成る薄膜を形成する工程と、 （Ｃ）薄膜上に微粒子を配置する工程と、 （Ｄ）該微粒子をエッチング用マスクとして薄膜に対し
て異方性エッチングを行い、微粒子の下に位置する薄膜
を選択的に残し、次いで、微粒子を除去し、以て、残さ
れた薄膜から成る島状の電子放出部形成領域を形成する
工程と、 （Ｅ）化学的気相成長法に基づき、選択的に電子放出部
形成領域上に結晶性を有するグラファイトから成る電子
放出部を形成する工程、を具備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１０】（ａ）支持体上に設けられたカソード電
極、 （ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、 （ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子放出部、
及び、 （ｄ）電子放出部の上方に配設され、開口部を有するゲ
ート電極、を具備する冷陰極電界電子放出素子の製造方
法であって、 （Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、 （Ｂ）カソード電極上に、金属若しくは金属化合物から
成る薄膜を形成する工程と、 （Ｃ）薄膜上に微粒子を配置する工程と、 （Ｄ）該微粒子をエッチング用マスクとして薄膜に対し
て異方性エッチングを行い、微粒子の下に位置する薄膜
を選択的に残し、次いで、微粒子を除去し、以て、残さ
れた薄膜から成る島状の電子放出部形成領域を形成する
工程と、 （Ｅ）化学的気相成長法に基づき、選択的に電子放出部
形成領域上に結晶性を有するグラファイトから成る電子
放出部を形成する工程、を具備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１１】前記工程（Ｅ）の後、全面に絶縁層を形
成し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部に電子放出部を露出させる工程を更に具備すること
を特徴とする請求項１０に記載の冷陰極電界電子放出素
子の製造方法。 - 【請求項１２】前記工程（Ｂ）の後、全面に絶縁層を形
成し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部に薄膜を露出させる工程を更に具備することを特徴
とする請求項１０に記載の冷陰極電界電子放出素子の製
造方法。 - 【請求項１３】前記工程（Ｄ）の後、全面に絶縁層を形
成し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部にカソード電極及び電子放出部形成領域を露出させ
る工程を更に具備することを特徴とする請求項１０に記
載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。 - 【請求項１４】前記工程（Ａ）の後、全面に絶縁層を形
成し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部にカソード電極を露出させる工程を更に具備するこ
とを特徴とする請求項１０に記載の冷陰極電界電子放出
素子の製造方法。 - 【請求項１５】微粒子の平均直径は１×１０-9ｍ乃至１
×１０-7ｍであり、薄膜の平均厚さは１×１０-8ｍ乃至
５×１０-7ｍであり、薄膜の法線方向における薄膜のエ
ッチング速度をＥＲ1、薄膜の法線方向における微粒子
のエッチング速度をＥＲ2としたとき、ＥＲ2≦０．１Ｅ
Ｒ1を満足することを特徴とする請求項９乃至請求項１
４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１６】薄膜上への微粒子の配置を、微粒子を分
散させた溶媒を薄膜上に塗布した後、溶媒を除去する方
法にて行うことを特徴とする請求項９乃至請求項１４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１７】薄膜を、化学的気相成長法、物理的気相
成長法、又は、メッキ法にて形成することを特徴とする
請求項９乃至請求項１４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１８】微粒子は、シリカ又はアルミナから成る
ことを特徴とする請求項９乃至請求項１４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１９】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
成り、 冷陰極電界電子放出素子は、 （ａ）支持体上に設けられたカソード電極、 （ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、及び、 （ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子放出部、
を具備する冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法であ
って、 （Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、 （Ｂ）カソード電極上に、金属若しくは金属化合物から
成る薄膜を形成する工程と、 （Ｃ）薄膜上に微粒子を配置する工程と、 （Ｄ）該微粒子をエッチング用マスクとして薄膜に対し
て異方性エッチングを行い、微粒子の下に位置する薄膜
を選択的に残し、次いで、微粒子を除去し、以て、残さ
れた薄膜から成る島状の電子放出部形成領域を形成する
工程と、 （Ｅ）化学的気相成長法に基づき、選択的に電子放出部
形成領域上に結晶性を有するグラファイトから成る電子
放出部を形成する工程、を具備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２０】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
成り、 冷陰極電界電子放出素子は、 （ａ）支持体上に設けられたカソード電極、 （ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、 （ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子放出部、
及び、 （ｄ）電子放出部の上方に配設され、開口部を有するゲ
ート電極、を具備する冷陰極電界電子放出表示装置の製
造方法であって、 （Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、 （Ｂ）カソード電極上に、金属若しくは金属化合物から
