WO2002091417A1 - Electron emitter and its production method, cold-cathode field electron emitter and its production method, and cold-cathode filed electron emission display and its production method - Google Patents

Description

明 細 書 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 技術分野

本発明は、 炭素系材料層から電子を放出する電子放出装置及びその製造方法、 炭素系材料層から成る電子放出部を有する冷陰極電界電子放出素子及びその製造 方法、 並びに、 かかる冷陰極電界電子放出素子を備えた冷陰極電界電子放出表示 装置及びその製造方法に関する。 . 背景技術

テレビジョン受像機や情報端末機器に用いられる表示装置の分野では、 従来主 流の陰極線管 （C R T ) から、 薄型化、 軽量化、 大画面化、 高精細化の要求に応 え得る平面型 （フラットパネル型） の表示装置への移行が検討されている。 この ような平面型の表示装置として、 液晶表示装置 （L C D )、 エレクト口ルミネヅセ ンス表示装置 （E L D )、 プラズマ表示装置 （P D P )、 冷陰極電界電子放出表示 装置（F E D：フィ一ルドエミッションディスプレイ）を例示することができる。 このなかでも、 液晶表示装置は情報端末機器用の表示装置として広く普及してい るが、 据置き型のテレビジョン受像機に適用するには、 高輝度化や大型化に未だ 課題を残している。 これに対して、 冷陰極電界電子放出表示装置は、 熱的励起に よらず、 量子トンネル効果に基づき固体から真空中に電子を放出することが可能 な冷陰極電界電子放出素子 （以下、 電界放出素子と呼ぶ場合がある） を利用して おり、 高輝度及び低消費電力の点から注目を集めている。

図 2 0及び図 2 1に、電界放出素子を利用した冷陰極電界電子放出表示装置（以 下、 表示装置と呼ぶ場合がある） の一例を示す。 尚、 図 2 0は表示装置の模式的 な一部端面図であり、 図 2 1は力ソードパネル C P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である。

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 （S p i n d t ) 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 1 1 0上に形成されたカゾード電極 1 1 1と、 支持体 1 1 0及 び力ソード電極 1 1 1上に形成された絶縁層 1 1 2と、 絶縁層 1 1 2上に形成さ れたゲート電極 1 1 3と、 ゲート電極； I 1 3及び絶縁層 1 1 2に設けられた開口 部 1 1 4と、 開口部 1 1 4の底部に位置する力ソード電極 1 1 1上に形成された 円錐形の電子放出部 1 1 5から構成されている。 一般に、 力ソード電極 1 1 1と ゲート電極 1 1 3とは、 これらの両電極の射影像が互いに直交する方向に各々ス トライプ状に形成されており、 これらの両電極の射影像が重複する領域 （1画素 分の領域に相当する。 この領域を、 以下、 重複領域あるいは電子放出領域と呼ぶ） に、通常、複数の電界放出素子が設けられている。更に、かかる電子放出領域が、 力ソードパネル C Pの有効領域 （実際の表示部分として機能する領域） 内に、 通 常、 2次元マトリックス状に配列されている。

一方、 アノードパネル A Pは、 基板 3 0と、 基板 3 0上に形成され、 所定のパ 夕一ンを有する蛍光体層 3 1 ( 3 1 R , 3 1 B， 3 1 G) と、 その上に形成され たアノード電極 3 3から構成されている。 1画素は、 力ソードパネル側のカソ一 ド電極 1 1 1とゲ一ト電極 1 1 3との重複領域に設けら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 3 1と によって構成されている。 有効領域には、 かかる画素が、 例えば数十万〜数百万 個ものオーダーにて配列されている。 尚、 蛍光体層 3 1と蛍光体層 3 1との間の 基板 3 0上にはブラックマトリヅクス 3 2が形成されている。

アノードパネル A Pと力ソードパネル C Pとを、 電子放出領域と蛍光体層 3 1 とが対向するように配置し、 周縁部において枠体 3 4を介して接合することによ つて、 表示装置を作製することができる。 有効領域を包囲し、 画素を選択するた めの周辺回路が形成された無効領域 （図示した例では、 カゾードパネル C Pの無 効領域） には、 真空排気用の貫通孔 3 6が設けられており、 この貫通孔 3 6には 真空排気後に封じ切られたチップ管 3 7が接続されている。 即ち、 アノードパネ ル A Pと力ソードパネル C Pと枠体 3 4とによって囲まれた空間は真空となって いる。

力ソード電極 1 1 1には相対的な負電圧が力ソード電極制御回路 4 0から印加 され、 ゲート電極 1 1 3には相対的な正電圧がゲート電極制御回路 4 1から印加 され、 アノード電極 3 3にはゲート電極 1 1 3よりも更に高い正電圧がアノード 電極制御回路 4 2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、 力ソード電極 1 1 1にカゾード電極制御回路 4 0から走査信号を入力し、 ゲート電極 1 1 3にゲート電極制御回路 4 1からビデオ信号を入力する。 カソ一 ド電極 1 1 1とゲート電極 1 1 3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 1 1 5から電子が放出され、 この電子がァ ノード電極 3 3に引き付けられ、 蛍光体層 3 1に衝突する。 その結果、 蛍光体層 3 1が励起されて発光し、 所望の画像を得ることができる。 つまり、 この表示装 置の動作は、 基本的に、 ゲート電極 1 1 3に印加される電圧、 及び力ソード電極 1 1 1を通じて電子放出部 1 1 5に印加される電圧によって制御される。

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 1 1 5は優れた性能を有していると 云える。 しかしながら、 円錐形の電子放出部 1 1 5の形成には高度な加工技術を 要し、 場合によっては数千万個以上にも及ぶ電子放出部 1 1 5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。

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、 力ソード電極上に設けられており、 平面状であつ ても高い放出電子電流を達成し得るように、 カソ一ド電極の構成材料よりも仕事 関数が低い材料から構成されている。 かかる材料として、 近年、 ダイヤモンド ' ライク 'カーボン （D L C ) を始めとする各種の炭素系材料が提案されている。 即ち、 例えば、 第 6 0回応用物理学会学術講演会講演予稿集 p . 6 3 1 , 演題 番号 2 p— H— 6 ( 1 9 9 9年） 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一によりスクラッチ加工を施した 後、 チタン薄膜をパ夕一ニングして中央部に数〃mのギャップを設け、 次いで、 ノンドープダイャモンド薄膜をチタン薄膜上に成膜する平面構造型電子ェミッタ —が開示されている。 あるいは又、 第 6 0回応用物理学会学術講演会講演予稿集 P . 6 3 2， 演題番号 2 p— H— 1 1 ( 1 9 9 9年） には、 金属クロスラインを 付けた石英ガラス上に力一ボン ·ナノチューブを形成する技術が開示されている。 ダイヤモンド ·ライク ·力一ボンを始めとする各種の炭素系材料を使用するこ とによって、 電子放出部から電子が放出され始める電圧 （閾値電圧） を低下させ ることは可能である。 しかしながら、 力ソード電極や表示装置を構成する各種の 部材から放出されるガスあるいはガス状物質が電子放出部に付着、吸着する結果、 電子放出部の特性が劣化することが、 例えば、 文献 MSR 2000 Spring Meeting，予 稿集 Q1.3/R1.3, pp 264 "SURFACE MODIFICATION OF Si FIELD EMITTER ARRAYS FOR VACUUM SEALING" から知られている。 この文献においては、 シリコン系電子放出 部の表面に炭素薄膜を形成することで、 ガスあるいはガス状物質が電子放出部に 付着、 吸着することを抑制できると報告されている。

しかしながら、 この文献には、 炭素系材料を用いた電子放出部におけるガスあ るいはガス状物質の電子放出部への付着、 吸着といった問題を解決するための手 段は何ら提案されていない。

従って、 本発明の目的は、 例えば冷陰極電界電子放出表示装置を構成する各種 の部材から放出されるガスあるいはガス状物質が電子放出部に付着、 吸着するこ とによって電子放出部の特性が劣化するといつた問題を解決し得る電子放出装置、 冷陰極電界電子放出素子、 及び、 これらの製造方法、 並びに、 かかる冷陰極電界 電子放出素子を組み込んだ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。 発明の開示

上記の目的を達成するための本発明の第 1の態様に係る電子放出装置は、 導電体層上に形成された電子放出部から構成され、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該炭素系材料層は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガスを用いて形 成されていることを特徴とする。

本発明の第 1の態様に係る電子放出装置にあっては、 導電体層の所望の領域に 炭素系材料層を確実に形成し、 不要部位に炭素系材料層を形成させないといった 観点から、 導電体層と炭素系材料層との間に選択成長領域が形成されていること が望ましい。

上記の目的を達成するための本発明の第 2の態様に係る電子放出装置は、 導電体層上に形成された電子放出部から構成され、

該電子放出部は、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成された炭 化フッ素系薄膜から成り、

該炭化フヅ素系薄膜は、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて形成されているこ とを特徴とする。

上記の目的を達成するための本発明の第 3の態様に係る電子放出装置は、 導電体層上に形成された電子放出部から構成され、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該炭素系材料層の表面は、 フッ素原子で終端 （修飾） されていることを特徴と する。 本発明の第 3の態様に係る電子放出装置にあっては、 炭素系材料層の表面にお けるフッ素原子での終端 （修飾） は、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて行われ ていることが好ましい。

本発明の第 2の態様若しくは第 3の態様に係る電子放出装置にあっては、 炭素 系材料層は、 炭化水素系ガスを用いて形成されてい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 2 Aの態様に係る電子放出装置、 本 発明の第 3 Aの態様に係る電子放出装置と呼ぶ。 そして、 この場合、 導電体層の 所望の領域に炭素系材料層を確実に形成し、 不要部位に炭素系材料層を形成させ ないといった観点から、 導電体層と炭素系材料層との間に選択成長領域が形成さ れていることが望ましい。

あるいは又、 本発明の第 2の態様若しくは第 3の態様に係る電子放出装置にあ つては、 炭素系材料層はカーボン ·ナノチューブ構造体から成る構成とすること ができる。 尚、 このような構成を、 便宜上、 本発明の第 2 Bの態様に係る電子放 出装置、 本発明の第 3 Bの態様に係る電子放出装置と呼ぶ。

上記の目的を達成するための本発明の第 1の態様〜第 3の態様に係る冷陰極電 界電子放出素子は、 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り、

( a )支持体上に形成された力ソード電極、 及び、

( b ) 力ソード電極上に形成された電子放出部、

から構成されている。

一方、 上記の目的を達成するための本発明の第 4の態様〜第 6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り、

( a ) 支持体上に形成された力ソード電極、

( b ) 力ソード電極の上方に形成され、 開口部を有するゲ一ト電極、 及び、

( c ) 開口部の底部に位置するカソ一ド電極の部分の上に形成された電子放出 部、

から構成されている。

そして、 本発明の第 1の態様若しくは第 4の態様に係る冷陰極電界電子放出素 子にあっては、

電子放出部は炭素系材料層から成り、

炭素系材料層は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガスを用いて形成 されていることを特徴とする。

また、 本発明の第 2の態様若しくは第 5の態様に係る冷陰極電界電子放出素子 にあっては、

電子放出部は、 炭素系材料層、 及び、 炭素系材料層の表面に形成された炭化フ ッ素系薄膜から成り、

炭化フッ素系薄膜は、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて形成されていること を特徴とする。

更には、 本発明の第 3の態様若しくは第 6の態様に係る冷陰極電界電子放出素 子にあっては、

電子放出部は炭素系材料層から成り、

炭素系材料層の表面は、 フッ素原子で終端 （修飾） されていることを特徴とす る。

上記の目的を達成するための本発明の第 1の態様〜第 3の態様に係る冷陰極電 界電子放出表示装置は、 所謂 2電極型の冷陰極電界電子放出表示装置であり、 複数の画素から構成され、

各画素は、 冷陰極電界電子放出素子と、 冷陰極電界電子放出素子に対向して基 板上に設けられたァノード電極及び蛍光体層から構成され、

冷陰極電界電子放出素子は、

( a ) 支持体上に形成された力ソード電極、 及び、

( b ) 力ソード電極上に形成された電子放出部、 から構成されている。

また、 上記の目的を達成するための本発明の第 4の態様〜第 6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 り、

複数の画素から構成され、

各画素は、 冷陰極電界電子放出素子と、 冷陰極電界電子放出素子に対向して基 板上に設けられたァノ一ド電極及び蛍光体層から構成され、

冷陰極電界電子放出素子は、

( a ) 支持体上に形成された力ソ一ド電極、

( b ) 力ソード電極の上方に形成され、 開口部を有するゲート電極、 及び、

( c ) 開口部の底部に位置する力ソード電極の部分の上に形成された電子放出 部、

から構成されている。

そして、 本発明の第 1の態様若しくは第 4の態様に係る冷陰極電界電子放出表 示装置においては、

電子放出部は炭素系材料層から成り、

炭素系材料層は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガスを用いて形成 されていることを特徴とする。

また、 本発明の第 2の態様若しくは第 5の態様に係る冷陰極電界電子放出表示 装置においては、

電子放出部は、 炭素系材料層、 及び、 炭素系材料層の表面に形成された炭化フ ッ素系薄膜から成り、

炭化フッ素系薄膜は、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて形成されていること を特徴とする。

更には、 本発明の第 3の態様若しくは第 6の態様に係る冷陰極電界電子放出表 示装置においては、 電子放出部は炭素系材料層から成り、

炭素系材料層の表面は、 フッ素原子で終端 （修飾） されていることを特徴とす る。

本発明の第 3の態様、 第 6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 3の態様、第 6の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、 炭素系材料層の表面におけるフッ素原子での終端 （修飾） は、 フッ素含有炭化水 素系ガスを用いて行われていることが好ましい。

本発明の第 2の態様、 第 3の態様、 第 5の態様、 第 6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、 第 3の態様、 第 5の態様、 第 6 の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、 炭素系材料層は、 炭化水 素系ガスを用いて形成されていることが好ましい。 尚、 このような構成を、 便宜 上、 第 2 Aの態様、 第 3 Aの態様、 第 5 Aの態様、 第 6 Aの態様に係る冷陰極電 界電子放出素子、 本発明の第 2 Aの態様、 第 3 Aの態様、 第 5 Aの態様、 第 6 A の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置と呼ぶ。

あるいは又、 本発明の第 2の態様、 第 3の態様、 第 5の態様、 第 6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、 第 3の態様、 第 5 の態様、 第 6の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、 炭素系材料 層は、 力一ボン，ナノチューブ構造体から構成されていることが好ましい。 尚、 このような構成を、 便宜上、 第 2 Bの態様、 第 3 Bの態様、 第 5Έの態様、 第 6 Bの態様に係る冷陰極電界電子放出素子、本発明の第 2 Bの態様、第 3 Bの態様、 第 5 Bの態様、 第 6 Bの態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置と呼ぶ。

本発明の第 1の態様、 第 2 Aの態様、 第 3 Aの態様、 第 4の態様、 第 5 Aの態 様、 第 6 A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 1の態 様、 第 2 Aの態様、 第 3 Aの態様、 第 4の態様、 第 5 Aの態様、 第 6 Aの態様に 係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、 力ソード電極の所望の領域に炭素 系材料層を確実に形成し、 不要部位に炭素系材料層を形成させないといった観点 から、 カソード電極と炭素系材料層との間に選択成長領域が形成されていること が好ましい。

あるいは又、 本発明の第 4の態様〜第 6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 4の態様〜第 6の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置 にあっては、 支持体及びカゾード電極上には絶縁層が形成されており、 ゲート電 極に設けられた開口部 （便宜上、 第 1開口部と呼ぶ場合がある） に連通した第 2 開口部が絶縁層に設けられている構成とすることが好ましいが、 このような構成 に限定されるものではなく、 例えば、 ゲート電極支持部材を介して、 第 1開口部 を有するゲート電極を構成する金属層 （例えば、 金属製のシートや帯状材料） を 電子放出部の上方に張架した構造としてもよい。

上記の目的を達成するための本発明の第 1の態様に係る電子放出装置の製造方 法は、 導電体層上に、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガスを用いて炭 素系材料層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。 上記の目的を達成するための本発明の第 2の態様に係る電子放出装置の製造方 法は、

(A) 導電体層上に炭素系材料層を形成する工程と、

( B ) 該炭素系材料層の表面に、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて炭化フッ 素系薄膜を形成し、 以て、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成さ れた炭化フッ素系薄膜から成る電子放出部を得る工程、

から成ることを特徴とする。

上記の目的を達成するための本発明の第 3の態様に係る電子放出装置の製造方 法は、

(A) 導電体層上に炭素系材料層を形成する工程と、

( B ) 該炭素系材料層の表面を、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて終端 （修 飾） し、 以て、 表面がフッ素原子で終端 （修飾） された炭素系材料層から成る電 子放出部を得る工程、 から成ることを特徴とする。

本発明の第 2の態様若しくは第 3の態様に係る電子放出装置の製造方法にあつ ては、 前記 （A) において、 導電体層上に炭化水素系ガスを用いて炭素系材料層 を形成することが好ましい。 尚、 このような構成を、 便宜上、 本発明の第 2 Aの 態様に係る電子放出装置の製造方法、 本発明の第 3 Aの態様に係る電子放出装置 の製造方法と呼ぶ。

あるいは又、 本発明の第 2の態様若しくは第 3の態様に係る電子放出装置の製 造方法にあっては、 前記工程 （A) において、 ノ 'インダ材料に力一ボン ·ナノチ ュ一プ構造体を分散させたものを導電体層上に塗布した後、 ノ Wンダ材料の焼成 あるいは硬化を行うことによって、 炭素系材料層を形成することが好ましい。 よ り具体的には、 エポキシ系樹脂ゃァクリル系樹脂等の有機系バインダ材料ゃ水ガ ラス等の無機系バインダ材料に力一ボン ·ナノチューブ構造体を分散させたもの を、 導電体層の所望の領域に例えば塗布した後、 溶媒の除去、 バインダ材料の焼 成あるいは硬化を行えばよい。 塗布方法として、 スクリーン印刷法を例示するこ とができる。 尚、 このような構成を、 便宜上、 本発明の第 2 Bの態様に係る電子 放出装置の製造方法、 本発明の第 3 Bの態様に係る電子放出装置の製造方法と呼 ぶ。

あるいは又、 本発明の第 2の態様若しくは第 3の態様に係る電子放出装置の製 造方法にあっては、 前記工程 （A) において、 カーボン ·ナノチューブ構造体が 分散された金属化合物溶液を導電体層上に塗布した後、 金属化合物を焼成するこ とによって、 炭素系材料層を形成することが好ましい。 尚、 このような構成を、 便宜上、 本発明の第 2 Cの態様に係る電子放出装置の製造方法、 本発明の第 3 C の態様に係る電子放出装置の製造方法と呼ぶ。

本発明の第 1の態様、 第 2 Aの態様、 第 3 Aの態様に係る電子放出装置の製造 方法においては、 炭素系材料層を形成する前に、 導電体層上に選択成長領域を形 成する工程を更に具備することが、 導電体層の所望の領域に炭素系材料層を確実 に形成し、 炭素系材料層を不要部位に形成させないといった観点から好ましい。 上記の目的を達成するための本発明の第 1の態様に係る冷陰極電界電子放出素 子の製造方法は、 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り、

(A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

(B ) 力ソード電極上に電子放出部を形成する工程、

から成り、

電子放出部は炭素系材料層から成り、

電子放出部を形成する工程は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガス を用いて炭素系材料層を形成する工程から成ることを特徴とする。

また、 上記の目的を達成するための本発明の第 1の態様に係る冷陰極電界電子 放出表示装置の製造方法は、 所謂 2電極型の冷陰極電界電子放出表示装置の製造 方法であり、

アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出素子が形 成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するように配 置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電界電子放出表示装置の 製造方法であって、

冷陰極電界電子放出素子を、

(A) 支持体上にカゾード電極を形成する工程と、

(B ) 力ソード電極上に電子放出部を形成する工程、

に基づき形成し、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガ スを用いて該炭素系材料層を形成する工程から成ることを特徴とする。

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若しくは本発明 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においては、 前記ェ 程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極上に選択成長領域を形成する 工程を含み、 前記工程 （B ) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する 代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することが、 力ソード電極の所望 の領域に炭素系材料層を確実に形成し、 炭素系材料層を不要部位に形成させない といった観点から好ましい。 尚、 このような構成を、 便宜上、 本発明の第 1 ( 1 ) の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法、 本発明の第 1 ( 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と呼ぶ。

上記の目的を達成するための本発明の第 2の態様に係る冷陰極電界電子放出素 子の製造方法は、 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り、

(A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

(B ) 力ソード電極上に炭素系材料層を形成する工程と、

( C ) 該炭素系材料層の表面にフッ素含有炭化水素系ガスを用いて炭化フッ素 系薄膜を形成し、 以て、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成され た炭化フッ素系薄膜から成る電子放出部を得る工程、

から成ることを特徴とする。

また、 上記の目的を達成するための本発明の第 2の態様に係る冷陰極電界電子 放出表示装置の製造方法は、 所謂 2電極型の冷陰極電界電子放出表示装置の製造 方法であり、

アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出素子が形 成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するように配 置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電界電子放出表示装置の 製造方法であって、

冷陰極電界電子放出素子を、

(A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

(B ) 力ソード電極上に炭素系材料層を形成する工程と、 ( C ) 該炭素系材料層の表面にフッ素含有炭化水素系ガスを用いて炭化フッ素 系薄膜を形成し、 以て、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成され た炭化フッ素系薄膜から成る電子放出部を得る工程、

に基づき形成することを特徴とする。

上記の目的を達成するための本発明の第 3の態様に係る冷陰極電界電子放出素 子の製造方法は、 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り、

(A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

( B ) 力ソード電極上に炭素系材料層を形成する工程と、

( C )該炭素系材料層の表面をフッ素含有炭化水素系ガスを用いて終端（修飾）' し、 以て、 表面がフッ素原子で終端 （修飾） された炭素系材料層から成る電子放 出部を得る工程、

から成ることを特徴とする。

また、 上記の目的を達成するための本発明の第 3の態様に係る冷陰極電界電子 放出表示装置の製造方法は、 所謂 2電極型の冷陰極電界電子放出表示装置の製造 方法であり、

アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出素子が形 成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するように配 置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する.冷陰極電界電子放出表示装置の 製造方法であって、

冷陰極電界電子放出素子を、

(A)支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

(B ) 力ソード電極上に炭素系材料層を形成する工程と、

( C )該炭素系材料層の表面をフッ素含有炭化水素系ガスを用いて終端 （修飾） し、 以て、 表面がフッ素原子で終端 （修飾） された炭素系材料層から成る電子放 出部を得る工程、 に基づき形成することを特徴とする。

本発明の第 2の態様若しくは第 3の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造 方法においては、 あるいは又、 本発明の第 2の態様若しくは第 3の態様に係る冷 陰極電界電子放出表示装置の製造方法においては、 前記 （B ) において、 カソ一 ド電極上に炭化水素系ガスを用いて炭素系材料層を形成することが好ましい。尚、 このような構成を、 便宜上、 本発明の第 2 Aの態様、 第 3 Aの態様に係る冷陰極 電界電子放出素子の製造方法、 本発明の第 2 Aの態様、 第 3 Aの態様に係る冷陰 極電界電子放出表示装置の製造方法と呼ぶ。 そして、 この場合、 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極上に選択成長領域を形成する工程を含 み、前記工程（B )において、 カソ一ド電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することが、 カソード電極の所望の領域に炭 素系材料層を確実に形成し、 炭素系材料層を不要部位に形成させないといった観 点から好ましい。 尚、 このような構成を、便宜上、 本発明の第 2 A ( 1 )の態様、 第 3 A ( 1 ) の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法、 本発明の第 2 A ( 1 ) の態様、 第 3 A ( 1 ) の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方 法と呼ぶ。

あるいは又、 本発明の第 2の態様若しくは第 3の態様に係る冷陰極電界電子放 出素子の製造方法においては、 また、後述する本発明の第 5の態様、第 6の態様、 第 8の態様、 第 9の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法においては、 あるいは又、 本発明の第 2の態様若しくは第 3の態様に係る冷陰極電界電子放出 表示装置の製造方法においては、 また、 後述する本発明の第 5の態様、 第 6の態 様、 第 8の態様、 第 9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 いては、 電子放出部を形成する工程において、 バインダ材料に力一ボン 'ナノチ ュ一ブ構造体を分散させたものを力ソード電極上に塗布した後、 バインダ材料の 焼成あるいは硬ィ匕を行うことによって、 炭素系材料層を形成する構成とすること もできる。 より具体的には、 エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等の有機系バイン ダ材料や水ガラス等の無機系バインダ材料にカーボン ·ナノチュ一ブ構造体を分 散させたものを、 力ソード電極の所望の領域に例えば塗布した後、 溶媒の除去、 バインダ材料の焼成あるいは硬化を行えばよい。 塗布方法として、 スクリーン印 刷法を例示することができる。

尚、 このような構成を、 便宜上、 本発明の第 2 Bの態様、 第 3 Bの態様、 第 5 Bの態様、 第 6 Bの態様、 第 8 Bの態様、 第 9 Bの態様に係る冷陰極電界電子放 出素子の製造方法、 本発明の第 2 Bの態様、 第 3 Bの態様、 第 5 Bの態様、 第 6 Bの態様、 第 8 Bの態様、 第 9 Bの態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の製 造方法と呼ぶ。

あるいは又、 本発明の第 2の態様若しくは第 3の態様に係る冷陰極電界電子放 出素子の製造方法においては、 また、後述する本発明の第 5の態様、第 6の態様、 第 8の態様、 第 9の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法においては、 あるいは又、 本発明の第 2の態様若しくは第 3の態様に係る冷陰極電界電子放出 表示装置の製造方法においては、 また、 後述する本発明の第 5の態様、 第 6の態 様、 第 8の態様、 第 9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 いては、 電子放出部を形成する工程において、 カーボン ·ナノチューブ構造体が 分散された金属化合物溶液をカソ一ド電極上に塗布した後、 金属化合物を焼成す ることによって、 炭素系材料層を形成する構成とすることもできる。

尚、 このような構成を、 便宜上、 本発明の第 2 Cの態様、 第 3 Cの態様、 第 5 Cの態様、 第 6 Cの態様、 第 8 Cの態様、 第 9 Cの態様に係る冷陰極電界電子放 出素子の製造方法、 本発明の第 2 Cの態様、 第 3 Cの態様、 第 5 Cの態様、 第 6 Cの態様、 第 8 Cの態様、 第 9 Cの態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の製 造方法と呼ぶ。

上記の目的を達成するための本発明の第 4の態様〜第 6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り、 (A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

(B ) 支持体及びカソ一ド電極上に絶縁層を形成する工程と、

( C ) 絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形成する工程と、

(D )ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部にカソ一ド電極を露出させる工程と、

( E ) 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子放出部を形成するェ 程、

から^ (ιる。

また、 上記の目的を達成するための本発明の第 4の態様〜第 6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り、

アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出素子が形 成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するように配 置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電界電子放出表示装置の 製造方法であって、

冷陰極電界電子放出素子を、

(A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

( B ) 支持体及び力ソ―ド電極上に絶縁層を形成する工程と、

( C) 絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形成する工程と、

( D )ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に力ソード電極を露出させる工程と、

( E ) 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子放出部を形成するェ 程、

に基づき形成する。

更には、 上記の目的を達成するための本発明の第 7の態様〜第 9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り、

(A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

(B ) 力ソード電極上に電子放出部を形成する工程と、

( C ) 電子放出部の上方に、 開口部を有するゲート電極を設ける工程、 から成る。

また、 上記の目的を達成するための本発明の第 Ίの態様〜第 9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り、

アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出素子が形 成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するように配 置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電界電子放出表示装置の 製造方法であって、 ' 冷陰極電界電子放出素子を、

(A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

( B ) 力ソード電極上に電子放出部を形成する工程と、

( C ) 電子放出部の上方に、 開口部を有するゲート電極を設ける工程、 に基づき形成する。

そして、 本発明の第 4の態様、 第 7の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製 造方法、 あるいは又、 本発明の第 4の態様、 第 7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は、

電子放出部は炭素系材料層から成り、

電子放出部を形成する工程は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガス を用いて該炭素系材料層を形成する工程から成ることを特徴とする。

また、 本発明の第 5の態様、 第 8の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造 方法、 あるいは又、 本発明の第 5の態様、 第 8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は、 電子放出部は、 炭素系材料層、 及び、 炭素系材料層の表面に形成された炭化フ ッ素系薄膜から成り、

電子放出部を形成する工程は、 形成された炭素系材料層の表面にフッ素含有炭 化水素系ガスを用いて炭化フッ素系薄膜を形成する工程を含むことを特徴とする。 更には、 本発明の第 6の態様、 第 9の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製 造方法、 あるいは又、 本発明の第 6の態様、 第 9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は、

電子放出部は炭素系材料層から成り、

電子放出部を形成する工程は、 形成された炭素系材料層の表面をフッ素含有炭 化水素系ガスを用いて終端 （修飾） する工程を含むことを特徴とする。

尚、本発明の第 3の態様に係る電子放出装置の製造方法、本発明の第 3の態様、 第 6の態様、第 9の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法、あるいは又、 本発明の第 3の態様、 第 6の態様、 第 9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、 炭素系材料層の表面におけるフッ素原子での終端 （修 飾） は、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて行われていることが好ましい。

