JP2002197965A - Electron emitting device, cold cathode field electron emitting element and its manufacturing method, and cold cathode field electron emission display device and its manufacturing method - Google Patents
Electron emitting device, cold cathode field electron emitting element and its manufacturing method, and cold cathode field electron emission display device and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素薄膜から電子
を放出する電子放出装置、炭素薄膜から成る電子放出部
を有する冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron emission device for emitting electrons from a carbon thin film, a cold cathode field emission device having an electron emission portion made of a carbon thin film, a method of manufacturing the same, and such a cold cathode field emission. 1. Field of the Invention The present invention relates to a cold cathode field emission display including an element and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】テレビジョン受像機や情報端末機器に用
いられる表示装置の分野では、従来主流の陰極線管（Ｃ
ＲＴ）から、薄型化、軽量化、大画面化、高精細化の要
求に応え得る平面型（フラットパネル型）の表示装置へ
の移行が検討されている。このような平面型の表示装置
として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッ
センス表示装置（ＥＬＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤ
Ｐ）、冷陰極電界電子放出表示装置（ＦＥＤ：フィール
ドエミッションディスプレイ）を例示することができ
る。このなかでも、液晶表示装置は情報端末機器用の表
示装置として広く普及しているが、据置き型のテレビジ
ョン受像機に適用するには、高輝度化や大型化に未だ課
題を残している。これに対して、冷陰極電界電子放出表
示装置は、熱的励起によらず、量子トンネル効果に基づ
き固体から真空中に電子を放出することが可能な冷陰極
電界電子放出素子（以下、電界放出素子と呼ぶ場合があ
る）を利用しており、高輝度及び低消費電力の点から注
目を集めている。2. Description of the Related Art In the field of display devices used for television receivers and information terminal equipment, the conventional mainstream cathode ray tubes (C
RT) to a flat-panel (flat panel) display device that can meet the demands for thinner, lighter, larger screen, and higher definition. As such a flat display device, a liquid crystal display device (LCD), an electroluminescence display device (ELD), a plasma display device (PD)
P), a cold cathode field emission display (FED: field emission display). Among them, liquid crystal display devices are widely used as display devices for information terminal equipment, but there are still problems in high brightness and large size for application to stationary television receivers. . On the other hand, a cold cathode field emission display device is a cold cathode field emission device (hereinafter, referred to as a field emission device) capable of emitting electrons from a solid into a vacuum based on a quantum tunnel effect without using thermal excitation. (Which may be referred to as an element), and has attracted attention in terms of high luminance and low power consumption.
【０００３】図１７に、電界放出素子を利用した冷陰極
電界電子放出表示装置（以下、表示装置と呼ぶ場合があ
る）の構成例を示す。図示した電界放出素子は、円錐形
の電子放出部を有する、所謂スピント（Ｓｐｉｎｄｔ）
型電界放出素子と呼ばれるタイプの素子である。この電
界放出素子は、支持体１１０上に形成されたカソード電
極１１１と、支持体１１０及びカソード電極１１１上に
形成された絶縁層１１２と、絶縁層１１２上に形成され
たゲート電極１１３と、ゲート電極１１３及び絶縁層１
１２に設けられた開口部１１４と、開口部１１４の底部
に位置するカソード電極１１１上に形成された円錐形の
電子放出部１１５から構成されている。一般に、カソー
ド電極１１１とゲート電極１１３とは、これらの両電極
の射影像が互いに直交する方向に各々ストライプ状に形
成されており、これらの両電極の射影像が重複する領域
（１画素分の領域に相当する。この領域を、以下、重複
領域と呼ぶ）に、通常、複数の電界放出素子が配列され
ている。更に、かかる重複領域が、カソードパネルＣＰ
の有効領域（実際の表示部分として機能する領域）内
に、通常、２次元マトリクス状に配列されている。FIG. 17 shows an example of a configuration of a cold cathode field emission display (hereinafter sometimes referred to as a display) using a field emission element. The illustrated field emission device has a conical electron emission portion, a so-called Spindt.
This is a type of device called a field emission device. The field emission device includes a cathode electrode 111 formed on a support 110, an insulating layer 112 formed on the support 110 and the cathode electrode 111, a gate electrode 113 formed on the insulating layer 112, Electrode 113 and insulating layer 1
12, and a conical electron-emitting portion 115 formed on the cathode electrode 111 located at the bottom of the opening 114. In general, the cathode electrode 111 and the gate electrode 113 are formed such that projected images of these two electrodes are formed in a stripe shape in a direction orthogonal to each other, and a region where the projected images of these two electrodes overlap (one pixel). In general, a plurality of field emission devices are arranged in this region. Further, such an overlapping area is the cathode panel CP
Are usually arranged in a two-dimensional matrix in the effective area (area functioning as an actual display portion).
【０００４】一方、アノードパネルＡＰは、基板３０
と、基板３０上に形成され、所定のパターンを有する蛍
光体層３１と、その上に形成されたアノード電極３３か
ら構成されている。１画素は、カソードパネル側のカソ
ード電極１１１とゲート電極１１３との重複領域に配列
された電界放出素子の一群と、これらの電界放出素子の
一群に対面したアノードパネルＡＰ側の蛍光体層３１と
によって構成されている。有効領域には、かかる画素
が、例えば数十万〜数百万個ものオーダーにて配列され
ている。尚、蛍光体層３１と蛍光体層３１との間の基板
３０上にはブラックマトリックス３２が形成されてい
る。On the other hand, the anode panel AP is
And a phosphor layer 31 formed on a substrate 30 and having a predetermined pattern, and an anode electrode 33 formed thereon. One pixel includes a group of field emission elements arranged in an overlapping region of the cathode electrode 111 and the gate electrode 113 on the cathode panel side, and a phosphor layer 31 on the anode panel AP side facing the group of these field emission elements. It is constituted by. In the effective area, such pixels are arranged, for example, in the order of several hundred thousand to several million. A black matrix 32 is formed on the substrate 30 between the phosphor layers 31.
【０００５】アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰ
とを、電界放出素子と蛍光体層３１とが対向するように
配置し、周縁部において枠体３４を介して接合すること
によって、表示装置を作製することができる。有効領域
を包囲し、画素を選択するための周辺回路が形成された
無効領域（図示した例では、カソードパネルＣＰの無効
領域）には、真空排気用の貫通孔３６が設けられてお
り、この貫通孔３６には真空排気後に封じ切られたチッ
プ管３７が接続されている。即ち、アノードパネルＡＰ
とカソードパネルＣＰと枠体３４とによって囲まれた空
間は真空となっている。Anode panel AP and cathode panel CP
Are arranged so that the field emission element and the phosphor layer 31 face each other, and are joined at the peripheral portion via the frame 34, whereby a display device can be manufactured. A through-hole 36 for evacuation is provided in an ineffective area (in the illustrated example, an ineffective area of the cathode panel CP) surrounding the effective area and in which a peripheral circuit for selecting a pixel is formed. The through-hole 36 is connected to a chip tube 37 that has been sealed off after evacuation. That is, the anode panel AP
The space surrounded by the cathode panel CP and the frame body 34 is a vacuum.
【０００６】カソード電極１１１には相対的な負電圧が
走査回路４０から印加され、ゲート電極１１３には相対
的な正電圧が制御回路４１から印加され、アノード電極
３３にはゲート電極１１３よりも更に高い正電圧が加速
電源４２から印加される。かかる表示装置において表示
を行う場合、例えば、カソード電極１１１に走査回路４
０から走査信号を入力し、ゲート電極１１３に制御回路
４１からビデオ信号を入力する。カソード電極１１１と
ゲート電極１１３との間に電圧を印加した際に生ずる電
界により、量子トンネル効果に基づき電子放出部１１５
から電子が放出され、この電子がアノード電極３３に引
き付けられ、蛍光体層３１に衝突する。その結果、蛍光
体層３１が励起されて発光し、所望の画像を得ることが
できる。つまり、この表示装置の動作は、基本的に、ゲ
ート電極１１３に印加される電圧、及びカソード電極１
１１を通じて電子放出部１１５に印加される電圧によっ
て制御される。A relatively negative voltage is applied to the cathode electrode 111 from the scanning circuit 40, a relatively positive voltage is applied to the gate electrode 113 from the control circuit 41, and the anode electrode 33 is further applied than the gate electrode 113. A high positive voltage is applied from the acceleration power supply 42. When displaying on such a display device, for example, the scanning circuit 4
A scanning signal is input from 0, and a video signal is input from the control circuit 41 to the gate electrode 113. An electric field generated when a voltage is applied between the cathode electrode 111 and the gate electrode 113 causes the electron emission portion 115 to emit light based on the quantum tunnel effect.
, Electrons are attracted to the anode electrode 33 and collide with the phosphor layer 31. As a result, the phosphor layer 31 is excited to emit light, and a desired image can be obtained. That is, the operation of the display device basically depends on the voltage applied to the gate electrode 113 and the cathode electrode 1.
11 is controlled by a voltage applied to the electron emission unit 115.
【０００７】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、上述のスピント型素子の電子放出部１１５は優れた
性能を有していると云える。しかしながら、円錐形の電
子放出部１１５の形成には高度な加工技術を要し、場合
によっては数千万個以上にも及ぶ電子放出部１１５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。In the structure of such a display device, it is effective to sharpen the tip of the electron-emitting portion in order to obtain a large emission electron current at a low driving voltage. It can be said that the electron emission section 115 has excellent performance. However, the formation of the conical electron-emitting portion 115 requires advanced processing technology, and in some cases, tens of millions or more of the electron-emitting portions 115 are formed uniformly over the entire effective area. Are becoming more difficult as the area of the effective region increases.
【０００８】そこで、円錐形の電子放出部を使用せず、
開口部の底面に露出した平面状の電子放出部を使用す
る、所謂平面型電界放出素子が提案されている。平面型
電界放出素子における電子放出部は、カソード電極上に
設けられており、平面状であっても高い放出電子電流を
達成し得るように、カソード電極の構成材料よりも仕事
関数が低い材料から構成されている。かかる材料とし
て、近年、炭素系材料を使用することが提案されてい
る。Therefore, without using a conical electron emitting portion,
A so-called flat field emission device using a flat electron emission portion exposed at the bottom of the opening has been proposed. The electron-emitting portion in the flat-type field emission device is provided on the cathode electrode, and is made of a material having a work function lower than that of the cathode electrode so that a high emission electron current can be achieved even in a planar shape. It is configured. In recent years, it has been proposed to use a carbon-based material as such a material.
【０００９】例えば、第５９回応用物理学会学術講演会
講演予稿集ｐ．４８０，演題番号１５ｐ−Ｐ−１３（１
９９８年）には、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボ
ン）薄膜が提案されている。また、炭素系材料を薄膜状
に形成した場合、この薄膜の加工（パターニング）方法
が必要となる。かかるパターニング方法として、例えば
同講演予稿集ｐ．４８９，演題番号１６ｐ−Ｎ−１１
（１９９８年）には、酸素ガスをエッチングガスとして
用いたダイヤモンド薄膜のＥＣＲプラズマ加工が提案さ
れている。ダイヤモンド薄膜のプラズマ加工におけるエ
ッチング用マスクとしては、一般にＳｉＯ2系材料が用
いられている。For example, in the 59th Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics, proceedings p. 480, Abstract No. 15p-P-13 (1
998), a DLC (diamond-like carbon) thin film has been proposed. When the carbon-based material is formed into a thin film, a processing (patterning) method for the thin film is required. As such a patterning method, for example, see p. 489, Abstract No. 16p-N-11
(1998) proposes ECR plasma processing of a diamond thin film using oxygen gas as an etching gas. As an etching mask in plasma processing of a diamond thin film, an SiO 2 material is generally used.
【００１０】更には、第６０回応用物理学会学術講演会
講演予稿集ｐ．６３１，演題番号２ｐ−Ｈ−６（１９９
９年）［文献−１と呼ぶ］には、石英基板上に電子ビー
ム蒸着法によって形成したチタン薄膜表面をダイヤモン
ドパウダーによりスクラッチ加工を施した後、チタン薄
膜をパターニングして中央部に数μｍのギャップを設
け、次いで、ノンドープダイヤモンド薄膜をチタン薄膜
上に成膜する平面構造型電子エミッターが開示されてい
る。あるいは又、第６０回応用物理学会学術講演会講演
予稿集ｐ．６３２，演題番号２ｐ−Ｈ−１１（１９９９
年）［文献−２と呼ぶ］には、金属クロスラインを付け
た石英ガラス上にカーボンナノチューブを形成する技術
が開示されている。Further, the proceedings of the 60th Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics, p. 631, Abstract No. 2p-H-6 (199
9 years) [Referred to as Reference-1], a surface of a titanium thin film formed on a quartz substrate by an electron beam evaporation method is scratched with diamond powder, and then the titanium thin film is patterned to have a thickness of several μm in the center. A planar structure type electron emitter in which a gap is provided and then a non-doped diamond thin film is formed on a titanium thin film is disclosed. Alternatively, proceedings of the 60th JSAP Academic Lecture Meeting p. 632, Abstract No. 2p-H-11 (1999
Year) [referred to as Reference-2] discloses a technique for forming carbon nanotubes on quartz glass provided with a metal cross line.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】レジスト層をエッチン
グ用マスクとして使用し、酸素ガスを用いてＤＬＣのよ
うな炭素薄膜のプラズマエッチングを行った場合、エッ
チング反応系における反応副生成物として（ＣＨx）系
あるいは（ＣＦx）系等の炭素系ポリマーが堆積性物質
として生成する。一般に、プラズマエッチングにおいて
堆積性物質がエッチング反応系に生成した場合、この堆
積性物質はイオン入射確率の低いレジスト層の側壁面、
あるいは被エッチング物の加工端面に堆積して所謂側壁
保護膜を形成し、被エッチング物の異方性加工によって
得られる形状の達成に寄与する。しかしながら、酸素ガ
スをエッチング用ガスとして使用した場合には、炭素系
ポリマーから成る側壁保護膜は、生成しても、直ちに酸
素ガスによって除去されてしまう。また、酸素ガスをエ
ッチング用ガスとして使用した場合には、レジスト層の
消耗も激しい。これらの理由により、従来のダイヤモン
ド薄膜の酸素プラズマ加工においては、ダイヤモンド薄
膜のマスクの寸法に対する寸法変換差が大きく、異方性
加工も困難である。When a carbon thin film such as DLC is plasma-etched using oxygen gas by using a resist layer as an etching mask, (CH x ) -Based or (CF x ) -based carbon-based polymer is generated as a deposition material. In general, when a depositable substance is generated in an etching reaction system in plasma etching, the depositable substance is formed on a sidewall surface of a resist layer having a low ion incidence probability,
Alternatively, a so-called side wall protective film is formed by being deposited on the processed end surface of the object to be etched, which contributes to the achievement of a shape obtained by anisotropic processing of the object to be etched. However, when an oxygen gas is used as an etching gas, the sidewall protective film made of a carbon-based polymer is immediately removed by the oxygen gas even if formed. Further, when oxygen gas is used as an etching gas, the resist layer is greatly consumed. For these reasons, in the conventional oxygen plasma processing of a diamond thin film, a dimensional conversion difference with respect to the dimension of a mask of the diamond thin film is large, and it is difficult to perform anisotropic processing.
【００１２】また、文献−１や文献−２に開示された技
術においては、金属薄膜上に炭素薄膜を形成するが、金
属薄膜のどの部位にも炭素薄膜が形成されてしまい、こ
れらの技術を例えば冷陰極電界電子放出素子の製造に適
用することは実用的であるとは云い難い。また、炭素薄
膜を所望の形状にするための炭素薄膜のパターニング
は、上述のとおり困難である。In the techniques disclosed in Documents 1 and 2, a carbon thin film is formed on a metal thin film. However, a carbon thin film is formed on any part of the metal thin film. For example, it is hardly practical to apply the present invention to the manufacture of cold cathode field emission devices. In addition, patterning of the carbon thin film into a desired shape is difficult as described above.
【００１３】従って、本発明の目的は、導電体層の所望
の部位に確実に炭素薄膜が形成された電子放出装置、カ
ソード電極の所望の部位に確実に炭素薄膜が形成された
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。Accordingly, an object of the present invention is to provide an electron emission device in which a carbon thin film is surely formed in a desired portion of a conductor layer, and a cold cathode field electron in which a carbon thin film is surely formed in a desired portion of a cathode electrode. An object of the present invention is to provide an emission device and a method of manufacturing the same, and a cold cathode field emission display device incorporating the cold cathode field emission device and a method of manufacturing the same.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の電子放出装置は、（ａ）炭素薄膜選択成長
領域が表面に形成された導電体層、及び、（ｂ）炭素薄
膜選択成長領域上に形成された炭素薄膜から成る電子放
出部から構成されていることを特徴とする。According to an aspect of the present invention, there is provided an electron emitting apparatus comprising: (a) a conductor layer having a carbon thin film selective growth region formed on a surface thereof; and (b) a carbon thin film. It is characterized by comprising an electron emitting portion made of a carbon thin film formed on the selective growth region.
【００１５】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は、本発明の
電子放出装置を組み込んだ冷陰極電界電子放出表示装置
である。即ち、本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電
子放出表示装置は、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ア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）
炭素薄膜選択成長領域が表面に形成された導電体層、及
び、（ｂ）炭素薄膜選択成長領域上に形成された炭素薄
膜から成る電子放出部、を備えていることを特徴とす
る。The first object of the present invention for achieving the above object is as follows.
The cold cathode field emission display according to the embodiment is a cold cathode field emission display incorporating the electron emission device of the present invention. That is, the cold cathode field emission display according to the first aspect of the present invention includes a plurality of pixels, each of which includes a cold cathode field emission device and a substrate facing the cold cathode field emission device. The cold cathode field emission device, comprising an anode electrode and a phosphor layer provided thereon, comprises:
The carbon thin film selective growth region includes a conductor layer formed on the surface thereof, and (b) an electron emission portion made of a carbon thin film formed on the carbon thin film selective growth region.
【００１６】尚、本発明の電子放出装置あるいは第１の
態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置において、炭素
薄膜から電子を放出させるためには、炭素薄膜が適切な
電界（例えば、１０6ボルト／ｃｍ程度の強度を有する
電界）中に置かれた状態とすればよい。In the electron emission device of the present invention or the cold cathode field emission display device according to the first aspect, in order to emit electrons from the carbon thin film, the carbon thin film needs to have an appropriate electric field (eg, 10 6 volts). / Electric field having an intensity of about / cm).
【００１７】上記の目的を達成するための本発明の第１
の態様に係る冷陰極電界電子放出素子は、（ａ）支持体
上に形成されたカソード電極、及び、（ｂ）カソード電
極の上方に形成され、開口部を有するゲート電極、から
成り、（ｃ）開口部の底部に位置するカソード電極の部
分の表面に形成された炭素薄膜から成る電子放出部、を
更に備えていることを特徴とする。The first object of the present invention for achieving the above object is as follows.