成る薄膜を形成する工程と、 （Ｃ）薄膜上に微粒子を配置する工程と、 （Ｄ）該微粒子をエッチング用マスクとして薄膜に対し
て異方性エッチングを行い、微粒子の下に位置する薄膜
を選択的に残し、次いで、微粒子を除去し、以て、残さ
れた薄膜から成る島状の電子放出部形成領域を形成する
工程と、 （Ｅ）化学的気相成長法に基づき、選択的に電子放出部
形成領域上に結晶性を有するグラファイトから成る電子
放出部を形成する工程、を具備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２１】前記工程（Ｅ）の後、全面に絶縁層を形
成し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部に電子放出部を露出させる工程を更に具備すること
を特徴とする請求項２０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２２】前記工程（Ｂ）の後、全面に絶縁層を形
成し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部に薄膜を露出させる工程を更に具備することを特徴
とする請求項２０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２３】前記工程（Ｄ）の後、全面に絶縁層を形
成し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部にカソード電極及び電子放出部形成領域を露出させ
る工程を更に具備することを特徴とする請求項２０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２４】前記工程（Ａ）の後、全面に絶縁層を形
成し、次いで、開口部を有するゲート電極を形成し、更
に、絶縁層に第２の開口部を形成して、第２の開口部の
底部にカソード電極を露出させる工程を更に具備するこ
とを特徴とする請求項２０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２５】（ａ）支持体上に設けられたカソード電
極、 （ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、及び、 （ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子放出部、
を具備する冷陰極電界電子放出素子であって、 該電子放出部形成領域は、金属若しくは金属化合物から
成り、 該電子放出部は、該電子放出部形成領域上に形成された
結晶性を有するグラファイトから成ることを特徴とする
冷陰極電界電子放出素子。 - 【請求項２６】（ａ）支持体上に設けられたカソード電
極、 （ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、 （ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子放出部、
及び、 （ｄ）電子放出部の上方に配設され、開口部を有するゲ
ート電極、を具備する冷陰極電界電子放出素子であっ
て、 該電子放出部形成領域は、金属若しくは金属化合物から
成り、 該電子放出部は、該電子放出部形成領域上に形成された
結晶性を有するグラファイトから成ることを特徴とする
冷陰極電界電子放出素子。 - 【請求項２７】電子放出部形成領域の平均直径は１×１
０-9ｍ乃至１×１０ -7ｍであり、電子放出部形成領域の
平均厚さは１×１０-8ｍ乃至５×１０-7ｍであることを
特徴とする請求項２５又は請求項２６に記載の冷陰極電
界電子放出素子。 - 【請求項２８】電子放出部の先端部の曲率半径は１×１
０-9ｍ乃至１×１０ -7ｍであることを特徴とする請求項
２７に記載の冷陰極電界電子放出素子。 - 【請求項２９】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であって、 冷陰極電界電子放出素子は、 （ａ）支持体上に設けられたカソード電極、 （ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、及び、 （ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子放出部、
を具備し、 該電子放出部形成領域は、金属若しくは金属化合物から
成り、 該電子放出部は、該電子放出部形成領域上に形成された
結晶性を有するグラファイト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。 - 【請求項３０】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であって、 冷陰極電界電子放出素子は、 （ａ）支持体上に設けられたカソード電極、 （ｂ）カソード電極上に形成された島状の電子放出部形
成領域、 （ｃ）電子放出部形成領域上に形成された電子放出部、
及び、 （ｄ）電子放出部の上方に配設され、開口部を有するゲ
ート電極、を具備し、 該電子放出部形成領域は、金属若しくは金属化合物から
成り、 該電子放出部は、該電子放出部形成領域上に形成された
結晶性を有するグラファイト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。 - 【請求項３１】電子放出部形成領域の平均直径は１×１
０-9ｍ乃至１×１０ -7ｍであり、電子放出部形成領域の
平均厚さは１×１０-8ｍ乃至５×１０-7ｍであることを
特徴とする請求項２９又は請求項３０に記載の冷陰極電
界電子放出表示装置。 - 【請求項３２】電子放出部の先端部の曲率半径は１×１
０-9ｍ乃至１×１０ -7ｍであることを特徴とする請求項
３１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。 - 【請求項３３】薄膜上に微粒子を配置した後、該微粒子
をエッチング用マスクとして薄膜に対して異方性エッチ
ングを行い、微粒子の下に位置する薄膜を選択的に残
し、次いで、微粒子を除去することを特徴とする薄膜の
エッチング方法。 - 【請求項３４】微粒子の平均直径は１×１０-9ｍ乃至１
×１０-7ｍであり、薄膜の平均厚さは１×１０-8ｍ乃至
５×１０-7ｍであり、薄膜の法線方向における薄膜のエ
ッチング速度をＥＲ1、薄膜の法線方向における微粒子
のエッチング速度をＥＲ2としたとき、ＥＲ2≦０．１Ｅ
Ｒ1を満足することを特徴とする請求項３３に記載の薄
膜のエッチング方法。 - 【請求項３５】薄膜上への微粒子の配置を、微粒子を分