本発明の第 7の態様〜第 9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 7の態様〜第 9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は、

前記工程 （B ) に引き続き、 全面に絶縁層を形成し、

前記工程 （C ) に引き続き、 ゲート電極に設けられた開口部に連通する第 2開 口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に炭素系材料層を露出させる構成とす ることができる。

本発明の第 5の態様、 第 6の態様、 第 8の態様、 第 9の態様に係る冷陰極電界 電子放出素子の製造方法においては、 あるいは又、 本発明の第 5の態様、 第 6の 態様、 第 8の態様、 第 9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 おいては、 電子放出部を形成する工程において、 炭化水素系ガスを用いて炭素系 材料層を形成することが好ましい。 尚、 このような構成を、 便宜上、 本発明の第 5 Aの態様、 第 6 Aの態様、 第 8 Aの態様、 第 9 Aの態様に係る冷陰極電界電子 放出素子の製造方法、 本発明の第 5 Aの態様、 第 6 Aの態様、 第 8 Aの態様、 第 9 Aの態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法と呼ぶ。

あるいは又、 本発明の第 4の態様、 第 5 Aの態様、 第 6 Aの態様に係る冷陰極 電界電子放出素子の製造方法においては、 あるいは又、 本発明の第 4の態様、 第 5 Aの態様、 第 6 A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 ては、

前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極の上に選択成長領域 を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 支持体、 選択成長領域及び力ソ一ド電極上に絶縁層 を形成し、

前記工程 （D ) において、 ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口 部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に選択成長領域を露出させ、

前記工程 （E ) において、 第 2開口部の底部に露出した選択成長領域上に電子 放出部を形成する構成とすることもできる。

尚、 このような構成を、 便宜上、 本発明の第 4 ( 1 ) の態様、 第 5 A ( 1 ) の 態様、 第 6 A ( 1 ) の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法、 本発明の 第 4 ( 1 ) の態様、 第 5 A ( 1 ) の態様、 第 6 A ( 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と呼ぶ。

あるいは又、 本発明の第 4の態様、 第 5 Aの態様、 第 6 Aの態様に係る冷陰極 電界電子放出素子の製造方法においては、 あるいは又、 本発明の第 4の態様、 第 5 Aの態様、 第 6 A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 ては、

前記工程 （D ) と工程 （E ) の間において、 第 2開口部の底部に露出したカソ ―ド電極上に選択成長領域を形成する工程を含み、 前記工程 （E) において、 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子 放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成する構成とする ことができる。

尚、 このような構成を、 便宜上、 本発明の第 4 (2) の態様、 第 5A (2) の 態様、 第 6 A (2)の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法、 本発明の 第 4 (2) の態様、 第 5 A (2) の態様、 第 6 A (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と呼ぶ。

本発明の第 7の態様、 第 8 Aの態様、 第 9 Aの態様に係る冷陰極電界電子放出 素子の製造方法においては、 あるいは又、 本発明の第 7の態様、 第 8 Aの態様、 第 9 A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は、 前記工程 （A) と工程 （B) の間において、 力ソード電極上に選択成長領域を 形成する工程を含み、

前記工程 （B) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成する構成とすることもできる。

尚、 このような構成を、 便宜上、 本発明の第 7 (1) の態様、 第 8 A (1) の 態様、 第 9 A (1)の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法、 本発明の 第 7 (1) の態様、 第 8 A (1) の態様、 第 9 A (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と呼ぶ。

本発明の各種態様を含む電子放出装置若しくはその製造方法、 冷陰極電界電子 放出素子若しくはその製造方法、 冷陰極電界電子放出表示装置若しくはその製造 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） において、 炭 素系材料層を形成するための原料ガスである炭化水素系ガスとして、 メタン （C H₄)、 ェ夕ン （C₂H₆)、 プロパン （C₃H₈)、 ブタン （C₄H₁₀)、 エチレン （C₂H₄)、 アセチレン （C₂H₂)等の炭化水素系ガスやこれらの混合ガス、 炭化水素系ガスと 水素ガスとの混合ガスを挙げることができる。更には、メタノール、エタノール、 アセトン、 ベンゼン、 トルエン、 キシレン等を気化したガス、 またはこれらガス と水素の混合ガスを用いることもできる。 また、 放電を安定にさせるため及びプ ラズマ解離を促進するために、 ヘリウム （H e )、 アルゴン （A r ) 等の希ガスを 導入してもよい。

また、 フッ素含有炭化水素系ガスとして、 パーフルォロカ一ボン類、 具体的に は、 飽和フッ素含有炭化水素系ガスとして、 C F₄ガス、 C₂F₆ガス、 C₃F₈ガス を挙げることができ、 不飽和フッ素含有炭化水素系ガスとして、 C₃F₄ガス、 C₄ F₈を挙げることができ、 更には、 水素及びフッ素含有炭化水素系ガスを用いるこ ともでき、 具体的には、 C H₃Fガス、 C H₂ F₂を挙げることができる。 尚、 一般 に、 フッ素含有炭化水素系ガスを構成するフッ素成分の割合が高くなる程、 フッ 素含有炭化水素系ガスに基づく炭化フツ素系薄膜（ C F_x薄膜)が堆積し難くなる。 即ち、 炭化フッ素系薄膜を形成する場合には、 フッ素含有炭化水素系ガスを構成 するフッ素成分の割合が低いフッ素含有炭化水素系ガスを使用することが好まし く、 炭素系材料層の表面をフッ素原子で終端 （修飾） する場合には、 フッ素含有 炭化水素系ガスを構成するフッ素成分の割合が高いフッ素含有炭化水素系ガスを 使用することが好ましい。

本発明において、 炭素系材料層を、 グラフアイ ト薄膜、 アモルファス力一ボン 薄膜、 ダイヤモンドライクカーボン薄膜、 フラーレン薄膜、 力一ボン 'ナノチュ —ブ、 あるいは、 力一ボン 'ナノファイバ一から構成することができる。 炭化水 素系ガスを用いて炭素系材料層を形成する場合の炭素系材料層の形成方法として、 マイクロ波プラズマ法、 トランス結合型プラズマ法、 誘導結合型プラズマ法、 電 子サイクロトロン共鳴プラズマ法、 R Fプラズマ法、 ヘリコン波プラズマ C VD 法、 容量結合型プラズマ C VD法等に基づく C V D法、 平行平板型 C V D装置を 用いた C VD法を例示することができる。 こうして形成された炭素系材料層の形 態には、薄膜状や板状はもとより、炭素のゥイス力一、 カーボン 'ナノチューブ、 カーボン ·ナノファーバ一が包含され、 具体的には、 ナノクリスタルダイヤモン ド、 ナノクリスタルグラフアイ ト、 力一ボン 'ナノチューブ、 力一ボン 'ナノフ アイパー、 力一ボンシートを挙げることができる。 形成条件によっては、 こうし て形成された炭素系材料層は円錐状の形状を有している。

カーボン ·ナノチューブ構造体として、 具体的には、 カーボン ·ナノチューブ 及び 又は力一ボン ·ナノファイバ一を挙げることができる。 より具体的には、 力一ボン ·ナノチューブから電子放出部を構成してもよいし、 力一ボン 'ナノフ アイバーから電子放出部を構成してもよいし、 力一ボン ·ナノチューブとカーボ ン ·ナノファイバ一の混合物から電子放出部を構成してもよい。 カーボン ·ナノ チューブや力一ボン ·ナノファイバ一は、 巨視的には、粉末状であってもよいし、 薄膜状であってもよい。 力一ボン ·ナノチューブや力一ボン ·ナノファイバ一か ら構成された力一ボン ·ナノチューブ構造体は、 周知のアーク放電法やレーザァ ブレ一シヨン法といった P VD法、 プラズマ C V D法ゃレ一ザ C V D法、 熱 C V D法、 気相合成法、 気相成長法といった各種の C VD法によって製造、 形成する ことができる。

本発明の第 2 Cの態様、 第 3 Cの態様に係る電子放出装置の製造方法、 本発明 の第 2 Cの態様、 第 3 Cの態様、 第 5 Cの態様、 第 6 Cの態様、 第 8 Cの態様、 第 9 Cの態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法、 本発明の第 2 Cの態様、 第 3 Cの態様、 第 5 Cの態様、 第 6 Cの態様、 第 8 Cの態様、 第 9 C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は、 金属化合物に由来した金 属原子を含むマトリヅクスにてカーボン ·ナノチューブ構造体が力ソード電極や 導電体層の表面に固定される。 マトリックスは、 導電性を有する金属酸化物から 成ることが好ましく、 より具体的には、 酸化錫、 酸化インジウム、 酸ィ匕インジゥ ムー錫、 酸化亜鉛、 酸化アンチモン、 又は、 酸化アンチモン—錫から構成するこ とが好ましい。 焼成後、 各カーボン ·ナノチューブ構造体の一部分がマトリック スに埋め込まれている状態を得ることもできるし、 各力一ボン 'ナノチューブ構 造体の全体がマトリックスに埋め込まれている状態を得ることもできる。 マトリ ヅクスの体積抵抗率は、 1 X 1 0— ⁹ Ω · m乃至 5 X 1 0—⁶ Ω ■ mであることが望ま しい。

金属化合物溶液を構成する金属化合物として、 例えば、 有機金属化合物、 有機 酸金属化合物、 又は、 金属塩 （例えば、 塩化物、 硝酸塩、 酢酸塩） を挙げること ができる。有機酸金属化合物溶液として、有機錫化合物、有機ィンジゥム化合物、 有機亜鉛化合物、 有機アンチモン化合物を酸 （例えば、 塩酸、 硝酸、 あるいは硫 酸） に溶解し、 これを有機溶剤 （例えば、 トルエン、 酢酸プチル、 イソプロピル アルコール） で希釈したものを挙げることができる。 また、 有機金属化合物溶液 として、 有機錫化合物、 有機インジウム化合物、 有機亜鉛化合物、 有機アンチモ ン化合物を有機溶剤 （例えば、 トルエン、 酢酸プチル、 イソプロピルアルコール） に溶解したものを例示することができる。 溶液を 1 0 0重量部としたとき、 力一 ボン 'ナノチューブ構造体が 0 . 0 0 1 ~ 2 0重量部、 金属化合物が 0 . 1〜1 0重量部、 含まれた組成とすることが好ましい。 溶液には、 分散剤や界面活性剤 が含まれていてもよい。 また、 マトリックスの厚さを増加させるといった観点か ら、 金属化合物溶液に、 例えば力一ボンブラック等の添加物を添加してもよい。 また、場合によっては、有機溶剤の代わりに水を溶媒として用いることもできる。 力一ボン ·ナノチューブ構造体が分散された金属化合物溶液を力ソード電極や 導電体層の上に塗布する方法として、 スプレー法、 スピンコ一ティング法、 ディ ッピング法、 ダイクオ一夕一法、 スクリーン印刷法を例示することができるが、 中でもスプレー法を採用することが塗布の容易性といった観点から好ましい。 力一ボン ·ナノチューブ構造体が分散された金属化合物溶液をカソ一ド電極や 導電体層の上に塗布した後、金属化合物溶液を乾燥させて金属化合物層を形成し、 次いで、 カソ一ド電極や導電体層の上の金属化合物層の不要部分を除去した後、 金属化合物を焼成してもよいし、 金属化合物を焼成した後、 カゾード電極や導電 体層の上の不要部分を除去してもよいし、 カソ一ド電極や導電体層の所望の領域 上にのみ金属化合物溶液を塗布してもよい。

金属化合物の焼成温度は、 例えば、 金属塩が酸化されて導電性を有する金属酸 化物となるような温度、 あるいは又、 有機金属化合物や有機酸金属化合物が分解 して、 有機金属化合物や有機酸金属化合物に由来した金属原子を含むマトリック ス （例えば、 導電性を有する金属酸化物） が形成できる温度であればよく、 例え ば、 3 0 0 ° C以上とすることが好ましい。 焼成温度の上限は、 電子放出装置、 電界放出素子あるいは力ソードパネルの構成要素に熱的な損傷等が発生しない温 度とすればよい。

本発明の第 2 Bの態様、 第 3 Bの態様、 第 2 Cの態様、 第 3 Cの態様に係る電 子放出装置の製造方法、 本発明の第 2 Bの態様、 第 3 Bの態様、 第 5 Bの態様、 第 6 Bの態様、 第 8 Bの態様、 第 9 Bの態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製 造方法、 本発明の第 2 Bの態様、 第 3 Bの態様、 第 5 Bの態様、 第 6 Bの態様、 第 8 Bの態様、 第 9 Bの態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法、 本 発明の第 2 Cの態様、 第 3 Cの態様、 第 5 Cの態様、 第 6 Cの態様、 第 8 Cの態 様、 第 9 Cの態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法、 本発明の第 2 Cの 態様、 第 3 Cの態様、 第 5 Cの態様、 第 6 Cの態様、 第 8 Cの態様、 第 9 C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、 炭素系材料層の形 成後、 炭素系材料層の表面の一種の活性化処理 （洗浄処理） を行うことが、 電子 放出部からの電子の放出効率の一層の向上といった観点から好ましい。 このよう な処理として、 水素ガス、 アンモニアガス、 ヘリウムガス、 アルゴンガス、 ネオ ンガス、 メタンガス、 エチレンガス、 アセチレンガス、 窒素ガス等のガス雰囲気 中でのプラズマ処理を挙げることができる。

選択成長領域が形成された本発明の第 1の態様〜第 3の態様に係る電子放出装 置、 選択成長領域が形成された本発明の第 1の態様〜第 6の態様に係る冷陰極電 界電子放出素子、 本発明の第 1の態様〜第 6の態様に係る冷陰極電界電子放出表 示装置において、 選択成長領域は、 導電体層あるいは力ソード電極の表面に金属 粒子が付着して成り、 あるいは又、 導電体層あるいは力ソード電極の表面に金属 薄膜又は有機金属化合物薄膜が形成されて成ることが好ましい。 選択成長領域が形成された本発明の第 4の態様〜第 6の態様に係る冷陰極電界 電子放出素子、 あるいは、 選択成長領域が形成された本発明の第 4の態様〜第 6 の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置において、 選択成長領域は、 開口部の 底部に位置するカソ一ド電極の部分の上に形成されていればよく、 開口部の底部 に位置するカソード鼋極の部分から開口部の底部以外のカソード電極の部分の上 に延在するように形成されていてもよい。 また、 選択成長領域は、 開口部の底部 に位置するカソ一ド電極の部分の表面の全面に形成されていても、 部分的に形成 されていてもよい。

本発明の第 4 ( 2 ) の態様、 第 5 A ( 2 ) の態様、 第 6 A ( 2 ) の態様に係る 冷陰極電界電子放出素子の製造方法、 本発明の第 4 ( 2 ) の態様、 第 5 A ( 2 ) の態様、 第 6 A ( 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、 力ソード電極の表面に選択成長領域を形成する工程 （以下、 選択成長領域 形成工程と呼ぶ） は、 第 2開口部の底部の中央部に力ソ一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、金属粒子を付着させ、 若しくは、 金属薄膜又は有機金属化合物薄膜を形成する工程から構成することが できる。

かかるマスク層の形成は、 例えば、 レジスト材料層若しくはハードマスク材料 層を全面に形成した後、 リソグラフィ技術に基づき、 第 2開口部の底部の中央部 に位置するレジスト材料層若しくはハ一ドマスク材料層に孔部を形成する方法に より行うことができる。 第 2開口部の底部に位置する力ソード電極の一部分、 第 2開口部の側壁、 第 1開口部の側壁、 絶縁層及びゲート電極がマスク層で被覆さ れた状態で、 第 2開口部の底部の中央部に位置するカソ一ド電極の表面に選択成 長領域を形成するので、 力ソード電極とゲート電極とが、 金属粒子や金属薄膜に 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、 第 1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開口部の近傍のゲ一ト電極上及び第 1 開口部と第 2開口部の側壁をマスク層で被覆してもよく、 これらの場合、 ゲート 電極を構成する導電材料によっては、 ゲート電極上に炭素系材料層が形成される が、 かかる炭素系材料層が高強度の電界中に置かれなければ、 かかる炭素系材料 層から電子が放出されることはない。 尚、 選択成長領域上に炭素系材料層を形成 する前にマスク層を除去することが好ましい。

選択成長領域形成工程は、 選択成長領域を形成すべきカソード電極の部分の上 に、 金属粒子を付着させ、 若しくは、 金属薄膜又は有機金属化合物薄膜を形成す る工程から成り、 以て、 力ソード電極の部分の表面に金属粒子が付着して成る選 択成長領域、 若しくは、 表面に金属薄膜又は有機金属化合物薄膜が形成されて成 る選択成長領域を得ることが好ましい。

また、 選択成長領域における炭素系材料層の選択成長を一層確実なものとする ために、 カゾード電極の表面に、 金属粒子を付着させ、 若しくは、 金属薄膜又は 有機金属化合物薄膜を形成した後、 金属粒子の表面若しくは金属薄膜又は有機金 属化合物薄膜の表面の金属酸化物 （所謂、 自然酸化膜） を除去することが望まし い。 金属粒子の表面若しくは金属薄膜又は有機金属化合物薄膜の表面の金属酸化 物の除去を、 例えば、 水素ガス雰囲気におけるマイクロ波プラズマ法、 トランス 結合型プラズマ法、誘導結合型プラズマ法、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法、

R F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 ヅ夕処理、 若しくは、 例えばフヅ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。 金属粒子の表面若しくは金属薄膜又は有機金属化合物薄膜の表 面の金属酸化物を除去する工程は、 選択成長領域上に炭素系材料層を形成するェ 程の直前の工程において実行することが好ましい。 尚、 本発明の電子放出装置を 作製する場合にも、 選択成長領域を形成すべき導電体層の部分の上に、 以上に説 明した各種工程を適用することができる。 選択成長領域を形成すべき導電体層の 部分、 選択成長領域を形成すべき力ソード電極の部分を、 以下、 単に、 導電体層 部分、 力ソード電極部分と呼ぶ場合がある。

導電体層部分やカソ一ド電極部分に金属粒子を付着させる方法として、例えば、 選択成長領域を形成すべき導電体層や力ソード電極の領域以外の領域を適切な材 料 （例えば、 マスク層） で被覆した状態で、 溶媒と金属粒子から成る層を導電体 層部分やカゾード電極部分の上に形成した後、 溶媒を除去し、 金属粒子を残す方 法を挙げることができる。 あるいは又、 導電体層部分やカゾード電極部分の上に 金属粒子を付着させる工程として、 例えば、 選択成長領域を形成すべき導電体層 や力ソード電極の領域以外の領域を適切な材料 （例えば、 マスク層） で被覆した 状態で、 金属粒子を構成する金属原子を含む金属化合物粒子を導電体層や力ソー ド電極の表面に付着させた後、金属化合物粒子を加熱することによって分解させ、 以て、 導電体層やカソ一ド電極の部分の表面に金属粒子が付着して成る選択成長 領域を得る方法を挙げることができる。 この場合、 具体的には、 溶媒と金属化合 物粒子から成る層を導電体層部分やカソード電極部分の上に形成した後、 溶媒を 除去し、金属化合物粒子を残す方法を例示することができる。金属化合物粒子は、 金属粒子を構成する金属のハロゲン化物（例えば、ョゥ化物、塩化物、臭化物等)、 酸化物、 水酸化物及び有機金属から成る群から選択された少なくとも 1種類の材 料から構成されていることが好ましい。 尚、 これらの方法においては、 適切な段 階で、 選択成長領域を形成すべき導電体層やカソ一ド電極の領域以外の領域を被 覆した材料 （例えば、 マスク層） を除去する。

導電体層部分や力ソード電極部分の上に金属薄膜を形成する方法として、 金属 薄膜を構成する材料に依存するが、 例えば、 選択成長領域を形成すべき導電体層 やカソード電極の領域以外の領域を適切な材料で被覆した状態での、 電気メツキ 法や無電解メツキ法といったメヅキ法、 MO C VD法を含む化学的気相成長法（ C VD法、 Chemical Vapor Depos ion法)、 物理的気相成長法（P VD法、 Physical Vapor Deposition法)、有機金属化合物を熱分解する方法を挙げることができる。 尚、 物理的気相成長法として、 （a) 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、 （b) プラズマ蒸着法、 （c) 2極スパッタリング法、 直流スパッ夕リング法、 直流マグネト口ンスパッ夕リング法、 高周波スパッタリ ング法、 マグネト口ンスパヅ夕リング法、 イオンビ一ムスパヅ夕リング法、 バイ ァススパヅ夕リング法等の各種スパヅタリング法、 （d) D C(direct current)法、 R F法、 多陰極法、活性化反応法、 電界蒸着法、高周波ィオンプレーティング法、 反応性ィオンプレ一ティング法等の各種ィオンプレーティング法を挙げることが できる。

選択成長領域を構成する金属粒子あるいは金属薄膜は、 モリプデン （Mo)、 二 ッケル （Ni)、 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 （Cu)、 白金 (P t)ヽ 亜鉛 （Zn)ヽ カドミウム （Cd)ヽ ゲルマニウム （Ge)ヽ 錫 （Sn) 鉛 （Pb)、 ビスマス （Bi)、 銀 （Ag)、 金 （Au)、 インジウム （In)及び タリウム （T1) から成る群から選択された少なくとも 1種類の金属から構成さ れていることが好ましい。

また、選択成長領域を構成する有機金属化合物薄膜は、亜鉛（ Z n)、錫（ S n)、 アルミニウム （Al)、 鉛 （Pb)ヽ ニッケル （Ni)及びコバルト （Co) から 成る群から選択された少なくとも 1種の元素を含有して成る有機金属化合物から 構成されている形態とすることができ、 更には、 錯化合物から構成されているこ とが好ましい。 ここで、 錯化合物を構成する配位子として、 ァセチルアセトン、 へキサフルォロアセチルァセトン、 ジピバロイルメ夕ネート、 シクロペン夕ジェ ニルを例示することができる。 尚、 形成された有機金属化合物薄膜には、 有機金 属化合物の分解物が一部含まれていてもよい。

導電体層部分やカゾード電極部分の上に有機金属化合物薄膜を形成する工程は、 有機金属化合物溶液から成る層を導電体層部分や力ソード電極部分の上に成膜す る工程から構成することができ、 あるいは又、 有機金属化合物を昇華させた後、 かかる有機金属化合物を導電体層部分や力ソード電極部分の上に堆積させる工程 から構成することができる。 これらの場合、 選択成長領域を構成する有機金属化 合物薄膜は、 亜鉛 （Z n)、 錫 （S n)、 アルミニウム （A l )、 鉛 （P b )、 ニッ ケル （N i ) 及びコバルト （C o ) から成る群から選択された少なくとも 1種の 元素を含有して成る有機金属化合物から構成されていることが好ましく、 更には、 錯化合物から構成されていることが一層好ましい。 ここで、 錯化合物を構成する 酉己位子として、 ァセチルアセトン、 へキサフルォロアセチルアセトン、 ジピバロ ィルメ夕ネート、 シクロペン夕ジェニルを例示することができる。 尚、 形成され た有機金属化合物薄膜には、有機金属化合物の分解物が一部含まれていてもよい。 本発明の第 4の態様〜第 9の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法、 あるいは、 本発明の第 4の態様〜第 9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、 絶縁層上に第 1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 材料層上にパ夕一ニングされた第 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夕一ニングした後、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開口部を形成する方法を例示することができる。 あるいは又、 例え ば、 スクリーン印刷法によって第 1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、 ゲ一ト電極に形成された第 1開口部 に連通する第 2開口部を絶縁層に形成する方法は、 かかる第 2のマスク材料層を エッチング用マスクとして用いて絶縁層をエッチングする方法としてもよいし、 ゲート電極に形成された第 1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開口部と第 2開口部とは、 一対一の 対応関係にある。 即ち、 1つの第 1開口部に対応して 1つの第 2開口部が形成さ れている。 あるいは又、 本発明の第 7の態様〜第 9の態様に係る冷陰極電界電子放出素子 の製造方法、 あるいは、 本発明の第 7の態様〜第 9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、 炭素系材料層の上方に開口部を有するゲ一ト 電極を設ける工程あるいは選択成長領域の上方に開口部を有するゲート電極を設 ける工程は、 支持体上に絶縁材料から成る帯状のゲート電極支持部材を形成し、 ゲート電極を複数の開口部が形成された帯状あるいはシート状の金属層から構成 し、 かかるゲート電極支持部材の頂面に接するように、 炭素系材料層の上方ある Iヽは選択成長領域の上方に金属層を張架してもよい。

冷陰極電界電子放出表示装置を所謂 3電極型とする場合、 カソ一ド電極の外形 形状をストライプ状とし、 ゲート電極の外形形状もストライプ状とする。 ストラ ィプ状のカゾード電極とストライプ状のゲ一ト電極の延びる方向は異なっている ストライプ状の力ソード電極の射影像とストライプ状のゲート電極の射影像は、 互いに直交することが好ましい。尚、 これらの両電極の射影像が重複する領域（ 1 画素分の領域に相当し、 力ソード電極とゲート電極とが重複する電子放出領域で ある）に、 1又は複数の選択成長領域が位置する。更に、 かかる電子放出領域が、 カゾ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次元マトリヅクス状に配列されている。

冷陰極電界電子放出表示装置を所謂 2電極型とする場合、 カソ一ド電極の外形 形状をストライプ状とし、 アノード電極の外形形状もストライプ状とする。 ある いは又、 力ソード電極の外形形状を 1画素に相当する形状とし、 アノード電極を 有効領域を覆う 1枚のシート形状とすることもできる。

第 1開口部や第 2開口部の平面形状 （力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。 第 1開口部の 形成は、 上述したように、 例えば、 等方性エッチング、 異方性エッチングと等方 性エッチングの組合せによって行うことができ、 あるいは又、 ゲート電極の形成 方法に依っては、第 1開口部を直接形成することもできる。第 2開口部の形成も、 例えば、 等方性エッチング、 異方性エッチングと等方性エッチングの組合せによ つて行うことができる。

炭素系材料層は、 第 2開口部の底部に位置する力ソード電極の部分の表面に形 成されていればよく、 第 2開口部の底部に位置する力ソード電極の部分から第 2 開口部の底部以外のカゾード電極の部分の表面に延在するように形成されていて もよい。 また、 炭素系材料層は、 第 2開口部の底部に位置するカゾード電極の部 分の表面の全面に形成されていても、 部分的に形成されていてもよい。

本発明において、 導電体層や力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選択成長領域を形成する。 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ィヒを図ることが できる。 抵抗体層を構成する材料として、 シリコン力一バイド （S i C ) や S i C Nといったカーボン系材料、 S i 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（R u〇₂)、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、 C V D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 X 1 0⁵〜1 Χ 1 0⁷Ω、 好ましくは数 Μ Ωとすればよい。

冷陰極電界電子放出表示装置を所謂 3電極型とする場合、 ゲート電極及び絶縁 層上には更に第 2絶縁層が設けられ、 第 2絶縁層上に収束電極が設けられていて もよい。 あるいは又、 ゲート電極の上方に収束電極を設けてもよい。 ここで、 収 束電極とは、 開口部から放出されアノード電極へ向かう放出電子の軌道を収束さ せ、 以て、 輝度の向上や隣接画素間の光学的クロストークの防止を可能とするた めの電極である。 アノード電極とカゾ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、 アノード電極とカゾ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、 収束電極制御回路から相対的な負電圧が印加される。 収束 電極は、 必ずしも各冷陰極電界電子放出素子毎に設けられている必要はなく、 例 えば、 冷陰極電界電子放出素子の所定の配列方向に沿って延在させることにより、 複数の冷陰極電界電子放出素子に共通の収束効果を及ぼすこともできる。

本発明の第 1の態様〜第 9の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方 法において、 基板と支持体とを周縁部において接合する場合、 接合は接着層を用 いて行ってもよいし、 あるいはガラスやセラミック等の絶縁性剛性材料から成る 枠体と接着層とを併用して行ってもよい。 枠体と接着層とを併用する場合には、 枠体の高さを適宜選択することにより、 接着層のみを使用する場合に比べ、 基板 と支持体との間の対向距離をより長く設定することが可能である。 尚、 接着層の 構成材料としては、 フリットガラスが一般的であるが、 融点が 120〜400° C程度の所謂低融点金属材料を用いてもよい。 かかる低融点金属材料としては、 I n (インジウム：融点 157。 C)； インジウム—金系の低融点合金； Sn₈₀A 2₀ (融点 220〜370° C；)、 Sn₉₅Cu₅ (融点 227〜370° C) 等の錫 (Sn) 系高温はんだ； Pb₉₇.₅Ag₂.₅ (融点 304° C)、 Pb₉₄.₅Ag₅.₅ (融点 3 04〜365° C)ヽ

(融点 309° C) 等の鉛 （Pb) 系高 温はんだ； Ζη₉₅Α1₅ (融点 380。 C) 等の亜鉛 （Zn) 系高温はんだ； S n₅ Pb₉₅ (融点 300〜3 14° C)、 Sn₂Pb₉₈ (融点 3 16〜322° C) 等の 錫一鉛系標準はんだ； Au₈₈Ga₁₂ (融点 38 1° Q) 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。