The cold cathode field emission device according to the aspect (a) comprises: (a) a cathode electrode formed on a support; and (b) a gate electrode formed above the cathode electrode and having an opening. A) an electron-emitting portion made of a carbon thin film formed on the surface of the portion of the cathode electrode located at the bottom of the opening.
【００１８】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は、本発明の
第１の態様に係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である。即ち、本発明の第
２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置は、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
れたア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カソー
ド電極、及び、（ｂ）カ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、から成り、（ｃ）開口部の
底部に位置するカソード電極の部分の表面に形成された
炭素薄膜から成る電子放出部、を備えていることを特徴
とする。The second object of the present invention for achieving the above object is as follows.
The cold cathode field emission display according to the aspect is a cold cathode field emission display incorporating the cold cathode field emission element according to the first aspect of the present invention. That is, the cold cathode field emission display according to the second aspect of the present invention is composed of a plurality of pixels, each of which includes a cold cathode field emission device and a substrate facing the cold cathode field emission device. The cold cathode field emission device comprises an anode electrode and a phosphor layer provided on the cathode electrode, and the cold cathode field emission device is (a) formed on the cathode electrode formed on the support, and (b) formed on the cathode electrode.
(C) an electron-emitting portion made of a carbon thin film formed on the surface of the portion of the cathode electrode located at the bottom of the opening.
【００１９】本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子あるいは第２の態様に係る冷陰極電界電子放出
表示装置においては、カソード電極を、銅（Ｃｕ）、銀
（Ａｇ）又は金（Ａｕ）から構成することが、カソード
電極の低抵抗化といった観点から好ましい。In the cold cathode field emission device according to the first aspect of the present invention or the cold cathode field emission display according to the second aspect, the cathode electrode is made of copper (Cu), silver (Ag) or gold. (Au) is preferable from the viewpoint of reducing the resistance of the cathode electrode.
【００２０】また、本発明の第１の態様に係る冷陰極電
界電子放出素子あるいは第２の態様に係る冷陰極電界電
子放出表示装置において、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、ゲート電極に設けられた開
口部に連通した第２の開口部が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、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。In the cold cathode field emission device according to the first aspect of the present invention or the cold cathode field emission display according to the second aspect, an insulating layer is formed on the support and the cathode electrode. In addition, it is preferable that the second opening communicating with the opening provided in the gate electrode be provided in the insulating layer. However, the present invention is not limited to such a structure. A structure in which a metal layer (for example, a metal sheet or a band-shaped material) constituting a gate electrode having an opening is stretched over the electron emission portion via a support member.
【００２１】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る冷陰極電界電子放出素子は、（ａ）支持体
上に形成されたカソード電極、及び、（ｂ）カソード電
極の上方に形成され、開口部を有するゲート電極、から
成り、（ｃ）少なくとも、開口部の底部に位置するカソ
ード電極の部分の表面に形成された炭素薄膜選択成長領
域、及び、（ｄ）炭素薄膜選択成長領域上に形成された
炭素薄膜から成る電子放出部、を更に備えていることを
特徴とする。The second object of the present invention for achieving the above object is as follows.
The cold cathode field emission device according to the aspect (a) comprises: (a) a cathode electrode formed on a support; and (b) a gate electrode formed above the cathode electrode and having an opening. A) a carbon thin film selective growth region formed at least on the surface of the portion of the cathode electrode located at the bottom of the opening; and (d) an electron emission portion formed of the carbon thin film formed on the carbon thin film selective growth region. It is further characterized by being provided.
【００２２】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は、本発明の
第２の態様に係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である。即ち、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は、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
れたア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カソー
ド電極、（ｂ）カ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、（ｃ）少なくとも、開口部の底部
に位置するカソード電極の部分の表面に形成された炭素
薄膜選択成長領域、及び、（ｄ）炭素薄膜選択成長領域
上に形成された炭素薄膜から成る電子放出部、を備えて
いることを特徴とする。The third object of the present invention to achieve the above object.
The cold cathode field emission display according to the aspect is a cold cathode field emission display incorporating the cold cathode field emission element according to the second aspect of the present invention. That is, the cold cathode field emission display according to the third aspect of the present invention is composed of a plurality of pixels, each pixel having a cold cathode field emission device and a substrate facing the cold cathode field emission device. The cold cathode field emission device is composed of an anode electrode and a phosphor layer provided on the cathode electrode. (C) at least a carbon thin film selective growth region formed on the surface of a portion of the cathode electrode located at the bottom of the opening; and (d) a carbon thin film formed over the carbon thin film selective growth region. Comprising an electron emission section.
【００２３】尚、本発明の第１の態様あるいは第２の態
様に係る冷陰極電界電子放出素子においては、カソード
電極及びゲート電極に電圧を印加することによって形成
された電界（例えば、１０6ボルト／ｃｍ程度の強度を
有する電界）に基づき、炭素薄膜から成る電子放出部か
ら電子が放出される。また、本発明の第２の態様あるい
は第３の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置におい
ては、カソード電極及びゲート電極に電圧を印加するこ
とによって形成された電界（例えば、１０6ボルト／ｃ
ｍ程度の強度を有する電界）に基づき炭素薄膜から成る
電子放出部から電子を放出させ、これらの電子を蛍光体
層に衝突させることによって画像を得ることができる。In the cold cathode field emission device according to the first or second embodiment of the present invention, an electric field (for example, 10 6 volts) formed by applying a voltage to the cathode electrode and the gate electrode. / Cm), electrons are emitted from the electron emitting portion made of the carbon thin film. Further, in the cold cathode field emission display according to the second or third embodiment of the present invention, an electric field (for example, 10 6 volt / c) formed by applying a voltage to the cathode electrode and the gate electrode.
An image can be obtained by emitting electrons from an electron emitting portion formed of a carbon thin film based on an electric field having an intensity of about m and colliding the electrons with the phosphor layer.
【００２４】本発明の電子放出装置、本発明の第２の態
様に係る冷陰極電界電子放出素子あるいは本発明の第１
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
示装置において、炭素薄膜選択成長領域は、表面に金属
粒子が付着した導電体層あるいはカソード電極の部分、
若しくは、表面に金属薄膜又は有機金属化合物薄膜が形
成された導電体層あるいはカソード電極の部分であるこ
とが好ましい。尚、炭素薄膜選択成長領域における炭素
薄膜の選択成長を一層確実なものとするために、炭素薄
膜選択成長領域の表面には、硫黄（Ｓ）、ホウ素（Ｂ）
又はリン（Ｐ）が付着していることが望ましく、これら
の物質は一種の触媒としての作用を果たすと考えられ、
これによって、炭素薄膜の選択成長性を一層向上させる
ことができる。The electron emission device of the present invention, the cold cathode field emission device according to the second embodiment of the present invention, or the first embodiment of the present invention
In the cold cathode field emission display according to the third aspect or the third aspect, the carbon thin film selective growth region is a portion of a conductor layer or a cathode electrode having metal particles adhered to the surface thereof;
Alternatively, it is preferably a conductor layer or a cathode electrode portion having a metal thin film or an organometallic compound thin film formed on the surface. In order to further secure the selective growth of the carbon thin film in the carbon thin film selective growth region, sulfur (S), boron (B)
Or it is desirable that phosphorus (P) is attached, and these substances are considered to act as a kind of catalyst,
Thereby, the selective growth of the carbon thin film can be further improved.
【００２５】本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子あるいは第３の態様に係る冷陰極電界電子放出
表示装置において、炭素薄膜選択成長領域は、開口部の
底部に位置するカソード電極の部分の表面に形成されて
いればよく、開口部の底部に位置するカソード電極の部
分から開口部の底部以外のカソード電極の部分の表面に
延在するように形成されていてもよい。また、炭素薄膜
選択成長領域は、開口部の底部に位置するカソード電極
の部分の表面の全面に形成されていても、部分的に形成
されていてもよい。In the cold cathode field emission device according to the second aspect of the present invention or the cold cathode field emission display according to the third aspect, the carbon thin film selective growth region is a cathode electrode located at the bottom of the opening. It may be formed so as to extend from the portion of the cathode electrode located at the bottom of the opening to the surface of the portion of the cathode electrode other than the bottom of the opening. The carbon thin film selective growth region may be formed on the entire surface of the portion of the cathode electrode located at the bottom of the opening, or may be formed partially.
【００２６】本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子あるいは第３の態様に係る冷陰極電界電子放出
表示装置においては、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、ゲート電極に設けられた開口部
（便宜上、第１の開口部と呼ぶ場合がある）に連通した
第２の開口部が絶縁層に設けられており、第２の開口部
の底部に炭素薄膜が位置する構成とすることができる。
尚、第１の開口部と第２の開口部とは、一対一の対応関
係にある。即ち、１つの第１の開口部に対応して１つの
第２の開口部が設けられている。尚、本発明の第２の態
様に係る冷陰極電界電子放出素子あるいは第３の態様に
係る冷陰極電界電子放出表示装置は、このような構造に
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、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することもできる。In the cold cathode field emission device according to the second aspect of the present invention or the cold cathode field emission display according to the third aspect, an insulating layer is formed on the support and the cathode electrode. A second opening communicating with an opening provided in the gate electrode (which may be referred to as a first opening for convenience) is provided in the insulating layer, and a carbon thin film is formed on the bottom of the second opening. May be located.
The first opening and the second opening have a one-to-one correspondence. That is, one second opening is provided corresponding to one first opening. The cold cathode field emission device according to the second embodiment of the present invention or the cold cathode field emission display according to the third embodiment is not limited to such a structure. A structure in which a metal layer (for example, a metal sheet or a band-shaped material) constituting a gate electrode having an opening is stretched over the electron emission portion via a member.
【００２７】上記の目的を達成するための本発明の第１
の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法は、
（Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、
（Ｂ）支持体及びカソード電極上に絶縁層を形成する工
程と、（Ｃ）絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形
成する工程と、（Ｄ）ゲート電極に形成された開口部に
連通する第２の開口部を絶縁層に形成する工程と、
（Ｅ）第２の開口部の底部に位置するカソード電極の部
分の表面に炭素薄膜選択成長領域を形成する、炭素薄膜
選択成長領域形成工程と、（Ｆ）炭素薄膜選択成長領域
上に炭素薄膜を形成する工程、から成ることを特徴とす
る。The first object of the present invention for achieving the above object is as follows.
The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to the aspect of
(A) a step of forming a cathode electrode on a support;
(B) a step of forming an insulating layer on the support and the cathode electrode; (C) a step of forming a gate electrode having an opening on the insulating layer; and (D) communicating with the opening formed in the gate electrode. Forming a second opening in the insulating layer,
(E) a carbon thin film selective growth region forming step of forming a carbon thin film selective growth region on the surface of a portion of the cathode electrode located at the bottom of the second opening; and (F) a carbon thin film over the carbon thin film selective growth region Forming a step.
【００２８】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、本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出素子
の製造方法を冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法に
適用した製造方法である。即ち、アノード電極及び蛍光
体層が形成された基板と、冷陰極電界電子放出素子が形
成された支持体とを、蛍光体層と冷陰極電界電子放出素
子とが対向するように配置し、基板と支持体とを周縁部
において接合する冷陰極電界電子放出表示装置の製造方
法であって、冷陰極電界電子放出素子を、（Ａ）支持体
上にカソード電極を形成する工程と、（Ｂ）支持体及び
カソード電極上に絶縁層を形成する工程と、（Ｃ）絶縁
層上に開口部を有するゲート電極を形成する工程と、
（Ｄ）ゲート電極に形成された開口部に連通する第２の
開口部を絶縁層に形成する工程と、（Ｅ）第２の開口部
の底部に位置するカソード電極の部分の表面に炭素薄膜
選択成長領域を形成する、炭素薄膜選択成長領域形成工
程と、（Ｆ）炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成
する工程、に基づき形成することを特徴とする。The first object of the present invention for achieving the above object is as follows.
The manufacturing method of the cold cathode field emission display according to the aspect of the present invention is the manufacturing method in which the method of manufacturing the cold cathode field emission device according to the first aspect of the present invention is applied to the manufacturing method of the cold cathode field emission display. It is. That is, a substrate on which an anode electrode and a phosphor layer are formed, and a support on which a cold cathode field emission device is formed, are arranged such that the phosphor layer and the cold cathode field emission device face each other. A method for manufacturing a cold cathode field emission display device in which a cold cathode field emission device is joined to a support at a peripheral portion, wherein: (A) forming a cathode electrode on the support; Forming an insulating layer on the support and the cathode electrode; and (C) forming a gate electrode having an opening on the insulating layer;
(D) forming in the insulating layer a second opening communicating with the opening formed in the gate electrode; and (E) forming a carbon thin film on the surface of the portion of the cathode electrode located at the bottom of the second opening. It is characterized in that it is formed based on a carbon thin film selective growth region forming step of forming a selective growth region and (F) a carbon thin film forming process on the carbon thin film selective growth region.
【００２９】本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子の製造方法あるいは冷陰極電界電子放出表示装
置の製造方法（以下、これらの製造方法を総称して、第
１の態様に係る製造方法と呼ぶ場合がある）において
は、炭素薄膜選択成長領域形成工程は、第２の開口部の
底部の中央部にカソード電極の表面が露出したマスク層
を形成した後（即ち、少なくとも第２の開口部の側壁に
マスク層を形成した後）、露出したカソード電極の表面
を含むマスク層上に、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。A method for manufacturing a cold cathode field emission device or a method for manufacturing a cold cathode field emission display device according to the first embodiment of the present invention (hereinafter, these manufacturing methods are collectively referred to as the first embodiment) In some cases, the step of forming a carbon thin film selective growth region includes forming a mask layer in which the surface of the cathode electrode is exposed at the center of the bottom of the second opening (that is, at least the second layer). After forming a mask layer on the side wall of the opening of (a), metal particles are deposited on the mask layer including the exposed surface of the cathode electrode,
It can be composed of a step of forming a metal thin film or an organometallic compound thin film.
【００３０】かかるマスク層の形成は、例えば、レジス
ト材料層若しくはハードマスク材料層を全面に形成した
後、リソグラフィ技術に基づき、第２の開口部の底部の
中央部に位置するレジスト材料層若しくはハードマスク
材料層に孔部を形成する方法により行うことができる。
第２の開口部の底部に位置するカソード電極の一部分、
第２の開口部の側壁、第１の開口部の側壁、絶縁層及び
ゲート電極がマスク層で被覆された状態で、第２の開口
部の底部の中央部に位置するカソード電極の表面に炭素
薄膜選択成長領域を形成するので、カソード電極とゲー
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の
開口部の近傍のゲート電極の上のみをマスク層で被覆し
てもよいし、第１の開口部の近傍のゲート電極上及び第
１の開口部と第２の開口部の側壁をマスク層で被覆して
もよく、これらの場合、ゲート電極を構成する導電材料
によっては、ゲート電極上に炭素薄膜が形成されるが、
かかる炭素薄膜が高強度の電界中に置かれなければ、か
かる炭素薄膜から電子が放出されることはない。尚、炭
素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成する前にマスク
層を除去することが好ましい。The mask layer may be formed, for example, by forming a resist material layer or a hard mask material layer on the entire surface, and then forming a resist material layer or a hard material layer located at the center of the bottom of the second opening by lithography. It can be performed by a method of forming a hole in the mask material layer.
A portion of the cathode electrode located at the bottom of the second opening;
With the side wall of the second opening, the side wall of the first opening, the insulating layer and the gate electrode covered with a mask layer, carbon is deposited on the surface of the cathode electrode located at the center of the bottom of the second opening. Since the thin film selective growth region is formed, it is possible to reliably prevent the cathode electrode and the gate electrode from being short-circuited by metal particles or a metal thin film. In some cases, only the gate electrode may be covered with the mask layer. Alternatively, only the gate electrode near the first opening may be covered with the mask layer, or the gate electrode near the first opening and the first opening and the second opening may be covered. May be covered with a mask layer.In these cases, a carbon thin film is formed on the gate electrode, depending on the conductive material forming the gate electrode.
If the carbon thin film is not placed in a high-intensity electric field, no electrons are emitted from the carbon thin film. Preferably, the mask layer is removed before forming the carbon thin film on the carbon thin film selective growth region.
【００３１】本発明の第１の態様に係る製造方法におい
て、絶縁層上に第１の開口部を有するゲート電極を形成
する方法として、絶縁層上にゲート電極を構成するため
の導電材料層を形成した後、導電材料層上にパターニン
グされた第１のマスク材料層を形成し、かかる第１のマ
スク材料層をエッチング用マスクとして用いて導電材料
層をエッチングすることによって導電材料層をパターニ
ングした後、第１のマスク材料層を除去し、次いで、導
電材料層及び絶縁層上にパターニングされた第２のマス
ク材料層を形成し、かかる第２のマスク材料層をエッチ
ング用マスクとして用いて導電材料層をエッチングして
第１の開口部を形成する方法、あるいは又、例えば、ス
クリーン印刷法によって第１の開口部を有するゲート電
極を直接形成する方法を例示することができる。これら
の場合、ゲート電極に形成された第１の開口部に連通す
る第２の開口部を絶縁層に形成する方法は、かかる第２
のマスク材料層をエッチング用マスクとして用いて絶縁
層をエッチングする方法としてもよいし、ゲート電極に
形成された第１の開口部をエッチング用マスクとして用
いて絶縁層をエッチングする方法としてもよい。尚、第
１の開口部と第２の開口部とは、一対一の対応関係にあ
る。即ち、１つの第１の開口部に対応して１つの第２の
開口部が形成されている。In the manufacturing method according to the first aspect of the present invention, as a method of forming a gate electrode having a first opening on an insulating layer, a conductive material layer for forming the gate electrode is formed on the insulating layer. After formation, a patterned first mask material layer was formed on the conductive material layer, and the conductive material layer was patterned by etching the conductive material layer using the first mask material layer as an etching mask. Thereafter, the first mask material layer is removed, and then a patterned second mask material layer is formed on the conductive material layer and the insulating layer, and the second mask material layer is used as an etching mask to form a conductive film. A method of forming a first opening by etching a material layer, or directly forming a gate electrode having a first opening by, for example, a screen printing method. Law can be exemplified. In these cases, a method of forming a second opening communicating with the first opening formed in the gate electrode in the insulating layer includes the second opening.
The method may be a method of etching the insulating layer using the mask material layer described above as an etching mask, or a method of etching the insulating layer using the first opening formed in the gate electrode as an etching mask. The first opening and the second opening have a one-to-one correspondence. That is, one second opening is formed corresponding to one first opening.