散させた溶媒を薄膜上に塗布した後、溶媒を除去する方
法にて行うことを特徴とする請求項３３に記載の薄膜の
エッチング方法。 - 【請求項３６】薄膜を、化学的気相成長法、物理的気相
成長法、又は、メッキ法にて形成することを特徴とする
請求項３３に記載の薄膜のエッチング方法。 - 【請求項３７】微粒子は、シリカ又はアルミナから成る
ことを特徴とする請求項３３に記載の薄膜のエッチング
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001307409A JP2003115259A (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 電子放出装置及びその製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法、並びに、薄膜のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001307409A JP2003115259A (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 電子放出装置及びその製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法、並びに、薄膜のエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003115259A true JP2003115259A (ja) | 2003-04-18 |
Family
ID=19126875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001307409A Pending JP2003115259A (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 電子放出装置及びその製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法、並びに、薄膜のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003115259A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003409A1 (ja) * | 2003-07-02 | 2005-01-13 | Japan Science And Technology Agency | ナノカーボン材料の製造方法、及び配線構造の製造方法 |
| WO2005023705A1 (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-17 | Sony Corporation | 微細構造体の製造方法および微細構造体、表示装置、ならびに記録装置の製造方法および記録装置 |
| JP2008538854A (ja) * | 2005-04-25 | 2008-11-06 | スモルテック エービー | ナノ構造体の基板上への制御下の成長およびそれに基づく電子放出デバイス |
| JP2008546146A (ja) * | 2005-05-30 | 2008-12-18 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | ナノ構造物の製造方法 |
| US8183659B2 (en) | 2005-08-26 | 2012-05-22 | Smoltek Ab | Integrated circuits having interconnects and heat dissipators based on nanostructures |
| US8253253B2 (en) | 2007-09-12 | 2012-08-28 | Smoltek Ab | Connecting and bonding adjacent layers with nanostructures |
| US8508049B2 (en) | 2008-02-25 | 2013-08-13 | Smoltek Ab | Deposition and selective removal of conducting helplayer for nanostructure processing |
-
2001
- 2001-10-03 JP JP2001307409A patent/JP2003115259A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003409A1 (ja) * | 2003-07-02 | 2005-01-13 | Japan Science And Technology Agency | ナノカーボン材料の製造方法、及び配線構造の製造方法 |
| WO2005023705A1 (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-17 | Sony Corporation | 微細構造体の製造方法および微細構造体、表示装置、ならびに記録装置の製造方法および記録装置 |
| JP2008538854A (ja) * | 2005-04-25 | 2008-11-06 | スモルテック エービー | ナノ構造体の基板上への制御下の成長およびそれに基づく電子放出デバイス |
| JP2008546146A (ja) * | 2005-05-30 | 2008-12-18 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | ナノ構造物の製造方法 |
| US8183659B2 (en) | 2005-08-26 | 2012-05-22 | Smoltek Ab | Integrated circuits having interconnects and heat dissipators based on nanostructures |
| US8415787B2 (en) | 2005-08-26 | 2013-04-09 | Smoltek Ab | Integrated circuits having interconnects and heat dissipators based on nanostructures |
| US8253253B2 (en) | 2007-09-12 | 2012-08-28 | Smoltek Ab | Connecting and bonding adjacent layers with nanostructures |