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 A rガス） を含む不活性ガスであ つてもよい。

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 ヅ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、 基板及びノ又は支持体の無効領域 （即ち、 表示部分として機能する有効 領域以外の領域） に設けられた貫通孔の周囲に、 フリットガラス又は上述の低融 点金属材料を用いて接合され、 空間が所定の真空度に達した後、 熱融着によって 封じ切られる。 尚、 封じ切りを行う前に、 冷陰極電界電子放出表示装置全体を一 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。

力ソードパネルを構成する支持体は、 少なくとも表面が絶縁性部材より構成さ れていればよく、ガラス基板、表面に絶縁膜が形成されたガラス基板、石英基板、 表面に絶縁膜が形成された石英基板、 表面に絶縁膜が形成された半導体基板を挙 げることができるが、 製造コスト低減の観点からは、 ガラス基板、 あるいは、 表 面に絶縁膜が形成されたガラス基板を用いることが好ましい。ガラス基板として、 高歪点ガラス、 ソーダガラス （N a₂0■ C a O · S i 0₂)、 硼珪酸ガラス （N a₂ 0 · B₂0₃ · S i 0₂)、 フォルステラィ ト （2 M g O · S i 0₂)、 鉛ガラス （N a₂ 0 · P b O · S i 0₂) を例示することができる。 アノードパネルを構成する基板 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あるいは 上述の力ソードパネルを構成する支持体から構成すればよい。

本発明の第 1の態様、 第 2 Aの態様、 第 3 Aの態様に係る電子放出装置、 本発 明の第 1の態様、 第 2 Aの態様、 第 3 Aの態様、 第 4の態様、 第 5 Aの態様、 第 6 Aの態様に係る冷陰極電界電子放出素子、 並びに、 本発明の第 1の態様、 第 2 Aの態様、 第 3 Aの態様、 第 4の態様、 第 5 Aの態様、 第 6 Aの態様に係る冷陰 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、 また、 第 7 の態様、 第 8 Aの態様、 第 9 Aの態様に係る冷陰極電界電子放出素子若しくは冷 陰極電界電子放出表示装置の製造方法においては、 導電体層あるいは力ソード電 極を、 銅 （Cu)、 銀 （Ag)又は金 （Au) から構成することが、 導電体層ある いは力ソード電極の低抵抗化といつた観点、 選択成長領域を設けることなく炭化 水素系ガスを用いて炭素系材料層を確実に形成するといつた観点から好ましい。 選択成長領域を設ける場合、 あるいは又、 炭素系材料層を力一ボン ·ナノチュ —ブ構造体から構成する場合、 導電体層や力ソード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)、 チタン （Ti)、 モリプ デン （Mo)ヽ クロム （Cr)ヽ アルミニウム （A1)ヽ 銅 （Cu)ヽ 金 （Au)、 銀 (Ag)ヽ ニッケル （Ni)ヽ 鉄 （Fe)ヽ ジルコニウム （Zr)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 T iN等の窒化物や、 WSi₂、 M o S i₂、 T i S i₂、 TaS i₂等のシリサイド）；シリコン （Si)等の半導体； ダイヤモンド等の炭素薄膜； I TO (インジウム '錫酸化物） を例示することが できる。力ソード電極の厚さは、おおよそ 0. 05〜0. 5 111、好ましくは0. 1〜0. 3 zmの範囲とすることが望ましいが、 かかる範囲に限定するものでは ない。

ゲ一ト電極を構成する導電性材料として、 タングステン（W)、ニオブ（Nb)、 タンタル （Ta)、 チタン （Ti)、 モリブデン （Mo)、 クロム （Cr)、 アルミ ニゥム （Al)、 銅 （Cu)ヽ 金 （Au)ヽ 銀 （Ag)ヽ ニッケル （Ni)ヽ コバルト (Co), ジルコニウム （Zr)、 鉄 （Fe)、 白金 （Pt)及び亜鉛 （Zn) から 成る群から選択された少なくとも 1種類の金属；これらの金属元素を含む合金あ るいは化合物（例えば T iN等の窒化物や、 WS i₂、 Mo S i₂、 T i S i₂、 Ta S i₂等のシリサイド）；あるいはシリコン （Si) 等の半導体； I TO (ィンジ ゥム錫酸化物)、 酸化インジウム、 酸化亜鉛等の導電性金属酸化物を例示すること ができる。

力ソード電極やゲート電極の形成方法として、 例えば、 電子ビーム蒸着法や熱 フィラメント蒸着法といった蒸着法、 スパヅ夕リング法、 CVD法やイオンプレ —ティング法とエツチング法との組合せ、 スクリーン印刷法、 メヅキ法、 リフト オフ法等を挙げることができる。 スクリーン印刷法ゃメツキ法によれば、 直接、 例えばストライプ状の力ソード電極ゃゲ一ト電極を形成することが可能である。 絶縁層や第 2絶縁層の構成材料として、 Si0₂、 BPSG、 PSG、 B S G、 AsSG、 Pb SG SiON、 SOG (スピンオングラス）、 低融点ガラス、 ガ ラスペ一ストといった S i0₂系材料、 SiN、 ポリイミド等の絶縁性樹脂を、 単 独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。 絶縁層や第 2絶縁層の形成 には、 CVD法、 塗布法、 スパッタリング法、 スクリーン印刷法等の公知のプロ セスが利用できる。

アノード電極の構成材料は、 冷陰極電界電子放出表示装置の構成によって選択 すればよい。 即ち、 冷陰極電界電子放出表示装置が透過型 （基板が表示部分に相 当する） であって、 且つ、 基板上にアノード電極と蛍光体層がこの順に積層され ている場合には、 アノード電極が形成される基板は元より、 アノード電極自身も 透明である必要があり、 ITO (インジウム錫酸化物） 等の透明導電材料を用い る。一方、 冷陰極電界電子放出表示装置が反射型 （支持体が表示部分に相当する） である場合、 及び、 透過型であっても基板上に蛍光体層とアノード電極とがこの 順に積層されている （アノード電極はメタルバック膜を兼ねている） 場合には、 I TOの他、 力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が、 より好ましくは、 アルミニウム （A1) ある いはクロム （Cr) を用いることが望ましい。 アルミニウム （A1) あるいはク ロム （Cr) からアノード電極を構成する場合、 ァノ一ド電極の厚さとして、 具 体的には、 3 X 10—⁸m (3 Onm)乃至 1. 5x10—⁷m (15 Onm)ヽ 好まし くは 5 x 1 (T⁸m ( 5 0 nm) 乃至 1 x 1 0—⁷m ( 1 0 0 nm) を例示することが できる。アノード電極は、蒸着法ゃスノ ソ夕リング法にて形成することができる。 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一表示装置である場合、 ストライプ状又はドット状にパ夕 一二ングされた赤 （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、 パ夕一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。

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

アノードパネルには、 更に、 蛍光体層から反跳した電子、 あるいは、 蛍光体層 から放出された二次電子が他の蛍光体層に入射し、 所謂光学的クロストーク （色 濁り） が発生することを防止するための、 あるいは又、 蛍光体層から反跳した電 子、 あるいは、 蛍光体層から放出された二次電子が隔壁を越えて他の蛍光体層に 向かって侵入したとき、 これらの電子が他の蛍光体層と衝突することを防止する ための、 隔壁が、 複数、 設けられていることが好ましい。

隔壁の平面形状としては、 格子形状 （井桁形状)、 即ち、 1画素に相当する、 例 えば平面形状が略矩形 （ドット状） の蛍光体層の四方を取り囲む形状を挙げるこ とができ、 あるいは、 略矩形あるいはストライプ状の蛍光体層の対向する二辺と 平行に延びる帯状形状あるいはストライプ形状を挙げることができる。 隔壁を格 子形状とする場合、 1つの蛍光体層の領域の四方を連続的に取り囲む形状として もよいし、 不連続に取り囲む形状としてもよい。 隔壁を帯状形状あるいはストラ ィプ形状とする場合、連続した形状としてもよいし、不連続な形状としてもよい。 隔壁を形成した後、 隔壁を研磨し、 隔壁の頂面の平坦化を図ってもよい。

蛍光体層からの光を吸収するブラックマトリックスが蛍光体層と蛍光体層との 間であって隔壁と基板との間に形成されていることが、 表示画像のコントラスト 向上といった観点から好ましい。 ブラックマトリックスを構成する材料として、 蛍光体層からの光を 9 9 %以上吸収する材料を選択することが好ましい。 このよ うな材料として、 カーボン、 金属薄膜 （例えば、 クロム、 ニッケル、 アルミニゥ ム、モリプデン等、あるいは、これらの合金)、金属酸化物（例えば、酸化クロム）、 金属窒化物 （例えば、 窒化クロム）、 耐熱性有機樹脂、 ガラスペースト、 黒色顔料 や銀等の導電性粒子を含有するガラスペースト等の材料を挙げることができ、 具 体的には、 感光性ポリイミド樹脂、 酸化クロムや、 酸化クロムノクロム積層膜を 例示することができる。 尚、 酸化クロムノクロム積層膜においては、 クロム膜が 基板と接する。

本発明の電子放出装置は、 冷陰極電界電子放出素子の電子放出部に適用するこ とができるだけでなく、 陰極線管に組み込まれる電子銃における電子線源に例示 される各種電子線源、 蛍光表示管に組み込むことができる。

本発明の第 1の態様〜第 3の態様に係る電子放出装置、 本発明の第 1の態様〜 第 3の態様に係る冷陰極電界電子放出素子、 あるいは、 本発明の第 1の態様〜第 3の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置において、 炭素系材料層から電子を 放出させるためには、 炭素系材料層が適切な電界 （例えば、 1 0⁷ボルト/ m程度 の強度を有する電界） 中に置かれた状態とすればよい。 本発明の第 4の態様〜第 6の態様に係る冷陰極電界電子放出素子あるいは冷陰極電界電子放出表示装置に おいては、 力ソード電極及びゲート電極に電圧を印加することによって形成され た電界 （例えば、 1 0⁷ボルト/ m程度の強度を有する電界） に基づき、 炭素系材 料層から成る電子放出部から電子が放出される。 そして、 これらの電子を蛍光体 層に衝突させることによって画像を得ることができる。

本発明において、 炭素系材料層は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系 ガスを用いて形成され、 あるいは又、 炭素系材料層の表面には炭化フッ素系薄膜 が形成され、 あるいは又、 炭素系材料層の表面はフッ素原子で終端 （修飾） され ているので、 電子放出部は一種の撥水性を発現し、 力ソード電極や冷陰極電界電 子放出表示装置を構成する各種の部材から放出されるガスあるいはガス状物質、 特に、 水分が、 電子放出部 （具体的には、 炭素系材料層） に付着、 吸着すること を抑制できる結果、 電子放出部の特性が劣化することを防止できる。 しかも、 電 子放出部が炭素系材料層から構成されているので、 高い電子放出効率を有する冷 陰極電界電子放出素子を得ることができる。

また、 本発明において、 選択成長領域上に炭素系材料層から成る電子放出部を 形成すれば、 選択成長領域の表面での一種の触媒反応が期待でき、 炭素系材料層 の初期成長段階における核生成が円滑に進行し、 この核生成が以降の炭素系材料 層の成長を促進し、 導電体層や力ソード電極の所望の部位に炭素系材料層から成 る電子放出部を設けることができる。 しかも、 炭素系材料層を所望の形状にする ための炭素系材料層のパ夕一ニングを行う必要が無い。 更には、 開口部の底部に 位置し、 一種の触媒としての機能を有する材料から構成された力ソード電極の部 分の上に炭素系材料層から成る電子放出部を形成すれば、 炭素系材料層を所望の 形状にするための炭素系材料層のパ夕一ニングを行う必要が無い。 また、 力一ボ ン ·ナノチュ一プ構造体から電子放出部を構成すれば、 容易に電子放出部を形成 することができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 実施例 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。 図 2は、 実施例 1の冷陰極電界電子放出表示装置における 1つの電子放出領域 の模式的な斜視図である。

図 3の （A) 〜 （D ) は、 実施例 1における電子放出装置の製造方法を説明す るための支持体等の模式的な一部断面図である。

図 4の （A) 〜 （D ) は、 実施例 1の冷陰極電界電子放出表示装置におけるァ 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 5は、 実施例 2における電子放出装置の模式的な一部断面図である。

図 6の （A) 及び （B ) は、 実施例 4における電子放出装置の製造方法を説明 するための支持体等の模式的な一部断面図である。

図 7は、実施例 5の冷陰極電界電子放出表示装置の模式的な一部端面図である。 図 8の （A) 及び （B ) は、 実施例 5の冷陰極電界電子放出素子の製造方法を 説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。

図 9は、実施例 8の冷陰極電界電子放出表示装置の模式的な一部端面図である。 図 1 0の （A) 〜 （C ) は、 実施例 8の冷陰極電界電子放出素子の製造方法を 説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。

図 1 1の （A) 及び （B ) は、 図 1 0の （C ) に引き続き、 実施例 8の冷陰極 電界電子放出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図で める。

図 1 2の （A) 及び （B ) は、 図 1 1の （B ) に引き続き、 実施例 8の冷陰極 電界電子放出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図で ある。

図 1 3の （A) 及び （B ) は、 実施例 1 1の冷陰極電界電子放出素子の製造方 法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。

図 1 4の （A) 及び （B ) は、 実施例 1 7の冷陰極電界電子放出素子の製造方 法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。

図 1 5は、 図 1 4の （B ) に引き続き、 実施例 1 7の冷陰極電界電子放出素子 の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。 図 1 6は、 実施例 1 8の冷陰極電界電子放出素子の製造方法を説明するための 支持体等の模式的な一部端面図である。

図 1 7の （A) 及び （B ) は、 実施例 1 9あるいは実施例 2 0の冷陰極電界電 子放出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。 図 1 8の （A) 及び （B ) は、 図 1 7の （B ) に引き続き、 実施例 1 9あるい は実施例 2 0の冷陰極電界電子放出素子の製造方法を説明するための支持体等の 模式的な一部端面図である。

図 1 9は、 収束電極を有する本発明の冷陰極電界電子放出素子の模式的な一部 端面図である。

図 2 0は、 スピント型冷陰極電界電子放出素子を備えた従来の冷陰極電界電子 放出表示装置の模式的な一部端面図である。

図 2 1は、 冷陰極電界電子放出表示装置のカゾ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。 発明を実施するための最良の形態

以下、 図面を参照して、 実施例に基づき本発明を説明する。

(実施例 1 )

実施例 1は、 本発明の第 1の態様に係る電子放出装置及びその製造方法、 本発 明の第 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）、 第 1の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置 （以下、 表示装置と略称する）、 第 1の態様（より具体的には、第 1 ( 1 )の態様） に係る電界放出素子の製造方法、 並びに、 第 1の態様 （より.具体的には、 第 1 ( 1 ) の態様） に係る表示装置の製 造方法に関する。 尚、 実施例 1〜実施例 4における表示装置は、 所謂 2電極型の 表示装置である。

実施例 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 あるいは電子放出装置の模式的な斜視図を図 2に示し、 1つの電界放出素子ある いは電子放出装置の模式的な一部断面図を図 3の （D ) に示す。

実施例 1の電子放出装置あるいは電界放出素子は、 選択成長領域 2 0が表面に 形成された力ソード電極 （導電体層） 1 1、 及び、 選択成長領域 2 0上に形成さ れた炭素系材料層 2 3から成る電子放出部 1 5から構成されている。 ここで、 選 択成長領域 2 0は、 力ソード電極 （導電体層） 1 1の表面に付着した金属粒子 2 1から構成されている。 また、 炭素系材料層 2 3は、 炭化水素系ガス （具体的に は、 C H₄)及びフッ素含有炭化水素系ガス （具体的には、 C F₄) を用いて形成さ れている。

実施例 1の表示装置は、 上述のような電子放出装置あるいは電界放出素子が有 効領域に 2次元マトリヅクス状に多数形成された力ソードパネル C Pと、 ァノー ドパネル A Pから構成されており、 複数の画素を有する。 力ソードパネル C Pと アノードパネル A Pとは、 それらの周縁部において、 枠体 3 4を介して接合され ている。 更には、 力ソードパネル C P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 3 4は、 セラミックス又はガラスから成 り、 高さは、 例えば 1 . O mmである。 場合によっては、 枠体 3 4の代わりに接 着層のみを用いることもできる。

アノードパネル APは、 基板 3 0と、 基板 3 0上に形成され、 所定のパターン に従って形成された蛍光体層 3 1と、 有効領域の全面を覆う 1枚のシート状の例 えばアルミニウム薄膜から成るアノード電極 3 3から構成されている。 蛍光体層 3 1と蛍光体層 3 1との間の基板 3 0上には、 ブラックマトリヅクス 3 2が形成 されている。 尚、 ブラックマトリックス 3 2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、 I T O等の透明導電膜から成るアノード電極を基 板 3 0と蛍光体層 3 1との間に設けてもよく、 あるいは、 基板 3 0上に設けられ た透明導電膜から成るアノード電極 3 3と、 アノード電極 3 3上に形成された蛍 光体層 3 1及びブラックマトリックス 3 2と、 蛍光体層 3 1及びブラックマトリ ヅクス 3 2の上に形成されたアルミニウムから成り、 アノード電極 3 3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。

1画素は、 矩形形状の力ソード電極 1 1と、 その上に形成された電子放出部 1 5と、 電子放出装置あるいは電界放出素子に対面するようにアノードパネル A P の有効領域に配列された蛍光体層 3 1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。

また、 力ソードパネル C Pとアノードパネル A P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ぺ一サ 3 5が配置されている。 尚、 スぺ一サ 3 5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、 スぺ一サ 3 5 は、 必ずしも全てのァノード電極/力ソ一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。

この表示装置においては、 1画素単位で、 力ソード電極 1 1に印加する電圧の 制御を行う。 力ソード電極 1 1の平面形状は、 図 2に模式的に示すように、 略矩 形であり、 各力ソード電極 1 1は、 配線 1 1 A、 及び、 例えば T F Tやトランジ ス夕から成るスイッチング素子 （図示せず） を介して力ソード電極制御回路 4 0 Aに接続されている。 また、 アノード電極 3 3はアノード電極制御回路 4 2に接 続されている。 各力ソード電極 1 1に閾値電圧以上の電圧が印加されると、 ァノ ード電極 3 3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 1 5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 3 1に衝突する。 輝度は、 力ソード電極 1 1に印加される電圧によって 制御される。

以下、 実施例 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 を、 図 3の （A) 〜 （D ) 及び図 4の （A) 〜 （D ) を参照して説明する。 尚、 実施例 1において、 選択成長領域 2 0を構成する材料としてニッケル （N i ) を 用いた。 また、 図 3の （A) 〜 （D ) においては、 図面の簡素化のために、 カソ —ド電極 （導電体層） 1 1に 1つの電子放出部 （電子放出装置） あるいはその構 成要素のみを図示する。

[工程— 1 0 0 ]

先ず、 例えばガラス基板から成る支持体 1 0上に力ソード電極形成用の導電材 料層を形成し、 次いで、 周知のリソグラフィ技術及び反応性イオンエッチング法 (R I E法） に基づき導電材料層をパ夕一ニングすることによって、 矩形形状の 力ソード電極 （導電体層） 1 1を支持体 1 0上に形成する （図 3の （A) 参照)。 同時に、 力ソード電極 （導電体層） 1 1に接続された配線 1 1 A (図 2参照） を 支持体 1 0上に形成する。 導電材料層は、 例えばスパッタリング法により形成さ れた厚さ約 0 . のアルミニウム （A 1 ) 層から成る。

[工程— 1 1 0 ]

次に、 力ソード電極 （導電体層） 1 1の表面に選択成長領域 2 0を形成する。 具体的には、 先ず、 レジスト材料層をスピンコート法にて全面に成膜した後、 リ ソグラフィ技術に基づき、 選択成長領域 2 0を形成すべき力ソード電極 （導電体 層） 1 1の部分 （力ソード電極部分） の表面が露出したマスク層 1 6 (マスク材 料層から成る）を形成する （図 3の（B )参照)。次に、露出した力ソード電極（導 電体層） 1 1の表面を含むマスク層 1 6上に、 金属粒子を付着させる。 具体的に は、 二ヅケル （N i ) 微粒子をポリシロキサン溶液中に分散させた溶液 （溶媒と してイソプロピルアルコールを使用） をスピンコート法にて全面に塗布し、 溶媒 と金属粒子から成る層を力ソード電極部分の上に形成する。 その後、 マスク層 1 6を除去し、 4 0 0 ° C程度に加熱することによって溶媒を除去し、 露出した力 ソード電極 （導電体層） 1 1の表面に金属粒子 2 1を残すことで、 選択成長領域 2 0を得ることができる （図 3の （C )参照）。 尚、 ポリシロキサンは、 露出した 力ソード電極 （導電体層） 1 1の表面に金属粒子 2 1を固定させる機能 （所謂、 接着機能） を有する。

[工程— 120]

その後、 力ソード電極 （導電体層） 11上に、 炭化水素系ガス及びフッ素含有 炭化水素系ガスを用いて炭素系材料層 23から成る電子放出部 15を形成する。 具体的には、 実施例 1においては、 選択成長領域 20上に、 厚さ約 0. 2 zmの 炭素系材料層 23を炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガスを用いて形成 し、 電子放出部 15を得る。 この状態を図 3の （D) に示す。 マイクロ波プラズ マ CVD法に基づく炭素系材料層 23の成膜条件を、 以下の表 1に例示する。従 来の炭素系材料層の成膜条件においては、 900° C程度の成膜温度が必要とさ れたが、 実施例 1においては、 成膜温度 500° Cで安定した成膜を達成するこ とができた。 アルミニウムから成るカゾード電極 （導電体層） 11及び配線 11 A上には炭素系材料層は成長しない。

1]

[炭素系材料層の成膜条件]

使用ガス CH₄/H₂/CF₄= 100/10/10 S CCM

圧力 1. 3 10 P a

マイクロ波パヮ一 500W (13. 56MHz)

成膜温度 500° C 表 1に示した炭素系材料層の形成条件においては、 微視的には、 比較的多孔質 の力一ボン 'ナノチューブが形成され、 同時に、 力一ボン 'ナノチューブ内部に 炭化フヅ素系物質 （CF_X) が取り込まれ、 巨視的には炭素系材料層 23が形成さ れ、 炭素系材料層 23全体として一種の撥水性を発現する。

[工程一 130]

その後、 表示装置の組み立てを行う。 具体的には、 蛍光体層 31と電子放出装 置 （電界放出素子） とが対向するようにアノードパネル A Pとカゾードパネル C Pとを配置し、 アノードパネル A Pと力ソードパネル C P (より具体的には、 基 板 3 0と支持体 1 0 ) とを、 枠体 3 4を介して、 周縁部において接合する。 接合 に際しては、 枠体 3 4とアノードパネル A Pとの接合部位、 及び枠体 3 4とカソ —ドパネル C P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 A Pと 力ソードパネル C Pと枠体 3 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 4 5 0 ° Cで 1 0〜3 0分の本焼成を行う。 その後、 アノードパ ネル A Pと力ソードパネル C Pと枠体 3 4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 1 0—⁴P a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 A Pと力ソードパネル C Pと枠体 3 4とに囲まれた空 間を真空にすることができる。 その後、 必要な外部回路との配線を行い、 表示装 置を完成させる。

尚、 図 1に示した表示装置におけるアノードパネル A Pの製造方法の一例を、 以下、 図 4の （A) 〜 （D ) を参照して説明する。 先ず、 発光性結晶粒子組成物 を調製する。 そのために、 例えば、 純水に分散剤を分散させ、 ホモミキサーを用 いて 3 0 0 0 r p m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 5 0 0 0 r p m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ゥム を添加して、 十分に撹拌し、 濾過する。

アノードパネル A Pの製造においては、 例えばガラスから成る基板 3 0上の全 面に感光性被膜 5 0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 5 3に設けられた孔部 5 4を通過した紫外線によって、 基板 3 0 上に形成された感光性被膜 5 0を露光して感光領域 5 1を形成する （図 4の （A) 参照)。その後、感光性被膜 5 0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） 5 2を基板 3 0上に残す （図 4の （B ) 参照)。 次に、 全面にカーボン剤 （力一ボンスラリー） を塗布し、 乾燥、 焼成した後、 リフトォ 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 3 0上にカーボン剤から成るブラックマトリックス 3 2を形成し、 併せて、 感光性被膜の残部 5 2を除去する （図 4の （C) 参照)。 その後、 露出し た基板 3 0上に、 赤、 緑、 青の各蛍光体層 3 1を形成する （図 4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及びブラヅクマトリックス 3 2上にスパッ夕リング法にて 厚さ約 0 . 0 7〃mのアルミニウム薄膜から成るアノード電極 3 3を形成する。 尚、 スクリーン印刷法等により各蛍光体層 3 1を形成することもできる。

かかる構成を有する表示装置において、 電子放出装置の電子放出部は仕事関数 の低い平面状の炭素系材料層 2 3から成り、 その加工には、 従来のスピント型電 界放出素子に関して必要とされた複雑、 且つ、 高度な加工技術を何ら要しない。 しかも、 炭素系材料層 2 3のエッチング加工が不要である。 従って、 表示装置の 有効領域の面積が増大し、 これに伴って電子放出部の形成数が著しく増大した場 合にも、 有効領域の全域に亙って各電子放出部の電子放出効率を均一化し、 輝度 ムラが極めて少ない高画質の表示装置を実現することができる。

表示装置内部の圧力を 1 X 1 0 "⁵P a (主に窒素ガスが存在)、 H₂0分圧を 1 x 1 (T⁶P aとして、 電子放出特性を測定した。 尚、 表 1の炭素系材料層の成膜条件 において、 C F₄を用いることなく炭素系材料層を形成して得られた表示装置を作 製し、 比較例とした。 その結果、 実施例 1における表示装置の電子放出部の特性 劣化は、 比較例と比較して、 非常に少なかった。

(実施例 2 ) 実施例 2は、 本発明の第 2の態様 （より具体的には、 第 2 Aの態様） に係る電 子放出装置及びその製造方法、 第 2の態様 （より具体的には、 第 2 Aの態様） に 係る電界放出素子、 第 2の態様 （より具体的には、 第 2 Aの態様及び第 2 A ( 1 ) の態様） に係る電界放出素子の製造方法、 第 2の態様 （より具体的には、 第 2 A の態様） に係る表示装置、 並びに、 第 2の態様 （より具体的には、 第 2 Aの態様 及び第 2 A ( 1 ) の態様） に係る表示装置の製造方法に関する。

実施例 2の表示装置の構成は、 実施例 1と同様とすることができるので詳細な 説明は省略する。 尚、 電子放出装置あるいは電界放出素子の模式的な一部断面図 を図 5に示す。 実施例 2の表示装置の模式的な一部断面図、 1つの電界放出素子 あるいは電子放出装置の模式的な斜視図は、 図 1、 図 2に示したと同様である。 実施例 2の電子放出装置あるいは電界放出素子も、 選択成長領域 2 0が表面に 形成された力ソード電極 （導電体層） 1 1、 及び、 選択成長領域 2 0上に形成さ れた電子放出部 1 5から構成されている。 ここで、 選択成長領域 2 0は、 カソ一 ド電極 （導電体層） 1 1の表面に付着した金属粒子 2 1から構成されている。 ま た、 電子放出部は、 炭素系材料層 2 3、 及び、 炭素系材料層の表面に形成された 炭化フヅ素系薄膜 （C F_X薄膜） 2 4から成る。炭素系材料層 2 3は、 炭化水素系 ガス （具体的には、 C H₄) を用いて形成され、 炭化フッ素系薄膜 2 4は、 フヅ素 含有炭化水素系ガス （具体的には、 C H₂F₂) を用いて形成されている。

以下、 実施例 2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 を説明する。 尚、 実施例 2においては、 選択成長領域 2 0を構成する材料として 亜鉛 （Z n) を用いた。

[工程一 2 0 0 ]

先ず、 実施例 1の [工程一 1 0 0 ] と同様にして、 例えばガラス基板から成る 支持体 1 0上に、 アルミニウム （A 1 )から成る力ソード電極（導電体層） 1 1、 配線 1 1 Aを形成する。

[工程一 2 1 01 次に、 実施例 1の [工程— 110] と同様にして、 カゾード電極 （導電体層） 11の表面に選択成長領域 20を形成する。但し、実施例 2においては、亜鉛（Z n) 微粒子をポリシロキサン溶液中に分散させた溶液 （溶媒としてイソプロピル アルコールを使用） を使用した。

[工程— 220]

その後、 力ソード電極 （導電体層） 11上に、 炭化水素系ガスを用いて炭素系 材料層を形成する。 具体的には、 実施例 2においては、 選択成長領域 20上に、 厚さ約 0. 2 /mの炭素系材料層 23を炭化水素系ガスを用いて形成する。 マイ クロ波プラズマ CVD法に基づく炭素系材料層 23の成膜条件を、 以下の表 2に 例示する。 従来の炭素系材料層の成膜条件においては、 900° C程度の成膜温 度が必要とされたが、 実施例 2においては、 成膜温度 500° Cで安定した成膜 を達成することができた。 アルミニウムから成る力ソード電極 （導電体層） 11 及び配線 11 A上には炭素系材料層は成長しない。