【００３２】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法は、
（Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、
（Ｂ）カソード電極の表面に炭素薄膜選択成長領域を形
成する、炭素薄膜選択成長領域形成工程と、（Ｃ）炭素
薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成する工程と、
（Ｄ）炭素薄膜の上方に、開口部を有するゲート電極を
設ける工程、から成ることを特徴とする。The second object of the present invention for achieving the above object is as follows.
The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to the aspect of
(A) a step of forming a cathode electrode on a support;
(B) a carbon thin film selective growth region forming step of forming a carbon thin film selective growth region on the surface of the cathode electrode; and (C) a carbon thin film forming process on the carbon thin film selective growth region.
(D) providing a gate electrode having an opening above the carbon thin film.
【００３３】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、本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子放出素子
の製造方法を冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法に
適用した製造方法である。即ち、アノード電極及び蛍光
体層が形成された基板と、冷陰極電界電子放出素子が形
成された支持体とを、蛍光体層と冷陰極電界電子放出素
子とが対向するように配置し、基板と支持体とを周縁部
において接合する冷陰極電界電子放出表示装置の製造方
法であって、冷陰極電界電子放出素子を、（Ａ）支持体
上にカソード電極を形成する工程と、（Ｂ）カソード電
極の表面に炭素薄膜選択成長領域を形成する、炭素薄膜
選択成長領域形成工程と、（Ｃ）炭素薄膜選択成長領域
上に炭素薄膜を形成する工程と、（Ｄ）炭素薄膜の上方
に、開口部を有するゲート電極を設ける工程、に基づき
形成することを特徴とする。The second object of the present invention for achieving the above object.
The manufacturing method of the cold cathode field emission display according to the aspect of the present invention is a manufacturing method in which the method of manufacturing the cold cathode field emission device according to the second aspect of the present invention is applied to the method of manufacturing the cold cathode field emission display. It is. That is, a substrate on which an anode electrode and a phosphor layer are formed, and a support on which a cold cathode field emission device is formed, are arranged such that the phosphor layer and the cold cathode field emission device face each other. A method for manufacturing a cold cathode field emission display device in which a cold cathode field emission device is joined to a support at a peripheral portion, wherein: (A) forming a cathode electrode on the support; Forming a carbon thin film selective growth region on the surface of the cathode electrode; (C) forming a carbon thin film on the carbon thin film selective growth region; and (D) forming a carbon thin film above the carbon thin film. Forming a gate electrode having an opening.
【００３４】上記の目的を達成するための本発明の第３
の態様に係る冷陰極電界電子放出素子の製造方法は、
（Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、
（Ｂ）カソード電極の表面に炭素薄膜選択成長領域を形
成する、炭素薄膜選択成長領域形成工程と、（Ｃ）炭素
薄膜選択成長領域の上方に、開口部を有するゲート電極
を設ける工程と、（Ｄ）炭素薄膜選択成長領域上に炭素
薄膜を形成する工程、から成ることを特徴とする。The third object of the present invention for achieving the above object.
The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to the aspect of
(A) a step of forming a cathode electrode on a support;
(B) a carbon thin film selective growth region forming step of forming a carbon thin film selective growth region on the surface of the cathode electrode, and (C) a step of providing a gate electrode having an opening above the carbon thin film selective growth region. D) forming a carbon thin film on the carbon thin film selective growth region.
【００３５】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、本発明の第３の態様に係る冷陰極電界電子放出素子
の製造方法を冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法に
適用した製造方法である。即ち、アノード電極及び蛍光
体層が形成された基板と、冷陰極電界電子放出素子が形
成された支持体とを、蛍光体層と冷陰極電界電子放出素
子とが対向するように配置し、基板と支持体とを周縁部
において接合する冷陰極電界電子放出表示装置の製造方
法であって、冷陰極電界電子放出素子を、（Ａ）支持体
上にカソード電極を形成する工程と、（Ｂ）カソード電
極の表面に炭素薄膜選択成長領域を形成する、炭素薄膜
選択成長領域形成工程と、（Ｃ）炭素薄膜選択成長領域
の上方に、開口部を有するゲート電極を設ける工程、
（Ｄ）炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成する工
程、に基づき形成することを特徴とする。The third object of the present invention for achieving the above object.
The manufacturing method of the cold cathode field emission display according to the third aspect is a manufacturing method in which the method of manufacturing the cold cathode field emission device according to the third aspect of the present invention is applied to the manufacturing method of the cold cathode field emission display. It is. That is, a substrate on which an anode electrode and a phosphor layer are formed, and a support on which a cold cathode field emission device is formed, are arranged such that the phosphor layer and the cold cathode field emission device face each other. A method for manufacturing a cold cathode field emission display device in which a cold cathode field emission device is joined to a support at a peripheral portion, wherein: (A) forming a cathode electrode on the support; Forming a carbon thin film selective growth region on the surface of the cathode electrode; and (C) providing a gate electrode having an opening above the carbon thin film selective growth region;
(D) forming a carbon thin film on the carbon thin film selective growth region.
【００３６】本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子の製造方法あるいは冷陰極電界電子放出表示装
置の製造方法（以下、これらの製造方法を総称して、第
２の態様に係る製造方法と呼ぶ場合がある）において
は、前記工程（Ｃ）に引き続き、全面に絶縁層を形成
し、前記工程（Ｄ）に引き続き、ゲート電極に設けられ
た開口部に連通する第２の開口部を絶縁層に形成し、第
２の開口部の底部に炭素薄膜を露出させる構成とするこ
とができる。また、本発明の第３の態様に係る冷陰極電
界電子放出素子の製造方法あるいは冷陰極電界電子放出
表示装置の製造方法（以下、これらの製造方法を総称し
て、第３の態様に係る製造方法と呼ぶ場合がある）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の開口部を絶縁層に形成し、
第２の開口部の底部に炭素薄膜選択成長領域を露出させ
る構成とすることができる。これらの場合、絶縁層上に
第１の開口部を有するゲート電極を形成する方法とし
て、絶縁層上にゲート電極を構成するための導電材料層
を形成した後、導電材料層上にパターニングされた第１
のマスク材料層を形成し、かかる第１のマスク材料層を
エッチング用マスクとして用いて導電材料層をエッチン
グすることによって導電材料層をパターニングした後、
第１のマスク材料層を除去し、次いで、導電材料層及び
絶縁層上にパターニングされた第２のマスク材料層を形
成し、かかる第２のマスク材料層をエッチング用マスク
として用いて導電材料層をエッチングして第１の開口部
を形成する方法、あるいは又、例えば、スクリーン印刷
法によって第１の開口部を有するゲート電極を直接形成
する方法を挙げることができる。また、これらの場合、
ゲート電極に形成された第１の開口部に連通する第２の
開口部を絶縁層に形成する方法は、かかる第２のマスク
材料層をエッチング用マスクとして用いて絶縁層をエッ
チングする方法としてもよいし、ゲート電極に形成され
た第１の開口部をエッチング用マスクとして用いて絶縁
層をエッチングする方法としてもよい。尚、第１の開口
部と第２の開口部とは、一対一の対応関係にある。即
ち、１つの第１の開口部に対応して１つの第２の開口部
が形成されている。A method for manufacturing a cold cathode field emission device or a method for manufacturing a cold cathode field emission display device according to a second embodiment of the present invention (hereinafter, these manufacturing methods are collectively referred to as a second embodiment) In some cases, the insulating layer is formed on the entire surface following the step (C), and the second opening communicating with the opening provided in the gate electrode is successively formed after the step (D). The portion may be formed in the insulating layer, and the carbon thin film may be exposed at the bottom of the second opening. Further, a method for manufacturing a cold cathode field emission device or a method for manufacturing a cold cathode field emission display according to a third aspect of the present invention (hereinafter, these manufacturing methods are collectively referred to as a manufacturing method according to the third aspect) In some cases, an insulating layer is formed on the entire surface following the step (B), and a second opening communicating with the opening provided in the gate electrode is formed following the step (C). Is formed on the insulating layer,
A configuration may be adopted in which the carbon thin film selective growth region is exposed at the bottom of the second opening. In these cases, as a method for forming a gate electrode having a first opening over the insulating layer, a conductive material layer for forming a gate electrode was formed over the insulating layer, and then patterned over the conductive material layer. First
Forming a mask material layer, and patterning the conductive material layer by etching the conductive material layer using the first mask material layer as an etching mask;
Removing the first mask material layer, then forming a patterned second mask material layer on the conductive material layer and the insulating layer, and using the second mask material layer as an etching mask; To form a first opening, or, for example, a method of directly forming a gate electrode having the first opening by a screen printing method. Also, in these cases,
The method of forming a second opening communicating with the first opening formed in the gate electrode in the insulating layer may be performed by etching the insulating layer using the second mask material layer as an etching mask. Alternatively, the insulating layer may be etched using the first opening formed in the gate electrode as an etching mask. The first opening and the second opening have a one-to-one correspondence. That is, one second opening is formed corresponding to one first opening.
【００３７】あるいは又、本発明の第２の態様に係る製
造方法、若しくは、本発明の第３の態様に係る製造方法
にあっては、炭素薄膜の上方に開口部を有するゲート電
極を設ける工程あるいは炭素薄膜選択成長領域の上方に
開口部を有するゲート電極を設ける工程は、支持体上に
絶縁材料から成る帯状のゲート電極支持部材を形成し、
ゲート電極を複数の開口部が形成された帯状あるいはシ
ート状の金属層から構成し、かかるゲート電極支持部材
の頂面に接するように、炭素薄膜の上方あるいは炭素薄
膜選択成長領域の上方に金属層を張架してもよい。Alternatively, in the manufacturing method according to the second aspect of the present invention or the manufacturing method according to the third aspect of the present invention, a step of providing a gate electrode having an opening above the carbon thin film. Alternatively, the step of providing a gate electrode having an opening above the carbon thin film selective growth region forms a strip-shaped gate electrode support member made of an insulating material on a support,
The gate electrode is composed of a band-shaped or sheet-shaped metal layer having a plurality of openings formed thereon, and the metal layer is formed above the carbon thin film or above the carbon thin film selective growth region so as to be in contact with the top surface of the gate electrode supporting member. May be stretched.
【００３８】本発明の第１の態様、第２の態様若しくは
第３の態様に係る製造方法にあっては（以下、これらを
総称して、本発明の方法と呼ぶ場合がある）、炭素薄膜
選択成長領域形成工程は、炭素薄膜選択成長領域を形成
すべきカソード電極の部分の表面に、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、表面に金属粒子が付着し、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
されたカソード電極の部分から成る炭素薄膜選択成長領
域を得ることが好ましい。また、この場合、炭素薄膜選
択成長領域における炭素薄膜の選択成長を一層確実なも
のとするために、炭素薄膜選択成長領域の表面に、硫黄
（Ｓ）、ホウ素（Ｂ）又はリン（Ｐ）を付着させること
が望ましく、これによって、炭素薄膜の選択成長性を一
層向上させることができる。炭素薄膜選択成長領域の表
面に硫黄、ホウ素又はリンを付着させる方法としては、
例えば、硫黄、ホウ素又はリンを含む化合物から成る化
合物層を炭素薄膜選択成長領域の表面に形成し、次い
で、例えば加熱処理を化合物層に施すことによって化合
物層を構成する化合物を分解させ、炭素薄膜選択成長領
域の表面に硫黄、ホウ素又はリンを残す方法を挙げるこ
とができる。硫黄を含む化合物としてチオナフテン、チ
オフテン、チオフェンを例示することができる。ホウ素
を含む化合物として、トリフェニルボロンを例示するこ
とができる。リンを含む化合物として、トリフェニルフ
ォスフィンを例示することができる。あるいは又、炭素
薄膜選択成長領域における炭素薄膜の選択成長を一層確
実なものとするために、カソード電極の表面に、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ッタ処理、若しくは、例えばフッ
酸等の酸や塩基を用いた洗浄処理によって行うことが望
ましい。本発明の第３の態様に係る製造方法にあって
は、炭素薄膜選択成長領域の表面に硫黄、ホウ素又はリ
ンを付着させる工程、あるいは又、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、開口部を有するゲート電極を設け
た後、炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成する前
に実行することが好ましい。尚、本発明の電子放出装置
を作製する場合にも、炭素薄膜選択成長領域を形成すべ
き導電体層の部分の表面に、以上に説明した各種工程を
適用することができる。尚、炭素薄膜選択成長領域を形
成すべき導電体層の部分、炭素薄膜選択成長領域を形成
すべきカソード電極の部分を、以下、単に、導電体層部
分、カソード電極部分と呼ぶ場合がある）。In the manufacturing method according to the first, second, or third aspect of the present invention (hereinafter sometimes collectively referred to as the method of the present invention), the carbon thin film The selective growth region forming step comprises the step of attaching metal particles to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, or forming a metal thin film or an organometallic compound thin film. It is preferable to obtain a carbon thin film selective growth region consisting of a portion of a cathode electrode on which metal particles are adhered or a metal thin film or an organometallic compound thin film is formed on the surface. In this case, in order to further ensure the selective growth of the carbon thin film in the carbon thin film selective growth region, sulfur (S), boron (B) or phosphorus (P) is added to the surface of the carbon thin film selective growth region. It is desirable that the carbon thin film be adhered, so that the selective growth of the carbon thin film can be further improved. As a method of attaching sulfur, boron or phosphorus to the surface of the carbon thin film selective growth region,
For example, a compound layer made of a compound containing sulfur, boron, or phosphorus is formed on the surface of the carbon thin film selective growth region, and then the compound constituting the compound layer is decomposed by, for example, performing a heat treatment on the compound layer to form a carbon thin film. A method of leaving sulfur, boron or phosphorus on the surface of the selective growth region can be used. Examples of compounds containing sulfur include thionaphthene, thiophthene, and thiophene. Examples of the compound containing boron include triphenylboron. Examples of the phosphorus-containing compound include triphenylphosphine. Alternatively, in order to further ensure the selective growth of the carbon thin film in the carbon thin film selective growth region, after attaching metal particles to the surface of the cathode electrode, or after forming a metal thin film or an organometallic compound thin film, It is desirable to remove the metal oxide (so-called natural oxide film) on the surface of the metal particles, the metal thin film or the surface of the organometallic compound thin film. The removal of the metal oxide on the surface of the metal particles or the metal thin film or the surface of the organometallic compound thin film is performed by, for example, a microwave plasma method, a trans-coupled plasma method, an inductively-coupled plasma method, or an electron cyclotron resonance plasma method in a hydrogen gas atmosphere. , R
It is preferable to perform the plasma reduction process based on the F plasma method or the like, the sputtering process in an argon gas atmosphere, or the cleaning process using an acid or a base such as hydrofluoric acid. In the manufacturing method according to the third aspect of the present invention, the step of attaching sulfur, boron or phosphorus to the surface of the carbon thin film selective growth region, or the surface of metal particles or a metal thin film or an organometallic compound thin film The step of removing the metal oxide on the surface is preferably performed after the gate electrode having the opening is provided and before the carbon thin film is formed on the carbon thin film selective growth region. It should be noted that the above-described various steps can be applied to the surface of the conductor layer where the carbon thin film selective growth region is to be formed even when the electron emission device of the present invention is manufactured. The portion of the conductor layer where the carbon thin film selective growth region is to be formed and the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed may be simply referred to as a conductor layer portion and a cathode electrode portion hereinafter.) .
【００３９】導電体層部分やカソード電極部分に金属粒
子を付着させる方法として、例えば、炭素薄膜選択成長
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（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ソー
ド電極部分の表面に形成した後、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
体層部分やカソード電極部分の表面に金属粒子を付着さ
せる工程として、例えば、炭素薄膜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（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
やカ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、表面に金属粒
子が付着した導電体層やカソード電極の部分から成る炭
素薄膜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表面に形成した
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、ヨウ化物、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、炭素薄膜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被覆した材料（例え
ば、マスク層）を除去する。As a method of attaching metal particles to the conductor layer portion and the cathode electrode portion, for example, a region other than the conductor layer or the cathode electrode region where the carbon thin film selective growth region is to be formed is made of an appropriate material (for example, a mask). After forming a layer composed of a solvent and metal particles on the surface of the conductor layer portion and the cathode electrode portion in a state of being covered with the layer, the solvent is removed to leave the metal particles. Alternatively, as a step of attaching metal particles to the surface of the conductor layer portion or the cathode electrode portion, for example, a region other than the conductor layer or the cathode electrode region where the carbon thin film selective growth region is to be formed is made of a suitable material (for example, In a state covered with a mask layer), the metal compound particles containing metal atoms constituting the metal particles are attached to the surface of the conductor layer or the cathode electrode, and then the metal compound particles are decomposed by heating. And a method for obtaining a carbon thin film selective growth region composed of a portion of a conductive layer or a cathode electrode having metal particles adhered to the surface.
In this case, specifically, a method can be exemplified in which a layer composed of a solvent and metal compound particles is formed on the surface of the conductor layer portion or the cathode electrode portion, and then the solvent is removed to leave the metal compound particles. The metal compound particles are composed of at least one material selected from the group consisting of metal halides (eg, iodides, chlorides, bromides, etc.), oxides, hydroxides, and organic metals that constitute the metal particles. It is preferred that In these methods, at an appropriate stage, a material (for example, a mask layer) that covers a region other than the conductor layer and the cathode electrode region where the carbon thin film selective growth region is to be formed is removed.
【００４０】導電体層部分やカソード電極部分の表面に
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、炭素薄膜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、電解メッキ法や無電解メッ
キ法といったメッキ法、ＭＯＣＶＤ法を含む化学的気相
成長法（ＣＶＤ法、Chemical Vapor Deposition 法）、
物理的気相成長法（ＰＶＤ法、Physical Vapor Deposit
ion 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、直流スパッタリング法、直流マグネトロンス
パッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロ
ンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、
バイアススパッタリング法等の各種スパッタリング法、
（ｄ）ＤＣ(direct current)法、ＲＦ法、多陰極法、活
性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング
法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレ
ーティング法を挙げることができる。The method of forming the metal thin film on the surface of the conductor layer portion or the cathode electrode portion depends on the material constituting the metal thin film. In a state where an area other than the area is covered with a suitable material, a plating method such as an electrolytic plating method or an electroless plating method, a chemical vapor deposition method including a MOCVD method (CVD method, Chemical Vapor Deposition method),
Physical vapor deposition (PVD, Physical Vapor Deposit
ion method) and a method of thermally decomposing an organometallic compound. Examples of physical vapor deposition methods include (a) electron beam heating, resistance heating, various vacuum evaporation methods such as flash evaporation, (b) plasma evaporation, (c) two-electrode sputtering, DC sputtering, DC magnetron sputtering, high frequency sputtering, magnetron sputtering, ion beam sputtering,
Various sputtering methods such as bias sputtering method,
(D) Various ion plating methods such as a direct current (DC) method, an RF method, a multi-cathode method, an activation reaction method, an electric field vapor deposition method, a high-frequency ion plating method, and a reactive ion plating method can be exemplified. .