| US8815332B2 (en) | 2007-09-12 | 2014-08-26 | Smoltek Ab | Connecting and bonding adjacent layers with nanostructures |
| US8508049B2 (en) | 2008-02-25 | 2013-08-13 | Smoltek Ab | Deposition and selective removal of conducting helplayer for nanostructure processing |
| US8866307B2 (en) | 2008-02-25 | 2014-10-21 | Smoltek Ab | Deposition and selective removal of conducting helplayer for nanostructure processing |
| US9114993B2 (en) | 2008-02-25 | 2015-08-25 | Smoltek Ab | Deposition and selective removal of conducting helplayer for nanostructure processing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20020079802A1 (en) | Electron-emitting device, cold cathode field emission device and method for production thereof, And cold cathode field emission display and method for production thereof | |
| US6991949B2 (en) | Manufacturing method of an electron emitting apparatus | |
| JP3632682B2 (ja) | 電子放出体の製造方法、冷陰極電界電子放出素子の製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法 | |
| KR100925143B1 (ko) | 전자방출체, 냉음극 전계전자 방출소자 및 냉음극전계전자 방출표시장치의 제조방법 | |
| EP1111647A2 (en) | Electron emission device, cold cathode field emission device and method for the production thereof, and cold cathode field emission display and method for the production thereof | |
| JP3937907B2 (ja) | 冷陰極電界電子放出表示装置 | |
| JP2003115259A (ja) | 電子放出装置及びその製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法、並びに、薄膜のエッチング方法 | |
| JP2002361599A (ja) | カーボン・ナノチューブ構造体及びその製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法 | |
| JP2003115257A (ja) | 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 | |
| JP2003249166A (ja) | 電子放出体の製造方法、冷陰極電界電子放出素子の製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法 | |
| JP2002197965A (ja) | 電子放出装置、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法 | |
| JP3852692B2 (ja) | 冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに冷陰極電界電子放出表示装置 | |
| JP2005116469A (ja) | 冷陰極電界電子放出素子の製造方法 | |
| JP2003007200A (ja) | 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、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法 | |
| JP2002203473A (ja) | 冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置 | |
| JP2003086080A (ja) | 冷陰極電界電子放出素子及び冷陰極電界電子放出表示装置 | |
| JP4622145B2 (ja) | 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 | |
| JP2003045317A (ja) | 電子放出体及びその製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法 | |
| JP2003007196A (ja) | 電子放出体及びその製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法 | |
| JP2003086079A (ja) | 電子放出装置及びその製造方法、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法 | |
| JP2003086085A (ja) | 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 | |
| JP2003162955A (ja) | 冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置 | |
| JP4543604B2 (ja) | 電子放出領域の製造方法 | |
| JP2003123632A (ja) | 電子放出体の製造方法、冷陰極電界電子放出素子の製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法 | |
| JP2004200109A (ja) | 冷陰極電界電子放出表示装置 |