[表 2]

[炭素系材料層の成膜条件]

使用ガス CH₄/H₂= 100/10 SCCM

圧力 1. 3 X 10³Pa

マイクロ波パヮ一 500W (13. 56MHz)

成膜温度 400° C

[工程— 230]

その後、 炭素系材料層 23の表面に、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて炭化 フッ素系薄膜 （CF_X薄膜） 24を形成し、 以て、 炭素系材料層 23、 及び、 この 炭素系材料層 23の表面に形成された炭化フッ素系薄膜 24から成る電子放出部 15を得る。マイクロ波ブラズマ C VD法に基づく炭化フヅ素系薄膜 ( C F_x薄膜） 24の成膜条件を、 以下の表 3に例示する。 3]

[炭化フッ素系薄膜の成膜条件]

使用ガス CH₂F₂= 100 S CCM

圧力 1. 3 X 10 Pa

マイクロ波パワー 500W (13. 56MH z)

成膜温度 400° C 表 3に示した炭化フッ素系薄膜（CF_X薄膜） 24の形成条件においては、 力一 ボン 'ナノチュ一プの表面に炭化フヅ素系薄膜（CF_X薄膜） 24が形成され、 電 子放出部 15全体として一種の撥水性を発現する。

[工程— 240]

その後、実施例 1の [工程— 130]と同様にして表示装置の組み立てを行う。 表示装置内部の圧力を 1 X 10'⁵P a (主に窒素ガスが存在)、 H₂0分圧を 1 X 10_⁶Paとして、 電子放出特性を測定した。 尚、 [工程一 230] を省略して得 られた表示装置を作製し、 比較例とした。 その結果、 実施例 2における表示装置 の電子放出部の特性劣化は、 比較例と比較して、 非常に少なかった。

(実施例 3)

実施例 3は、 本発明の第 3の態様 （より具体的には、 第 3 Aの態様） に係る電 子放出装置及びその製造方法、 第 3の態様 （より具体的には、 第 3Aの態様） に 係る電界放出素子、 第 3の態様 （より具体的には、 第 3Aの態様及び第 3A (1) の態様） に係る電界放出素子の製造方法、 第 3の態様 （より具体的には、 第 3 A の態様） に係る表示装置、 並びに、 第 3の態様 （より具体的には、 第 3Aの態様 及び第 3 A (1)の態様） に係る表示装置の製造方法に関する。

実施例 3の電子放出装置、 電界放出素子、'表示装置の構成は、 実施例 1と同様 とすることができるので詳細な説明は省略する。 実施例 3の表示装置の模式的な 一部断面図、 1つの電界放出素子あるいは電子放出装置の模式的な斜視図、 模式 的な一部断面図は、 図 1、 図 2、 図 3の （D ) に示したと同様である。

実施例 3の電子放出装置あるいは電界放出素子も、 選択成長領域 2 0が表面に 形成された力ソード電極 （導電体層） 1 1、 及び、 選択成長領域 2 0上に形成さ れた電子放出部 1 5から構成されている。 ここで、 選択成長領域 2 0は、 カソー ド電極 （導電体層） 1 1の表面に付着した金属粒子 2 1から構成されている。 ま た、 電子放出部は、 炭素系材料層 2 3から成る。 炭素系材料層 2 3は、 炭化水素 系ガス （具体的には、 C H₄) を用いて形成されている。 そして、 炭素系材料層 2 3の表面は、 フッ素原子で終端 （修飾） されている。 即ち、 炭素系材料層 2 3の 表面に存在する C— H結合が、 C一 F結合に置き換えられており、 これによつて 炭素系材料層 2 3全体として一種の撥水性を示す。

以下、 実施例 3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 を説明する。 尚、 実施例 3においては、 力ソード電極 （導電体層） 1 1としてァ ルミニゥム （A 1 ) を用い、 選択成長領域 2 0を構成する材料としてコバルト一 ニッケル合金を用いた。

[工程一 3 0 0 ]

先ず、 実施例 1の [工程一 1 0 0 ] と略同様にして、 例えばガラス基板から成 る支持体 1 0上に、 アルミニウム （A 1 ) から成る力ソード電極 （導電体層） 1 1、 配線 1 1 Aを形成する。

[工程一 3 1 0 ]

次に、 実施例 1の [工程— 1 1 0 ] と同様にして、 力ソード電極 （導電体層） 1 1の表面に選択成長領域 2 0を形成する。 但し、 実施例 3においては、 コノ レ トーニッケル合金 （C o— N i合金） 微粒子をポリシロキサン溶液中に分散させ た溶液 （溶媒としてイソプロピルアルコールを使用） を使用した。

[工程一 3 2 0 ] その後、 力ソード電極 （導電体層） 11上に、 炭化水素系ガスを用いて炭素系 材料層を形成する。 具体的には、 実施例 3においては、 選択成長領域 20上に、 厚さ約 0. 2 zmの炭素系材料層 23を炭化水素系ガスを用いて形成する。 IC P— CVD法に基づく炭素系材料層 23の成膜条件を、 以下の表 4に例示する。 従来の炭素系材料層の成膜条件においては、 900° C程度の成膜温度が必要と されたが、 実施例 3においては、 成膜温度 400° Cで安定した成膜を達成する ことができた。 アルミニウムから成る力ソード電極 （導電体層） 11及び配線 1 1 A上には炭素系材料層は成長しない。 4]

[炭素系材料層の成膜条件]

使用ガス CH₄/H₂= 100/10SCCM

圧力 1. 3 X 10 P a

I CP パヮ一 500W (13. 56MHz)

成膜温度 400° C

[工程— 330]

その後、 炭素系材料層 23の表面を、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて終端 (修飾） し、 以て、 表面がフッ素原子で終端 （修飾） された炭素系材料層 23か ら成る電子放出部 15を得る。 I CP— CVD法に基づく炭素系材料層 23表面 の終端 （修飾） 条件を、 以下の表 5に例示する。 5]

[炭素系材料層表面の終端条件]

使用ガス ： CF₄= 100 S CCM

圧力 ： 1. 3 X 10³Pa I CP パワー ： 500W (13. 56MHz)

: 400° C 表 5に示した炭素系材料層表面の終端 （修飾） 条件においては、 表 3に示した 炭化フヅ素系薄膜（CF_X薄膜） 24の形成条件と異なり、 CF₄ガスを用いている ので、 フッ素含有炭化水素系ガスを構成するフッ素成分の割合が高く、 フッ素含 有炭化水素系ガスに基づく炭化フッ素系薄膜（CF_X薄膜） が堆積し難い。 カーボ ン 'ナノチューブの表面がフヅ素原子で終端（ィ参飾）されることによって、即ち、 C— H結合が C一 F結合に置き換えられることによって、 炭素系材料層 23全体 として一種の撥水性を発現する。

[工程— 340]

その後、実施例 1の [工程一 130]と同様にして表示装置の組み立てを行う。 表示装置内部の圧力を lx 10— ⁵P a (主に窒素ガスが存在)、 H₂0分圧を IX 10— ⁶Paとして、 電子放出特性を測定した。 尚、 [工程一 330] を省略して得 られた表示装置を作製し、 比較例とした。 その結果、 実施例 3における表示装置 の電子放出部の特性劣化は、 比較例と比較して、 非常に少なかった。

(実施例 4)

実施例 4は、 実施例 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 並びにこれらの製造方法の変形である。 実施例 1にて説明した製造方法にあって は、 力ソード電極部分の上に金属粒子 21を付着させた。 一方、 実施例 4におい ては、 選択成長領域形成工程は、 チタン （Ti) から成る金属薄膜をスパヅタリ ング法に基づき形成する工程から成る。 以下、 実施例 4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を、 図 6の （A)及び （B) を参照して説 明する。 尚、 図 6の （A)及び （B) においては、 図面の簡素化のために、 カソ —ド電極 （導電体層） 11に 1つの電子放出部 （電子放出装置） あるいはその構 成要素のみを図示する。 [工程一 400]

先ず、 実施例 1の [工程一 100] と同様にして、 例えばガラス基板から成る 支持体 10上に力ソ一ド電極 （導電体層） 11を形成し、 次いで、 レジスト材料 層をスピンコート法にて全面に成膜した後、 リソグラフィ技術に基づき、 カソー ド電極部分の表面が露出したマスク層 （レジスト材料層から成る） を形成する。

[工程一 410]

その後、 露出した力ソード電極 （導電体層） 11の表面を含むマスク層上に、 表 6に例示する条件のスパッタリング法にて金属薄膜 22を形成した後、 マスク 層を除去する （図 6の （A)参照)。 こうして、 力ソード電極部分の上に形成され た金属薄膜 22から成る選択成長領域 20を得ることができる。

[¾6]

[金属薄膜の成膜条件]

夕■ rrヅト T i

プロセスガス Ar = 100 S C CM

D Cパワー 4kW

圧力 0. 4Pa

支持体加熱温度 150° C

30 nm

[工程— 420]

その後、 実施例 1の [工程一 120] と同様にして、 選択成長領域 20上に、 厚さ約 0. 2〃mの炭素系材料層 23を形成し、 電子放出部を得る （図 6の （B) 参照)。 次いで、 実施例 1の [工程一 130] と同様にして、 表示装置の組み立て を行う。

尚、 [工程一 420]において、 実施例 2の [工程— 220 "！〜 [工程— 230] を実行すれば、 本発明の第 2の態様に係る電子放出装置あるいは表示装置を得る ことができる。

あるいは又、 実施例 3の [工程—3 2 0 ] 〜 [工程一 3 3 0 ] を実行すれば、 本発明の第 3の態様に係る電子放出装置あるいは表示装置を得ることができる。 (実施例 5 )

実施例 5は、 本発明の第 1の態様に係る電子放出装置、 本発明の第 4の態様に 係る電界放出素子及びその製造方法、 並びに、 本発明の第 4の態様に係る表示装 置及びその製造方法に関する。 尚、 実施例 5〜実施例 2 0における表示装置は、 所謂 3電極型の表示装置である。

実施例 5の表示装置の模式的な一部端面図を図 7に示し、 電界放出素子あるい は電子放出装置の基本的な構成を図 8の （B ) に示す。 力ソードパネル C Pとァ 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は、 図 2 1に示したと 実質的に同様である。

実施例 5の電界放出素子あるいは電子放出装置は、 支持体 1 0上に形成された 力ソード電極 （導電体層に該当する） 1 1、 及び、 力ソ一ド電極 1 1の上方に形 成され、 開口部 （第 1開口部 1 4 A) を有するゲート電極 1 3から成り、 第 1開 口部 1 4 Aの底部に位置する力ソード電極 1 1の部分の上に形成された炭素系材 料層 2 3から成る電子放出部 1 5を更に備えている。 また、 支持体 1 0及びカソ —ド電極 1 1上には絶縁層 1 2が形成されており、 ゲート電極 1 3に設けられた 第 1開口部 1 4 Aに連通した第 2開口部 1 4 Bが絶縁層 1 2に設けられている。 実施例 5において、 力ソード電極 （導電体層） 1 1は銅 （C u ) から構成されて いる。

実施例 5の表示装置も、 上述のような電界放出素子が設けられた電子放出領域 が有効領域に 2次元マトリックス状に多数形成されたカソ一ドパネル C Pと、 ァ ノードパネル A Pから構成されており、 複数の画素を有する。 力ソードパネル C Pとアノードパネル A Pとは、 それらの周縁部において、 枠体 3 4を介して接合 されている。 更には、 カゾードパネル C Pの無効領域には、 真空排気用の貫通孔 3 6が設けられており、 この貫通孔 3 6には、 真空排気後に封じ切られるチップ 管 3 7が接続されている。 枠体 3 4は、 セラミックス又はガラスから成り、 高さ は、 例えば 1 . O mmである。 場合によっては、 枠体 3 4の代わりに接着層のみ を用いることもできる。

アノードパネル A Pの構造は、 実施例 1にて説明したアノードパネル A P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。

1画素は、 ストライプ状の力ソード電極 1 1と、 その上に形成された電子放出 部 1 5と、 ストライプ状のゲート電極 1 3と、 電界放出素子に対面するようにァ ノードパネル A Pの有効領域に配列された蛍光体層 3 1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。

力ソード電極 1 1には相対的な負電圧が力ソード電極制御回路 4 0から印加さ れ、 ゲート電極 1 3には相対的な正電圧がゲート電極制御回路 4 1から印加され、 アノード電極 3 3にはゲ一ト電極 1 3よりも更に高い正電圧がアノード電極制御 回路 4 2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、 力 ソード電極 1 1に力ソード電極制御回路 4 0から走査信号を入力し、 ゲート電極 1 3にゲート電極制御回路 4 1からビデオ信号を入力する。 これとは逆に、 カソ —ド電極 1 1に力ソード電極制御回路 4 0からビデオ信号を入力し、 ゲート電極 1 3にゲート電極制御回路 4 1から走査信号を入力してもよい。 力ソード電極 1 1とゲート電極 1 3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 1 5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 3 1に衝突する。 その結果、 蛍光体層 3 1が励起さ れて発光し、 所望の画像を得ることができる。

以下、 実施例 5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 を、 図 8の （A) 及び （B ) を参照して説明する。 尚、 図 8の （A) 及び （B ) においては、 図面の簡素化のために、 力ソード電極 11とゲート電極 13の重複 領域に 1つの電子放出部あるいはその構成要素のみを図示する。

[工程— 500]

先ず、 例えばガラス基板から成る支持体 10上に力ソード電極形成用の導電材 料層を形成し、 次いで、 周知のリソグラフィ技術及び RIE法に基づき導電材料 層をパ夕一ニングすることによって、 ストライプ状の力ソード電極 （導電体層） 11を支持体 10上に形成する。 ストライプ状の力ソード電極 （導電体層） 11 は、 図面の紙面左右方向に延びている。 導電材料層は、 例えばスパッタリング法 により形成された厚さ約 0. 2〃mの銅 （Cu)層から成る。

[工程 - 510] '

次に、 支持体 10及び力ソード電極 11上に絶縁層 12を形成する。 具体的に は、 例えば TEOS (テトラエトキシシラン） を原料ガスとして使用する CVD 法により、 全面に、 厚さ約 l〃mの絶縁層 12を形成する。 絶縁層 12の成膜条 件の一例を、 下記の表 7に示す。

[表 7]

[絶縁層の成膜条件]

TEOS流量 800 S CCM

〇₂流量 600 S CCM

圧力 1. 1 kPa

パワー 0. 7kW (13. 56MHz)

成膜温度 400° C

[工程— 520]

その後、絶縁層 12上に第 1開口部 14 Aを有するゲート電極 13を形成する < 具体的には、 絶縁層 12上にゲート電極を構成するためのアルミニウム （A1) から成る導電材料層をスパッタリング法にて形成した後、 導電材料層上にパター ニングされた第 1のマスク材料層 （図示せず） を形成し、 かかる第 1のマスク材 料層をエッチング用マスクとして用いて導電材料層をエッチングして、 導電材料 層をストライプ状にパ夕一ニングした後、 第 1のマスク材料層を除去する。 次い で、 導電材料層及び絶縁層 12上にパ夕一ニングされた第 2のマスク材料層 （図 示せず） を形成し、 かかる第 2のマスク材料層をエッチング用マスクとして用い て導電材料層をエッチングする。 これによつて、 絶縁層 12上に第 1開口部 14 A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、 力ソード電極 11と異なる方向 （例えば、 図面の紙面垂直方向） に延びてい る。 引き続き、 ゲート電極 13に形成された第 1開口部 14 Aに連通する第 2開 口部 14 Bを絶縁層 12に形成する。 具体的には、 第 2のマスク材料層をエッチ ング用マスクとして用いて絶縁層 12を RI E法にてエッチングした後、 第 2の マスク材料層を除去する。 こうして、 図 8の （A) に示す構造を得ることができ る。 絶縁層 12のエッチング条件を以下の表 8に例示する。 実施例 5において、 第 1開口部 14Aと第 2開口部 14Bとは、 一対一の対応関係にある。 即ち、 1 つの第 1開口部 14Aに対応して、 1つの第 2開口部 14Bが形成される。 尚、 第 1及び第 2開口部 14A, 14Bの平面形状は、 例えば直径 ！〜 3 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〜 30 00個程度形成すればよい。

[表 8]

[絶縁層のエッチング条件]

エッチング装置：平行平板型 R I E装置

C₄F₈流量 ： 30 SCCM

CO流量 ： 70 S C CM

Ar流量 ： 300 S CCM 圧力 ： 7. 3 P a

RFパヮ一 ： 1. 3kW (13. 56MHz)

エッチング温度：室温 [工程一 530]

その後、 開口部 14 A, 14Bの底部に位置し、 一種の触媒としての機能を有 する材料である銅 （Cu) から構成された力ソード電極 11の部分の上に炭素系 材料層 23から成る電子放出部 15を形成する。 具体的には、 実施例 1の [工程 -120] と同様にして、 かかる力ソード電極 11の部分の上に、 厚さ約 0. 2 〃mの炭素系材料層 23を形成し、電子放出部 15を得る。この状態を図 8の（B) に示す。 マイクロ波プラズマ CVD法に基づく炭素系材料層 23の成膜条件は、 表 1に例示したと同様とすればよい。 尚、 ゲート電極 13をアルミニウム （A1) から構成しているので、 ゲート電極 13上に炭素系材料層が形成されることはな い。

[工程— 540]

その後、 実施例 1の [工程一 130] と同様にして、 表示装置の組み立てを行 ラ。

実施例 5においては、 開口部 14A, 14Bの底部に位置し、 一種の触媒とし ての機能を有する材料から構成された力ソード電極 11の部分の上に炭素系材料 層 23から成る電子放出部 15を形成するので、 炭素系材料層 23を所望の形状 にするための炭素系材料層のパ夕一ニングを行う必荽が無い。

尚、 銅 （Cu) の代わりに、 銀 （Ag) 又は金 （Au) から力ソード電極ある いは導電体層を構成しても、 これらの金属は一種の触媒としての機能を有し、 力 ソード電極 11の上に炭素系材料層 23から成る電子放出部 15を形成すること ができる。

(実施例 6 ) 実施例 6は、 実施例 5の変形である。 実施例 5にて説明した、 電子放出装置の 製造方法、 電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法にあっては、 カソ一 ド電極 1 1の表面が自然酸化され、 炭素系材料層 2 3の形成が困難となる場合が ある。 実施例 6においては、 力ソード電極部分の表面の金属酸化物 （所謂、 自然 酸化膜） を除去する。 尚、 力ソード電極部分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つて除去する。

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

[工程 _ 6 0 0 ]

先ず、 実施例 5の [工程— 5 0 0 ] 〜 [工程— 5 2 0 ] と同様にして、 例えば ガラス基板から成る支持体 1 0上に力ソード電極 1 1を形成し、 次いで、 支持体 1 0及び力ソード電極 1 1上に絶縁層 1 2を形成し、 その後、 絶縁層 1 2上に第 1開口部 1 4 Aを有するゲート電極 1 3を形成し、 更に、 ゲート電極 1 3に形成 された第 1開口部 1 4 Aに連通する第 2開口部 1 4 Bを絶縁層 1 2に形成する。

[工程— 6 1 0 ]

次に、 開口部 1 4 A , 1 4 Bの底部に露出した力ソード電極 1 1の部分の表面 の金属酸化物 （自然酸化膜） を、 以下の表 9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 5 0 %フヅ酸水溶 液と純水の 1 ： 4 9 (容積比） 混合液を用いて、 露出した力ソード電極部分の表 面の金属酸化物 （自然酸化膜） を除去することもできる。 [表 9 ]

使用ガス ： H₂= 1 0 0 S C CM 圧力 1. 3 X 10³Pa

マイクロ波パヮ- 600W ( 13. 56MHz)

処理温度 400° C [工程一 620]

その後、 開口部 14A， 14Bの底部に露出した力ソード電極 11の部分の上 に、 実施例 1の [工程— 120] と同様にして、 厚さ約 0. 2〃mの炭素系材料 層 23を形成し、 電子放出部 15を得る。 マイクロ波プラズマ CVD法に基づく 炭素系材料層 23の成膜条件は、 表 1に例示したと同様とすればよい。

[工程一 630]

その後、 実施例 1の [工程一 130] と同様にして、 表示装置の組み立てを行 ラ。

実施例 6においては、 開口部 14A, 14Bの底部に露出した力ソード電極 1 1の部分の表面の金属酸化物 （自然酸化膜） を除去した後、 かかる力ソード電極 部分の部分の上に炭素系材料層を形成するので、 より優れた特性を有する炭素系 材料層の形成が可能となる。

(実施例 7)

実施例 7も、 第 5の態様の変形である。 実施例 7においては、 開口部 14A, 14 Bの底部に露出した力ソ一ド電極 11の部分の上に凹凸を形成する。 これに よって、 その上に形成される炭素系材料層には突起部が形成される結果、 高い電 子放出効率を有する電界放出素子を得ることができる。 以下、 実施例 7における 電界放出素子及び表示装置の製造方法を説明する。

[工程— 700]

先ず、 実施例 5の [工程— 500：! 〜 [工程— 520] と同様にして、 例えば ガラス基板から成る支持体 10上にカゾード電極 11を形成し、 次いで、 支持体 10及び力ソード電極 11上に絶縁層 12を形成し、 その後、 絶縁層 12上に第 1開口部 14 Aを有するゲート電極 13を形成し、 更に、 ゲート電極 13に形成 された第 1開口部 14 Aに連通する第 2開口部 14 Bを絶縁層 12に形成する。

[工程— 710]

その後、 開口部 14A, 14 Bの底部に位置する力ソード電極 11の部分の表 面をエッチングして、 凹凸を形成する。 かかるエッチングの条件を以下の表 10 に例示する。

[表 10]

エツチング溶液：塩酸 1 %水溶液

処理時間 ： 5分間

[工程一 720]

その後、 実施例 5の [工程一 530] と同様の工程を実行することによって、 開口部 14A， 14 Bの底部に位置する力ソード電極 11の部分の上に炭素系材 料層 23から成る電子放出部 15を形成する。 具体的には、 かかる力ソード電極 11の部分の上に、 実施例 1の [工程— 120] と同様にして、 厚さ約 0. 2〃 mの炭素系材料層 23を形成し、 電子放出部 15を得る。 マイクロ波プラズマ C VD法に基づく炭素系材料層 23の成膜条件は、 表 1に例示したと同様とすれば よい。

[工程— 730]

その後、 実施例 1の [工程— 130] と同様にして、 表示装置の組み立てを行 ラ。

尚、 実施例 7にて説明した開口部 14A, 14Bの底部に露出した力ソード電 極 11の部分の上に凹凸を形成する工程を、 実施例 6に適用することができる。 また、 実施例 6にて説明した金属酸化物 （自然酸化膜） の除去を、 実施例 7に適 用することもできる。 尚、 以上に説明した実施例 5〜実施例 7における炭素系材料層や電子放出部の 形成工程において、 実施例 2の [工程— 2 2 0：！ 〜 [工程一 2 3 0 ] を実行すれ ば、 本発明の第 2の態様に係る電子放出装置を得ることができ、 あるいは又、 本 発明の第 5 Aの態様に係る電界放出素子、 本発明の第 5 Aの態様に係る表示装置 を得ることができ、 しかも、 本発明の第 5 Aの態様に係る電界放出素子の製造方 法、 本発明の第 5 Aの態様に係る表示装置の製造方法を実行したことになる。 また、 以上に説明した実施例 5〜実施例 7における炭素系材料層や電子放出部 の形成工程において、 実施例 3の [工程— 3 2 0 ] 〜 [工程— 3 3 0 ] を実行す れば、 本発明の第 3の態様に係る電子放出装置を得ることができ、 あるいは又、 本発明の第 6 Aの態様に係る電界放出素子、 本発明の第 6 Aの態様に係る表示装 置を得ることができ、 しかも、 本発明の第 6 Aの態様に係る電界放出素子の製造 方法、 本発明の第 6 Aの態様に係る表示装置の製造方法を実行したことになる。 (実施例 8 )

実施例 8は、 選択成長領域が形成された本発明の第 1の態様に係る電子放出装 置、 選択成長領域が形成された本発明の第 4の態様に係る電界放出素子、 選択成 長領域が形成された本発明の第 4の態様に係る表示装置、 及び、 選択成長領域を 形成する工程を含む本発明の第 4 ( 2 ) の態様に係る電界放出素子の製造方法、 及び、 選択成長領域を形成する工程を含む本発明の第 4 ( 2 ) の態様に係る表示 装置の製造方法に関する。

実施例 8の電界放出素子あるいは電子放出装置の模式的な一部端面図を図 1 2 の （B ) に示し、 表示装置の模式的な一部端面図を図 9に示す。 この電界放出素 子あるいは電子放出装置は、 支持体 1 0上に形成された力ソード電極 1 1 (導電 体層に該当する）、 及び、 カゾード電極 1 1の上方に形成され、 第 1開口部 1 4 A を有するゲート電極 1 3から成る。 そして、 開口部 1 4 A , 1 4 Bの底部に位置 する力ソード電極 1 1の部分の上に形成された選択成長領域 2 0、 及び、 選択成 長領域 2 0上に形成された炭素系材料層 2 3から成る電子放出部を更に備えてい る。 実施例 8において、 選択成長領域 2 0は、 力ソード電極 1 1の表面に付着し た二ヅケル （N i ) から成る金属粒子 2 1から構成されている。

実施例 8の電界放出素子においては、 支持体 1 0及び力ソード電極 1 1上に絶 縁層 1 2が形成されており、 ゲート電極 1 3に設けられた第 1開口部 1 4 Aに連 通した第 2開口部 1 4 Bが絶縁層 1 2に設けられており、 第 2開口部 1 4 Bの底 部に選択成長領域 2 0及び炭素系材料層 2 3が位置する。

実施例 8の表示装置の構成例を図 9に示す。 表示装置は、 電子放出領域が有効 領域に 2次元マトリヅクス状に多数形成されたカソ一ドパネル C Pと、 アノード パネル A P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 3 0上に設けられたアノード電極 3 3及び 蛍光体層 3 1から構成されている。 力ソードパネル C Pとアノードパネル A Pと は、 それらの周縁部において、 枠体 3 4を介して接合されている。 図 9に示す一 部端面図には、 力ソードパネル C P上において、 1本の力ソード電極 1 1にっき 開口部 1 4 A， 1 4 B及び電子放出部である炭素系材料層 2 3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 1 2の （B ) に示したとおりである。 更には、 力ソード パネル C Pの無効領域には、 真空排気用の貫通孔 3 6が設けられており、 この貫 通孔 3 6には、真空排気後に封じ切られるチップ管 3 7が接続されている。但し、 図 9は表示装置の完成状態を示しており、 図示したチップ管 3 7は既に封じ切ら れている。

アノードパネル A Pの構造は、 実施例 1にて説明したアノードパネル A P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。

この表示装置において表示を行う場合の表示装置の動作は、 実施例 5にて説明 した表示装置の動作と同様とすることができるので、 詳細な説明は省略する。 以下、 実施例 8の電子放出装置の製造方法、 電界放出素子の製造方法及び表示 装置の製造方法を、 図 1 0の （A)〜（C)、 図 1 1の （A) 及び （B )、 図 1 2 の （A) 及び （B ) を参照して説明する。 尚、 これらの図においては、 図面の簡 素化のために、 力ソード電極 1 1とゲート電極 1 3の重複領域に 1つの電子放出 部あるいはその構成要素のみを図示する。

[工程一 8 0 0 ]

先ず、 例えばガラス基板から成る支持体 1 0上に力ソード電極形成用の導電材 料層を形成し、 次いで、 周知のリソグラフィ技術及び R I E法に基づき導電材料 層をパ夕一ニングすることによって、 ストライプ状の力ソ一ド電極; L 1 (導電体 層に該当する） を支持体 1 0上に形成する （図 1 0の （A)参照)。 ストライプ状 の力ソード電極 1 1は、 図面の紙面左右方向に延びている。 導電材料層は、 例え ばスパヅ夕リング法により形成された厚さ約 0 . 2 /mのアルミニウム （A 1 ) 層から成る。

[工程一 8 1 0 ]

次に、 支持体 1 0及び力ソード電極 1 1上に絶縁層 1 2を形成する。 具体的に は、 例えば T E O S (テトラエトキシシラン） を原料ガスとして使用する C VD 法により、 全面に、 厚さ約 l〃mの絶縁層 1 2を形成する。 絶縁層 1 2の成膜条 件は表 7と同様とすればよい。

[工程一 8 2 0 ]

その後、 絶縁層 1 2上に第 1開口部 1 4 Aを有するゲート電極 1 3を形成する。 具体的には、 絶縁層 1 2上にゲート電極を構成するためのアルミニウム （A 1 ) から成る導電材料層をスパッタリング法にて形成した後、 導電材料層上にパ夕一 ニングされた第 1のマスク材料層 （図示せず） を形成し、 かかる第 1のマスク材 料層をエッチング用マスクとして用いて導電材料層をエッチングして、 導電材料 層をストライプ状にパターニングした後、 第 1のマスク材料層を除去する。 次い で、 導電材料層及び絶縁層 1 2上にパターニングされた第 2のマスク材料層 （図 示せず） を形成し、 かかる第 2のマスク材料層をエッチング用マスクとして用い て導電材料層をエッチングする。 これによつて、 絶縁層 1 2上に第 1開口部 1 4 Aを有するゲート電極 1 3を得ることができる。 ストライプ状のゲート電極 1 3 は、 力ソード電極 1 1と異なる方向 （例えば、 図面の紙面垂直方向） に延びてい る。