【００４１】本発明の電子放出装置、第２の態様に係る
冷陰極電界電子放出素子、第３の態様に係る冷陰極電界
電子放出表示装置、あるいは又、第１態様〜第３の態様
に係る製造方法においては、炭素薄膜選択成長領域を構
成する金属粒子あるいは金属薄膜は、モリブデン（Ｍ
ｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃ
ｒ）、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（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム
（Ｃｄ）、水銀（Ｈｇ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫
（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、銀（Ａ
ｇ）、金（Ａｕ）、インジウム（Ｉｎ）及びタリウム
（Ｔｌ）から成る群から選択された少なくとも１種類の
金属から構成されていることが好ましい。The electron emission device according to the present invention, the cold cathode field emission device according to the second embodiment, the cold cathode field emission display device according to the third embodiment, or the first to third embodiments In the manufacturing method, the metal particles or the metal thin film forming the carbon thin film selective growth region are made of molybdenum (M
o), nickel (Ni), titanium (Ti), chromium (C
r), cobalt (Co), tungsten (W), zirconium (Zr), tantalum (Ta), iron (Fe), copper (Cu), platinum (Pt), zinc (Zn), cadmium (Cd), mercury ( Hg), germanium (Ge), tin (Sn), lead (Pb), bismuth (Bi), silver (A
g), gold (Au), indium (In), and thallium (Tl).
【００４２】本発明の電子放出装置、あるいは又、第２
の態様に係る冷陰極電界電子放出素子、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は、炭素薄膜選
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（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉛（Ｐ
ｂ）、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、アセチ
ルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、ジピバ
ロイルメタネート、シクロペンタジエニルを例示するこ
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。The electron emission device according to the present invention, or
In the cold cathode field emission device according to the third aspect and the cold cathode field emission display device according to the third aspect, the organometallic compound thin film forming the carbon thin film selective growth region is made of zinc (Z
n), tin (Sn), aluminum (Al), lead (P
b), an organometallic compound containing at least one element selected from the group consisting of nickel (Ni) and cobalt (Co). Preferably, it is configured. Here, acetylacetone, hexafluoroacetylacetone, dipivaloylmethanate, and cyclopentadienyl can be exemplified as ligands constituting the complex compound. In addition, the formed organometallic compound thin film includes
A decomposition product of the organometallic compound may be partially contained.
【００４３】本発明の第１の態様〜第３の態様に係る製
造方法においては、カソード電極部分の表面に有機金属
化合物薄膜を形成する工程は、有機金属化合物溶液から
成る層をカ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カ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、炭素薄膜選択成長領域を構成する有機金属化合物
薄膜は、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａ
ｌ）、鉛（Ｐｂ）、ニッケル（Ｎｉ）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配位子とし
て、アセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセト
ン、ジピバロイルメタネート、シクロペンタジエニルを
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。In the manufacturing method according to the first to third aspects of the present invention, the step of forming the organometallic compound thin film on the surface of the cathode electrode portion includes the step of forming a layer made of the organometallic compound solution on the cathode electrode portion. It can be constituted by a step of forming a film on the cathode electrode, or alternatively, by sublimating the organometallic compound and then depositing the organometallic compound on the cathode electrode portion. In these cases, the organometallic compound thin film constituting the carbon thin film selective growth region is made of zinc (Zn), tin (Sn), aluminum (A
l), lead (Pb), nickel (Ni) and cobalt (C
It is preferably composed of an organometallic compound containing at least one element selected from the group consisting of o), and more preferably composed of a complex compound. Here, acetylacetone, hexafluoroacetylacetone, dipivaloylmethanate, and cyclopentadienyl can be exemplified as ligands constituting the complex compound. The formed organometallic compound thin film may partially contain a decomposition product of the organometallic compound.
【００４４】本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子
放出素子若しくは第３の態様に係る冷陰極電界電子放出
表示装置においては、カソード電極部分の表面に付着し
た金属粒子を、針状の形状を有する構成とすることがで
き、この場合、針状の金属粒子は、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆ
ｅ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、チタン
（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）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。このように、針状の形状を有する金属粒子
から炭素薄膜選択成長領域を構成することによって、そ
の上に形成される炭素薄膜には突起部が形成される結
果、高い電子放出効率を有する冷陰極電界電子放出素子
を得ることができるし、炭素薄膜の成膜条件に依存する
こと無く、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。In the cold cathode field emission device according to the second aspect of the present invention or the cold cathode field emission display device according to the third aspect, the metal particles adhered to the surface of the cathode electrode portion are formed into needle-like shapes. In this case, the needle-shaped metal particles may be made of copper (Cu), iron (F
e), tungsten (W), tantalum (Ta), titanium (Ti), and zirconium (Zr). As described above, by forming the carbon thin film selective growth region from the metal particles having a needle-like shape, a projection is formed on the carbon thin film formed thereon, so that the cold cathode having high electron emission efficiency is obtained. A field emission device can be obtained, and a cold cathode field emission device having high electron emission efficiency can be obtained without depending on the conditions for forming a carbon thin film.
【００４５】また、本発明の第１の態様〜第３の態様に
係る製造方法においては、カソード電極部分の表面に金
属粒子を付着させる工程は、金属化合物を昇華させ、金
属化合物を構成する金属から成る針状の金属粒子をカソ
ード電極部分の表面に堆積させる工程から構成すること
ができる。そして、この場合、針状の金属粒子は、銅
（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、タングステン（Ｗ）、タンタル
（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）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、金属化合物は、こ
れらの金属の塩化物、臭化物、フッ化物、ヨウ化物とい
ったハロゲン化物であることが望ましい。In the manufacturing method according to the first to third aspects of the present invention, the step of attaching the metal particles to the surface of the cathode electrode portion comprises sublimating the metal compound to form a metal constituting the metal compound. And depositing needle-like metal particles comprising the following on the surface of the cathode electrode portion. In this case, the acicular metal particles are at least one selected from the group consisting of copper (Cu), iron (Fe), tungsten (W), tantalum (Ta), titanium (Ti), and zirconium (Zr). It is preferable to be composed of different kinds of metals. Further, the metal compound is preferably a halide such as chloride, bromide, fluoride and iodide of these metals.
【００４６】本発明において、炭素薄膜として、グラフ
ァイト薄膜、アモルファスカーボン薄膜、ダイヤモンド
ライクカーボン薄膜、あるいはフラーレン薄膜を挙げる
ことができる。炭素薄膜の形成方法として、マイクロ波
プラズマ法、トランス結合型プラズマ法、誘導結合型プ
ラズマ法、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法、ＲＦプ
ラズマ法、ヘリコン波プラズマＣＶＤ法、容量結合型プ
ラズマＣＶＤ法等に基づくＣＶＤ法、平行平板型ＣＶＤ
装置を用いたＣＶＤ法を例示することができる。炭素薄
膜の形態には、薄膜状はもとより、炭素のウィスカー、
炭素のナノチューブ（中空及び中実を含む）が包含され
る。炭素薄膜を形成するための原料ガスとして、メタン
（ＣＨ4）、エタン（Ｃ2Ｈ6）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）、
ブタン（Ｃ4Ｈ10）、エチレン（Ｃ2Ｈ4）、アセチレン
（Ｃ2Ｈ2）等の炭素系ガスやこれらの混合ガス、炭素系
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（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の希ガス
を導入してもよい。In the present invention, examples of the carbon thin film include a graphite thin film, an amorphous carbon thin film, a diamond-like carbon thin film, and a fullerene thin film. As a method for forming a carbon thin film, a CVD based on a microwave plasma method, a trans-coupled plasma method, an inductively-coupled plasma method, an electron cyclotron resonance plasma method, an RF plasma method, a helicon wave plasma CVD method, a capacitively-coupled plasma CVD method, or the like. Method, parallel plate type CVD
An example is a CVD method using an apparatus. The shape of the carbon thin film is not only thin film, but also carbon whisker,
Carbon nanotubes (including hollow and solid) are included. Source gases for forming a carbon thin film include methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 8 ),
Examples thereof include carbon-based gases such as butane (C 4 H 10 ), ethylene (C 2 H 4 ), and acetylene (C 2 H 2 ), a mixed gas thereof, and a mixed gas of a carbon-based gas and a hydrogen gas. Further, a gas obtained by vaporizing methanol, ethanol, acetone, benzene, toluene, xylene, or the like, or a mixed gas of these gases and hydrogen can be used. Also,
A rare gas such as helium (He) or argon (Ar) may be introduced to stabilize discharge and promote plasma dissociation.
【００４７】本発明の第１の態様及び第２の態様に係る
冷陰極電界電子放出素子、第２の態様及び第３の態様に
係る冷陰極電界電子放出表示装置、本発明の第１の態様
〜第３の態様に係る製造方法（以下、これらを総称し
て、本発明の冷陰極電界電子放出素子等若しくはその製
造方法と呼ぶ場合がある）においては、通常、カソード
電極の外形形状をストライプ状とし、ゲート電極の外形
形状もストライプ状とする。ストライプ状のカソード電
極とストライプ状のゲート電極の延びる方向は異なって
いる。ストライプ状のカソード電極の射影像とストライ
プ状のゲート電極の射影像は、互いに直交することが好
ましい。尚、これらの両電極の射影像が重複する領域
（１画素分の領域に相当し、カソード電極とゲート電極
との重複領域である）に、１又は複数の炭素薄膜選択成
長領域が位置する。更に、かかる重複領域が、カソード
パネルの有効領域（実際の表示部分として機能する領
域）内に、通常、２次元マトリクス状に配列されてい
る。The cold cathode field emission devices according to the first and second aspects of the present invention, the cold cathode field emission display devices according to the second and third aspects, and the first aspect of the present invention In the manufacturing method according to the third to third aspects (hereinafter, these may be collectively referred to as the cold cathode field emission device or the like or the manufacturing method thereof), the outer shape of the cathode electrode is usually a stripe. And the external shape of the gate electrode is also a stripe shape. The extending directions of the striped cathode electrode and the striped gate electrode are different. The projected image of the striped cathode electrode and the projected image of the striped gate electrode are preferably orthogonal to each other. One or a plurality of carbon thin film selective growth regions are located in a region where the projected images of these two electrodes overlap (corresponding to a region of one pixel, which is a region where the cathode electrode and the gate electrode overlap). Further, such overlapping areas are usually arranged in a two-dimensional matrix in an effective area (area functioning as an actual display portion) of the cathode panel.
【００４８】本発明の冷陰極電界電子放出素子等若しく
はその製造方法において、第１の開口部や第２の開口部
の平面形状（カソード電極と平行な仮想平面でこれらの
開口部を切断したときの形状）は、円形、楕円形、矩
形、多角形、丸みを帯びた矩形、丸みを帯びた多角形
等、任意の形状とすることができる。In the cold cathode field emission device or the like or the method of manufacturing the same according to the present invention, the first opening or the second opening has a planar shape (when these openings are cut along a virtual plane parallel to the cathode electrode). Can be any shape such as a circle, an ellipse, a rectangle, a polygon, a rounded rectangle, and a rounded polygon.
【００４９】本発明の冷陰極電界電子放出素子等若しく
はその製造方法におけるカソード電極の構造としては、
導電材料層の１層構成とすることもできるし、下層導電
材料層、下層導電材料層上に形成された抵抗体層、抵抗
体層上に形成された上層導電材料層の３層構成とするこ
ともできる。後者の場合、上層導電材料層の表面に炭素
薄膜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
化を図ることができる。The structure of the cathode electrode in the cold cathode field emission device or the like of the present invention or the method of manufacturing the same is as follows.
The conductive material layer may have a single-layer structure, or may have a three-layer structure including a lower conductive material layer, a resistor layer formed on the lower conductive material layer, and an upper conductive material layer formed on the resistor layer. You can also. In the latter case, a carbon thin film selective growth region is formed on the surface of the upper conductive material layer. Thus, by providing the resistor layer, the electron emission characteristics of the electron emission portion can be made uniform.
【００５０】本発明の冷陰極電界電子放出素子等若しく
はその製造方法において、ゲート電極及び絶縁層上には
更に第２絶縁層が設けられ、第２絶縁層上に収束電極が
設けられていてもよい。あるいは又、ゲート電極の上方
に収束電極を設けてもよい。ここで、収束電極とは、開
口部から放出されアノード電極へ向かう放出電子の軌道
を収束させ、以て、輝度の向上や隣接画素間の光学的ク
ロストークの防止を可能とするための電極である。アノ
ード電極とカソード電極との間の電位差が数キロボルト
のオーダーであって、アノード電極とカソード電極との
間の距離が比較的長い、所謂高電圧タイプの表示装置に
おいて、収束電極は特に有効である。収束電極には、収
束電源から相対的な負電圧が印加される。収束電極は、
必ずしも各冷陰極電界電子放出素子毎に設けられている
必要はなく、例えば、冷陰極電界電子放出素子の所定の
配列方向に沿って延在させることにより、複数の冷陰極
電界電子放出素子に共通の収束効果を及ぼすこともでき
る。In the cold cathode field emission device or the like or the method of manufacturing the same according to the present invention, a second insulating layer is further provided on the gate electrode and the insulating layer, and a focusing electrode is provided on the second insulating layer. Good. Alternatively, a focusing electrode may be provided above the gate electrode. Here, the converging electrode is an electrode that converges the trajectory of the emitted electrons emitted from the opening toward the anode electrode, thereby improving the brightness and preventing optical crosstalk between adjacent pixels. is there. Focusing electrodes are particularly useful in so-called high-voltage display devices, where the potential difference between the anode and the cathode is on the order of a few kilovolts and the distance between the anode and the cathode is relatively long. . A relative negative voltage is applied to the focusing electrode from a focusing power supply. The focusing electrode is
It is not always necessary to provide the cold cathode field emission devices for each of the cold cathode field emission devices. Can be exerted.
【００５１】本発明の第１の態様〜第３の態様に係る冷
陰極電界電子放出表示装置の製造方法において、基板と
支持体とを周縁部において接合する場合、接合は接着層
を用いて行ってもよいし、あるいはガラスやセラミック
等の絶縁性剛性材料から成る枠体と接着層とを併用して
行ってもよい。枠体と接着層とを併用する場合には、枠
体の高さを適宜選択することにより、接着層のみを使用
する場合に比べ、基板と支持体との間の対向距離をより
長く設定することが可能である。尚、接着層の構成材料
としては、フリットガラスが一般的であるが、融点が１
２０〜４００゜Ｃ程度の所謂低融点金属材料を用いても
よい。かかる低融点金属材料としては、Ｉｎ（インジウ
ム：融点１５７゜Ｃ）；インジウム−金系の低融点合
金；Ｓｎ80Ａｇ20（融点２２０〜３７０゜Ｃ）、Ｓｎ95
Ｃｕ5（融点２２７〜３７０゜Ｃ）等の錫（Ｓｎ）系高
温はんだ；Ｐｂ97.5Ａｇ2.5（融点３０４゜Ｃ）、Ｐｂ
94.5Ａｇ5.5（融点３０４〜３６５゜Ｃ）、Ｐｂ97.5Ａ
ｇ1.5Ｓｎ1.0（融点３０９゜Ｃ）等の鉛（Ｐｂ）系高温
はんだ；Ｚｎ95Ａｌ5（融点３８０゜Ｃ）等の亜鉛（Ｚ
ｎ）系高温はんだ；Ｓｎ5Ｐｂ95（融点３００〜３１４
゜Ｃ）、Ｓｎ2Ｐｂ98（融点３１６〜３２２゜Ｃ）等の
錫−鉛系標準はんだ；Ａｕ88Ｇａ12（融点３８１゜Ｃ）
等のろう材（以上の添字は全て原子％を表す）を例示す
ることができる。In the method for manufacturing a cold cathode field emission display according to the first to third aspects of the present invention, when the substrate and the support are joined at the peripheral portion, the joining is performed using an adhesive layer. Alternatively, the bonding may be performed using a frame made of an insulating rigid material such as glass or ceramic and an adhesive layer. When the frame and the adhesive layer are used together, by appropriately selecting the height of the frame, the facing distance between the substrate and the support is set longer as compared with the case where only the adhesive layer is used. It is possible. In addition, as a constituent material of the adhesive layer, frit glass is generally used.
A so-called low melting point metal material of about 20 to 400 ° C. may be used. Examples of the low melting point metal material include In (indium: melting point: 157 ° C.); indium-gold based low melting point alloy; Sn 80 Ag 20 (melting point: 220 to 370 ° C.), Sn 95
Cu 5 (melting point 227 to 370 ° C) such as tin (Sn) based high-temperature solder; Pb 97.5 Ag 2.5 (melting point 304 ° C), Pb
94.5 Ag 5.5 (melting point 304-365 ° C), Pb 97.5 A
lead (Pb) -based high-temperature solder such as g 1.5 Sn 1.0 (melting point 309 ° C.); zinc (Z) such as Zn 95 Al 5 (melting point 380 ° C.)
n) based high-temperature solder; Sn 5 Pb 95 (melting point 300 to 314
゜ C), tin-lead standard solder such as Sn 2 Pb 98 (melting point 316３322 ° C.); Au 88 Ga 12 (melting point 381 ° C.)
(All of the above subscripts represent atomic%).
【００５２】基板と支持体と枠体の三者を接合する場
合、三者同時接合を行ってもよいし、あるいは、第１段
階で基板又は支持体のいずれか一方と枠体とを先に接合
し、第２段階で基板又は支持体の他方と枠体とを接合し
てもよい。三者同時接合や第２段階における接合を高真
空雰囲気中で行えば、基板と支持体と枠体と接着層とに
より囲まれた空間は、接合と同時に真空となる。あるい
は、三者の接合終了後、基板と支持体と枠体と接着層と
によって囲まれた空間を排気し、真空とすることもでき
る。接合後に排気を行う場合、接合時の雰囲気の圧力は
常圧／減圧のいずれであってもよく、また、雰囲気を構
成する気体は、大気であっても、あるいは窒素ガスや周
期律表０族に属するガス（例えばＡｒガス）を含む不活
性ガスであってもよい。When the substrate, the support and the frame are joined together, the three members may be joined simultaneously, or in the first step, either the substrate or the support and the frame are first joined together. It may be joined, and in the second stage, the other of the substrate or the support and the frame may be joined. If the three-member simultaneous bonding and the bonding in the second stage are performed in a high vacuum atmosphere, the space surrounded by the substrate, the support, the frame, and the adhesive layer is evacuated simultaneously with the bonding. Alternatively, after the three members have been joined, the space surrounded by the substrate, the support, the frame, and the adhesive layer can be evacuated to a vacuum. When evacuation is performed after the bonding, the pressure of the atmosphere at the time of the bonding may be either normal pressure or reduced pressure. The gas constituting the atmosphere may be air, nitrogen gas, or group 0 of the periodic table. May be an inert gas containing a gas belonging to (for example, Ar gas).