[工程一 8 3 0 ]

次いで、 引き続き、 ゲート電極 1 3に形成された第 1開口部 1 4 Aに連通する 第 2開口部 1 4 Bを絶縁層 1 2に形成する。 具体的には、 第 2のマスク材料層を エッチング用マスクとして用いて絶縁層 1 2を R I E法にてエッチングした後、 第 2のマスク材料層を除去する。 こうして、 図 1 0の （B ) に示す構造を得るこ とができる。絶縁層 1 2のエッチング条件は表 8に例示したと同様とすればよい。 実施例 8においては、 第 1開口部 1 4 Aと第 2開口部 1 4 Bとは、 一対一の対応 関係にある。 即ち、 1つの第 1開口部 1 4 Aに対応して、 1つの第 2開口部 1 4 Bが形成される。 尚、 第 1及び第 2開口部 1 4 A , 1 4 Bの平面形状は、 例えば 直径 l〃m〜3 0 mの円形である。これらの開口部 1 4 A, 1 4 Bを、例えば、 1画素に 1個〜 3 0 0 0個程度形成すればよい。

[工程— 8 4 0 ]

その後、 第 2開口部 1 4 Bの底部に位置する力ソード電極 1 1の部分の上に選 択成長領域 2 0を形成する。 そのために、 先ず、 第 2開口部 1 4 Bの底部の中央 部に力ソード電極 1 1の表面が露出したマスク層 1 1 6を形成する （図 1 0の ( C ) 参照）。 具体的には、 レジスト材料層をスピンコート法にて開口部 1 4 A, 1 4 B内を含む全面に成膜した後、 リソグラフィ技術に基づき、 第 2開口部 1 4 Bの底部の中央部に位置するレジスト材料層に孔部を形成することによって、 マ スク層 1 1 6を得ることができる。 実施例 8において、 マスク層 1 1 6は、 第 2 開口部 1 4 Bの底部に位置する力ソード電極 1 1の一部分、 第 2開口部 1 4 Bの 側壁、第 1開口部 1 4 Aの側壁、ゲート電極 1 3及び絶縁層 1 2を被覆している。 これによつて、 次の工程で、 第 2開口部 1 4 Bの底部の中央部に位置するカソ一 ド電極 1 1の部分の上に選択成長領域を形成するが、 力ソード電極 1 1とゲート 電極 1 3とが金属粒子によって短絡することを確実に防止し得る。

次に、 露出した力ソード電極 1 1の表面を含むマスク層 1 1 6上に、 金属粒子 を付着させる。 具体的には、 ニッケル （N i ) 微粒子をポリシロキサン溶液中に 分散させた溶液 （溶媒としてイソプロピルアルコールを使用） をスピンコート法 にて全面に塗布し、 力ソード電極部分の上に溶媒と金属粒子から成る層を形成す る。 その後、 マスク層 1 1 6を除去し、 4 0 0 ° C程度に加熱することによって 溶媒を除去し、 露出した力ソード電極 1 1の表面に金属粒子 2 1を残すことで、 選択成長領域 2 0を得ることができる （図 1 1の （A) 参照)。 尚、 ポリシロキサ ンは、露出した力ソード電極 1 1の表面に金属粒子 2 1を固定させる機能（所謂、 接着機能） を有する。

[工程— 8 5 0 ]

その後、 実施例 1の [工程一 1 2 0 ] と同様にして、 選択成長領域 2 0上に、 厚さ約 0 . 2 の炭素系材料層 2 3を形成し、 電子放出部を得る。 この状態を 図 1 1の （B ) 及び図 1 2の （A) に示すが、 図 1 1の （B ) はゲート電極 1 3 の延びる方向から電界放出素子を眺めた模式的な一部端面図であり、 図 1 2の (A) はカゾード電極 1 1の延びる方向から電界放出素子を眺めた模式的な一部 端面図である。 マイクロ波プラズマ C VD法に基づく炭素系材料層 2 3の成膜条 件は、 表 1に例示したと同様とすればよい。

[工程一 8 6 0 ]

その後、 絶縁層 1 2に設けられた第 2開口部 1 4 B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 1 3の開口端部を露出させるといつ た観点から、 好ましい。 こうして、 図 1 2の （B ) に示す電界放出素子を完成す ることができる。あるいは又、選択成長領域 2◦が表面に形成された導電体層（実 施例 8においてはカゾード電極 1 1が相当する）、 及び、 選択成長領域 2 0上に形 成された炭素系材料層 2 3から成る電子放出部から構成された電子放出装置を得 ることができる。 尚、 等方的なエッチングは、 ケミカルドライエッチングのよう にラジカルを主エッチング種として利用するドライエッチング、 或いはエツチン グ液を利用するゥエツ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 4 9 %フヅ酸水溶液と純水の 1 : 1 0 0 (容積比） 混合液を用いる ことができる。

[工程一 8 7 0 ]

その後、 実施例 1の [工程一 1 3 0 ] と同様にして、 表示装置の組み立てを行 ラ。

かかる構成を有する表示装置において、 電界放出素子の電子放出部は第 2開口 部 1 4 Bの底部に露出した、仕事関数の低い平面状の炭素系材料層 2 3から成り、 そのカロェには、従来のスピント型電界放出素子に関して必要とされた複雑、且つ、 高度な加工技術を何ら要しない。 しかも、 炭素系材料層 2 3のエッチング加工が 不要である。 従って、 表示装置の有効領域の面積が増大し、 これに伴って電子放 出部の形成数が著しく増大した場合にも、 有効領域の全域に亙って各電子放出部 の電子放出効率を均一化し、 輝度ムラが極めて少ない高画質の表示装置を実現す ることができる。

尚、 [工程— 8 5 0 ] において、 あるいは又、 後述する実施例 9〜実施例 1 6に おける炭素系材料層の形成工程において、 実施例 2の [工程一 2 2 0 ] 〜 [工程 - 2 3 0 ] を実行すれば、 選択成長領域が形成された本発明の第 2の態様に係る 電子放出装置、 選択成長領域が形成された本発明の第 5 Aの態様に係る電界放出 素子、 選択成長領域が形成された本発明の第 5 Aの態様に係る表示装置が得られ、 また、 本発明の第 5 Aの態様/第 5 A ( 2 ) の態様に係る電界放出素子の製造方 法及び表示装置の製造方法を実行したことになる。

あるいは又、 実施例 3の [工程— 3 2 0 ] 〜 [工程一 3 3 0 ] を実行すれば、 選択成長領域が形成された本発明の第 3の態様に係る電子放出装置、 選択成長領 域が形成された本発明の第 6 Aの態様に係る電界放出素子、 選択成長領域が形成 された本発明の第 6 Aの態様に係る表示装置が得られ、 また、 本発明の第 6 A/ 第 6 A ( 2 ) の態様に係る電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法を実 行したことになる。

(実施例 9 )

実施例 9は、 実施例 8にて説明した製造方法の変形である。 実施例 8にて説明 した製造方法にあっては、 力ソード電極部分の上に金属粒子 2 1を付着させた後、 直ちに、炭素系材料層 2 3を形成しないと、金属粒子 2 1の表面が自然酸ィ匕され、 炭素系材料層 2 3の形成が困難となる場合がある。 実施例 9においては、 選択成 長領域 2 0を形成すべき力ソード電極 1 1の部分の上に、 金属粒子 2 1を付着さ せた後、金属粒子 2 1の表面の金属酸化物（所謂、 自然酸化膜） を除去する。尚、 金属粒子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。

実施例 9、 あるいは後述する実施例 1 0〜実施例 1 6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、 実施例 8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、 実施例 9の電子放出装置の製造方法、 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。

[工程一 9 0 0 ]

先ず、 実施例 8の [工程— 8 0 0 ] 〜 [工程— 8 3 0 ] と同様にして、 例えば ガラス基板から成る支持体 1 0上に力ソ一ド電極 1 1を形成し、 次いで、 支持体 1 0及び力ソード電極 1 1上に絶縁層 1 2を形成し、 その後、 絶縁層 1 2上に第 1開口部 1 4 Aを有するゲート電極 1 3を形成し、 更に、 ゲート電極 1 3に形成 された第 1開口部 1 4 Aに連通する第 2開口部 1 4 Bを絶縁層 1 2に形成する。

[工程一 9 1 0 ]

その後、 実施例 8の [工程一 8 4 0 ] と同様にして、 第 2開口部 1 4 Bの底部 の中央部に力ソード電極 1 1の表面が露出したマスク層 1 1 6を形成する。次に、 露出したカゾード電極 1 1の表面を含むマスク層 1 1 6上に、 金属粒子を付着さ せる。 具体的には、 モリプデン （M o ) 微粒子をポリシロキサン溶液中に分散さ せた溶液 （溶媒としてイソプロビルアルコールを使用） をスピンコート法にて全 面に塗布し、 力ソード電極部分の上に溶媒と金属粒子から成る層を形成する。 そ の後、 マスク層 1 1 6を除去し、 4 0 0 ° C程度に加熱することによって溶媒を 十分に除去し、 露出した力ソード電極 1 1の表面に金属粒子 2 1を残すことで、 選択成長領域 2 0を得ることができる。

[工程一 9 2 0 ]

次に、 金属粒子 2 1の表面の金属酸化物 （自然酸化膜） を、 表 9に例示したと 同様のプラズマ還元処理 （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 5 0 %フッ酸水溶液と純水の 1 ： 4 9 (容積比） 混合液を用いて、 金属粒子 2 1の表面の金属酸化物 （自然酸ィ匕膜） を除去することもできる。

[工程一 9 3 0 ]

その後、 実施例 8の [工程— 8 5 0 ] と同様にして、 選択成長領域 2 0上に、 厚さ約 0 . 2 / mの炭素系材料層 2 3を形成し、 電子放出部を得る。 マイクロ波 プラズマ C V D法に基づく炭素系材料層 2 3の成膜条件は、 表 1に例示したと同 様とすればよい。

[工程— 9 4 0 ]

その後、 実施例 8の [工程一 8 6 0 ] と同様にして、 図 1 2の （B ) に示した と同様の電界放出素子を完成することができる。 あるいは又、 選択成長領域 2 0 が表面に形成された導電体層（実施例 9においてはカソ一ド電極 1 1が相当する）、 及び、 選択成長領域 2 0上に形成された炭素系材料層 2 3から成る電子放出部か ら構成された電子放出装置を得ることができる。 更に、 実施例 1の [工程— 1 3 0 ] と同様にして、 表示装置の組み立てを行う。

(実施例 1 0 )

実施例 1 0も、 実施例 8にて説明した製造方法の変形である。 実施例 8にて説 明した製造方法にあっては、 力ソード電極部分の上に金属粒子 2 1を付着させた。 一方、 実施例 1 0において、 力ソード電極部分の上に金属粒子を付着させる工程 は、 金属粒子を構成する金属原子を含む金属化合物粒子をカソ一ド電極部分の上 に付着させた後、 金属化合物粒子を加熱することによって分解させ、 以て、 カソ ―ド電極の表面に金属粒子が付着して成る選択成長領域を得る工程から構成され ている。 具体的には、 溶媒と金属化合物粒子 （実施例 1 0においてはヨウ化銅） から成る層を力ソード電極部分の上に形成した後、 溶媒を除去し、 金属化合物粒 子を残した後、 金属化合物粒子 （ヨウ化銅粒子） を加熱することによって分解さ せ、 以て、 力ソード電極の表面に金属粒子 （銅粒子） が付着して成る選択成長領 域を得る。 以下、 実施例 1 0の電子放出装置の製造方法、 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。

[工程— 1 0 0 0 ]

先ず、 実施例 8の [工程一 8 0 0 ] 〜 [工程一 8 3 0 ] と同様にして、 例えば ガラス基板から成る支持体 1 0上に力ソード電極 1 1を形成し、 次いで、 支持体 1 0及びカゾード電極 1 1上に絶縁層 1 2を形成し、 その後、 絶縁層 1 2上に第 1開口部 1 4 Aを有するゲート電極 1 3を形成し、 更に、 ゲ一ト電極 1 3に形成 された第 1開口部 1 4 Aに連通する第 2開口部 1 4 Bを絶縁層 1 2に形成する。

[工程一 1 0 1 0 ]

その後、 実施例 8の [工程— 8 4 0 ] と同様にして、 第 2開口部 1 4 Bの底部 の中央部に力ソード電極 1 1の表面が露出したマスク層 1 1 6を形成する。次に、 露出した力ソード電極 1 1上に、 金属粒子を付着させる。 具体的には、 実施例 8 と同様に、 ヨウ化銅微粒子をポリシロキサン溶液中に分散させた溶液をスビンコ —ト法にて全面に塗布し、 溶媒と金属化合物粒子 （ヨウ化銅粒子） から成る層を 力ソード電極部分の上に形成する。 その後、 マスク層 1 1 6を除去し、 4 0 0 ° Cの加熱処理を施すことによって溶媒を十分に除去し、 且つ、 ヨウ化銅を熱分解 させ、 露出した力ソード電極 1 1の表面に金属粒子 （銅粒子） 2 1を析出させる ことで、 選択成長領域 2 0を得ることができる。 [工程一 1020]

その後、 実施例 8の [工程— 850] と同様にして、 選択成長領域 20上に、 厚さ約 0. 2 mの炭素系材料層 23を形成し、 電子放出部を得る。 その後、 実 施例 8の [工程— 860] と同様にして、 図 12の （B) に示したと同様の電界 放出素子を完成することができる。 あるいは又、 選択成長領域 20が表面に形成 された導電体層 （実施例 10においては力ソード電極 11が相当する）、 及び、 選 択成長領域 20上に形成された炭素系材料層 23から成る電子放出部から構成さ れた電子放出装置を得ることができる。 更に、 実施例 1の [工程一 130] と同 様にして、 表示装置の組み立てを行う。

尚、 実施例 9の [工程一 920] と同様にして、 金属粒子 21の表面の金属酸 化物 （自然酸化膜） を除去してもよい。

(実施例 11 )

実施例 11も、 実施例 8にて説明した製造方法の変形である。 実施例 8にて説 明した製造方法にあっては、 力ソード電極部分の上に金属粒子 21を付着させた。 一方、 実施例 11において、 選択成長領域形成工程は、 第 2開口部の底部の中央 部にカゾード電極の表面が露出したマスク層を形成した後、 露出した力ソード電 極の表面を含むマスク層上に、 チタン （Ti) から成る金属薄膜をスパッ夕リン グ法に基づき形成する工程から成る。 以下、 実施例 11の電子放出装置の製造方 法、 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。

[工程— 1100]

先ず、 実施例 8の [工程— 800]〜 [工程一 830] と同様にして、 例えば ガラス基板から成る支持体 10上に力ソード電極 11を形成し、 次いで、 支持体 10及び力ソード電極 11上に絶縁層 12を形成し、 その後、 絶縁層 12上に第 1開口部 14 Aを有するゲート電極 13を形成し、 更に、 ゲート電極 13に形成 された第 1開口部 14 Aに連通する第 2開口部 14 Bを絶縁層 12に形成する。

[工程一 1110] その後、 実施例 8の [工程— 8 4 0 ] と同様にして、 第 2開口部 1 4 Bの底部 の中央部に力ソード電極 1 1の表面が露出したマスク層 1 1 6を形成する。次に、 露出した力ソード電極 1 1の表面を含むマスク層 1 1 6上に、 表 6に例示したと 同様の条件のスパッタリング法にて金属薄膜 2 2を形成した後、 マスク層 1 1 6 を除去する （図 1 3の （A)参照)。 こうして、 表面に金属薄膜 2 2が形成された 力ソード電極 1 1の部分である選択成長領域 2 0を得ることができる。

[工程— 1 1 2 0 ]

その後、 実施例 8の [工程一 8 5 0 ] と同様にして、 選択成長領域 2 0上に、 厚さ約 0 . 2〃mの炭素系材料層 2 3を形成し、電子放出部を得る（図 1 3の（B ) 参照)。 次いで、 実施例 8の [工程— 8 6 0 ] と同様にして、 電界放出素子を完成 することができる。 あるいは又、 選択成長領域 2 0が表面に形成された導電体層 (実施例 1 1においては力ソード電極 1 1が相当する）、 及び、 選択成長領域 2 0 上に形成された炭素系材料層 2 3から成る電子放出部から構成された電子放出装 置を得ることができる。 更に、 実施例 1の [工程一 1 3 0 ] と同様にして、 表示 装置の組み立てを行う。

尚、 実施例 9の [工程— 9 2 0 ] と同様にして、 金属薄膜 2 2の表面の金属酸 化物 （自然酸化膜） を除去してもよい。 更には、 実施例 1 0と同様にして、 金属 化合物薄膜をスパッタリング法にて、 第 2開口部 1 4 Bの底部に位置するカソ一 ド電極 1 1の表面に形成した後、 金属化合物薄膜を熱分解させ、 力ソード電極 1 1の上に金属薄膜が形成されて成る選択成長領域 2 0を得てもよい。 更には、 金 属薄膜を M O C VD法にて形成してもよい。

(実施例 1 2 )

実施例 1 2も、 実施例 8にて説明した製造方法の変形である。 実施例 1 2にお いて、 選択成長領域は有機金属化合物薄膜から成り、 より具体的には、 ァセチル ァセトナートニッケルから成る錯ィ匕合物から構成されている。 また、 実施例 1 2 において、 力ソード電極部分の上に有機金属化合物薄膜を形成する工程は、 有機 金属化合物溶液を力ソード電極上に成膜する工程から成る。 以下、 実施例 12の 電子放出装置の製造方法、 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。

[工程— 1200]

先ず、 実施例 8の [工程— 800]〜 [工程一 830] と同様にして、 例えば ガラス基板から成る支持体 10上に力ソード電極 11を形成し、 次いで、 支持体 10及び力ソード電極 11上に絶縁層 12を-形成し、 その後、 絶縁層 12上に第 1開口部 14 Aを有するゲート電極 13を形成し、 更に、 ゲート電極 13に形成 された第 1開口部 14 Aに連通する第 2開口部 14 Bを絶縁層 12に形成する。

[工程— 1210]

その後、 実施例 8の [工程— 840] と同様にして、 第 2開口部 14Bの底部 の中央部に力ソード電極 11の表面が露出したマスク層 116を形成する。次に、 露出した力ソード電極 11の表面を含むマスク層 116上に、 スピンコート法に て、 ァセチルァセトナ一トニッケルを含む有機金属化合物溶液から成る層を成膜 する。 次いで、 有機金属化合物溶液を乾燥した後、 マスク層 116を除去するこ とによって、 開口部 14A, 14Bの底部に露出したカゾード電極 11の部分の 上に形成された、 ァセチルァセトナートニヅケルから成る有機金属化合物薄膜か ら構成された選択成長領域 20を得ることができる。

[工程— 1220]

その後、 実施例 8の [工程— 850] と同様にして、 選択成長領域 20上に、 厚さ約 0. 2 mの炭素系材料層 23を形成し、 電子放出部を得る。 次いで、 実 施例 8の [工程ー860]と同様にして、電界放出素子を完成することができる。 あるいは又、 選択成長領域 20が表面に形成された導電体層 （実施例 12におい てはカゾード電極 11が相当する）、 及び、 選択成長領域 20上に形成された炭素 系材料層 23から成る電子放出部から構成された電子放出装置を得ることができ る。 更に、 実施例 1の [工程 _130] と同様にして、 表示装置の組み立てを行 う。

尚、実施例 1 2においても、有機金属化合物薄膜を形成した後、実施例 9の [ェ 程一 9 2 0 ] と同様にして、 有機金属化合物薄膜の表面の金属酸化物 （自然酸化 膜） を除去してもよい。

(実施例 1 3 )

実施例 1 3も、 実施例 8にて説明した製造方法の変形であり、 更には、 実施例 1 2の変形である。 実施例 1 3においても、 選択成長領域は有機金属化合物薄膜 から成り、 より具体的には、 ァセチルァセトナートニッケルから成る錯化合物か ら構成されている。 尚、 実施例 1 3において、 力ソード電極部分の上に有機金属 化合物薄膜を形成する工程は、 有機金属化合物を昇華させた後、 かかる有機金属 化合物を力ソード電極上に堆積させる工程から成る。 以下、 実施例 1 3の電子放 出装置の製造方法、 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。

[工程一 1 3 0 0 ]

先ず、 実施例 8の [工程— 8 0 0 ] ~ [工程— 8 3 0 ] と同様にして、 例えば ガラス基板から成る支持体 1 0上に力ソード電極 1 1を形成し、 次いで、 支持体 1 0及び力ソード電極 1 1上に絶縁層 1 2を形成し、 その後、 絶縁層 1 2上に第 1開口部 1 4 Aを有するゲート電極 1 3を形成し、 更に、 ゲート電極 1 3に形成 された第 1開口部 1 4 Aに連通する第 2開口部 1 4 Bを絶縁層 1 2に形成する。

[工程— 1 3 1 0 ]

その後、 実施例 8の [工程一 8 4 0 ] と同様にして、 第 2開口部 1 4 Bの底部 の中央部に力ソ一ド電極 1 1の表面が露出したマスク層 1 1 6を形成する。次に、 露出した力ソード電極 1 1の表面を含むマスク層 1 1 6上に、 ァセチルァセトナ —トニッケルから成る有機金属化合物薄膜を成膜する。 具体的には、 反応室と、 加熱し得る配管によって反応室に接続された昇華室とを備えた成膜装置を準備す る。 そして、 支持体を反応室内に搬入した後、 反応室の雰囲気を不活性ガス雰囲 気とする。 そして、 昇華室内でァセチルァセトナートニッケルを昇華させ、 昇華 したァセチルァセトナートニッケルをキヤリアガスと共に反応室内に送る。 反応 室内においては、 露出した力ソード電極 1 1の表面を含むマスク層 1 1 6上に、 ァセチルァセトナートニッケルを含む有機金属化合物薄膜が堆積する。 尚、 支持 体 1 0の温度は室温とすればよい。 その後、 マスク層 1 1 6を除去することによ つて、 開口部 1 4 A, 1 4 Bの底部に露出した力ソード電極 1 1の部分の上に形 成された、 ァセチルァセトナートニッケルから成る有機金属化合物薄膜から構成 された選択成長領域 2 0を得ることができる。

[工程— 1 3 2 0 ]

その後、 実施例 8の [工程— 8 5 0 ] と同様にして、 選択成長領域 2 0上に、 厚さ約 0 . 2 //mの炭素系材料層 2 3を形成し、 電子放出部を得る。 次いで、 実 施例 8の [工程一 8 6 0 ]と同様にして、電界放出素子を完成することができる。 あるいは又、 選択成長領域 2 0が表面に形成された導電体層 （実施例 1 3におい ては力ソード電極 1 1が相当する）、 及び、 選択成長領域 2 0上に形成された炭素 系材料層 2 3から成る電子放出部から構成された電子放出装置を得ることができ る。 更に、 実施例 1の [工程— 1 3 0 ] と同様にして、 表示装置の組み立てを行

Ό。

尚、実施例 1 3においても、有機金属化合物薄膜を形成した後、実施例 9の [ェ 程一 9 2 0 ] と同様にして、 有機金属化合物薄膜の表面の金属酸化物 （自然酸化 膜） を除去してもよい。

(実施例 1 4 )

実施例 1 4も、 実施例 8にて説明した製造方法の変形である。 実施例 1 4にお いては、 力ソード電極の表面にメツキ法にて金属薄膜から成る選択成長領域を形 成する。 以下、 実施例 1 4の電界放出素子の電子放出装置の製造方法及び表示装 置の製造方法を説明する。

[工程— 1 4 0 0 ]

先ず、 実施例 8の [工程— 8 0 0：! 〜 [工程— 8 3 0 ] と同様にして、 例えば ガラス基板から成る支持体 10上に力ソード電極 11を形成し、 次いで、 支持体 10及び力ソード電極 11上に絶縁層 12を形成し、 その後、 絶縁層 12上に第 1開口部 14 Aを有するゲート電極 13を形成し、 更に、 ゲート電極 13に形成 された第 1開口部 14 Aに連通する第 2開口部 14 Bを絶縁層 12に形成する。

[工程— 1410]

その後、 実施例 8の [工程— 840] と同様にして、 第 2開口部 14 Bの底部 の中央部に力ソード電極 1 1の表面が露出したマスク層 1 16を形成する。次に、 露出した力ソード電極 1 1の表面に、 メツキ法にて金属薄膜から成る選択成長領 域 20を形成する。 具体的には、 亜鉛メツキ溶液槽に支持体を浸潰し、 力ソード 電極 11を陰極側に接続し、 陽極側に対陰極として金属ニッケルを接続した亜鉛 メヅキ法に基づき、 亜鉛 （Zn) から構成された金属薄膜から成る選択成長領域 20を、 露出した力ソード電極 1 1の表面に形成する。 尚、 ゲート電極 13を陽 極側に接続しておくことが、 ゲート電極上に亜鉛層を確実に析出させないといつ た観点から好ましい。 その後、 アセトン等の有機溶剤を用いてマスク層 116を 除去することによって、 開口部 14A， 14Bの底部に露出した力ソード電極 1 1の部分の上に形成された、 亜鉛 （Zn) から構成された金属薄膜から成る選択 成長領域 20を得ることができる。 尚、 亜鉛メツキ溶液の代わりに錫メツキ溶液 を用いれば、 錫 （Sn) から構成された金属薄膜から成る選択成長領域 20を得 ることができる。

[工程— 1420]

その後、 実施例 8の [工程— 850] と同様にして、 選択成長領域 20上に、 厚さ約 0. 2 zmの炭素系材料層 23を形成し、 電子放出部を得る。 マイクロ波 プラズマ CVD法に基づく炭素系材料層 23の成膜条件は、 表 1に例示したと同 様とすればよい。

[工程一 1430]

次いで、 実施例 8の [工程一 860] と同様にして、 電界放出素子を完成する ことができる。 あるいは又、 選択成長領域 2 0が表面に形成された導電体層 （実 施例 1 4においては力ソ一ド電極 1 1が相当する）、 及び、 選択成長領域 2 0上に 形成された炭素系材料層 2 3から成る電子放出部から構成された電子放出装置を 得ることができる。 更に、 実施例 1の [工程— 1 3 0 ] と同様にして、 表示装置 の組み立てを行う。

尚、 実施例 1 4においても、 金属薄膜を形成した後、 実施例 9の [工程— 9 2 0 ] と同様にして、 金属薄膜の表面の金属酸化物 （自然酸化膜） を除去してもよ い。

(実施例 1 5 )

実施例 1 5は、 実施例 1 4の変形である。 実施例 1 5においては、 開口部 1 4 A, 1 4 Bの底部に露出した力ソード電極 1 1の部分の上に形成された選択成長 領域の表面に凹凸を形成する。 これによつて、 その上に形成される炭素系材料層 には突起部が形成される結果、 高い電子放出効率を有する電界放出素子を得るこ とができる。 以下、 実施例 1 5における電子放出装置、 電界放出素子及び表示装 置の製造方法を説明する。

[工程— 1 5 0 0 ]

先ず、 実施例 1 4の [工程— 1 4 0 0：] 〜 [工程— 1 4 1 0 ] と同様にして、 例えばガラス基板から成る支持体 1 0上に力ソ一ド電極 1 1を形成し、 次いで、 支持体 1 0及び力ソード電極 1 1上に絶縁層 1 2を形成し、 その後、 絶縁層 1 2 上に第 1開口部 1 4 Aを有するゲート電極 1 3を形成し、 更に、 ゲート電極 1 3 に形成された第 1開口部 1 4 Aに連通する第 2開口部 1 4 Bを絶縁層 1 2に形成 する。 その後、 実施例 8の [工程一 8 4 0 ] と同様にして、 第 2開口部 1 4 Bの 底部の中央部に力ソード電極 1 1の表面が露出したマスク層 1 1 6を形成する。 次に、 露出した力ソ一ド電極 1 1の表面に、 メツキ法にて亜鉛 ( Z n) から構成 された金属薄膜から成る選択成長領域 2 0を形成する。

[工程— 1 5 1 0 ] 次に、 支持体 1 0を 5 %水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、 亜鉛 ( Z n) から 構成された金属薄膜から成る選択成長領域 2 0の表面をエッチングし、 選択成長 領域 2 0の表面に凹凸を形成する。

[工程一 1 5 2 0 ]

その後、 実施例 8の [工程一 8 5 0 ] と同様にして、 選択成長領域 2 0上に、 厚さ約 0 . 2 mの炭素系材料層 2 3を形成し、 電子放出部を得る。 マイクロ波 プラズマ C V D法に基づく炭素系材料層 2 3の成膜条件は、 表 1に例示したと同 様とすればよい。

[工程一 1 5 3 0 ]

次いで、 実施例 8の [工程— 8 6 0 ] と同様にして、 電界放出素子を完成する ことができる。 あるいは又、 選択成長領域 2 0が表面に形成された導電体層 （実 施例 1 5においては力ソ一ド電極 1 1が相当する）、 及び、 選択成長領域 2 0上に 形成された炭素系材料層 2 3から成る電子放出部から構成された電子放出装置を 得ることができる。 更に、 実施例 1の [工程一 1 3 0 ] と同様にして、 表示装置 の組み立てを行う。

選択成長領域 2 0の表面における凹凸の形成 （エッチング） には、 水酸化ナト リゥム水溶液だけでなく、選択成長領域 2 0を構成する材料に依存して、希塩酸、 希硫酸、 希硝酸等を用いることもできる。

尚、 実施例 1 5においても、 金属薄膜を形成した後、 実施例 9の [工程— 9 2 0 ] と同様にして、 金属薄膜の表面の金属酸化物 （自然酸化膜） を除去してもよ い。

(実施例 1 6 )

実施例 1 6も、 実施例 8にて説明した製造方法の変形である。 実施例 1 6にお いては、 力ソード電極の表面に、 有機金属化合物を熱分解する方法にて金属薄膜 から成る選択成長領域を形成する。以下、実施例 1 6の電子放出装置の製造方法、 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。 [工程一 1600]

先ず、 実施例 8の [工程一 800：！ 〜 [工程一 830] と同様にして、 例えば ガラス基板から成る支持体 10上に力ソード電極 11を形成し、 次いで、 支持体 10及び力ソード電極 11上に絶縁層 12を形成し、 その後、 絶縁層 12上に第 1開口部 14 Aを有するゲート電極 13を形成し、 更に、 ゲート電極 13に形成 された第 1開口部 14 Aに連通する第 2開口部 14 Bを絶縁層 12に形成する。

[工程— 1610]

その後、 実施例 8の [工程— 840] と同様にして、 第 2開口部 14Bの底部 の中央部に力ソード電極 11の表面が露出したマスク層 116を形成する。次に、 露出した力ソード電極 11の表面を含むマスク層 116上に、 ァセチルァセトナ ートニッケルを熱分解する方法にて金属薄膜から成る選択成長領域 20を形成す る。 具体的には、 反応室と、 加熱し得る配管によって反応室に接続された昇華室 とを備えた成膜装置を準備する。 そして、 支持体を反応室内に搬入した後、 反応 室の雰囲気を不活性ガス雰囲気とする。 そして、 昇華室内でァセチルァセトナー トニッケルを昇華させ、 昇華したァセチルァセトナートニッケルをキャリアガス と共に反応室内に送る。 尚、 支持体を適切な温度に加熱しておく。 尚、 支持体の 加熱温度を、 50° C〜300°. C、 好ましくは、 100° C〜200° Cとす ることが望ましい。 反応室内においては、 露出した力ソード電極 11の表面を含 むマスク層 116上に、 ァセチルァセトナートニッケルが熱分解して得られた二 ヅケル （Ni)層が成膜される。 その後、 マスク層 116を除去することによつ て、 開口部 14A, 14 Bの底部に露出した力ソード電極 11の部分の上に形成 された、 ニッケル （Ni) から成る金属薄膜から構成された選択成長領域 20を 得ることができる。

尚、 例えば、 亜鉛 （Zn) を含む有機金属化合物溶液を、 第 2開口部 14 Bの 底部の中央部に表面が露出した力ソード電極 11及びマスク層 116の全面にス ピンコート法にて塗布し、 還元ガス雰囲気中での熱処理を行うことによって、 亜 鉛を含む有機金属化合物を熱分解させ、 露出した力ソード電極 1 1の表面を含む マスク層 1 1 6上に、 亜鉛 （Z n) 層を成膜することで、 亜鉛 （Z n) から成る 金属薄膜から構成された選択成長領域 2 0を得ることもできる。

[工程— 1 6 2 0 ]

その後、 実施例 8の [工程— 8 5 0 ] と同様にして、 選択成長領域 2 0上に、 厚さ約 0 . 2 /mの炭素系材料層 2 3を形成し、 電子放出部を得る。 マイクロ波 プラズマ C VD法に基づく炭素系材料層 2 3の成膜条件は、 表 1に例示したと同 様とすればよい。 次いで、 実施例 8の [工程— 8 6 0 ] と同様にして、 電界放出 素子を完成することができる。 あるいは又、 選択成長領域 2 0が表面に形成され た導電体層 （実施例 1 6においてはカソ一ド電極 1 1が相当する）、 及び、 選択成 長領域 2 0上に形成された炭素系材料層 2 3から成る電子放出部から構成された 電子放出装置を得ることができる。 更に、 実施例 1の [工程一 1 3 0 ] と同様に して、 表示装置の組み立てを行う。

尚、 実施例 1 6においても、 金属薄膜を形成した後、 実施例 9の [工程— 9 2 0 ] と同様にして、 金属薄膜の表面の金属酸化物 （自然酸化膜） を除去してもよ い。

(実施例 1 7 )

実施例 1 7は、 選択成長領域が形成された本発明の第 1の態様に係る電子放出 装置、 選択成長領域が形成された本発明の第 4の態様に係る電界放出素子、 選択 成長領域が形成された本発明の第 4の態様に係る表示装置、 及び、 選択成長領域 を形成する工程を含む本発明の第 4 ( 1 )の態様に係る電界放出素子の製造方法、 及び、 選択成長領域を形成する工程を含む本発明の第 4 ( 1 ) の態様に係る表示 装置の製造方法に関する。

実施例 1 7の電界放出素子あるいは電子放出装置の模式的な一部端面図を図 1 5に示す。 この電界放出素子も、 支持体 1 0上に形成された力ソード電極 1 1、 及び、 力ソード電極 1 1の上方に形成され、 第 1開口部 1 4 Aを有するゲ一ト電 極 13から成る。 そして、 開口部 14A， 14 Bの底部に位置する力ソード電極 1 1の部分の上に形成された選択成長領域 20、 及び、 選択成長領域 20上に形 成された炭素系材料層 23から成る電子放出部を更に備えている。 実施例 17に おいて、 選択成長領域 20は、 カゾード電極 1 1の表面に付着したニッケル （N i) から成る金属粒子 2 1から構成されている。 尚、 実施例 8〜実施例 16にて 説明した電界放出素子と異なり、 選択成長領域 20は、 絶縁層 12内まで延びて いる。 但し、 選択成長領域 20の形成状態に依っては、 実施例 8〜実施例 1 6に て説明した電界放出素子と同様に、 選択成長領域 20が、 開口部 14A, 14B の底部に位置する力ソード電極 1 1の部分の上にのみ形成されていてもよい。 実施例 17の電界放出素子においても、 支持体 1,0及び力ソード電極 1 1上に は絶縁層 12が形成されており、 ゲ一ト電極 13に設けられた第 1開口部 14 A に連通した第 2開口部 14 Bが絶縁層 12に設けられており、 第 2開口部 14B の底部に炭素系材料層 23が位置する。

実施例 17の表示装置は、 実質的に図 9に示したと同様の表示装置であるが故 に、 詳細な説明は省略する。

以下、 実施例 1 7の電子放出装置の製造方法、 電界放出素子の製造方法及び表 示装置の製造方法を、 図 14の （A)、 (B) び図 1 5を参照して説明する。

[工程— 1700]

先ず、 実施例 1の [工程— 1 10] と同様にして、 例えばガラス基板から成る 支持体 10上に力ソード電極形成用の導電材料層を形成し、 次いで、 周知のリソ グラフィ技術及び R I E法に基づき導電材料層をパ夕一ニングすることによって、 ストライプ状の力ソード電極 1 1を支持体 10上に形成する。 ストライプ状の力 ソード電極 1 1は、 図面の紙面左右方向に延びている。 導電材料層は、 例えばス パヅ夕リング法により形成された厚さ約 0. 2 imのアルミニウム （A1) 層か ら成る。

[工程— 17 10] その後、 実施例 1の [工程— 1 10] と同様にして、 力ソード電極 1 1の表面 に選択成長領域 20を形成する （図 14の （A) 参照)。

[工程一 1720]

次に、 支持体 10、 力ソード電極 1 1及び選択成長領域 20上に絶縁層 12を 形成する。 具体的には、 実施例 8の [工程一 810] と同様にして、 全面に絶縁 層 12を形成する。 その後、 実施例 8の [工程—82.0] と同様にして、 絶縁層 12上に第 1開口部 14 Aを有するゲート電極 13を形成する。 次いで、 実施例 8の [工程一 830] と同様にして、 ゲート電極 13に設けられた第 1開口部 1 4 Aに連通する第 2開口部 14 Bを絶縁層 12に形成し、 第 2開口部 14Bの底 部に選択成長領域 20を露出させる。 実施例 17においても、 第 1開口部 14A と第 2開口部 14Bとは、 一対一の対応関係にある。 即ち、 1つの第 1開口部 1 4Aに対応して、 1つの第 2開口部 14Bが形成される。 尚、 第 1及び第 2開口 部 14A, 14Bの平面形状は、 例えば直径 1〃m〜30 imの円形である。 こ れらの開口部 14A， 14Bを、 例えば、 1画素に 1個〜 3000個程度形成す ればよい。 こうして、 図 14の （B) に示す構造を得ることができる。

[工程— 1730]

その後、 実施例 1の [工程— 120] と同様にして、 第 2開口部 14 Bの底部 に露出した選択成長領域 20上に、 厚さ約 0. 2 mの炭素系材料層 23を形成 し、 電子放出部を得る。 この状態を図 15に示す。 マイクロ波プラズマ CVD法 に基づく炭素系材料層 23の成膜条件は、 表 1に例示したと同様とすればよい。

[工程一 1740]

その後、 実施例 8の [工程一 860] と同様にして、 絶縁層 12に設けられた 第 2開口部 14 B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 —ト電極 13の開口端部を露出させるといった観点から、 好ましい。 次いで、 実 施例 1の [工程一 130] と同様にして、 表示装置の組み立てを行う。

尚、 [工程— 1730] において、 実施例 2の [工程一 220：] 〜 [工程— 23 0 ] を実行すれば、 選択成長領域が形成された本発明の第 2の態様に係る電子放 出装置、 選択成長領域が形成された本発明の第 5 Aの態様に係る電界放出素子、 選択成長領域が形成された本発明の第 5 Aの態様に係る表示装置が得られ、 また、 本発明の第 5 A/ 5 A ( 1 ) の態様に係る電界放出素子の製造方法及び表示装置 の製造方法を実行したことになる。

あるいは又、 [工程一 1 7 3 0 ] において、 実施例 3の [工程— 3 2 0 ] 〜 [ェ 程— 3 3 0 ] を実行すれば、 選択成長領域が形成された本発明の第 3の態様に係 る電子放出装置、 選択成長領域が形成された本発明の第 6 Aの態様に係る電界放 出素子、 選択成長領域が形成された本発明の第 6 Aの態様に係る表示装置が得ら れ、 また、 本発明の第 6 A/ 6 A ( 1 ) の態様に係る電界放出素子の製造方法及 び表示装置の製造方法を実行したことになる。

(実施例 1 8 )

実施例 1 8は、 選択成長領域が形成された本発明の第 1の態様に係る電子放出 装置、 選択成長領域が形成された本発明の第 4の態様に係る電界放出素子、 選択 成長領域が形成された本発明の第 4の態様に係る表示装置、 及び、 選択成長領域 を形成する工程を含む本発明の第 7 ( 1 )の態様に係る電界放出素子の製造方法、 及び、 選択成長領域を形成する工程を含む本発明の第 7 ( 1 ) の態様に係る表示 装置の製造方法に関する。

実施例 1 8の電界放出素子あるいは電子放出装置の模式的な一部端面図を図 1 6に示す。 この電界放出素子は、 実質的には実施例 1 7にて説明した電界放出素 子と概ね同様の構造を有するので、 詳細な説明は省略する。 また、 実施例 1 8の 表示装置は、 実質的に図 9に示したと同様の表示装置であるが故に、 詳細な説明 は省略する。 尚、 実施例 8〜実施例 1 6にて説明した電界放出素子と異なり、 選 択成長領域 2 0及びその上に形成された炭素系材料層 2 3は、 絶縁層 1 2内まで 延びている。 但し、 選択成長領域 2 0の形成状態に依っては、 実施例 8〜実施例 1 6にて説明した電界放出素子と同様に、 選択成長領域 2 0及びその上に形成さ れた炭素系材料層 23が、 開口部 14A， 14 Bの底部に位置する力ソード電極 11の部分の上にのみ形成されていてもよい。

以下、 実施例 18の電子放出装置の製造方法、 電界放出素子の製造方法及び表 示装置の製造方法を、 図 3の （A)、 (D)及び図 16を参照して説明する。

[工程— 1800]

先ず、 実施例 1の [工程一 110] と同様にして、 例えばガラス基板から成る 支持体 10上にカゾード電極形成用の導電材料層を形成し、 次いで、 周知のリソ グラフィ技術及び RI E法に基づき導電材料層をパ夕一ニングすることによって、 ストライプ状の力ソード電極 11を支持体 10上に形成する（図 3の（A)参照）。 ストライプ状の力ソード電極 11は、 図面の紙面左右方向に延びている。 導電材 料層は、 例えばスパッタリング法により形成された厚さ約 0. 2 mのアルミ二 ゥム （A1)層から成る。

[工程— 1810]

その後、 実施例 1の [工程— 110] と同様にして、 力ソード電極 11の表面 に選択成長領域 20を形成する。

[工程— 1820]

その後、 実施例 1の [工程一 120] と同様にして、 選択成長領域 20上に、 厚さ約 0. 2〃mの炭素系材料層 23を形成し、 電子放出部を得る。 この状態を 図 3の （D) に示す。 マイクロ波プラズマ CVD法に基づく炭素系材料層 23の 成膜条件は、 表 1に例示したと同様とすればよい。

[工程一 1830]

次に、 炭素系材料層 23の上方に第 1開口部 14 Aを有するゲート電極 13を 設ける。 具体的には、 実施例 8の [工程— 810] と同様にして、 全面に絶縁層 12を形成し、 実施例 8の [工程— 820 ] と同様にして、 絶縁層 12上に第 1 開口部 14Aを有するゲート電極 13を形成する。 その後、 実施例 8の [工程— 830] と同様にして、 ゲート電極 13に設けられた第 1開口部 14 Aに連通す る第 2開口部 14 Bを絶縁層 12に形成し、 第 2開口部 14 Bの底部に炭素系材 料層 23を露出させる。 実施例 18においても、 第 1開口部 14Aと第 2開口部 14Bとは、 一対一の対応関係にある。 即ち、 1つの第 1開口部 14Aに対応し て、 1つの第 2開口部 14Bが形成される。 尚、 第 1及び第 2開口部 14A， 1 4Bの平面形状は、 例えば直径 l /m〜30 mの円形である。 これらの開口部 14A, 14Bを、 例えば、 1画素に 1個〜 3000個程度形成すればよい。 こ うして、 図 16に示す電界放出素子を得ることができる。

[工程一 1840]

その後、 実施例 8の [工程一 860] と同様にして、 絶縁層 12に設けられた 第 2開口部 14Bの側壁面を等方的なエッチングによって後退させることが、 ゲ ート電極 13の開口端部を露出させるといった観点から、 好ましい。 次いで、 実 施例 1の [工程一 130] と同様にして、 表示装置の組み立てを行う。

尚、 [工程— 1820]において実施例 2の [工程— 220：]〜 [工程一 230] を実行すれば、 あるいは又、 [工程一 1820] において実施例 2の [工程— 22 0] を実行し、 [工程一 1830] の後に実施例 2の [工程— 230] を実行すれ ば、 選択成長領域が形成された本発明の第 2の態様に係る電子放出装置、 選択成 長領域が形成された本発明の第 5 Aの態様に係る電界放出素子、 選択成長領域が 形成された本発明の第 5 Aの態様に係る表示装置が得られ、 また、 本発明の第 8 八 第8 (1) の態様に係る電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法 を実行したことになる。

あるいは又、 [工程— 1820] において実施例 3の [工程一 320]〜 [工程 -330]を実行すれば、あるいは又、 [工程一 1820]において実施例 3の [ェ 程一 320 ] を実行し、 [工程— 1830] の後に実施例 3の [工程— 330 ] を 実行すれば、選択成長領域が形成された本発明の第 3の態様に係る電子放出装置、 選択成長領域が形成された本発明の第 6 Aの態様に係る電界放出素子、 選択成長 領域が形成された本発明の第 6 Aの態様に係る表示装置が得られ、 また、 本発明 の第 9 A/第 9 A ( 1 ) の態様に係る電界放出素子の製造方法及び表示装置の製 造方法を実行したことになる。

実施例 1 7あるいは実施例 1 8においては、 開口部 1 4 A, 1 4 Bを形成した 後、 実施例 9の [工程— 9 2 0 ] と同様にして、 露出した選択成長領域 2 0にお ける金属粒子や金属薄膜の表面の金属酸化物 （自然酸化膜） を除去してもよい。 また、 実施例 1 0と同様にして、 金属化合物粒子を付着させた後、 あるいは又、 金属化合物薄膜を形成した後、 金属化合物粒子や金属化合物薄膜を熱分解させ、 力ソード電極の表面に金属粒子が付着して成り、 あるいは又、 金属薄膜が形成さ れて成る選択成長領域 2 0を得てもよい。

実施例 1 7あるいは実施例 1 8においては、更には、実施例 1 1と同様にして、 選択成長領域形成工程を、 第 2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、 露出した力ソード電極の表面を含むマスク層上に 金属薄膜をスパッタリング法に基づき形成する工程から構成してもよい。 あるい は、 実施例 1 2や実施例 1 3と同様にして、 有機金属化合物溶液を力ソード電極 上に成膜する工程から構成してもよいし、 有機金属化合物を昇華させた後、 かか る有機金属化合物を力ソード電極上に堆積させる工程から構成してもよい。 また、 実施例 1 4や実施例 1 5と同様に、 カソ一ド電極の表面にメツキ法にて金属薄膜 から成る選択成長領域を形成してもよいし、 実施例 1 6と同様に、 有機金属化合 物を熱分解する方法にて金属薄膜から成る選択成長領域を力ソード電極の表面に 形成してもよい。

(実施例 1 9 )

実施例 1 9は、 本発明の第 2 Bの態様に係る電子放出装置、 本発明の第 2 Bの 態様に係る電子放出装置の製造方法、 第 5 Bの態様に係る電界放出素子、 第 5 B の態様に係る電界放出素子の製造方法、 本発明の第 5 Bの態様に係る表示装置、 及び、 本発明の第 5 Bの態様に係る表示装置の製造方法に関する。

実施例 1 9の表示装置は、 図 7に模式的な一部端面図を示した実施例 5の表示 装置と概ね同じ構成を有するので、 詳細な説明は省略する。

実施例 19の電界放出素子あるいは電子放出装置の基本的な構成を図 18の (B) に示すが、 この電界放出素子あるいは電子放出装置は、 支持体 10上に形 成された力ソード電極 （導電体層に該当する） 11、 及び、 力ソード電極 11の 上方に形成され、開口部（第 1開口部 14A)を有するゲート電極 13から成り、 第 1開口部 14 Aの底部に位置するカソ一ド電極 11の部分の上に形成された炭 素系材料層 23から成る電子放出部 15を更に備えている。 また、 支持体 10及 び力ソード電極 11上には絶縁層 12が形成されており、 ゲート電極 13に設け られた第 1開口部 14Aに連通した第 2開口部 14Bが絶縁層 12に設けられて いる。 実施例 19においては、 電子放出部 15は、 マトリックス 25、 及び、 先 端部が突出した状態でマトリックス 25中に埋め込まれた力一ボン ·ナノチュー プ構造体 （具体的には、 カーボン ·ナノチューブ 26) から成り、 マトリックス 25は、 水ガラスから成る。 尚、 炭素系材料層 23の表面には、 炭化フッ素系薄 膜 24が形成されており、 この炭化フッ素系薄膜 24は、 フッ素含有炭化水素系 ガスを用いて形成されている。

以下、 実施例 19の電子放出装置の製造方法、 電界放出素子の製造方法及び表 示装置の製造方法を、 図 17の （A：)、 (B)及び図 18の （A)、 (B) を参照し て説明する。

[工程一 1900]

先ず、 例えばガラス基板から成る支持体 10上に、 例えばスパッタリング法及 びエッチング技術により形成された厚さ約 0. 2 zmのクロム （Cr)層から成 るストライプ状の力ソード電極 11を形成する。

[工程一 1910]

その後、 水ガラスから成る無機系バインダ材料にカーボン ·ナノチューブ構造 体を分散させたものを、 スクリーン印刷法によって力ソード電極 11の所望の領 域に塗布した後、 溶媒の除去、 バインダ材料の焼成を行い、 電子放出部 15を得 ることができる （図 1 7の （A) 参照)。 焼成条件を、 例えば、 乾燥大気中、 4 0 0 ° C， 3 0分間とすることができる。 カーボン 'ナノチューブはアーク放電法 にて製造され、 平均直径 3 0 nm、 平均長さ 1 mである。

[工程一 1 9 2 0 ]

次に、 支持体 1 0、 力ソード電極 1 1及び電子放出部 1 5上に絶縁層 1 2を形 成する。 具体的には、 例えば T E O S (テトラエトキシシラン） を原料ガスとし て使用する C VD法により、 全面に、 厚さ約 l〃mの絶縁層 1 2を形成する。 絶 縁層 1 2の成膜条件は表 7と同様とすればよい。

[工程一 1 9 3 0 ]

その後、 絶縁層 1 2上にストライプ状のゲート電極 1 3を形成し、 更に、 絶縁 層 1 2及びゲート電極 1 3上にマスク層 2 7を設けた後、 ゲート電極 1 3に第 1 開口部 1 4 Aを形成し、 更に、 ゲート電極 1 3に形成された第 1開口部 1 4 Aに 連通する第 2開口部 1 4 Bを絶縁層 1 2に形成する （図 1 7の （B ) 参照)。 尚、 マトリックス 2 5を水ガラスから構成する場合、 絶縁層 1 2をエッチングすると き、 マトリックス 2 5がエッチングされることはない。 即ち、 絶縁層 1 2とマト リヅクス 2 5とのエッチング選択比はほぼ無限大である。 従って、 絶縁層 1 2の エッチングによってカーボン■ナノチューブ 2 6に損傷が発生することはない。

[工程一 1 9 4 0 ]

次いで、 水酸化ナトリウム （N a O H) 水溶液を用いて水ガラスから成るマト リックス 2 5の一部を除去し、 マトリックス 2 5から先端部が突出した状態の力 —ボン ·ナノチューブ 2 6を得ることが好ましい。 こうして、 図 1 8の （A) に 示す構造の電子放出部 1 5を得ることができる。

マトリックス 2 5のエッチングによって一部あるいは全てのカーボン■ナノチ ユーブ 2 6の表面状態が変化し （例えば、 その表面に酸素原子や酸素分子等が吸 着し)、 電界放出に関して不活性となっている場合がある。 それ故、 その後、 電子 放出部 1 5に対して水素ガス雰囲気中でのプラズマ処理を行うことが好ましく、 これによつて、 電子放出部 15が活性化し、 電子放出部 15からの電子の放出効 率の一層の向上させることができる。 プラズマ処理の条件を、 以下の表 11に例 示する。

[表 11]

使用ガス H₂= 100 sccm

電源パヮ一 1000W

支持体印加電力 50V

反応圧力 0. 1 P a

支持体温度 300° C

[工程一 1950]

その後、 実施例 2の [工程一 230] と同様にして、 力一ボン 'ナノチュ一ブ 26から成る炭素系材料層 23の表面に、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて炭 化フヅ素系薄膜 （CF_X薄膜） 24を形成し、 以て、 炭素系材料層 23、 及び、 こ の炭素系材料層 23の表面に形成された炭化フッ素系薄膜 24から成る電子放出 部 15を得る （図 18の （B)参照)。

[工程一 1960]

次いで、 実施例 8の [工程— 860] と同様にして、 絶縁層 12に設けられた 第 2開口部 14 B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 —ト電極 13の開口端部を露出させるといった観点から、 好ましい。 次いで、 マ スク層 27を除去する。

[工程一 1970]

その後、 実施例 1の [工程一 130] と同様にして、 表示装置の組み立てを行 o

尚、 [工程— 1950] において、 実施例 3の [工程— 330] を実行すれば、 本発明の第 3 Bの態様に係る電子放出装置及びその製造方法、 本発明の第 6 Bの 態様に係る電界放出素子、本発明の第 6 Bの態様に係る表示装置が得られ、また、 本発明の第 6 Bの態様に係る電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法を 実行したことになる。

あるいは又、 [工程— 1900]、 [工程— 1910]、 [工程— 1940]、 [ェ 程— 1950]、 [工程— 1970] を実行すれば、 本発明の第 2 Bの態様に係る 電子放出装置及びその製造方法、 本発明の第 2 Bの態様に係る電界放出素子及び その製造方法、 本発明の第 2 Bの態様に係る表示装置及びその製造方法が得られ る

あるいは又、 [工程— 1900]、 [工程— 1910]、 [工程一 1940]、 [ェ 程一 330]、 [工程— 1970] を実行すれば、 本発明の第 3 Bの態様に係る電 子放出装置及びその製造方法、 本発明の第 3 Bの態様に係る電界放出素子及びそ の製造方法、 本発明の第 3 Bの態様に係る表示装置及びその製造方法が得られる。 あるいは又、 [工程一 1800]、 [工程一 1910]、 [工程一 1830]、 [ェ 程— 1940 ]、 [工程— 1950]、 [工程— 1840] を実行すれば、 本発明の 第 5 Bの態様に係る電子放出装置及び表示装置が得られ、 本発明の第 8 Bの態様 に係る電界放出素子の製造方法、 本発明の第 8 Bの態様に係る表示装置の製造方 法を実行したことになる。

あるいは又、 [工程一 1800]、 [工程— 1910]、 [工程— 1830]、 [ェ 程— 1940 ]、 [工程一 330]、 [工程— 1840] を実行すれば、 本発明の第 6 Bの態様に係る電子放出装置及び表示装置が得られ、 本発明の第 9 Bの態様に 係る電界放出素子の製造方法、 本発明の第 9 Bの態様に係る表示装置の製造方法 を実行したことになる。

(実施例 20)

実施例 20は、 本発明の第 2 Bの態様に係る電子放出装置、 本発明の第 2 Cの 態様に係る電子放出装置の製造方法、 第 5 Bの態様に係る電界放出素子、 第 5C の態様に係る電界放出素子の製造方法、 本発明の第 5 Bの態様に係る表示装置、 及び、 本発明の第 5 Cの態様に係る表示装置の製造方法に関する。

実施例 2 0の電子放出装置、 電界放出素子、 表示装置は、 図 1 8の （B ) に模 式的な一部端面図を示した実施例 1 9の電子放出装置、 電界放出素子、 図 7に模 式的な一部端面図を示した実施例 5の表示装置と概ね同じ構成を有するので、 詳 細な説明は省略する。 尚、 実施例 2 0においては、 電子放出部 1 5は、 マトリツ クス 2 5、 及び、 先端部が突出した状態でマトリックス 2 5中に埋め込まれた力 —ボン ·ナノチューブ構造体 （具体的には、 カーボン ·ナノチューブ 2 6 ) から 成り、 マトリックス 2 5は、 導電性を有する金属酸化物 （具体的には、 酸化イン ジゥム一錫、 I T O ) から成る。 尚、 炭素系材料層 2 3の表面には、 炭化フッ素 系薄膜 2 4が形成されており、 この炭化フッ素系薄膜 2 4は、 フッ素含有炭化水 素系ガスを用いて形成されている。

以下、 電界放出素子の製造方法を、 再び、 図 1 7の （A；)、 ( B ) 及び図 1 8の (A)、 (B ) を参照して説明する。

[工程— 2 0 0 0 ]

先ず、 例えばガラス基板から成る支持体 1 0上に、 例えばスパッタリング法及 ぴエッチング技術により形成された厚さ約 0 . 2〃mのクロム （C r ) 層から成 るストライプ状の力ソード電極 1 1を形成する。

[工程一 2 0 1 0 ]

次に、 カーボン ·ナノチューブ構造体が分散された有機酸金属化合物から成る 金属化合物溶液を力ソード電極 1 1上に、 例えばスプレー法にて塗布する。 具体 的には、 以下の表 1 2に例示する金属化合物溶液を用いる。 尚、 金属化合物溶液 中にあっては、 有機錫化合物及び有機インジウム化合物は酸 （例えば、 塩酸、 硝 酸、 あるいは硫酸） に溶解された状態にある。 力一ボン ·ナノチューブはアーク 放電法にて製造され、 平均直径 3 0 nm、 平均長さ l /mである。 塗布に際して は、支持体を 7 0〜1 5 0 ° Cに加熱しておく。塗布雰囲気を大気雰囲気とする。 塗布後、 5〜3 0分間、 支持体を加熱し、 酢酸ブチルを十分に蒸発させる。 この ように、 塗布時、 支持体を加熱することによって、 力ソード電極の表面に対して 力一ボン■ナノチューブが水平に近づく方向にセルフレペリングする前に塗布溶 液の乾燥が始まる結果、 カーボン ·ナノチューブが水平にはならない状態でカソ —ド電極の表面にカーボン 'ナノチューブを配置することができる。 即ち、 力一 ボン ·ナノチューブの先端部がアノード電極の方向を向くような状態、 言い換え れば、 力一ボン 'ナノチューブを、 支持体の法線方向に近づく方向に配向させる ことができる。 尚、 予め、 表 1 2に示す組成の金属化合物溶液を調製しておいて もよいし、 力一ボン ·ナノチューブを添加していない金属化合物溶液を調製して おき、塗布前に、 カーボン ·ナノチューブと金属化合物溶液とを混合してもよい。 また、 カーボン ·ナノチューブの分散性向上のため、 金属化合物溶液の調製時、 超音波を照射してもよい。