【００５３】接合後に排気を行う場合、排気は、基板及
び／又は支持体に予め接続されたチップ管を通じて行う
ことができる。チップ管は、典型的にはガラス管を用い
て構成され、基板及び／又は支持体の無効領域（即ち、
表示部分として機能する有効領域以外の領域）に設けら
れた貫通孔の周囲に、フリットガラス又は上述の低融点
金属材料を用いて接合され、空間が所定の真空度に達し
た後、熱融着によって封じ切られる。尚、封じ切りを行
う前に、表示装置全体を一旦加熱してから降温させる
と、空間に残留ガスを放出させることができ、この残留
ガスを排気により空間外へ除去することができるので好
適である。When evacuation is performed after bonding, the evacuation can be performed through a chip tube previously connected to the substrate and / or the support. The chip tube is typically constructed using a glass tube, and the substrate and / or the inactive area of the support (ie,
Around a through hole provided in an area other than an effective area functioning as a display portion) using frit glass or the above-mentioned low melting point metal material, and after the space reaches a predetermined degree of vacuum, is thermally fused. Sealed off by Note that if the entire display device is once heated and then cooled before the sealing is performed, the residual gas can be released into the space, and the residual gas can be removed to the outside of the space by exhaustion, which is preferable. is there.
【００５４】本発明の冷陰極電界電子放出素子等若しく
はその製造方法において、支持体は、少なくとも表面が
絶縁性部材より構成されていればよく、ガラス基板、表
面に絶縁膜が形成されたガラス基板、石英基板、表面に
絶縁膜が形成された石英基板、表面に絶縁膜が形成され
た半導体基板を挙げることができる。基板も、支持体と
同様に構成することができる。本発明の電子放出装置に
おいても、導電体層を支持体上に形成する必要がある
が、かかる支持体は絶縁材料から構成すればよい。In the cold cathode field emission device or the like or the method of manufacturing the same according to the present invention, the support only needs to have at least a surface made of an insulating member, and a glass substrate and a glass substrate having an insulating film formed on the surface. , A quartz substrate, a quartz substrate having an insulating film formed on its surface, and a semiconductor substrate having an insulating film formed on its surface. The substrate can be configured similarly to the support. In the electron emission device of the present invention as well, it is necessary to form a conductor layer on a support, but the support may be made of an insulating material.
【００５５】導電体層、カソード電極、ゲート電極若し
くは収束電極を構成する材料としては、タングステン
（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデ
ン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、
銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、チタン
（Ｔｉ）、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ＴｉＮ等の窒
化物や、ＷＳｉ2、ＭｏＳｉ2、ＴｉＳｉ2、ＴａＳｉ2等
のシリサイド）、あるいはシリコン（Ｓｉ）等の半導
体、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を例示することがで
きる。尚、これらの電極を構成する材料を、互いに同種
材料としてもよいし、異種の材料としてもよい。これら
の電極の形成方法として、蒸着法、スパッタリング法、
ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、スクリーン印刷
法、メッキ法等、通常の薄膜作製プロセスを利用でき
る。Materials constituting the conductor layer, the cathode electrode, the gate electrode or the focusing electrode include tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), chromium (Cr), and aluminum (Al). ),
Metals such as copper (Cu), nickel (Ni), iron (Fe), titanium (Ti) and zirconium (Zr), alloys or compounds containing these metal elements (for example, nitrides such as TiN, WSi 2 , MoSi 2 , a silicide such as TiSi 2 or TaSi 2 ), a semiconductor such as silicon (Si), or ITO (indium tin oxide). Incidentally, the materials constituting these electrodes may be the same material or different materials. As a method for forming these electrodes, a vapor deposition method, a sputtering method,
Usual thin film production processes such as CVD, ion plating, screen printing, and plating can be used.
【００５６】絶縁層や第２絶縁層の構成材料としては、
ＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ガラスペースト硬化物を
単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。
絶縁層や第２絶縁層の形成には、ＣＶＤ法、塗布法、ス
パッタリング法、スクリーン印刷法等の公知のプロセス
が利用できる。As constituent materials of the insulating layer and the second insulating layer,
SiO 2 , SiN, SiON, and a cured product of glass paste can be used alone or in appropriate combination.
Known processes such as a CVD method, a coating method, a sputtering method, and a screen printing method can be used for forming the insulating layer and the second insulating layer.
【００５７】アノード電極の構成材料は、冷陰極電界電
子放出表示装置の構成によって選択すればよい。即ち、
冷陰極電界電子放出表示装置が透過型（基板が表示部分
に相当する）であって、且つ、基板上にアノード電極と
蛍光体層がこの順に積層されている場合には、アノード
電極が形成される基板は元より、アノード電極自身も透
明である必要があり、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等
の透明導電材料を用いる。一方、冷陰極電界電子放出表
示装置が反射型（支持体が表示部分に相当する）である
場合、及び、透過型であっても基板上に蛍光体層とアノ
ード電極とがこの順に積層されている（アノード電極は
メタルバック膜を兼ねている）場合には、ＩＴＯの他、
カソード電極やゲート電極や収束電極に関連して上述し
た材料を適宜選択して用いることができる。The material for the anode electrode may be selected according to the configuration of the cold cathode field emission display. That is,
When the cold cathode field emission display is a transmission type (the substrate corresponds to a display portion) and an anode electrode and a phosphor layer are laminated on the substrate in this order, the anode electrode is formed. In addition to the substrate, the anode electrode itself must also be transparent, and a transparent conductive material such as ITO (indium tin oxide) is used. On the other hand, when the cold cathode field emission display is of a reflective type (the support corresponds to the display portion), and even of a transmissive type, a phosphor layer and an anode electrode are laminated in this order on a substrate. (The anode electrode also serves as a metal back film)
The materials described above in relation to the cathode electrode, the gate electrode, and the focusing electrode can be appropriately selected and used.
【００５８】蛍光体層を構成する蛍光体として、高速電
子励起用蛍光体や低速電子励起用蛍光体を用いることが
できる。冷陰極電界電子放出表示装置が単色表示装置で
ある場合、蛍光体層は特にパターニングされていなくと
もよい。また、冷陰極電界電子放出表示装置がカラー表
示装置である場合、ストライプ状又はドット状にパター
ニングされた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に
対応する蛍光体層を交互に配置することが好ましい。
尚、パターニングされた蛍光体層間の隙間は、表示画面
のコントラスト向上を目的としたブラックマトリックス
で埋め込まれていてもよい。As the phosphor constituting the phosphor layer, a phosphor for high-speed electron excitation or a phosphor for low-speed electron excitation can be used. When the cold cathode field emission display is a monochromatic display, the phosphor layer may not be particularly patterned. When the cold cathode field emission display is a color display, phosphor layers corresponding to the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) patterned in stripes or dots are alternately arranged. It is preferable to arrange them in
The gap between the patterned phosphor layers may be filled with a black matrix for the purpose of improving the contrast of the display screen.
【００５９】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。As an example of the configuration of the anode electrode and the phosphor layer,
(1) An anode electrode is formed on a substrate, and a phosphor layer is formed on the anode electrode. (2) A phosphor layer is formed on the substrate, and an anode electrode is formed on the phosphor layer. Configuration. In the configuration (1), a so-called metal back film may be formed on the phosphor layer. In the configuration of (2), a metal back film may be formed on the anode electrode.
【００６０】本発明において、炭素薄膜選択成長領域上
に炭素薄膜から成る電子放出部を形成しておけば、炭素
薄膜選択成長領域の表面での一種の触媒反応が期待で
き、炭素薄膜の初期成長段階における核生成が円滑に進
行し、この核生成が以降の炭素薄膜の成長を促進し、導
電体層やカソード電極の所望の部位に炭素薄膜から成る
電子放出部を設けることができる。しかも、炭素薄膜を
所望の形状にするための炭素薄膜のパターニングを行う
必要が無い。また、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カソード電極
の部分の表面に炭素薄膜から成る電子放出部を形成すれ
ば、炭素薄膜を所望の形状にするための炭素薄膜のパタ
ーニングを行う必要が無い。更には、電子放出部が炭素
薄膜から構成されているので、高い電子放出効率を有す
る冷陰極電界電子放出素子を得ることができ、また、低
消費電力、高画質の冷陰極電界電子放出表示装置を得る
ことができる。In the present invention, if an electron emission portion composed of a carbon thin film is formed on the carbon thin film selective growth region, a kind of catalytic reaction on the surface of the carbon thin film selective growth region can be expected, and the initial growth of the carbon thin film can be expected. The nucleation in the step proceeds smoothly, and this nucleation promotes the subsequent growth of the carbon thin film, and an electron emission portion made of the carbon thin film can be provided at a desired portion of the conductor layer or the cathode electrode. In addition, there is no need to pattern the carbon thin film to make the carbon thin film into a desired shape. Also, if an electron emission portion made of a carbon thin film is formed on the surface of the portion of the cathode electrode which is located at the bottom of the opening and is made of a material having a function as a catalyst, the carbon thin film can be formed into a desired shape. It is not necessary to pattern the carbon thin film for the purpose. Furthermore, since the electron emission portion is formed of a carbon thin film, a cold cathode field emission device having high electron emission efficiency can be obtained, and a low power consumption and high image quality cold cathode field emission display device is provided. Can be obtained.
【００６１】[0061]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施の形態（以下、実施の形態と略称する）に基づき本発
明を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings based on embodiments of the present invention (hereinafter, abbreviated as embodiments).
【００６２】（実施の形態１）実施の形態１は、本発明
の電子放出装置及び第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）に関する。Embodiment 1 Embodiment 1 relates to an electron-emitting device of the present invention and a cold-cathode field-emission display device (hereinafter abbreviated as a display device) according to the first embodiment.
【００６３】実施の形態１の表示装置の模式的な一部断
面図を図１に示し、１つの電子放出部の模式的な斜視図
を図２に示し、電子放出装置の基本的な構成を図３の
（Ｄ）に示す。実施の形態１の電子放出装置は、炭素薄
膜選択成長領域２０が表面に形成された導電体層（具体
的には、カソード電極１１）、及び、炭素薄膜選択成長
領域２０上に形成された炭素薄膜２３から成る電子放出
部１５から構成されている。ここで、炭素薄膜選択成長
領域２０は、表面に金属粒子２１が付着した導体層の部
分（具体的には、カソード電極１１の部分）から構成さ
れている。FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of the display device of the first embodiment, and FIG. 2 is a schematic perspective view of one electron-emitting portion, showing the basic structure of the electron-emitting device. This is shown in FIG. The electron emission device according to the first embodiment includes a conductor layer (specifically, a cathode electrode 11) having a carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface thereof, and a carbon layer formed on the carbon thin film selective growth region 20. It comprises an electron emission section 15 made of a thin film 23. Here, the carbon thin film selective growth region 20 is composed of a portion of the conductor layer (specifically, a portion of the cathode electrode 11) having the metal particles 21 attached to the surface.
【００６４】実施の形態１の表示装置は、上述のような
電子放出装置が有効領域に２次元マトリックス状に多数
形成されたカソードパネルＣＰと、アノードパネルＡＰ
から構成されており、複数の画素を有する。カソードパ
ネルＣＰとアノードパネルＡＰとは、それらの周縁部に
おいて、枠体３４を介して接合されている。更には、カ
ソードパネルＣＰの無効領域には、真空排気用の貫通孔
（図示せず）が設けられており、この貫通孔には、真空
排気後に封じ切られるチップ管（図示せず）が接続され
ている。枠体３４は、セラミックス又はガラスから成
り、高さは、例えば１．０ｍｍである。場合によって
は、枠体３４の代わりに接着層のみを用いることもでき
る。The display device according to the first embodiment includes a cathode panel CP in which a large number of electron-emitting devices as described above are formed in a two-dimensional matrix in an effective area, and an anode panel AP.
And has a plurality of pixels. The cathode panel CP and the anode panel AP are joined via a frame 34 at their peripheral edges. Furthermore, a through hole (not shown) for evacuation is provided in an ineffective area of the cathode panel CP, and a chip tube (not shown) which is sealed off after evacuation is connected to this through hole. Have been. The frame body 34 is made of ceramics or glass, and has a height of, for example, 1.0 mm. In some cases, only the adhesive layer may be used instead of the frame 34.
【００６５】アノードパネルＡＰは、基板３０と、基板
３０上に形成され、所定のパターンに従って形成された
蛍光体層３１と、全面を覆う例えばアルミニウム薄膜か
ら成るアノード電極３３から構成されている。蛍光体層
３１と蛍光体層３１との間の基板３０上には、ブラック
マトリックス３２が形成されている。尚、ブラックマト
リックス３２を省略することもできる。また、単色表示
装置を想定した場合、蛍光体層３１は必ずしも所定のパ
ターンに従って設けられる必要はない。更には、ＩＴＯ
等の透明導電膜から成るアノード電極を基板３０と蛍光
体層３１との間に設けてもよく、あるいは、基板３０上
に設けられた透明導電膜から成るアノード電極３３と、
アノード電極３３上に形成された蛍光体層３１及びブラ
ックマトリックス３２と、蛍光体層３１及びブラックマ
トリックス３２の上に形成されたアルミニウムから成
り、アノード電極３３と電気的に接続された光反射導電
膜から構成することもできる。The anode panel AP includes a substrate 30, a phosphor layer 31 formed on the substrate 30 and formed according to a predetermined pattern, and an anode electrode 33 made of, for example, an aluminum thin film covering the entire surface. A black matrix 32 is formed on the substrate 30 between the phosphor layers 31. Note that the black matrix 32 can be omitted. Further, when a monochromatic display device is assumed, the phosphor layer 31 does not necessarily need to be provided according to a predetermined pattern. Furthermore, ITO
An anode electrode made of a transparent conductive film such as a transparent electrode may be provided between the substrate 30 and the phosphor layer 31, or an anode electrode 33 made of a transparent conductive film provided on the substrate 30;
A phosphor layer 31 and a black matrix 32 formed on the anode electrode 33; and a light-reflective conductive film made of aluminum formed on the phosphor layer 31 and the black matrix 32 and electrically connected to the anode electrode 33. Can also be configured.
【００６６】１画素は、カソードパネル側において矩形
形状のカソード電極１１と、その上に形成された電子放
出部１５と、電子放出装置に対面するようにアノードパ
ネルＡＰの有効領域に配列された蛍光体層３１とによっ
て構成されている。有効領域には、かかる画素が、例え
ば数十万〜数百万個ものオーダーにて配列されている。One pixel has a rectangular cathode electrode 11 on the cathode panel side, an electron emitting portion 15 formed thereon, and a fluorescent electrode arranged in an effective area of the anode panel AP so as to face the electron emitting device. And a body layer 31. In the effective area, such pixels are arranged, for example, in the order of several hundred thousand to several million.
【００６７】また、カソードパネルＣＰとアノードパネ
ルＡＰとの間には、両パネル間の距離を一定に維持する
ための補助的手段として、有効領域内に等間隔にスペー
サ３５が配置されている。尚、スペーサ３５の形状は、
円柱形に限らず、例えば球状でもよいし、ストライプ状
の隔壁（リブ）であってもよい。また、スペーサ３５
は、必ずしも全てのアノード電極／カソード電極の重複
領域の四隅に配置されている必要はなく、より疎に配置
されていてもよいし、配置が不規則であってもよい。As an auxiliary means for maintaining a constant distance between the cathode panel CP and the anode panel AP, spacers 35 are arranged at regular intervals in the effective area. The shape of the spacer 35 is
The shape is not limited to a columnar shape, and may be, for example, a spherical shape or a stripe-shaped partition wall (rib). Also, the spacer 35
Need not necessarily be arranged at the four corners of the overlapping area of all the anode / cathode electrodes, and may be arranged more sparsely or irregularly.
【００６８】この表示装置においては、１画素単位で、
カソード電極１１に印加する電圧の制御を行う。カソー
ド電極１１の平面形状は、図２に模式的に示すように、
略矩形であり、各カソード電極１１は、配線１１Ａ、及
び、例えばトランジスタから成るスイッチング素子（図
示せず）を介して制御回路４１Ａに接続されている。ま
た、アノード電極３３は加速電源４２に接続されてい
る。各カソード電極１１に閾値電圧以上の電圧が印加さ
れると、アノード電極３３によって形成される電界に基
づき、量子トンネル効果に基づき電子放出部１５から電
子が放出され、この電子がアノード電極３３に引き付け
られ、蛍光体層３１に衝突する。輝度は、カソード電極
１１に印加される電圧によって制御される。In this display device, in units of one pixel,
The voltage applied to the cathode electrode 11 is controlled. The planar shape of the cathode electrode 11 is, as schematically shown in FIG.
Each cathode electrode 11 has a substantially rectangular shape, and is connected to a control circuit 41A via a wiring 11A and a switching element (not shown) formed of, for example, a transistor. Further, the anode electrode 33 is connected to an acceleration power supply 42. When a voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied to each cathode electrode 11, electrons are emitted from the electron emitting portion 15 based on the electric field formed by the anode electrode 33 and quantum tunnel effect, and the electrons are attracted to the anode electrode 33. And collides with the phosphor layer 31. The brightness is controlled by a voltage applied to the cathode electrode 11.
【００６９】以下、実施の形態１における電子放出装置
及び表示装置の製造方法を、図３及び図４を参照して説
明する。尚、実施の形態１においては、炭素薄膜選択成
長領域２０を構成する材料としてニッケル（Ｎｉ）を用
いた。Hereinafter, a method of manufacturing the electron-emitting device and the display device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, nickel (Ni) is used as a material for forming the carbon thin film selective growth region 20.
【００７０】［工程−１００］先ず、例えばガラス基板
から成る支持体１０上にカソード電極形成用の導電材料
層を形成し、次いで、周知のリソグラフィ技術及び反応
性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）に基づき導電材料層
をパターニングすることによって、矩形形状のカソード
電極１１を支持体１０上に形成する（図３の（Ａ）参
照）。同時に、カソード電極１１に接続された配線１１
Ａ（図２参照）を支持体１０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
０．２μｍのクロム（Ｃｒ）層から成る。スパッタリン
グ法によるクロム層の成膜条件を以下の表１に例示し、
クロム層のエッチング条件を以下の表２に例示する。[Step-100] First, a conductive material layer for forming a cathode electrode is formed on a support 10 made of, for example, a glass substrate. By patterning the conductive material layer, a rectangular cathode electrode 11 is formed on the support 10 (see FIG. 3A). At the same time, the wiring 11 connected to the cathode electrode 11
A (see FIG. 2) is formed on the support 10. The conductive material layer is, for example, a chromium (Cr) layer having a thickness of about 0.2 μm formed by a sputtering method. Table 1 shows the conditions for forming the chromium layer by the sputtering method.
Table 2 below shows the etching conditions of the chromium layer.
【００７１】［表１］ ［クロム層の成膜条件］ ターゲット ：Ｃｒ Ａｒ流量 ：１００ＳＣＣＭ 圧力 ：５Ｐａ ＤＣパワー ：２ｋＷ スパッタ温度：２００゜Ｃ[Table 1] [Deposition conditions of chromium layer] Target: Cr Ar flow rate: 100 SCCM Pressure: 5 Pa DC power: 2 kW Sputtering temperature: 200 ° C.
【００７２】［表２］ ［クロム層のエッチング条件］ エッチング装置：平行平板型ＲＩＥ装置 Ｃｌ2流量 ：１００ＳＣＣＭ 圧力 ：０．７Ｐａ ＲＦパワー ：０．８ｋＷ（１３．５６ＭＨｚ） エッチング温度：６０゜Ｃ[Table 2] [Chromium layer etching conditions] Etching apparatus: Parallel plate type RIE apparatus Cl 2 flow rate: 100 SCCM Pressure: 0.7 Pa RF power: 0.8 kW (13.56 MHz) Etching temperature: 60 ° C.
【００７３】［工程−１１０］次に、カソード電極１１
の表面に炭素薄膜選択成長領域２０を形成する。具体的
には、先ず、レジスト材料層をスピンコート法にて全面
に成膜した後、リソグラフィ技術に基づき、炭素薄膜選
択成長領域２０を形成すべきカソード電極１１の部分
（カソード電極部分）の表面が露出したマスク層１６
（マスク材料層から成る）を形成する（図３の（Ｂ）参
照）。次に、露出したカソード電極１１の表面を含むマ
スク層１６上に、金属粒子を付着させる。具体的には、
ニッケル（Ｎｉ）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
子から成る層をカソード電極部分の表面に形成する。そ
の後、マスク層１６を除去し、４００゜Ｃ程度に加熱す
ることによって溶媒を除去し、露出したカソード電極１
１の表面に金属粒子２１を残すことで、炭素薄膜選択成
長領域２０を得ることができる（図３の（Ｃ）参照）。
尚、ポリシロキサンは、露出したカソード電極１１の表
面に金属粒子２１を固定させる機能（所謂、接着機能）
を有する。[Step-110] Next, the cathode electrode 11
The carbon thin film selective growth region 20 is formed on the surface of the substrate. Specifically, first, after a resist material layer is formed on the entire surface by spin coating, the surface of the cathode electrode portion (cathode electrode portion) where the carbon thin film selective growth region 20 is to be formed based on the lithography technique. Exposed mask layer 16
(Consisting of a mask material layer) is formed (see FIG. 3B). Next, metal particles are deposited on the mask layer 16 including the exposed surface of the cathode electrode 11. In particular,
A solution in which nickel (Ni) fine particles are dispersed in a polysiloxane solution (using isopropyl alcohol as a solvent) is applied to the entire surface by spin coating, and a layer composed of a solvent and metal particles is formed on the surface of the cathode electrode portion. . Thereafter, the mask layer 16 is removed, the solvent is removed by heating to about 400 ° C., and the exposed cathode electrode 1 is removed.
By leaving the metal particles 21 on the surface of No. 1, the carbon thin film selective growth region 20 can be obtained (see FIG. 3C).
The polysiloxane has a function of fixing the metal particles 21 to the exposed surface of the cathode electrode 11 (so-called adhesive function).
Having.
【００７４】［工程−１２０］その後、炭素薄膜選択成
長領域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形
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法に基づく炭素薄膜
２３の成膜条件を、以下の表３に例示する。従来の炭素
薄膜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、実施の形態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。[Step-120] Thereafter, a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 to obtain the electron emitting portion 15. This state is shown in FIG.
Shown in Table 3 below shows conditions for forming the carbon thin film 23 based on the microwave plasma CVD method. Under the conventional carbon thin film forming conditions, a film forming temperature of about 900 ° C. was required. Was.
【００７５】［表３］ ［炭素薄膜の成膜条件］ 使用ガス ：ＣＨ4／Ｈ2＝１００／１０ＳＣＣＭ 圧力 ：１．３×１０3Ｐａ マイクロ波パワー：５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 成膜温度 ：５００゜Ｃ[Table 3] [Film formation conditions for carbon thin film] Gas used: CH 4 / H 2 = 100/10 SCCM Pressure: 1.3 × 10 3 Pa Microwave power: 500 W (13.56 MHz) Film formation temperature: 500 ゜ C
【００７６】［工程−１３０］その後、表示装置の組み
立てを行う。具体的には、蛍光体層３１と電子放出装置
（あるいは電界放出素子）とが対向するようにアノード
パネルＡＰとカソードパネルＣＰとを配置し、アノード
パネルＡＰとカソードパネルＣＰ（より具体的には、基
板３０と支持体１０）とを、枠体３４を介して、周縁部
において接合する。接合に際しては、枠体３４とアノー
ドパネルＡＰとの接合部位、及び枠体３４とカソードパ
ネルＣＰとの接合部位にフリットガラスを塗布し、アノ
ードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体３４とを貼
り合わせ、予備焼成にてフリットガラスを乾燥した後、
約４５０゜Ｃで１０〜３０分の本焼成を行う。その後、
アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体３４と
フリットガラスとによって囲まれた空間を、貫通孔（図
示せず）及びチップ管（図示せず）を通じて排気し、空
間の圧力が１０-4Ｐａ程度に達した時点でチップ管を加
熱溶融により封じ切る。このようにして、アノードパネ
ルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体３４とに囲まれた空
間を真空にすることができる。その後、必要な外部回路
との配線を行い、表示装置を完成させる。[Step-130] Thereafter, the display device is assembled. Specifically, the anode panel AP and the cathode panel CP are arranged so that the phosphor layer 31 and the electron-emitting device (or the field emission element) face each other, and the anode panel AP and the cathode panel CP (more specifically, , The substrate 30 and the support 10) are joined together at the peripheral portion via the frame 34. At the time of joining, frit glass is applied to a joint portion between the frame body 34 and the anode panel AP and a joint portion between the frame body 34 and the cathode panel CP, and the anode panel AP, the cathode panel CP, and the frame body 34 are bonded to each other. After drying the frit glass by pre-firing,
The main baking is performed at about 450 ° C. for 10 to 30 minutes. afterwards,
A space surrounded by the anode panel AP, the cathode panel CP, the frame body 34, and the frit glass is exhausted through a through hole (not shown) and a chip tube (not shown), and the pressure of the space is about 10 -4 Pa. Is reached, the tip tube is sealed off by heating and melting. Thus, the space surrounded by the anode panel AP, the cathode panel CP, and the frame 34 can be evacuated. After that, wiring to necessary external circuits is performed to complete the display device.
【００７７】尚、図１に示した表示装置におけるアノー
ドパネルＡＰの製造方法の一例を、以下、図４を参照し
て説明する。先ず、発光性結晶粒子組成物を調製する。
そのために、例えば、純水に分散剤を分散させ、ホモミ
キサーを用いて３０００ｒｐｍにて１分間、撹拌を行
う。次に、発光性結晶粒子を分散剤が分散した純水中に
投入し、ホモミキサーを用いて５０００ｒｐｍにて５分
間、撹拌を行う。その後、例えば、ポリビニルアルコー
ル及び重クロム酸アンモニウムを添加して、十分に撹拌
し、濾過する。An example of a method for manufacturing the anode panel AP in the display device shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIG. First, a luminescent crystal particle composition is prepared.
For this purpose, for example, a dispersant is dispersed in pure water, and the mixture is stirred for 1 minute at 3000 rpm using a homomixer. Next, the luminescent crystal particles are put into pure water in which the dispersant is dispersed, and the mixture is stirred at 5000 rpm for 5 minutes using a homomixer. Thereafter, for example, polyvinyl alcohol and ammonium bichromate are added, sufficiently stirred, and filtered.
【００７８】アノードパネルＡＰの製造においては、例
えばガラスから成る基板３０上の全面に感光性被膜５０
を形成（塗布）する。そして、露光光源（図示せず）か
ら射出され、マスク５３に設けられた孔部５４を通過し
た紫外線によって、基板３０上に形成された感光性被膜
５０を露光して感光領域５１を形成する（図４の（Ａ）
参照）。その後、感光性被膜５０を現像して選択的に除
去し、感光性被膜の残部（露光、現像後の感光性被膜）
５２を基板３０上に残す（図４の（Ｂ）参照）。次に、
全面にカーボン剤（カーボンスラリー）を塗布し、乾
燥、焼成した後、リフトオフ法にて感光性被膜の残部５
２及びその上のカーボン剤を除去することによって、露
出した基板３０上にカーボン剤から成るブラックマトリ
ックス３２を形成し、併せて、感光性被膜の残部５２を
除去する（図４の（Ｃ）参照）。その後、露出した基板
３０上に、赤、緑、青の各蛍光体層３１を形成する（図
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及びブラックマトリックス３２上にスパッタリング法
にて厚さ約０．０７μｍのアルミニウム薄膜から成るア
ノード電極３３を形成する。尚、スクリーン印刷法等に
より各蛍光体層３１を形成することもできる。In the manufacture of the anode panel AP, the photosensitive film 50 is formed on the entire surface of the substrate 30 made of, for example, glass.
Is formed (applied). Then, the photosensitive film 50 formed on the substrate 30 is exposed to ultraviolet light emitted from an exposure light source (not shown) and having passed through a hole 54 provided in the mask 53 to form a photosensitive region 51 ( (A) of FIG.
reference). Thereafter, the photosensitive film 50 is selectively removed by developing, and the remaining portion of the photosensitive film (photosensitive film after exposure and development)
52 is left on the substrate 30 (see FIG. 4B). next,
After applying a carbon agent (carbon slurry) to the entire surface, drying and baking, the remaining portion 5 of the photosensitive film is formed by a lift-off method.
By removing the carbon material 2 and the carbon material thereon, a black matrix 32 made of the carbon material is formed on the exposed substrate 30, and at the same time, the remaining portion 52 of the photosensitive film is removed (see FIG. 4C). ). Thereafter, red, green, and blue phosphor layers 31 are formed on the exposed substrate 30 (see FIG. 4D). Specifically, a luminescent crystal particle composition prepared from each luminescent crystal particle (phosphor particle) is used. For example, a red photosensitive luminescent crystal particle composition (phosphor slurry) is applied to the entire surface. Coating, exposing and developing, then applying a green photosensitive luminescent crystal particle composition (phosphor slurry) over the entire surface, exposing and developing, and further, a blue photosensitive luminescent crystal particle composition (Phosphor slurry) may be applied to the entire surface, exposed and developed. Then, the phosphor layer 3
An anode electrode 33 made of an aluminum thin film having a thickness of about 0.07 μm is formed on the black matrix 1 and the black matrix 32 by a sputtering method. Note that the respective phosphor layers 31 can also be formed by a screen printing method or the like.
【００７９】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
薄膜２３から成り、その加工には、従来のスピント型素
子に関して必要とされた複雑、且つ、高度な加工技術を
何ら要しない。しかも、炭素薄膜２３のエッチング加工
が不要である。従って、表示装置の有効領域の面積が増
大し、これに伴って電子放出部の形成数が著しく増大し
た場合にも、有効領域の全域に亙って各電子放出部の電
子放出効率を均一化し、輝度ムラが極めて少ない高画質
の表示装置を実現することができる。In the display device having such a configuration, the electron emission portion of the electron emission device is made of a flat carbon thin film 23 having a low work function, and its processing is complicated and requires the conventional Spindt-type element. It does not require any advanced processing technology. Moreover, the etching of the carbon thin film 23 is unnecessary. Therefore, even when the area of the effective region of the display device is increased and the number of formed electron emitting portions is significantly increased, the electron emission efficiency of each electron emitting portion is made uniform over the entire effective region. In addition, it is possible to realize a high-quality display device with extremely small luminance unevenness.
【００８０】（実施の形態２）実施の形態２は、実施の
形態１にて説明した電子放出装置及び表示装置の変形で
ある。実施の形態１にて説明した製造方法にあっては、
カソード電極部分の表面に金属粒子２１を付着させた。
一方、実施の形態２においては、炭素薄膜選択成長領域
形成工程は、チタン（Ｔｉ）から成る金属薄膜をスパッ
タリング法に基づき形成する工程から成る。以下、実施
の形態２における電子放出装置及び表示装置の製造方法
を、図５を参照して説明する。(Embodiment 2) Embodiment 2 is a modification of the electron-emitting device and the display device described in Embodiment 1. In the manufacturing method described in the first embodiment,
Metal particles 21 were attached to the surface of the cathode electrode portion.
On the other hand, in the second embodiment, the carbon thin film selective growth region forming step includes a step of forming a metal thin film made of titanium (Ti) based on a sputtering method. Hereinafter, a method for manufacturing the electron-emitting device and the display device according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
【００８１】［工程−２００］先ず、実施の形態１の
［工程−１００］と同様にして、例えばガラス基板から
成る支持体１０上にカソード電極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。[Step-200] First, in the same manner as in [Step-100] of the first embodiment, a cathode electrode 11 is formed on a support 10 made of, for example, a glass substrate, and then a resist material layer is spin-coated. After a film is formed on the entire surface by a method, a mask layer (consisting of a resist material layer) in which the surface of the cathode electrode portion is exposed is formed based on a lithography technique.
【００８２】［工程−２１０］その後、露出したカソー
ド電極１１の表面を含むマスク層上に、表４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５の（Ａ）参照）。こうし
て、カソード電極部分の表面に形成された金属薄膜２２
から成る炭素薄膜選択成長領域２０を得ることができ
る。[Step-210] After that, a metal thin film 22 is formed on the mask layer including the exposed surface of the cathode electrode 11 by a sputtering method under the conditions exemplified in Table 4, and then the mask layer is removed (FIG. 5 (A)). Thus, the metal thin film 22 formed on the surface of the cathode electrode portion
Can be obtained.
【００８３】［表４］ ［金属薄膜の成膜条件］ ターゲット ：Ｔｉ プロセスガス：Ａｒ＝１００ＳＣＣＭ ＤＣパワー ：４ｋＷ 圧力 ：０．４Ｐａ 基板加熱温度：１５０゜Ｃ 膜厚 ：３０ｎｍ[Table 4] [Metal thin film deposition conditions] Target: Ti Process gas: Ar = 100 SCCM DC power: 4 kW Pressure: 0.4 Pa Substrate heating temperature: 150 ° C Film thickness: 30 nm
【００８４】［工程−２２０］その後、実施の形態１の
［工程−１２０］と同様にして、炭素薄膜選択成長領域
２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形成し、
電子放出部を得る（図５の（Ｂ）参照）。次いで、実施
の形態１の［工程−１３０］と同様にして、表示装置の
組み立てを行う。[Step-220] Thereafter, in the same manner as in [Step-120] of the first embodiment, a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the carbon thin film selective growth region 20.
An electron emission portion is obtained (see FIG. 5B). Next, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【００８５】（実施の形態３）実施の形態３は、第１の
態様に係る冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素
子と略称する）、及び、第２の態様に係る表示装置に関
する。Embodiment 3 Embodiment 3 relates to a cold cathode field emission device (hereinafter abbreviated as “field emission device”) according to the first embodiment, and a display device according to the second embodiment.
【００８６】実施の形態３の表示装置の模式的な一部端
面図を図６に示し、電界放出素子の基本的な構成を図７
の（Ｂ）に示す。実施の形態３の電界放出素子は、支持
体１０上に形成されたカソード電極１１、及び、カソー
ド電極１１の上方に形成され、開口部（第１の開口部１
４Ａ）を有するゲート電極１３から成り、第１の開口部
１４Ａの底部に位置するカソード電極１１の部分の表面
に形成された炭素薄膜２３から成る電子放出部１５を更
に備えている。また、支持体１０及びカソード電極１１
上には絶縁層１２が形成されており、ゲート電極１３に
設けられた第１の開口部１４Ａに連通した第２の開口部
１４Ｂが絶縁層１２に設けられている。実施の形態３に
おいては、カソード電極１１は、銅（Ｃｕ）から構成さ
れている。FIG. 6 is a schematic partial end view of the display device according to the third embodiment, and FIG. 7 shows a basic configuration of the field emission device.
(B) of FIG. The field emission device according to the third embodiment has a cathode electrode 11 formed on a support 10, and is formed above the cathode electrode 11, and has an opening (a first opening 1).
4A), and further includes an electron emitting portion 15 made of a carbon thin film 23 formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 located at the bottom of the first opening 14A. Further, the support 10 and the cathode electrode 11
An insulating layer 12 is formed thereon, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A provided in the gate electrode 13 is provided in the insulating layer 12. In the third embodiment, cathode electrode 11 is made of copper (Cu).
【００８７】実施の形態３の表示装置も、上述のような
電界放出素子が有効領域に２次元マトリックス状に多数
形成されたカソードパネルＣＰと、アノードパネルＡＰ
から構成されており、複数の画素を有する。カソードパ
ネルＣＰとアノードパネルＡＰとは、それらの周縁部に
おいて、枠体３４を介して接合されている。更には、カ
ソードパネルＣＰの無効領域には、真空排気用の貫通孔
３６が設けられており、この貫通孔３６には、真空排気
後に封じ切られるチップ管３７が接続されている。枠体
３４は、セラミックス又はガラスから成り、高さは、例
えば１．０ｍｍである。場合によっては、枠体３４の代
わりに接着層のみを用いることもできる。The display device according to the third embodiment also includes a cathode panel CP in which a large number of the above-described field emission devices are formed in a two-dimensional matrix in an effective area, and an anode panel AP.
And has a plurality of pixels. The cathode panel CP and the anode panel AP are joined via a frame 34 at their peripheral edges. Furthermore, a through-hole 36 for evacuation is provided in an ineffective area of the cathode panel CP, and a chip tube 37 that is sealed off after evacuation is connected to the through-hole 36. The frame body 34 is made of ceramics or glass, and has a height of, for example, 1.0 mm. In some cases, only the adhesive layer may be used instead of the frame 34.
【００８８】アノードパネルＡＰの構造は、実施の形態
１にて説明したアノードパネルＡＰと同様の構造とする
ことができるので、詳細な説明は省略する。The structure of the anode panel AP can be the same as the structure of the anode panel AP described in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
【００８９】１画素は、カソードパネル側においてスト
ライプ状のカソード電極１１と、その上に形成された電
子放出部１５と、電界放出素子に対面するようにアノー
ドパネルＡＰの有効領域に配列された蛍光体層３１とに
よって構成されている。有効領域には、かかる画素が、
例えば数十万〜数百万個ものオーダーにて配列されてい
る。One pixel has a stripe-shaped cathode electrode 11 on the cathode panel side, an electron emission portion 15 formed thereon, and a fluorescent electrode arranged in an effective area of the anode panel AP so as to face the field emission element. And a body layer 31. In the effective area, such pixels are:
For example, they are arranged in the order of hundreds of thousands to several millions.