[表 1 2 ]

有機錫ィ匕合物及び有機ィンジゥム化合物 0 . 1〜 1 0重量部

分散剤 （ドデシル硫酸ナトリウム） 0 . 1 ~ 5 重量部

カーボン ·ナノチューブ 0 . ；!〜 2 0重量部

酢酸プチル 尚、 有機酸金属化合物溶液として、 有機錫化合物を酸に溶解したものを用いれ ば、 マトリックスとして酸化錫が得られ、 有機ィンジゥム化合物を酸に溶解した ものを用いれば、 マトリックスとして酸ィ匕インジウムが得られ、 有機亜鉛化合物 を酸に溶解したものを用いれば、 マトリックスとして酸化亜鉛が得られ、 有機ァ ンチモン化合物を酸に溶解したものを用いれば、 マトリヅクスとして酸化アンチ モンが得られ、 有機アンチモン化合物及び有機錫化合物を酸に溶解したもの用い れば、 マトリックスとして酸ィ匕アンチモン一錫が得られる。 また、 有機金属化合 物溶液として、 有機錫化合物を用いれば、 マトリックスとして酸化錫が得られ、 有機ィンジゥム化合物を用いれば、 マトリックスとして酸ィ匕ィンジゥムが得られ、 有機亜鉛化合物を用いれば、 マトリックスとして酸化亜鉛が得られ、 有機アンチ モン化合物を用いれば、 マトリックスとして酸化アンチモンが得られ、 有機アン チモン化合物及び有機錫化合物を用いれば、 マトリックスとして酸化アンチモン 一錫が得られる。 あるいは又、 金属の塩化物の溶液 （例えば、 塩化錫、 塩化イン ジゥム） を用いてもよい。

場合によっては、 金属化合物溶液を乾燥した後の金属化合物層の表面に著しい 凹凸が形成されている場合がある。 このような場合には、 金属化合物層の上に、 支持体を加熱することなく、 再び、 金属化合物溶液を塗布することが望ましい。

[工程— 2 0 2 0 ]

その後、 有機酸金属化合物から成る金属化合物を焼成することによって、 有機 酸金属化合物に由来した金属原子 （具体的には、 1 11及ぴ3 11 ) を含むマトリツ クス （具体的には、 金属酸化物であり、 より一層具体的には I T O ) 2 5にて力 一ボン ·ナノチューブ 2 6が力ソード電極 1 1の表面に固定された電子放出部 1 5を得る。焼成を、 大気雰囲気中で、 3 5 0 ° C、 2 0分の条件にて行う。 こう して、 得られたマトリヅクス 2 5の体積抵抗率は、 5 X 1 0— ⁷ Ω · mであった。有 機酸金属化合物を出発物質として用いることにより、 焼成温度 3 5 0 ° Cといつ た低温においても、 I T Oから成るマトリックス 2 5を形成することができる。 尚、 有機酸金属化合物溶液の代わりに、 有機金属化合物溶液を用いてもよいし、 金属の塩化物の溶液 （例えば、 塩化錫、 塩化インジウム） を用いた場合、 焼成に よって塩化錫、 塩化インジウムが酸化されつつ、 I T Oから成るマトリックス 2 5が形成される。

[工程一 2 0 3 0 ]

次いで、全面にレジスト層を形成し、カソ一ド電極 1 1の所望の領域の上方に、 例えば直径 1 0 mの円形のレジスト層を残す。 そして、 1 0〜6 0 ° Cの塩酸 を用いて、 1〜30分間、 マトリックス 25をエッチングして、 電子放出部の不 要部分を除去する。 更に、 所望の領域以外に力一ボン ·ナノチューブが未だ存在 する場合には、 以下の表 13に例示する条件の酸素プラズマエッチング処理によ つてカーボン 'ナノチューブをエッチングする。 尚、 バイアスパヮ一は 0Wでも よいが、 即ち、 直流としてもよいが、 バイアスパワーを加えることが望ましい。 また、 支持体を、 例えば 80° C程度に加熱してもよい。 13]

使用装置 I E装置

導入ガス 酸素を含むガス

プラズマ励起パヮ - 500W

バイアスパヮ一 0〜 150W

処理時間 10秒以上 あるいは又、 表 14に例示する条件のウエットエツチング処理によってカーボ ン ·ナノチューブをエッチングしてもよい。 14]

使用溶液： KMn0₄

温度 ： 20〜 120 ° C

処理時間： 10秒〜 20分 その後、 レジスト層を除去することによって、 図 17の （A) に示す構造を得 ることができる。 尚、 直径 10 imの円形の電子放出部を残すことに限定されな い。 例えば、 電子放出部を力ソード電極 11上に残してもよい。

尚、 [工程一 2010]、 [工程— 2030]、 [工程一 2020]の順に実行して もよい。

[工程— 2 0 4 0 ]

次に、 支持体 1 0、 カゾード電極 1 1及び電子放出部 1 5上に絶縁層 1 2を形 成する。 具体的には、 例えば T E O S (テトラエトキシシラン） を原料ガスとし て使用する C VD法により、 全面に、 厚さ約 l /mの絶縁層 1 2を形成する。 絶 縁層 1 2の成膜条件は表 7と同様とすればよい。

[工程一 2 0 5 0 ]

その後、 絶縁層 1 2上にストライプ状のゲート電極 1 3を形成し、 更に、 絶縁 層 1 2及びゲート電極 1 3上にマスク層 2 7を設けた後、 ゲート電極 1 3に第 1 開口部 1 4 Aを形成し、 更に、 ゲート電極 1 3に形成された第 1開口部 1 4 Aに 連通する第 2開口部 1 4 Bを絶縁層 1 2に形成する （図 1 7の （B ) 参照)。 尚、 マトリックス 2 5を金属酸化物、 例えば I T Oから構成する場合、 絶縁層 1 2を エッチングするとき、 マトリックス 2 5がエッチングされることはない。 即ち、 絶縁層 1 2とマトリックス 2 5とのエッチング選択比はほぼ無限大である。 従つ て、 絶縁層 1 2のエッチングによって力一ボン ·ナノチューブ 2 6に損傷が発生 することはない。

[工程— 2 0 6 0 ]

次いで、以下の表 1 5に例示する条件にて、マトリックス 2 5の一部を除去し、 マトリックス 2 5から先端部が突出した状態のカーボン ·ナノチューブ 2 6を得 ることが好ましい。 こうして、 図 1 8の （A) に示す構造の電子放出部 1 5を得 ることができる。

[表 1 5 ]

エッチング溶液：塩酸

ェヅチング時間： 1 0秒〜 3 0秒

エッチング温度： 1 0〜6 0 ° C マトリックス 2 5のエッチングによって一部あるいは全ての力一ボン ·ナノチ ユーブ 2 6の表面状態が変化し （例えば、 その表面に酸素原子や酸素分子、 フッ 素原子が吸着し)、 電界放出に関して不活性となっている場合がある。 それ故、 そ の後、 電子放出部 1 5に対して水素ガス雰囲気中でのプラズマ処理を行うことが 好ましく、 これによつて、 電子放出部 1 5が活性化し、 電子放出部 1 5からの電 子の放出効率の一層の向上させることができる。 プラズマ処理の条件は、 表 1 1 に例示したと同様の条件とすればよい。

[工程— 2 0 7 0 ]

その後、 実施例 2の [工程一 2 3 0 ] と同様にして、 力一ボン 'ナノチューブ 2 6から成る炭素系材料層 2 3の表面に、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて炭 化フッ素系'薄膜 （C F_X薄膜） 2 4を形成し、 以て、 炭素系材料層 2 3、 及び、 こ の炭素系材料層 2 3の表面に形成された炭化フッ素系薄膜 2 4から成る電子放出 部 1 5を得る。

[工程— 2 0 8 0 ]

次いで、 実施例 8の [工程— 8 6 0 ] と同様にして、 絶縁層 1 2に設けられた 第 2開口部 1 4 B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 —ト電極 1 3の開口端部を露出させるといった観点から、 好ましい。 次いで、 マ スク層 2 7を除去する。 こうして、 図 1 8の （B ) に示す電界放出素子を完成す ることができる。

[工程—2 0 9 0 ]

その後、 実施例 1の [工程— 1 3 0 ] と同様にして、 表示装置の組み立てを行 ラ。

尚、 [工程— 2 0 7 0 ] において、 実施例 3の [工程— 3 3 0 ] を実行すれば、 本発明の第 3 Cの態様に係る電子放出装置及びその製造方法、 本発明の第 6 Bの 態様に係る電界放出素子、本発明の第 6 Bの態様に係る表示装置が得られ、また、 本発明の第 6 Cの態様に係る電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法を 実行したことになる。

あるいは又、 [工程— 2000]〜 [工程— 2030], [工程一 2060]、 [ェ 程— 2070]、 [工程— 2090] を実行すれば、 本発明の第 2 Bの態様に係る 電子放出装置、 本発明の第 2 Bの態様に係る電界放出素子、 本発明の第 2Bの態 様に係る表示装置が得られ、 本発明の第 2 Cの態様に係る電子放出装置の製造方 法、 本発明の第 2 Cの態様に係る電界放出素子の製造方法、 本発明の第 2 Cの態 様に係る表示装置の製造方法を実行したことになる。

あるいは又、 [工程— 2000：！〜 [工程一 2030]、 [工程一 2060]、 [ェ 程— 330]、 [工程—2090] を実行すれば、 本発明の第 3 Bの態様に係る電 子放出装置、 本発明の第 3 Bの態様に係る電界放出素子、 本発明の第 3 Bの態様 に係る表示装置が得られ、 本発明の第 3 Cの態様に係る電子放出装置の製造方法、 本発明の第 3 Cの態様に係る電界放出素子の製造方法、 本発明の第 3 Cの態様に 係る表示装置の製造方法を実行したことになる。

あるいは又、 [工程— 1800]、 [工程 2010：]〜 [工程— 2030]、 [ェ 程一 1830]、 [工程— 2060]、 [工程一 2070]、 [工程— 1840] を実 行すれば、 本発明の第 2 Bの態様に係る電子放出装置、 本発明の第 5 Bの態様に 係る電界放出素子、 本発明の第 5 Bの態様に係る表示装置が得られ、 本発明の第 2 Cの態様に係る電子放出装置の製造方法、 本発明の第 8 Cの態様に係る電界放 出素子の製造方法、 本発明の第 8 Cの態様に係る表示装置の製造方法を実行した ことになる。

あるいは又、 [工程— 1800]、 [工程— 2010]〜 [工程— 2030]、 [ェ 程— 1830]、 [工程一 2060]、 [工程一 330]、 [工程— 1840] を実行 すれば、 本発明の第 3 Bの態様に係る電子放出装置、 本発明の第 6 Bの態様に係 る電界放出素子、 本発明の第 6 Bの態様に係る表示装置が得られ、 本発明の第 3 Cの態様に係る電子放出装置の製造方法、 本発明の第 9 Cの態様に係る電界放出 素子の製造方法、 本発明の第 9 Cの態様に係る表示装置の製造方法を実行したこ とになる。

以上、 本発明を、 実施例に基づき説明したが、 本発明はこれらに限定されるも のではない。 実施例にて説明したアノードパネルや力ソードパネル、 表示装置や 電界放出素子の構成、 構造は例示であり、 適宜変更することができるし、 ァノ一 ドパネルや力ソードパネル、 表示装置や電界放出素子の製造方法、 各種の条件、 使用材料も例示であり、 適宜変更することができる。 更には、 アノードパネルや 力ソードパネルの製造において使用した各種材料も例示であり、 適宜変更するこ とができる。 表示装置においては、 専らカラ一表示を例にとり説明したが、 単色 表示とすることもできる。

実施例 1〜実施例.4において説明した 2電極型の表示装置の変形例を、 以下、 説明する。 この表示装置の変形例の模式的な一部断面図は図 1に示したと同様で ある。 この表示装置の変形例においては、 力ソード電極 1 1及びアノード電極 3 3の形状がストライプ状であり、 ストライプ状の力ソード電極 1 1の射影像とス トライプ状のアノード電極 3 3の射影像とが直交する構造を有する。具体的には、 力ソード電極 1 1は図 1の図面の紙面垂直方向に延び、 アノード電極 3 3は図面 の紙面左右方向に延びている。 この表示装置の変形例における力ソードパネル C P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。 力ソード電極と力ソード 電極制御回路 4 O Aとの間に、 スイッチング素子を設ける必要はない。

そして、 この表示装置の変形例においては、 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 1 5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 3 1に衝突する。 即 ち、アノード電極 3 3の射影像と力ソード電極 1 1の射影像とが重複する領域（ァ ノード電極/力ソード電極重複領域） に位置する電子放出部 1 5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、 力ソード電極制御回路 4 O Aから力ソード電極 1 1に相対的に負の電圧を印 加し、 アノード電極制御回路 4 2からアノード電極 3 3に相対的に正の電圧を印 加する。 その結果、 列選択された力ソード電極 1 1と行選択されたアノード電極 3 3 (あるいは、 行選択された力ソード電極 1 1と列選択されたアノード電極 3 3 ) とのアノード電極/力ソード電極重複領域に位置する電子放出部 1 5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 3 3に引き付けら れてアノードパネル A Pを構成する蛍光体層 3 1に衝突し、 蛍光体層 3 1を励起、 発光させる。

ゲート電極を設ける方法として、 その他、 予め、 複数の開口部が形成された帯 状の金属層を準備し、 一方、 支持体 1 0上に絶縁材料から成る、 例えば帯状のゲ ―ト電極支持部材を形成しておき、 かかるゲート電極支持部材の頂面に接するよ うに、 炭素系材料層の上方あるいは選択成長領域の上方に金属層を張架する方法 を挙げることができる。 この場合、 ゲート電極を設ける前に、 選択成長領域、 炭 素系材料層の形成を行ってもよいし、 ゲート電極を設けた後に、 選択成長領域、 炭素系材料層の形成を行ってもよいし、 ゲート電極を設ける前に選択成長領域の 形成を行い、 ゲート電極を設けた後に炭素系材料層の形成を行ってもよい。 尚、 これらの場合、 第 1開口部 1 4 Aの真下に選択成長領域 2 0が形成されていなく ともよい。 このような方法により、 本発明の第 4の態様〜第 6の態様に係る電界 放出素子あるいは表示装置を得ることができ、 本発明の第 7の態様〜第 9の態様 に係る電界放出素子の製造方法あるいは表示装置の製造方法を実行したことにな る。

本発明の電界放出素子において、 ゲート電極 1 3及び絶縁層 1 2には更に第 2 絶縁層 1 7を設け、 第 2絶縁層 1 7上に収束電極 1 8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 1 9に示す。 第 2絶縁層 1 7には第 1開口部 1 4 Aに連通した第 3の開口部 1 9が設けられている。 収束 電極 1 8の形成は、 例えば、 実施例 8にあっては、 [工程— 8 1 0 ] において、 絶 縁層 1 2上にストライプ状のゲート電極 1 3を形成した後、 第 2絶縁層 1 7を形 成し、 次いで、 第 2絶縁層 1 7上にパ夕一ニングされた収束電極 1 8を形成した 後、 収束電極 1 8、 第 2絶縁層 1 7に第 3の開口部 1 9を設け、 更に、 ゲ一ト電 極 1 3に第 1開口部 1 4 A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。尚、 図 1 9における電界放出素子は例示であり、 その他の電界放出素子とすることも できることは云うまでもない。

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/ z m の 4 2 %N i— F eァロイから成る金属板の両面に、 例えば S i 0₂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ゃェツチングすることによ つ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、 カソ一 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 1 2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。

ゲート電極を、 有効領域を 1枚のシート状の導電材料 （第 1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、 かかるゲート 電極に正の電圧を印加する。 そして、 各画素を構成する力ソード電極と力ソード 電極制御回路との間に、 例えば、 T F T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ゾ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。

あるいは又、 力ソード電極を、 有効領域を 1枚のシート状の導電材料で被覆し た形式の力ソ一ド電極とすることもできる。 この場合には、 かかる力ソード電極 に電圧を印加する。 そして、 各画素を構成するゲート電極とゲート電極制御回路 との間に、 例えば、 T F T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、 各画素を構成するゲート電極への印加状態を制御し、 画 素の発光状態を制御する。

アノード電極は、 有効領域を 1枚のシ一ト状の導電材料で被覆した形式のァノ 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ュニヅ卜が集合した形式のアノード電極としてもよい。 アノード電極が前者の構成の場合、 かかるアノード電極をアノード電極制御回路 に接続すればよいし、 アノード電極が後者の構成の場合、 例えば、 各アノード電 極ュニヅトをアノード電極制御回路に接続すればよい。

本発明の電子放出装置を、 表面伝導型電子放出素子と通称される素子に適用す ることもできる。 この表面伝導型電子放出素子は、 例えばガラスから成る支持体 上に酸ィ匕錫（S n 0₂)、 金（A u)ヽ 酸化インジウム （I n₂〇₃) /酸化錫 ( S n O ₂)、カーボン、酸化パラジゥム（ P d 0 )等の導電材料から成り、微小面積を有し、 所定の間隔 （ギヤヅプ） を開けて配された一対の電極がマトリヅクス状に形成さ れて成る。 そして、 一対の電極の内の一方の電極に行方向配線が接続され、 一対 の電極の内の他方の電極に列方向配線が接続された構成を有する。 かかる表面伝 導型電子放出素子においては、 各一対の電極 （導電体層に相当する） の表面に選 択成長領域を形成し、 その上に、 炭素系材料層から成る電子放出部を形成する。 —対の電極に電圧を印加することによって、 ギャップを挟んで向かい合った炭素 系材料層に電界が加わり、 炭素系材料層から電子が放出される。 かかる電子をァ ノードパネル上の蛍光体層に衝突させることによって、 蛍光体層が励起されて発 光し、 所望の画像を得ることができる。

本発明においては、 電子放出部あるいは炭素系材料層が一種の撥水性を発現す る結果、 力ソード電極や表示装置を構成する各種の部材から放出されるガスある いはガス状物質、 特に、 水分が、 電子放出部 （具体的には、 炭素系材料層） に付 着、 吸着することを抑制できる。 それ故、 電子放出部の特性が劣化することを確 実に防止することができる。

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

更には、 本発明において、 選択成長領域を形成すれば、 導電体層やカソ一ド電 極の所望の部位に炭素系材料層から成る電子放出部を設けることができ、 しかも、 炭素系材料層を所望の形状にするための炭素系材料層のパターニングを行う必要 が無くなる。また、カーボン ·ナノチューブ構造体から電子放出部を構成すれば、 容易に電子放出部を形成することができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 導電体層上に形成された電子放出部から構成され、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該炭素系材料層は、 炭化水素系ガス及ぴフッ素含有炭化水素系ガスを用いて形 成されていることを特徴とする電子放出装置。

2 . 導電体層は、 銅、 銀又は金から構成されていることを特徴とする請求の範 囲第 1項に記載の電子放出装置。

3 . 導電体層と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形成されていること を特徴とする請求の範囲第 1項に記載の電子放出装置。

4 . 導電体層上に形成された電子放出部から構成され、

該電子放出部は、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成された炭 化フッ素系薄膜から成り、

該炭化フッ素系薄膜は、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて形成されているこ とを特徴とする電子放出装置。

5 . 炭素系材料層は、 炭化水素系ガスを用いて形成されていることを特徴とす る請求の範囲第 4項に記載の電子放出装置。

6 . 導電体層は、 銅、 銀又は金から構成されていることを特徴とする請求の範 囲第 5項に記載の電子放出装置。

7 . 導電体層と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形成されていること を特徴とする請求の範囲第 5項に記載の電子放出装置。

8 . 炭素系材料層は、 力一ボン■ナノチューブ構造体から成ることを特徴とす る請求の範囲第 4項に記載の電子放出装置。

9 . 導電体層上に形成された電子放出部から構成され、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該炭素系材料層の表面は、 フッ素原子で終端されていることを特徴とする電子

1 0 . 炭素系材料層の表面におけるフッ素原子での終端は、 フッ素含有炭化水 素系ガスを用いて行われていることを特徴とする請求の翁囲第 9項に記載の電子 放出装置。

1 1 . 炭素系材料層は、 炭化水素系ガスを用いて形成されていることを特徴と する請求の範囲第 9項に記載の電子放出装置。

1 2 . 導電体層は、 銅、 銀又は金から構成されていることを特徴とする請求の 範囲第 1 1項に記載の電子放出装置。

1 3 . 導電体層と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形成されているこ とを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載の電子放出装置。

1 4 . 炭素系材料層は、 カーボン 'ナノチューブ構造体から成ることを特徴と する請求の範囲第 9項に記載の電子放出装置。

1 5 . ( a ) 支持体上に形成された力ソ一ド電極、 及び、

( b ) 力ソード電極上に形成された電子放出部、

から構成され、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該炭素系材料層は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガスを用いて形 成されていることを特徴とする冷陰極電界電子放出素子。

1 6 . カソ一ド電極と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形成されてい ることを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

1 7 . ( a ) 支持体上に形成された力ソード電極、 及び、

( b ) 力ソード電極上に形成された電子放出部、

から構成され、

該電子放出部は、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成された炭 化フッ素系薄膜から成り、

該炭化フッ素系薄膜は、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて形成されている.こ とを特徴とする冷陰極電界電子放出素子。

18. 炭素系材料層は、 炭化水素系ガスを用いて形成されていることを特徴と する請求の範囲第 17項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

1 9. 力ソード電極と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形成されてい ることを特徴とする請求の範囲第 18項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

20. 炭素系材料層は、 カーボン ·ナノチューブ構造体から成ることを特徴と する請求の範囲第 17項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

21. (a) 支持体上に形成された力ソード電極、 及び、

(b) 力ソード電極上に形成された電子放出部、

から構成され、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該炭素系材料層の表面は、 フッ素原子で終端されていることを特徴とする冷陰 極電界電子放出素子。

22. 炭素系材料層の表面におけるフッ素原子での終端は、 フッ素含有炭化水 素系ガスを用いて行われていることを特徴とする請求の範囲第 21項に記載の冷 陰極電界電子放出素子。

23. 炭素系材料層は、 炭化水素系ガスを用いて形成されていることを特徴と する請求の範囲第 21項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

24. カソード電極と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形成されてい ることを特徴とする請求の範囲第 23項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

25. 炭素系材料層は、 カーボン ·ナノチューブ構造体から成ることを特徴と する請求の範囲第 21項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

26. (a) 支持体上に形成されたカソ一ド電極、

(b) 力ソード電極の上方に形成され、 開口部を有するゲート電極、 及び、

(c) 開口部の底部に位置する力ソード電極の部分の上に形成された電子放出 部、

から構成され、 該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該炭素系材料層は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガスを用いて形 成されていることを特徴とする冷陰極電界電子放出素子。

2 7 . 力ソード電極は、 銅、 銀又は金から構成されていることを特徴とする請 求の範囲第 2 6項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

2 8 . 少なくともカソ一ド電極と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形 成されていることを特徴とする請求の範囲第 2 6項に記載の冷陰極電界電子放出 素子。

2 9 . 支持体及び力ソ一ド電極上には絶縁層が形成されており、

ゲ一ト電極に設けられた開口部に連通した第 2開口部が絶縁層に設けられてい ることを特徴とする請求の範囲第 2 6項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

3 0 . ( a ) 支持体上に形成されたカソ一ド電極、

( b ) 力ソード電極の上方に形成され、 開口部を有するゲート電極、 及び、

( c ) 開口部の底部に位置するカソ一ド電極の部分の上に形成された電子放出 部、

から構成され、

該電子放出部は、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成された炭 化フッ素系薄膜から成り、

該炭化フッ素系薄膜は、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて形成されているこ とを特徴とする冷陰極電界電子放出素子。

3 1 . 炭素系材料層は、 炭化水素系ガスを用いて形成されていることを特徴と する請求の範囲第 3 0項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

3 2 . 力ソード電極は、 銅、 銀又は金から構成されていることを特徴とする請 求の範囲第 3 1項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

3 3 . 少なくとも力ソード電極と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形 成されていることを特徴とする請求の範囲第 3 1項に記載の冷陰極電界電子放出 素子。

3 4 . 支持体及びカソード電極上には絶縁層が形成されており、

ゲ一ト電極に設けられた開口部に連通した第 2開口部が絶縁層に設けられてい ることを特徴とする請求の範囲第 3 0項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

3 5 . 炭素系材料層は、 カーボン 'ナノチューブ構造体から成ることを特徴と する請求の範囲第 3 0項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

3 6 . ( a ) 支持体上に形成されたカソ一ド電極、

( b ) 力ソード電極の上方に形成され、 開口部を有するゲート電極、 及び、

( c ) 開口部の底部に位置する力ソード電極の部分の上に形成された電子放出 部、

から構成され、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該炭素系材料層の表面は、 フッ素原子で終端されていることを特徴とする冷陰 極電界電子放出素子。

3 7 . 炭素系材料層の表面におけるフッ素原子での終端は、 フッ素含有炭化水 素系ガスを用いて行われていることを特徴とする請求の範囲第 3 6項に記載の冷 陰極電界電子放出素子。

3 8 . 炭素系材料層は、 炭化水素系ガスを用いて形成されていることを特徴と する請求の範囲第 3 6項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

3 9 . 力ソード電極は、 銅、 銀又は金から構成されていることを特徴とする請 求の範囲第 3 8項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

4 0 . 少なくとも力ソ一ド電極と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形 成されていることを特徴とする請求の範囲第 3 8項に記載の冷陰極電界電子放出 集十。

4 1 . 支持体及び力ソ一ド電極上には絶縁層が形成されており、

ゲート電極に設けられた開口部に連通した第 2開口部が絶縁層に設けられてい ることを特徴とする請求の範囲第 3 6項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

4 2 . 炭素系材料層は、 カーボン ·ナノチューブ構造体から成ることを特徴と する請求の範囲第 3 6項に記載の冷陰極電界電子放出素子。

4 3 . 複数の画素から構成され、

各画素は、 冷陰極電界電子放出素子と、 冷陰極電界電子放出素子に対向して基 板上に設けられたァノ一ド電極及び蛍光体層から構成され、

冷陰極電界電子放出素子は、

( a ) 支持体上に形成された力ソード電極、 及び、

( b ) 力ソード電極上に形成された電子放出部、

から構成されており、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該炭素系材料層は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガスを用いて形 成されていることを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。

4 4 . 力ソード電極と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形成されてい ることを特徴とする請求の範囲第 4 3項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

4 5 . 複数の画素から構成され、

各画素は、 冷陰極電界電子放出素子と、 冷陰極電界電子放出素子に対向して基 板上に設けられたァノ一ド電極及び蛍光体層から構成され、

冷陰極電界電子放出素子は、

( a ) 支持体上に形成された力ソード電極、 及び、

( b ) 力ソード電極上に形成された電子放出部、

から構成されており、

該電子放出部は、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成された炭 化フッ素系薄膜から成り、

該炭化フッ素系薄膜は、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて形成されているこ とを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。

4 6 . 炭素系材料層は、 炭化水素系ガスを用いて形成されていることを特徴と する請求の範囲第 4 5項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

4 7 . カソード電極と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形成されてい ることを特徴とする請求の範囲第 4 6項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

4 8 . 炭素系材料層は、 力一ボン 'ナノチューブ構造体から成ることを特徴と する請求の範囲第 4 5項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

4 9 . 複数の画素から構成され、

各画素は、 冷陰極電界電子放出素子と、 冷陰極電界電子放出素子に対向して基 板上に設けられたァノード電極及び蛍光体層から構成され、

冷陰極電界電子放出素子は、

( a ) 支持体上に形成された力ソード電極、 及び、

( b ) 力ソード電極上に形成された電子放出部、

から構成されており、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該炭素系材料層の表面は、 フッ素原子で終端されていることを特徴とする冷陰 極電界電子放出表示装置。

5 0 . 炭素系材料層の表面におけるフッ素原子での終端は、 フッ素含有炭化水 素系ガスを用いて行われていることを特徴とする請求の範囲第 4 9項に記載の冷

5 1 . 炭素系材料層は、 炭化水素系ガスを用いて形成されていることを特徴と する請求の範囲第 4 9項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

5 2 . カソード電極と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形成されてい ることを特徴とする請求の範囲第 5 1項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

5 3 . 炭素系材料層は、 力一ボン 'ナノチューブ構造体から成ることを特徴と する請求の範囲第 4 9項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

5 4 . 複数の画素から構成され、 各画素は、 冷陰極電界電子放出素子と、 冷陰極電界電子放出素子に対向して基 板上に設けられたァノ一ド電極及び蛍光体層から構成され、

冷陰極電界電子放出素子は、

( a ) 支持体上に形成された力ソード電極、

( b ) カゾード電極の上方に形成され、 開口部を有するゲート電極、 及び、

( c ) 開口部の底部に位置するカソ一ド電極の部分の上に形成された電子放出 部、

から構成されており、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該炭素系材料層は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガスを用いて形 成されていることを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。

5 5 . 力ソード電極は、 銅、 銀又は金から構成されていることを特徴とする請 求の範囲第 5 4項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

5 6 . 少なくともカゾード電極と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形 成されていることを特徴とする請求の範囲第 5 4項に記載の冷陰極電界電子放出

5 7 . 支持体及びカソ一ド電極上には絶縁層が形成されており、

ゲ一ト電極に設けられた開口部に連通した第 2開口部が絶縁層に設けられてい ることを特徴とする請求の範囲第 5 4項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

5 8 . 複数の画素から構成され、

各画素は、 冷陰極電界電子放出素子と、 冷陰極電界電子放出素子に対向して基 板上に設けられたァノ一ド電極及び蛍光体層から構成され、

冷陰極電界電子放出素子は、

( a ) 支持体上に形成されたカゾード電極、

( b ) 力ソード電極の上方に形成され、 開口部を有するゲート電極、 及び、

( c ) 開口部の底部に位置する力ソード電極の部分の上に形成された電子放出 部、

から構成されており、

該電子放出部は、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成された炭 化フッ素系薄膜から成り、

該炭化フッ素系薄膜は、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて形成されているこ とを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。 .