【００９０】カソード電極１１には相対的な負電圧が走
査回路４０から印加され、ゲート電極１３には相対的な
正電圧が制御回路４１から印加され、アノード電極３３
にはゲート電極１３よりも更に高い正電圧が加速電源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、カソード電極１１に走査回路４０から走
査信号を入力し、ゲート電極１３に制御回路４１からビ
デオ信号を入力する。カソード電極１１とゲート電極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１５から電子が放出さ
れ、この電子がアノード電極３３に引き付けられ、蛍光
体層３１に衝突する。その結果、蛍光体層３１が励起さ
れて発光し、所望の画像を得ることができる。A relative negative voltage is applied to the cathode electrode 11 from the scanning circuit 40, and a relative positive voltage is applied to the gate electrode 13 from the control circuit 41.
A positive voltage higher than that of the gate electrode 13
2 is applied. When displaying on such a display device, for example, a scanning signal is input to the cathode electrode 11 from the scanning circuit 40, and a video signal is input to the gate electrode 13 from the control circuit 41. Cathode electrode 11 and gate electrode 1
An electron is emitted from the electron-emitting portion 15 by a quantum tunnel effect due to an electric field generated when a voltage is applied between the electron-emitting device 3 and the electron-emitting device 3. As a result, the phosphor layer 31 is excited to emit light, and a desired image can be obtained.
【００９１】以下、実施の形態３における電界放出素子
及び表示装置の製造方法を、図７を参照して説明する。Hereinafter, a method of manufacturing the field emission device and the display device according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
【００９２】［工程−３００］先ず、例えばガラス基板
から成る支持体１０上にカソード電極形成用の導電材料
層を形成し、次いで、周知のリソグラフィ技術及びＲＩ
Ｅ法に基づき導電材料層をパターニングすることによっ
て、ストライプ状のカソード電極１１を支持体１０上に
形成する。ストライプ状のカソード電極１１は、図面の
紙面左右方向に延びている。導電材料層は、例えばスパ
ッタリング法により形成された厚さ約０．２μｍの銅
（Ｃｕ）層から成る。[Step-300] First, a conductive material layer for forming a cathode electrode is formed on a support 10 made of, for example, a glass substrate, and then a known lithography technique and RI
By patterning the conductive material layer based on the E method, the striped cathode electrode 11 is formed on the support 10. The striped cathode electrode 11 extends in the left-right direction on the drawing sheet. The conductive material layer is formed of, for example, a copper (Cu) layer having a thickness of about 0.2 μm formed by a sputtering method.
【００９３】［工程−３１０］次に、支持体１０及びカ
ソード電極１１上に絶縁層１２を形成する。具体的に
は、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原料ガ
スとして使用するＣＶＤ法により、全面に、厚さ約１μ
ｍの絶縁層１２を形成する。絶縁層１２の成膜条件の一
例を、下記の表５に示す。[Step-310] Next, an insulating layer 12 is formed on the support 10 and the cathode electrode 11. More specifically, for example, a thickness of about 1 μm is
m of insulating layers 12 are formed. Table 5 below shows an example of the conditions for forming the insulating layer 12.
【００９４】［表５］ ［絶縁層の成膜条件］ ＴＥＯＳ流量：８００ＳＣＣＭ Ｏ2流量 ：６００ＳＣＣＭ 圧力 ：１．１ｋＰａ ＲＦパワー ：０．７ｋＷ（１３．５６ＭＨｚ） 成膜温度 ：４００゜Ｃ[Table 5] [Insulation layer deposition conditions] TEOS flow rate: 800 SCCM O 2 flow rate: 600 SCCM Pressure: 1.1 kPa RF power: 0.7 kW (13.56 MHz) Film deposition temperature: 400 ° C.
【００９５】［工程−３２０］その後、絶縁層１２上に
第１の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成す
る。具体的には、絶縁層１２上にゲート電極を構成する
ためのクロム（Ｃｒ）から成る導電材料層をスパッタリ
ング法にて形成した後、導電材料層上にパターニングさ
れた第１のマスク材料層（図示せず）を形成し、かかる
第１のマスク材料層をエッチング用マスクとして用いて
導電材料層をエッチングして、導電材料層をストライプ
状にパターニングした後、第１のマスク材料層を除去す
る。次いで、導電材料層及び絶縁層１２上にパターニン
グされた第２のマスク材料層（図示せず）を形成し、か
かる第２のマスク材料層をエッチング用マスクとして用
いて導電材料層をエッチングする。これによって、絶縁
層１２上に第１の開口部１４Ａを有するゲート電極１３
を得ることができる。ストライプ状のゲート電極１３
は、カソード電極１１と異なる方向（例えば、図面の紙
面垂直方向）に延びている。引き続き、ゲート電極１３
に形成された第１の開口部１４Ａに連通する第２の開口
部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。具体的には、第２の
マスク材料層をエッチング用マスクとして用いて絶縁層
１２をＲＩＥ法にてエッチングした後、第２のマスク材
料層を除去する。こうして、図７の（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６に例示する。実施の形態３においては、第１の開
口部１４Ａと第２の開口部１４Ｂとは、一対一の対応関
係にある。即ち、１つの第１の開口部１４Ａに対応し
て、１つの第２の開口部１４Ｂが形成される。尚、第１
及び第２の開口部１４Ａ，１４Ｂの平面形状は、例えば
直径１μｍ〜３０μｍの円形である。これらの開口部１
４Ａ，１４Ｂを、例えば、１画素に１個〜３０００個程
度形成すればよい。[Step-320] Thereafter, the gate electrode 13 having the first opening 14A is formed on the insulating layer 12. Specifically, after a conductive material layer made of chromium (Cr) for forming a gate electrode is formed on the insulating layer 12 by a sputtering method, a first mask material layer ( (Not shown) is formed, the conductive material layer is etched using the first mask material layer as an etching mask, and the conductive material layer is patterned in a stripe shape, and then the first mask material layer is removed. . Next, a patterned second mask material layer (not shown) is formed on the conductive material layer and the insulating layer 12, and the conductive material layer is etched using the second mask material layer as an etching mask. Thereby, the gate electrode 13 having the first opening 14A on the insulating layer 12 is formed.
Can be obtained. Striped gate electrode 13
Extend in a direction different from that of the cathode electrode 11 (for example, a direction perpendicular to the plane of the drawing). Subsequently, the gate electrode 13
A second opening 14B that communicates with the first opening 14A formed in the insulating layer 12 is formed. Specifically, after the insulating layer 12 is etched by the RIE method using the second mask material layer as an etching mask, the second mask material layer is removed. Thus, the structure shown in FIG. 7A can be obtained. Table 6 below shows the etching conditions for the insulating layer 12. In the third embodiment, the first opening 14A and the second opening 14B have a one-to-one correspondence. That is, one second opening 14B is formed corresponding to one first opening 14A. The first
The planar shape of each of the second openings 14A and 14B is, for example, a circle having a diameter of 1 μm to 30 μm. These openings 1
For example, about 1 to 3000 pieces of 4A and 14B may be formed for one pixel.
【００９６】［表６］ ［絶縁層のエッチング条件］ エッチング装置：平行平板型ＲＩＥ装置 Ｃ4Ｆ8流量 ：３０ＳＣＣＭ ＣＯ流量 ：７０ＳＣＣＭ Ａｒ流量 ：３００ＳＣＣＭ 圧力 ：７．３Ｐａ ＲＦパワー ：１．３ｋＷ（１３．５６ＭＨｚ） エッチング温度：室温[Table 6] [Etching conditions for insulating layer] Etching apparatus: Parallel plate type RIE apparatus C 4 F 8 flow rate: 30 SCCM CO flow rate: 70 SCCM Ar flow rate: 300 SCCM Pressure: 7.3 Pa RF power: 1.3 kW (13) .56 MHz) Etching temperature: room temperature
【００９７】［工程−３３０］その後、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
る材料である銅（Ｃｕ）から構成されたカソード電極１
１の部分の表面に炭素薄膜２３から成る電子放出部１５
を形成する。具体的には、かかるカソード電極１１の部
分の表面に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形成
し、電子放出部１５を得る。この状態を図７の（Ｂ）に
示す。マイクロ波プラズマＣＶＤ法に基づく炭素薄膜２
３の成膜条件を、以下の表７に例示する。従来の炭素薄
膜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、実施の形態３においては、成膜温度３
００゜Ｃで安定した成膜を達成することができた。尚、
ゲート電極１３をクロム（Ｃｒ）から構成しているの
で、ゲート電極１３上に炭素薄膜が形成されることはな
い。[Step-330] Thereafter, the openings 14A,
14B, a cathode electrode 1 made of copper (Cu), which is a material having a function as a catalyst,
The electron emitting portion 15 made of a carbon thin film 23 on the surface of the portion 1
To form Specifically, a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 to obtain the electron emitting portion 15. This state is shown in FIG. Carbon thin film 2 based on microwave plasma CVD
Table 7 below illustrates the film forming conditions of No. 3. Under the conventional film forming conditions for a carbon thin film, a film forming temperature of about 900 ° C. was required.
A stable film formation was achieved at 00 ° C. still,
Since the gate electrode 13 is made of chromium (Cr), no carbon thin film is formed on the gate electrode 13.
【００９８】［表７］ ［炭素薄膜の成膜条件］ 使用ガス ：ＣＨ4／Ｈ2＝１００／１０ＳＣＣＭ 圧力 ：１．３×１０3Ｐａ マイクロ波パワー：５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 成膜温度 ：３００゜Ｃ[Table 7] [Film formation conditions for carbon thin film] Gas used: CH 4 / H 2 = 100/10 SCCM Pressure: 1.3 × 10 3 Pa Microwave power: 500 W (13.56 MHz) Film formation temperature: 300 ゜ C
【００９９】［工程−３４０］その後、実施の形態１の
［工程−１３０］と同様にして、表示装置の組み立てを
行う。[Step-340] Thereafter, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０１００】実施の形態３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カソード電極１１の部分の表面に
炭素薄膜２３から成る電子放出部１５を形成するので、
炭素薄膜２３を所望の形状にするための炭素薄膜のパタ
ーニングを行う必要が無い。In the third embodiment, the openings 14A,
Since the electron emission portion 15 made of the carbon thin film 23 is formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 which is located at the bottom of 14B and is made of a material having a kind of catalyst function,
There is no need to pattern the carbon thin film to make the carbon thin film 23 into a desired shape.
【０１０１】（実施の形態４）実施の形態４は、実施の
形態３の変形である。実施の形態３にて説明した電界放
出素子の製造方法及び表示装置の製造方法にあっては、
カソード電極１１の表面が自然酸化され、炭素薄膜２３
の形成が困難となる場合がある。実施の形態４において
は、カ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、カ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っ
て除去する。(Fourth Embodiment) The fourth embodiment is a modification of the third embodiment. In the method for manufacturing a field emission device and the method for manufacturing a display device described in Embodiment 3,
The surface of the cathode electrode 11 is naturally oxidized, and the carbon thin film 23
May be difficult to form. In the fourth embodiment, the metal oxide (so-called natural oxide film) on the surface of the cathode electrode portion is removed. The metal oxide on the surface of the cathode electrode portion is removed by a plasma reduction treatment or a cleaning treatment.
【０１０２】実施の形態４、あるいは後述する実施の形
態５により製造される電界放出素子及び表示装置の構造
は、実施の形態３にて説明した電界放出素子及び表示装
置の構造と同じであるので、詳細な説明は省略する。以
下、実施の形態４の電界放出素子の製造方法及び表示装
置の製造方法を説明する。The structure of the field emission device and the display device manufactured according to the fourth embodiment or a fifth embodiment described later is the same as the structure of the field emission device and the display device described in the third embodiment. Detailed description is omitted. Hereinafter, a method for manufacturing a field emission device and a method for manufacturing a display device according to the fourth embodiment will be described.
【０１０３】［工程−４００］先ず、実施の形態３の
［工程−３００］〜［工程−３２０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上にカソード電極１
１を形成し、次いで、支持体１０及びカソード電極１１
上に絶縁層１２を形成し、その後、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更
に、ゲート電極１３に形成された第１の開口部１４Ａに
連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。[Step-400] First, in the same manner as in [Step-300] to [Step-320] of the third embodiment, the cathode electrode 1 is placed on the support 10 made of, for example, a glass substrate.
1 and then the support 10 and the cathode electrode 11
An insulating layer 12 is formed thereon, and then a first
A gate electrode 13 having an opening 14A is formed, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12.
【０１０４】［工程−４１０］次に、開口部１４Ａ，１
４Ｂの底部に露出したカソード電極１１の部分の表面の
金属酸化物（自然酸化膜）を、以下の表８に例示するプ
ラズマ還元処理（マイクロ波プラズマ処理）に基づき除
去する。あるいは又、例えば５０％フッ酸水溶液と純水
の１：４９（容積比）混合液を用いて、露出したカソー
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。[Step-410] Next, the openings 14A, 1
The metal oxide (natural oxide film) on the surface of the cathode electrode 11 exposed at the bottom of 4B is removed based on a plasma reduction process (microwave plasma process) exemplified in Table 8 below. Alternatively, for example, a metal oxide (natural oxide film) on the exposed surface of the cathode electrode portion can be removed using a mixed solution of a 50% hydrofluoric acid aqueous solution and pure water at a ratio of 1:49 (volume ratio).
【０１０５】［表８］ 使用ガス ：Ｈ2＝１００ＳＣＣＭ 圧力 ：１．３×１０3Ｐａ マイクロ波パワー：６００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 処理温度 ：４００゜Ｃ[Table 8] Gas used: H 2 = 100 SCCM Pressure: 1.3 × 10 3 Pa Microwave power: 600 W (13.56 MHz) Processing temperature: 400 ° C.
【０１０６】［工程−４２０］その後、開口部１４Ａ，
１４Ｂの底部に露出したカソード電極１１の部分の表面
に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形成し、電子放
出部１５を得る。マイクロ波プラズマＣＶＤ法に基づく
炭素薄膜２３の成膜条件を、以下の表９に例示する。実
施の形態４においては、成膜温度２００゜Ｃで安定した
成膜を達成することができた。[Step-420] Thereafter, the openings 14A,
A carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 exposed at the bottom of 14B to obtain the electron emitting portion 15. Table 9 below shows examples of the deposition conditions of the carbon thin film 23 based on the microwave plasma CVD method. In the fourth embodiment, stable film formation was achieved at a film formation temperature of 200 ° C.
【０１０７】 ［表９］ ［炭素薄膜の成膜条件］ 使用ガス ：ＣＨ4／Ｈ2＝１００／１０ＳＣＣＭ 圧力 ：１．３×１０3Ｐａ マイクロ波パワー ：５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 成膜温度 ：２００゜Ｃ[Table 9] [Film formation conditions for carbon thin film] Gas used: CH 4 / H 2 = 100/10 SCCM Pressure: 1.3 × 10 3 Pa Microwave power: 500 W (13.56 MHz) Film formation temperature: 200 ゜ C
【０１０８】［工程−４３０］その後、実施の形態１の
［工程−１３０］と同様にして、表示装置の組み立てを
行う。[Step-430] Thereafter, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０１０９】実施の形態４においては、開口部１４Ａ，
１４Ｂの底部に露出したカソード電極１１の部分の表面
の金属酸化物（自然酸化膜）を除去した後、かかるカソ
ード電極部分の部分の表面に炭素薄膜を形成するので、
より一層低い温度での炭素薄膜の形成が可能となる。In the fourth embodiment, openings 14A,
After removing the metal oxide (natural oxide film) on the surface of the cathode electrode 11 exposed at the bottom of 14B, a carbon thin film is formed on the surface of the cathode electrode portion.
It becomes possible to form a carbon thin film at a lower temperature.
【０１１０】（実施の形態５）実施の形態５も、第３の
態様の変形である。実施の形態５においては、開口部１
４Ａ，１４Ｂの底部に露出したカソード電極１１の部分
の表面に凹凸を形成する。これによって、その上に形成
される炭素薄膜には突起部が形成される結果、高い電子
放出効率を有する電界放出素子を得ることができる。以
下、実施の形態５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。(Embodiment 5) Embodiment 5 is also a modification of the third mode. In the fifth embodiment, the opening 1
Irregularities are formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 exposed at the bottoms of 4A and 14B. As a result, a projection is formed on the carbon thin film formed thereon, so that a field emission device having high electron emission efficiency can be obtained. Hereinafter, a method for manufacturing the field emission device and the display device according to the fifth embodiment will be described.
【０１１１】［工程−５００］先ず、実施の形態３の
［工程−３００］〜［工程−３２０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上にカソード電極１
１を形成し、次いで、支持体１０及びカソード電極１１
上に絶縁層１２を形成し、その後、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更
に、ゲート電極１３に形成された第１の開口部１４Ａに
連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。[Step-500] First, in the same manner as in [Step-300] to [Step-320] of the third embodiment, the cathode electrode 1 is placed on the support 10 made of, for example, a glass substrate.
1 and then the support 10 and the cathode electrode 11
An insulating layer 12 is formed thereon, and then a first
A gate electrode 13 having an opening 14A is formed, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12.
【０１１２】［工程−５１０］その後、開口部１４Ａ，
１４Ｂの底部に位置するカソード電極１１の部分の表面
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。[Step-510] Thereafter, the openings 14A,
The surface of the portion of the cathode electrode 11 located at the bottom of 14B is etched to form irregularities. Table 10 below shows examples of the etching conditions.
【０１１３】［表１０］ エッチング溶液：塩酸１％水溶液 処理時間 ：５分間[Table 10] Etching solution: 1% aqueous solution of hydrochloric acid Treatment time: 5 minutes
【０１１４】［工程−５２０］その後、実施の形態３の
［工程−３３０］と同様の工程を実行することによっ
て、開口部１４Ａ，１４Ｂの底部に位置するカソード電
極１１の部分の表面に炭素薄膜２３から成る電子放出部
１５を形成する。具体的には、かかるカソード電極１１
の部分の表面に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形
成し、電子放出部１５を得る。マイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法に基づく炭素薄膜２３の成膜条件を、以下の表１１
に例示する。従来の炭素薄膜の成膜条件においては、９
００゜Ｃ程度の成膜温度が必要とされたが、実施の形態
５においては、成膜温度２００゜Ｃで安定した成膜を達
成することができた。[Step-520] Thereafter, by performing the same step as [Step-330] of the third embodiment, a carbon thin film is formed on the surface of the cathode electrode 11 located at the bottom of the openings 14A and 14B. The electron emission portion 15 including 23 is formed. Specifically, such a cathode electrode 11
Then, a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the surface of the portion to obtain the electron emitting portion 15. Microwave plasma CV
The deposition conditions of the carbon thin film 23 based on the D method are shown in Table 11 below.