5 9 . 炭素系材料層は、 炭化水素系ガスを用いて形成されていることを特徴と する請求の範囲第 5 8項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

6 0 . 力ソード電極は、 銅、 銀又は金から構成されていることを特徴とする請 求の範囲第 5 9項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

6 1 . 少なくとも力ソード電極と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形 成されていることを特徴とする請求の範囲第 5 9項に記載の冷陰極電界電子放出

6 2 . 支持体及び力ソード電極上には絶縁層が形成されており、

ゲート電極に設けられた開口部に連通した第 2開口部が絶縁層に設けられてい ることを特徴とする請求の範囲第 5 8項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

6 3 . 炭素系材料層は、 力一ボン 'ナノチューブ構造体から成ることを特徴と する請求の範囲第 5 8項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

6 4 . 複数の画素から構成され、

各画素は、 冷陰極電界電子放出素子と、 冷陰極電界電子放出素子に対向して基 板上に設けられたァノード電極及び蛍光体層から構成され、

冷陰極電界電子放出素子は、

( a ) 支持体上に形成された力ソード電極、

( b ) 力ソード電極の上方に形成され、 開口部を有するゲート電極、 及び、

( c ) 開口部の底部に位置するカソ一ド電極の部分の上に形成された電子放出 部、 から構成されており、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該炭素系材料層の表面は、 フッ素原子で終端されていることを特徴とする冷陰

6 5 . 炭素系材料層の表面におけるフッ素原子での終端は、 フッ素含有炭化水 素系ガスを用いて行われていることを特徴とする請求の範囲第 6 4項に記載の冷

6 6 . 炭素系材料層は、 炭化水素系ガスを用いて形成されていることを特徴と する請求の範囲第 6 4項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

6 7 . 力ソード電極は、 銅、 銀又は金から構成されていることを特徴とする請 求の範囲第 6 6項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

6 8 . 少なくとも力ソ一ド電極と炭素系材料層との間には、 選択成長領域が形 成されていることを特徴とする請求の範囲第 6 6項に記載の冷陰極電界電子放出

6 9 . 支持体及びカソ一ド電極上には絶縁層が形成されており、

ゲート電極に設けられた開口部に連通した第 2開口部が絶縁層に設けられてい ることを特徴とする請求の範囲第 6 4項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

7 0 . 炭素系材料層は、 カーボン 'ナノチューブ構造体から成ることを特徴と する請求の範囲第 6 4項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。

7 1 . 導電体層上に、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガスを用いて 炭素系材料層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。

7 2 . 炭素系材料層を形成する前に、 導電体層上に選択成長領域を形成するェ 程を更に具備することを特徴とする請求の範囲第 7 1項に記載の電子放出装置の 製造方法。 '

7 3 . (A) 導電体層上に炭素系材料層を形成する工程と、 (B ) 該炭素系材料層の表面に、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて炭化フッ 素系薄膜を形成し、 以て、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成さ れた炭化フッ素系薄膜から成る電子放出部を得る工程、

から成ることを特徴とする電子放出装置の製造方法。

7 4 . 前記 （A) において、 導電体層上に炭化水素系ガスを用いて炭素系材料 層を形成することを特徴とする請求の範囲第 7 3項に記載の電子放出装置の製造 方法。

7 5 . 炭素系材料層を形成する前に、 導電体層上に選択成長領域を形成するェ 程を更に具備することを特徴とする請求の範囲第 7 4項に記載の電子放出装置の 製造方法。

7 6 . 前記工程 （A) において、 バインダ材料にカーボン ·ナノチューブ構造 体を分散させたものを導電体層上に塗布した後、 ノ ィンダ材料の焼成あるいは硬 化を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 7 3項に記載の電子放出装置の製造方法。

7 7 . 前記工程 (A) において、 力一ボン ·ナノチューブ構造体が分散された 金属化合物溶液を導電体層上に塗布した後、 金属化合物を焼成することによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 7 3項に記載の電子放出

7 8 . (A) 導電体層上に炭素系材料層を形成する工程と、

( B ) 該炭素系材料層の表面を、 フッ素含有炭化水素系ガスを用いて終端し、 以て、 表面がフッ素原子で終端された炭素系材料層から成る電子放出部を得るェ 程、

から成ることを特徴とする電子放出装置の製造方法。

7 9 . 前記工程 （A) において、 導電体層上に炭化水素系ガスを用いて炭素系 材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 7 8項に記載の電子放出装置の 製造方法。

8 0 . 炭素系材料層を形成する前に、 導電体層上に選択成長領域を形成するェ 程を更に具備することを特徴とする請求の範囲第 7 9項に記載の電子放出装置の 製造方法。

8 1 . 前記工程 (A) において、 バインダ材料にカーボン ·ナノチューブ構造 体を分散させたものを導電体層上に塗布した後、 バインダ材料の焼成あるいは硬 ィ匕を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 7 8項に記載の電子放出装置の製造方法。

8 2 . 前記工程 （A) において、 力一ボン ·ナノチューブ構造体が分散された 金属化合物溶液を導電体層上に塗布した後、金属化合物を焼成することによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 7 8項に記載の電子放出 装置の製造方法。

8 3 . (A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

( B ) 力ソード電極上に電子放出部を形成する工程、

から成り、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガ スを用いて該炭素系材料層を形成する工程から成ることを特徴とする冷陰極電界 電子放出素子の製造方法。

8 4 . 前記工程 （A) と工程 ( B ) の間において、 力ソード電極上に選択成長 領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 8 3項に 記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

8 5 . (A) 支持体上にカソ一ド電極を形成する工程と、

( B ) 力ソード電極上に炭素系材料層を形成する工程と、

( C ) 該炭素系材料層の表面にフッ素含有炭化水素系ガスを用いて炭化フッ素 系薄膜を形成し、 以て、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成され た炭化フッ素系薄膜から成る電子放出部を得る工程、

から成ることを特徴とする冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

8 6 . 前記 （B ) において、 力ソード電極上に炭化水素系ガスを用いて炭素系 材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 8 5項に記載の冷陰極電界電子 放出素子の製造方法。

8 7 . 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極上に選択成長 領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 8 6項に 記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

8 8 . 電子放出部を形成する工程において、 バインダ材料に力一ボン ·ナノチ ユーブ構造体を分散させたものをカソード電極上に塗布した後、 バインダ材料の 焼成あるいは硬化を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とす る請求の範囲第 8 5項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

8 9 . 電子放出部を形成する工程において、 カーボン ·ナノチューブ構造体が 分散された金属化合物溶液をカソード電極上に塗布した後、 金属化合物を焼成す ることによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 8 5項 に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

9 0 . (A) 支持体上にカソ一ド電極を形成する工程と、

(B ) 力ソード電極上に炭素系材料層を形成する工程と、

( C ) 該炭素系材料層の表面をフッ素含有炭化水素系ガスを用いて終端し、 以 て、表面がフッ素原子で終端された炭素系材料層から成る電子放出部を得る工程、 から成ることを特徴とする冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

9 1 . 前記工程 （B ) において、 力ソード電極上に炭化水素系ガスを用いて炭 素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 9◦項に記載の冷陰極電界 電子放出素子の製造方法。

9 2 . 前記工程 (A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極上に選択成長 領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 9 1項に 記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

9 3 . 電子放出部を形成する工程において、 バインダ材料にカーボン ·ナノチ ュ一プ構造体を分散させたものをカソ一ド電極上に塗布した後、 バインダ材料の 焼成あるいは硬ィ匕を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とす る請求の範囲第 9 0項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

9 4 . 電子放出部を形成する工程において、 力一ボン ·ナノチューブ構造体が 分散された金属化合物溶液をカソード電極上に塗布した後、 金属化合物を焼成す ることによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 9 0項 に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

9 5 . (A) 支持体上にカソ一ド電極を形成する工程と、

(B ) 支持体及びカソ一ド電極上に絶縁層を形成する工程と、

( C ) 絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形成する工程と、

(D )ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部にカゾード電極を露出させる工程と、

( E ) 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子放出部を形成するェ 程、

から成り、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 炭化水素系ガス及ぴフッ素含有炭化水素系ガ スを用いて該炭素系材料層を形成する工程から成ることを特徴とする冷陰極電界 電子放出素子の製造方法。

9 6 . 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極の上に選択成 長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 支持体、 選択成長領域及び力ソード電極上に絶縁層 を形成し、

前記工程 （D ) において、 ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口 部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に選択成長領域を露出させ、

前記工程 （E ) において、 第 2開口部の底部に露出した選択成長領域上に電子 放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 9 5項に記載の冷陰極電界電子 放出素子の製造方法。

9 7 . 前記工程 （D ) と工程 ( E ) の間において、 第 2開口部の底部に露出し たカソ一ド電極上に選択成長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （E ) において、 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子 放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴 とする請求の範囲第 9 5項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

9 8 . (A) 支持体上にカソ一ド電極を形成する工程と、

(B ) 支持体及び力ソード電極上に絶縁層を形成する工程と、

( C ) 絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形成する工程と、 '

.( D )ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に力ソード電極を露出させる工程と、

( E ) 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子放出部を形成するェ 程、

から成り、

該電子放出部は、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成された炭 化フッ素系薄膜から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 形成された炭素系材料層の表面にフッ素含有 炭化水素系ガスを用いて炭化フッ素系薄膜を形成する工程を含むことを特徴とす る冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

9 9 . 電子放出部を形成する工程において、 炭化水素系ガスを用いて炭素系材 料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 9 8項に記載の冷陰極電界電子放 出素子の製造方法。

1 0 0 . 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極の上に選択 成長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 支持体、 選択成長領域及び力ソード電極上に絶縁層 を形成し、

前記工程 （D ) において、 ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口 部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に選択成長領域を露出させ、

前記工程 （E ) において、 第 2開口部の底部に露出した選択成長領域上に電子 放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 9 9項に記載の冷陰極電界電子 放出素子の製造方法。

1 0 1 . 前記工程 （D ) と工程 （E ) の間において、 第 2開口部の底部に露出 した力ソード電極上に選択成長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （E ) において、 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子 放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴 とする請求の範囲第 9 9項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

1 0 2 . 電子放出部を形成する工程において、 バインダ材料にカーボン ·ナノ チューブ構造体を分散させたものをカソ一ド電極上に塗布した後、 バインダ材料 の焼成あるいは硬化を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴と する請求の範囲第 9 8項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

1 0 3 . 電子放出部を形成する工程において、 カーボン ·ナノチューブ構造体 が分散された金属化合物溶液をカソ一ド電極上に塗布した後、 金属化合物を焼成 することによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 9 8 項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

1 0 4 . (A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

(B ) 支持体及びカソード電極上に絶縁層を形成する工程と、

( C) 絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形成する工程と、

( D )ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に力ソード電極を露出させる工程と、

( E ) 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子放出部を形成するェ 程、

から成り、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 形成された炭素系材料層の表面をフッ素含有 炭化水素系ガスを用いて終端する工程を含むことを特徴とする冷陰極電界電子放 出素子の製造方法。

1 0 5 . 電子放出部を形成する工程において、 炭化水素系ガスを用いて炭素系 材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 0 4項に記載の冷陰極電界電 子放出素子の製造方法。

1 0 6 . 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極の上に選択 成長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 支持体、 選択成長領域及び力ソード電極上に絶縁層 を形成し、

前記工程 （D ) において、 ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口 部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に選択成長領域を露出させ、

前記工程 （E ) において、 第 2開口部の底部に露出した選択成長領域上に電子 放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 0 5項に記載の冷陰極電界電 子放出素子の製造方法。

1 0 7 . 前記工程 （D ) と工程 （E ) の間において、 第 2開口部の底部に露出 した力ソード電極上に選択成長領域を形成する工程を含み、 前記工程 （E) において、 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子 放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴 とする請求の範囲第 105項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

108. 電子放出部を形成する工程において、 バインダ材料にカーボン ·ナノ チューブ構造体を分散させたものをカゾード電極上に塗布した後、 バインダ材料 の焼成あるいは硬化を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴と する請求の範囲第 104項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

109. 電子放出部を形成する工程において、 カーボン ·ナノチューブ構造体 が分散された金属化合物溶液をカソ一ド電極上に塗布した後、 金属化合物を焼成 することによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 10 4項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

110. (A)支持体上に力ソ一ド電極を形成する工程と、

(B) 力ソード電極上に電子放出部を形成する工程と、

(C)電子放出部の上方に、 開口部を有するゲート電極を設ける工程、 から成り、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガ スを用いて該炭素系材料層を形成する工程から成ることを特徴とする冷陰極電界 電子放出素子の製造方法。

111. 前記工程 （B) に引き続き、 全面に絶縁層を形成し、

前記工程 （C) に引き続き、 ゲート電極に設けられた開口部に連通する第 2開 口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に炭素系材料層を露出させることを特 徴とする請求の範囲第 110項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

112. 前記工程 （A) と工程 （B) の間において、 力ソード電極上に選択成 長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 110項 に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

113. (A)支持体上にカソ一ド電極を形成する工程と、

(B) カゾード電極上に電子放出部を形成する工程と、

(C)電子放出部の上方に、 開口部を有するゲ一ト電極を設ける工程、 から成り、

該電子放出部は、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成された炭 化フッ素系薄膜から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 形成された炭素系材料層の表面にフッ素含有 炭化水素系ガスを用いて炭化フッ素系薄膜を形成する工程を含むことを特徴とす る冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

114. 前記工程 （B) に引き続き、 全面に絶縁層を形成し、

前記工程 （C) に引き続き、 ゲート電極に設けられた開口部に連通する第 2開 口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に炭素系材料層を露出させることを特 徴とする請求の範囲第 113項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

115. 電子放出部を形成する工程において、 炭化水素系ガスを用いて炭素系 材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 113項に記載の冷陰極電界電 子放出素子の製造方法。

116. 前記工程 （A) と工程 （B) の間において、 力ソード電極上に選択成 長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 115項 に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

117. 電子放出部を形成する工程において、 バインダ材料にカーボン ·ナノ チューブ構造体を分散させたものを力ソード電極上に塗布した後、 バインダ材料 の焼成あるいは硬化を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴と する請求の範囲第 113項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

118. 電子放出部を形成する工程において、 カーボン ·ナノチューブ構造体 が分散された金属化合物溶液をカソ一ド電極上に塗布した後、 金属化合物を焼成 することによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 11 3項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

119. (A)支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

(B) 力ソード電極上に電子放出部を形成する工程と、

(C)電子放出部の上方に、 開口部を有するゲート電極を設ける工程、 から成り、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、 '

該電子放出部を形成する工程は、 形成された炭素系材料層の表面をフッ素含有 炭化水素系ガスを用いて終端する工程を含むことを特徴とする冷陰極電界電子放 出素子の製造方法。

120. 前記工程 （B) に引き続き、 全面に絶縁層を形成し、

前記工程 （C) に引き続き、 ゲート電極に設けられた開口部に連通する第 2開 口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に炭素系材料層を露出させることを特 徴とする請求の範囲第 119項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

121. 電子放出部を形成する工程において、 炭化水素系ガスを用いて炭素系 材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 119項に記載の冷陰極電界電 子放出素子の製造方法。

122. 前記工程 （A) と工程 （B) の間において、 力ソード電極上に選択成 長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 121項 に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

123. 電子放出部を形成する工程において、 ノ ィンダ材料にカーボン ·ナノ チューブ構造体を分散させたものを力ソード電極上に塗布した後、 バインダ材料 の焼成あるいは硬化を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴と する請求の範囲第 1 1 9項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

1 2 4 . 電子放出部を形成する工程において、 力一ボン .ナノチューブ構造体 が分散された金属化合物溶液を力ソード電極上に塗布した後、 金属化合物を焼成 することによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 1 9項に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。

1 2 5 . ァノ一ド電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出 素子が形成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向する ように配置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電界電子放出表 示装置の製造方法であって、

冷陰極電界電子放出素子を、

(A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

( B ) 力ソード電極上に電子放出部を形成する工程、

に基づき形成し、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガ スを用いて該炭素系材料層を形成する工程から成ることを特徴とする冷陰極電界 電子放出表示装置の製造方法。

1 2 6 . 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極上に選択成 長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 2 5項 に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 2 7 . アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出 素子が形成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向する ように配置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電界電子放出表 示装置の製造方法であって、

冷陰極電界電子放出素子を、

(A) 支持体上にカゾード電極を形成する工程と、

(B ) カゾード電極上に炭素系材料層を形成する工程と、

( C) 該炭素系材料層の表面にフッ素含有炭化水素系ガスを用いて炭化フッ素 系薄膜を形成し、 以て、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成され た炭化フッ素系薄膜から成る電子放出部を得る工程、

に基づき形成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。

1 2 8 . 前記 （B ) において、 力ソード電極上に炭化水素系ガスを用いて炭素 系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 2 7項に記載の冷陰極電界 電子放出表示装置の製造方法。

1 2 9 . 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極上に選択成 長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 2 8項 に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 3 0 . 電子放出部を形成する工程において、 ノ、'ィンダ材料にカーボン ·ナノ チューブ構造体を分散させたものをカソード電極上に塗布した後、 バインダ材料 の焼成あるいは硬化を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴と する請求の範囲第 1 2 7項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 3 1 . 電子放出部を形成する工程において、 カーボン ·ナノチューブ構造体 が分散された金属化合物溶液をカソード電極上に塗布した後、 金属化合物を焼成 することによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 2 7項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 3 2 . アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出 素子が形成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向する ように配置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電界電子放出表 示装置の製造方法であって、

冷陰極電界電子放出素子を、

(A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

(B ) カゾード電極上に炭素系材料層を形成する工程と、

( C ) 該炭素系材料層の表面をフッ素含有炭化水素系ガスを用いて終端し、 以 て、表面がフッ素原子で終端された炭素系材料層から成る電子放出部を得る工程、 に基づき形成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。

1 3 3 . 前記工程 （B ) において、 力ソード電極上に炭化水素系ガスを用いて 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 3 2項に記載の冷陰極 電界電子放出表示装置の製造方法。

1 3 4 . 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極上に選択成 長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 3 3項 に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。 ·

1 3 5 . 電子放出部を形成する工程において、 パインダ材料にカーボン ·ナノ チューブ構造体を分散させたものをカソード電極上に塗布した後、 バインダ材料 の焼成あるいは硬化を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴と する請求の範囲第 1 3 2項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 3 6 . 電子放出部を形成する工程において、 カーボン ·ナノチューブ構造体 が分散された金属化合物溶液をカソ一ド電極上に塗布した後、 金属化合物を焼成 することによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 3 2項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 3 7 . アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出 素子が形成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向する ように配置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電界電子放出表 示装置の製造方法であって、

冷陰極電界電子放出素子を、

(A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

(B ) 支持体及びカソ一ド電極上に絶縁層を形成する工程と、

( C) 絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形成する工程と、

(D )ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に力ソード電極を露出させる工程と、

( E ) 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子放出部を形成するェ 程、

に基づき形成し、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガ スを用いて該炭素系材料層を形成する工程から成ることを特徴とする冷陰極電界 電子放出表示装置の製造方法。

1 3 8 . 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極の上に選択 成長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 支持体、 選択成長領域及び力ソード電極上に絶縁層 を形成し、

前記工程 （D ) において、 ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口 部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に選択成長領域を露出させ、

前記工程 （E ) において、 第 2開口部の底部に露出した選択成長領域上に電子 放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 3 7項に記載の冷陰極電界電 子放出表示装置の製造方法。

1 3 9 . 前記工程 （D ) と工程 （E ) の間において、 第 2開口部の底部に露出 した力ソード電極上に選択成長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （E ) において、 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子 放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴 とする請求の範囲第 1 3 7項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 4 0 . ァノ一ド電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出 素子が形成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向する ように配置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電界電子放出表 示装置の製造方法であって、 '

冷陰極電界電子放出素子を、

(A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

( B ) 支持体及びカソ一ド電極上に絶縁層を形成する工程と、

( C ) 絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形成する工程と、

(D )ゲ一ト電極に形成された開口部に連通する第 2開口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に力ソード電極を露出させる工程と、

( E ) 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子放出部を形成するェ 程、

に基づき形成し、

該電子放出部は、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成された炭 化フッ素系薄膜から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 形成された炭素系材料層の表面にフッ素含有 炭化水素系ガスを用いて炭化フッ素系薄膜を形成する工程を含むことを特徴とす る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 4 1 . 電子放出部を形成する工程において、 炭化水素系ガスを用いて炭素系 材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 4 0項に記載の冷陰極電界電 子放出表示装置の製造方法。

1 4 2 . 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極の上に選択 成長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 支持体、 選択成長領域及び力ソード電極上に絶縁層 を形成し、

前記工程 （D ) において、 ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口 部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に選択成長領域を露出させ、

前記工程 （E ) において、 第 2開口部の底部に露出した選択成長領域上に電子 放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 4 1項に記載の冷陰極電界電 子放出表示装置の製造方法。

1 4 3 . 前記工程 （D ) と工程 （E ) の間において、 第 2開口部の底部に露出 したカソード電極上に選択成長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （E ) において、 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子 放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴 とする請求の範囲第 1 4 1項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 4 4 . 電子放出部を形成する工程において、 ノ、'ィンダ材料に力一ボン ·ナノ チューブ構造体を分散させたものを力ソード電極上に塗布した後、 バインダ材料 の焼成あるいは硬化を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴と する請求の範囲第 1 4 0項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 4 5 . 電子放出部を形成する工程において、 力一ボン 'ナノチューブ構造体 が分散された金属化合物溶液をカソード電極上に塗布した後、 金属化合物を焼成 することによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 4 0項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 4 6 . アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出 素子が形成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向する ように配置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電界電子放出表 示装置の製造方法であって、

冷陰極電界電子放出素子を、 (A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

( B ) 支持体及びカソ一ド電極上に絶縁層を形成する工程と、

( C ) 絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形成する工程と、

(D )ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に力ソ一ド電極を露出させる工程と、

( E ) 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子放出部を形成するェ 程、

に基づき形成し、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 形成された炭素系材料層の表面をフッ素含有 炭化水素系ガスを用いて終端する工程を含む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。

1 4 7 . 電子放出部を形成する工程において、 炭化水素系ガスを用いて炭素系 材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 4 6項に記載の冷陰極電界電 子放出表示装置の製造方法。

1 4 8 . 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 カゾード電極の上に選択 成長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 支持体、 選択成長領域及びカゾード電極上に絶縁層 を形成し、

前記工程 （D ) において、 ゲート電極に形成された開口部に連通する第 2開口 部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に選択成長領域を露出させ、

前記工程 （E ) において、 第 2開口部の底部に露出した選択成長領域上に電子 放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 4 7項に記載の冷陰極電界電 子放出表示装置の製造方法。

1 4 9 . 前記工程 （D ) と工程 （E ) の間において、 第 2開口部の底部に露出 したカソ一ド電極上に選択成長領域を形成する工程を含み、 前記工程 （E ) において、 第 2開口部の底部に露出した力ソード電極上に電子 放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴 とする請求の範囲第 1 4 7項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 5 0 . 電子放出部を形成する工程において、 バインダ材料にカーボン ·ナノ チューブ構造体を分散させたものを力ソード電極上に塗布した後、 バインダ材料 の焼成あるいは硬化を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴と する請求の範囲第 1 4 6項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 5 1 . 電子放出部を形成する工程において、 力一ボン ·ナノチューブ構造体 が分散された金属化合物溶液をカソ一ド電極上に塗布した後、 金属化合物を焼成 することによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 4 6項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 5 2 . アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出 素子が形成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向する ように配置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電界電子放出表 示装置の製造方法であって、

冷陰極電界電子放出素子を、

(A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

( B ) 力ソード電極上に電子放出部を形成する工程と、

( C) 電子放出部の上方に、 開口部を有するゲート電極を設ける工程、 に基づき形成し、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 炭化水素系ガス及びフッ素含有炭化水素系ガ スを用いて該炭素系材料層を形成する工程から成ることを特徴とする冷陰極電界 電子放出表示装置の製造方法。

1 5 3 . 前記工程 (B ) に引き続き、 全面に絶縁層を形成し、

前記工程 （C ) に引き続き、 ゲート電極に設けられた開口部に連通する第 2開 口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に炭素系材料層を露出させることを特 徴とする請求の範囲第 1 5 2項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 5 4 . 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極上に選択成 長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 5 2項 に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 5 5 . アノード電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出 素子が形成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向する ように配置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電界電子放出表 示装置の製造方法であって、

冷陰極電界電子放出素子を、

(A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

( B ) 力ソード電極上に電子放出部を形成する工程と、

( C) 電子放出部の上方に、 開口部を有するゲート電極を設ける工程、 に基づき形成し、

該電子放出部は、 炭素系材料層、 及び、 該炭素系材料層の表面に形成された炭 化フッ素系薄膜から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 形成された炭素系材料層の表面にフッ素含有 炭化水素系ガスを用いて炭化フッ素系薄膜を形成する工程を含むことを特徴とす る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 5 6 . 前記工程 (B ) に引き続き、 全面に絶縁層を形成し、

前記工程 （C) に引き続き、 ゲート電極に設けられた開口部に連通する第 2開 口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に炭素系材料層を露出させることを特 徴とする請求の範囲第 1 5 5項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 5 7 . 電子放出部を形成する工程において、 炭化水素系ガスを用いて炭素系 材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 5 5項に記載の冷陰極電界電 子放出表示装置の製造方法。

1 5 8 . 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極上に選択成 長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 5 7項 に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 5 9 . 電子放出部を形成する工程において、 バインダ材料に力一ボン ·ナノ チューブ構造体を分散させたものをカソ一ド電極上に塗布した後、 バインダ材料 の焼成あるいは硬化を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴と する請求の範囲第 1 5 5項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 6 0 . 電子放出部を形成する工程において、 力一ボン ·ナノチューブ構造体 が分散された金属化合物溶液をカソ一ド電極上に塗布した後、 金属化合物を焼成 することによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 5 5項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 6 1 . ァノ一ド電極及び蛍光体層が形成された基板と、 冷陰極電界電子放出 素子が形成された支持体とを、 蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向する ように配置し、 基板と支持体とを周縁部において接合する冷陰極電界電子放出表 示装置の製造方法であって、

冷陰極電界電子放出素子を、

( A) 支持体上に力ソード電極を形成する工程と、

( B ) 力ソード電極上に電子放出部を形成する工程と、

( C ) 電子放出部の上方に、 開口部を有するゲート電極を設ける工程、 に基づき形成し、

該電子放出部は炭素系材料層から成り、

該電子放出部を形成する工程は、 形成された炭素系材料層の表面をフッ素含有 炭化水素系ガスを用いて終端する工程を含む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。

1 6 2 . 前記工程 （B ) に引き続き、 全面に絶縁層を形成し、.

前記工程 （C ) に引き続き、 ゲート電極に設けられた開口部に連通する第 2開 口部を絶縁層に形成し、 第 2開口部の底部に炭素系材料層を露出させることを特 徴とする請求の範囲第 1 6 1項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法 _c 1 6 3 . 電子放出部を形成する工程において、 炭化水素系ガスを用いて炭素系 材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 6 1項に記載の冷陰極電界電 子放出表示装置の製造方法。

1 6 4 . 前記工程 （A) と工程 （B ) の間において、 力ソード電極上に選択成 長領域を形成する工程を含み、

前記工程 （B ) において、 力ソード電極上に電子放出部を形成する代わりに、 選択成長領域上に電子放出部を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 6 3項 に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 6 5 . 電子放出部を形成する工程において、 バインダ材料にカーボン ·ナノ チューブ構造体を分散させたものをカソ一ド電極上に塗布した後、 バインダ材料 の焼成あるいは硬化を行うことによって、 炭素系材料層を形成することを特徴と する請求の範囲第 1 6 1項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。

1 6 6 . 電子放出部を形成する工程において、 カーボン ·ナノチューブ構造体 が分散された金属化合物溶液を力ソード電極上に塗布した後、 金属化合物を焼成 することによって、 炭素系材料層を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 6 1項に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。