An example is shown below. Under the conventional carbon thin film forming conditions, 9
Although a film formation temperature of about 00 ° C. was required, in the fifth embodiment, a stable film formation could be achieved at a film formation temperature of 200 ° C.
【０１１５】［表１１］ ［炭素薄膜の成膜条件］ 使用ガス ：ＣＨ4／Ｈ2＝１００／１０ＳＣＣＭ 圧力 ：７×１０2Ｐａ マイクロ波パワー：７００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 成膜温度 ：２００゜Ｃ[Table 11] [Film formation conditions for carbon thin film] Gas used: CH 4 / H 2 = 100/10 SCCM Pressure: 7 × 10 2 Pa Microwave power: 700 W (13.56 MHz) Film formation temperature: 200 ° C
【０１１６】［工程−５３０］その後、実施の形態１の
［工程−１３０］と同様にして、表示装置の組み立てを
行う。[Step-530] Thereafter, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０１１７】尚、実施の形態５にて説明した開口部１４
Ａ，１４Ｂの底部に露出したカソード電極１１の部分の
表面に凹凸を形成する工程を、実施の形態４に適用する
ことができる。また、実施の形態４にて説明した金属酸
化物（自然酸化膜）の除去を、実施の形態５に適用する
こともできる。The opening 14 described in the fifth embodiment
The step of forming irregularities on the surface of the portion of the cathode electrode 11 exposed at the bottoms of A and 14B can be applied to the fourth embodiment. Further, the removal of the metal oxide (natural oxide film) described in the fourth embodiment can be applied to the fifth embodiment.
【０１１８】（実施の形態６）実施の形態６は、本発明
の電子放出装置、第２の態様に係る電界放出素子、第３
の態様に係る表示装置、及び、第１の態様に係る製造方
法に関する。(Embodiment 6) Embodiment 6 is directed to an electron emission device according to the present invention, a field emission device according to the second embodiment, and a third embodiment.
And a manufacturing method according to the first aspect.
【０１１９】実施の形態６の電界放出素子の模式的な一
部端面図を図１１の（Ｂ）に示し、表示装置の模式的な
一部端面図を図８に示す。この電界放出素子は、支持体
１０上に形成されたカソード電極１１、及び、カソード
電極１１の上方に形成され、第１の開口部１４Ａを有す
るゲート電極１３から成る。そして、開口部１４Ａ，１
４Ｂの底部に位置するカソード電極１１の部分の表面に
形成された炭素薄膜選択成長領域２０、及び、炭素薄膜
選択成長領域２０上に形成された炭素薄膜２３から成る
電子放出部を更に備えている。実施の形態６において
は、炭素薄膜選択成長領域２０は、表面にニッケル（Ｎ
ｉ）から成る金属粒子２１が付着したカソード電極１１
の部分である。FIG. 11B is a schematic partial end view of the field emission device according to the sixth embodiment, and FIG. 8 is a schematic partial end view of the display device. This field emission device includes a cathode electrode 11 formed on a support 10 and a gate electrode 13 formed above the cathode electrode 11 and having a first opening 14A. Then, the openings 14A, 1
4B further includes an electron emitting portion including a carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 located at the bottom of 4B, and a carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20. . In the sixth embodiment, the carbon thin film selective growth region 20 has nickel (N
cathode electrode 11 to which metal particles 21 comprising i) are attached
Part.
【０１２０】実施の形態６の電界放出素子においては、
支持体１０及びカソード電極１１上には絶縁層１２が形
成されており、ゲート電極１３に設けられた第１の開口
部１４Ａに連通した第２の開口部１４Ｂが絶縁層１２に
設けられており、第２の開口部１４Ｂの底部に炭素薄膜
２３が位置する。In the field emission device of the sixth embodiment,
An insulating layer 12 is formed on the support 10 and the cathode electrode 11, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A provided in the gate electrode 13 is provided in the insulating layer 12. The carbon thin film 23 is located at the bottom of the second opening 14B.
【０１２１】実施の形態６の表示装置の構成例を図８に
示す。表示装置は、上述のような電界放出素子が有効領
域に多数形成されたカソードパネルＣＰと、アノードパ
ネルＡＰから構成されており、複数の画素から構成さ
れ、各画素は、電界放出素子と、電界放出素子に対向し
て基板３０上に設けられたアノード電極３３及び蛍光体
層３１から構成されている。カソードパネルＣＰとアノ
ードパネルＡＰとは、それらの周縁部において、枠体３
４を介して接合されている。図８に示す端面図には、カ
ソードパネルＣＰ上において、１本のカソード電極１１
につき開口部１４Ａ，１４Ｂ及び電子放出部である炭素
薄膜２３を、図面の簡素化のために２つずつ示している
が、これに限定するものではなく、また、電界放出素子
の基本的な構成は図１１の（Ｂ）に示したとおりであ
る。更には、カソードパネルＣＰの無効領域には、真空
排気用の貫通孔３６が設けられており、この貫通孔３６
には、真空排気後に封じ切られるチップ管３７が接続さ
れている。但し、図８は表示装置の完成状態を示してお
り、図示したチップ管３７は既に封じ切られている。FIG. 8 shows an example of the configuration of the display device according to the sixth embodiment. The display device includes a cathode panel CP in which a large number of field emission devices as described above are formed in an effective area, and an anode panel AP, and includes a plurality of pixels. Each pixel includes a field emission device and an electric field emission device. It comprises an anode electrode 33 and a phosphor layer 31 provided on a substrate 30 facing the emission element. The cathode panel CP and the anode panel AP have their frame 3
4 are joined. The end view shown in FIG. 8 shows one cathode electrode 11 on the cathode panel CP.
The openings 14A and 14B and the carbon thin film 23 serving as an electron emitting portion are shown two by two for simplification of the drawing, but the present invention is not limited to this, and the basic configuration of the field emission device is also shown. Is as shown in FIG. Further, a through-hole 36 for evacuation is provided in an ineffective area of the cathode panel CP.
Is connected to a chip tube 37 that is sealed off after evacuation. However, FIG. 8 shows a completed state of the display device, and the illustrated chip tube 37 is already sealed off.
【０１２２】アノードパネルＡＰの構造は、実施の形態
１にて説明したアノードパネルＡＰと同様の構造とする
ことができるので、詳細な説明は省略する。The structure of the anode panel AP can be the same as the structure of the anode panel AP described in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
【０１２３】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、実施の形態３にて説明した表示装置の
動作を同様とすることができるので、詳細な説明は省略
する。The operation of the display device when performing display on this display device can be similar to the operation of the display device described in the third embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
【０１２４】以下、実施の形態６の電界放出素子の製造
方法及び表示装置の製造方法を、図８〜図１１を参照し
て説明する。Hereinafter, a method for manufacturing a field emission device and a method for manufacturing a display device according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS.
【０１２５】［工程−６００］先ず、例えばガラス基板
から成る支持体１０上にカソード電極形成用の導電材料
層を形成し、次いで、周知のリソグラフィ技術及びＲＩ
Ｅ法に基づき導電材料層をパターニングすることによっ
て、ストライプ状のカソード電極１１を支持体１０上に
形成する（図９の（Ａ）参照）。ストライプ状のカソー
ド電極１１は、図面の紙面左右方向に延びている。導電
材料層は、例えばスパッタリング法により形成された厚
さ約０．２μｍのクロム（Ｃｒ）層から成る。スパッタ
リング法によるクロム層の成膜条件及びエッチング条件
は、表１及び表２に例示したと同様とすればよい。[Step-600] First, a conductive material layer for forming a cathode electrode is formed on a support 10 made of, for example, a glass substrate.
By patterning the conductive material layer based on the E method, the striped cathode electrode 11 is formed on the support 10 (see FIG. 9A). The striped cathode electrode 11 extends in the left-right direction on the drawing sheet. The conductive material layer is, for example, a chromium (Cr) layer having a thickness of about 0.2 μm formed by a sputtering method. The conditions for forming and etching the chromium layer by the sputtering method may be the same as those illustrated in Tables 1 and 2.
【０１２６】［工程−６１０］次に、支持体１０及びカ
ソード電極１１上に絶縁層１２を形成する。具体的に
は、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原料ガ
スとして使用するＣＶＤ法により、全面に、厚さ約１μ
ｍの絶縁層１２を形成する。絶縁層１２の成膜条件は表
５と同様とすればよい。[Step-610] Next, the insulating layer 12 is formed on the support 10 and the cathode electrode 11. More specifically, for example, a thickness of about 1 μm is
m of insulating layers 12 are formed. The conditions for forming the insulating layer 12 may be the same as those in Table 5.
【０１２７】［工程−６２０］その後、絶縁層１２上に
第１の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成す
る。具体的には、絶縁層１２上にゲート電極を構成する
ためのクロム（Ｃｒ）から成る導電材料層を表１に示し
た条件の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表２に例示した条件
にてエッチングして、導電材料層をストライプ状にパタ
ーニングした後、第１のマスク材料層を除去する。次い
で、導電材料層及び絶縁層１２上にパターニングされた
第２のマスク材料層（図示せず）を形成し、かかる第２
のマスク材料層をエッチング用マスクとして用いて導電
材料層を表２に例示した条件にてエッチングする。これ
によって、絶縁層１２上に第１の開口部１４Ａを有する
ゲート電極１３を得ることができる。ストライプ状のゲ
ート電極１３は、カソード電極１１と異なる方向（例え
ば、図面の紙面垂直方向）に延びている。[Step-620] Thereafter, the gate electrode 13 having the first opening 14A is formed on the insulating layer 12. Specifically, a conductive material layer made of chromium (Cr) for forming a gate electrode was formed on the insulating layer 12 by a sputtering method under the conditions shown in Table 1, and then patterned on the conductive material layer. A first mask material layer (not shown) is formed, and the conductive material layer is etched using the first mask material layer as an etching mask under the conditions shown in Table 2 to form a stripe of the conductive material layer. After patterning in the shape, the first mask material layer is removed. Next, a patterned second mask material layer (not shown) is formed on the conductive material layer and the insulating layer 12, and the second mask material layer (not shown) is formed.
The conductive material layer is etched under the conditions exemplified in Table 2 using the mask material layer described above as an etching mask. Thereby, the gate electrode 13 having the first opening 14A on the insulating layer 12 can be obtained. The striped gate electrode 13 extends in a direction different from that of the cathode electrode 11 (for example, in a direction perpendicular to the plane of the drawing of the drawing).
【０１２８】［工程−６３０］次いで、引き続き、ゲー
ト電極１３に形成された第１の開口部１４Ａに連通する
第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。具体的に
は、第２のマスク材料層をエッチング用マスクとして用
いて絶縁層１２をＲＩＥ法にてエッチングした後、第２
のマスク材料層を除去する。こうして、図９の（Ｂ）に
示す構造を得ることができる。絶縁層１２のエッチング
条件は表６に例示したと同様とすればよい。実施の形態
６においては、第１の開口部１４Ａと第２の開口部１４
Ｂとは、一対一の対応関係にある。即ち、１つの第１の
開口部１４Ａに対応して、１つの第２の開口部１４Ｂが
形成される。尚、第１及び第２の開口部１４Ａ，１４Ｂ
の平面形状は、例えば直径１μｍ〜３０μｍの円形であ
る。これらの開口部１４Ａ，１４Ｂを、例えば、１画素
に１個〜３０００個程度形成すればよい。[Step-630] Subsequently, a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12. Specifically, after the insulating layer 12 is etched by RIE using the second mask material layer as an etching mask,
Is removed. Thus, the structure shown in FIG. 9B can be obtained. The etching conditions for the insulating layer 12 may be the same as those illustrated in Table 6. In the sixth embodiment, the first opening 14A and the second opening 14A
B has a one-to-one correspondence. That is, one second opening 14B is formed corresponding to one first opening 14A. The first and second openings 14A, 14B
Is a circle having a diameter of, for example, 1 μm to 30 μm. These openings 14A and 14B may be formed, for example, in a number of about 1 to 3000 per pixel.
【０１２９】［工程−６４０］その後、第２の開口部１
４Ｂの底部に位置するカソード電極１１の部分の表面に
炭素薄膜選択成長領域２０を形成する。そのために、先
ず、第２の開口部１４Ｂの底部の中央部にカソード電極
１１の表面が露出したマスク層１１６を形成する（図９
の（Ｃ）参照）。具体的には、レジスト材料層をスピン
コート法にて開口部１４Ａ，１４Ｂ内を含む全面に成膜
した後、リソグラフィ技術に基づき、第２の開口部１４
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１１６を得ることができ
る。実施の形態６においては、マスク層１１６は、第２
の開口部１４Ｂの底部に位置するカソード電極１１の一
部分、第２の開口部１４Ｂの側壁、第１の開口部１４Ａ
の側壁、ゲート電極１３及び絶縁層１２を被覆してい
る。これによって、次の工程で、第２の開口部１４Ｂの
底部の中央部に位置するカソード電極１１の部分の表面
に炭素薄膜選択成長領域を形成するが、カソード電極１
１とゲート電極１３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。[Step-640] Thereafter, the second opening 1
The carbon thin film selective growth region 20 is formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 located at the bottom of 4B. To this end, first, a mask layer 116 in which the surface of the cathode electrode 11 is exposed is formed at the center of the bottom of the second opening 14B (FIG. 9).
(C)). Specifically, after a resist material layer is formed on the entire surface including the insides of the openings 14A and 14B by the spin coating method, the second opening 14 is formed based on the lithography technique.
The mask layer 116 can be obtained by forming a hole in the resist material layer located at the center of the bottom of B. In the sixth embodiment, the mask layer 116
Of the cathode electrode 11 located at the bottom of the opening 14B, the side wall of the second opening 14B, and the first opening 14A.
, The gate electrode 13 and the insulating layer 12. Thus, in the next step, a carbon thin film selective growth region is formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 located at the center of the bottom of the second opening 14B.
1 and the gate electrode 13 can be reliably prevented from being short-circuited by metal particles.
【０１３０】次に、露出したカソード電極１１の表面を
含むマスク層１１６上に、金属粒子を付着させる。具体
的には、ニッケル（Ｎｉ）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、カソー
ド電極部分の表面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１１６を除去し、４００゜Ｃ程度
に加熱することによって溶媒を除去し、露出したカソー
ド電極１１の表面に金属粒子２１を残すことで、炭素薄
膜選択成長領域２０を得ることができる（図１０の
（Ａ）参照）。尚、ポリシロキサンは、露出したカソー
ド電極１１の表面に金属粒子２１を固定させる機能（所
謂、接着機能）を有する。Next, metal particles are adhered on the mask layer 116 including the exposed surface of the cathode electrode 11. Specifically, a solution in which nickel (Ni) fine particles are dispersed in a polysiloxane solution (using isopropyl alcohol as a solvent) is applied to the entire surface by a spin coat method, and the surface of the cathode electrode portion is coated with the solvent and metal particles. Is formed. Thereafter, the mask layer 116 is removed, the solvent is removed by heating to about 400 ° C., and the metal particles 21 are left on the exposed surface of the cathode electrode 11, whereby the carbon thin film selective growth region 20 can be obtained. (See FIG. 10A). The polysiloxane has a function of fixing the metal particles 21 to the exposed surface of the cathode electrode 11 (so-called adhesive function).
【０１３１】［工程−６５０］その後、炭素薄膜選択成
長領域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形
成し、電子放出部を得る。この状態を図１０の（Ｂ）及
び図１１の（Ａ）に示すが、図１０の（Ｂ）はゲート電
極１３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１１の（Ａ）はカソード電極１１
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ＣＶＤ法に基づく炭素
薄膜２３の成膜条件を、以下の表１２に例示する。従来
の炭素薄膜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、実施の形態６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。[Step-650] Thereafter, a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 to obtain an electron emitting portion. This state is shown in FIGS. 10B and 11A. FIG. 10B is a schematic partial end view of the field emission device viewed from the direction in which the gate electrode 13 extends. FIG. 11A shows the cathode electrode 11.
FIG. 4 is a schematic partial end view of the field emission element viewed from the direction in which the field emission device extends. Table 12 below shows conditions for forming the carbon thin film 23 based on the microwave plasma CVD method. Under the conventional carbon thin film forming conditions, a film forming temperature of about 900 ° C. was required. However, in the sixth embodiment, a stable film forming can be achieved at a film forming temperature of 500 ° C. Was.
【０１３２】［表１２］ ［炭素薄膜の成膜条件］ 使用ガス ：ＣＨ4／Ｈ2＝１００／１０ＳＣＣＭ 圧力 ：１．３×１０3Ｐａ マイクロ波パワー：５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 成膜温度 ：５００゜Ｃ[Table 12] [Film formation conditions for carbon thin film] Gas used: CH 4 / H 2 = 100/10 SCCM Pressure: 1.3 × 10 3 Pa Microwave power: 500 W (13.56 MHz) Film formation temperature: 500 ゜ C
【０１３３】［工程−６６０］その後、絶縁層１２に設
けられた第２の開口部１４Ｂの側壁面を等方的なエッチ
ングによって後退させることが、ゲート電極１３の開口
端部を露出させるといった観点から、好ましい。こうし
て、図１１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、炭素薄膜選択成長領域２０が表
面に形成された導電体層（実施の形態６においてはカソ
ード電極１１が相当する）、及び、炭素薄膜選択成長領
域２０上に形成された炭素薄膜２３から成る電子放出部
から構成された電子放出装置を得ることができる。尚、
等方的なエッチングは、ケミカルドライエッチングのよ
うにラジカルを主エッチング種として利用するドライエ
ッチング、或いはエッチング液を利用するウェットエッ
チングにより行うことができる。エッチング液として
は、例えば４９％フッ酸水溶液と純水の１：１００（容
積比）混合液を用いることができる。[Step-660] Thereafter, the side wall surface of the second opening 14B provided in the insulating layer 12 is receded by isotropic etching to expose the opening end of the gate electrode 13. Is preferred. Thus, the field emission device shown in FIG. 11B can be completed. Alternatively, the conductive layer having the carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface thereof (corresponding to the cathode electrode 11 in the sixth embodiment) and the carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20 Thus, an electron emission device including the electron emission portion can be obtained. still,
The isotropic etching can be performed by dry etching using radicals as a main etching species, such as chemical dry etching, or wet etching using an etchant. As the etchant, for example, a mixture of a 49% hydrofluoric acid aqueous solution and pure water at a ratio of 1: 100 (volume ratio) can be used.
【０１３４】［工程−６７０］その後、実施の形態１の
［工程−１３０］と同様にして、表示装置の組み立てを
行う。[Step-670] Thereafter, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０１３５】かかる構成を有する表示装置において、電
界放出素子の電子放出部は第２の開口部１４Ｂの底部に
露出した、仕事関数の低い平面状の炭素薄膜２３から成
り、その加工には、従来のスピント型素子に関して必要
とされた複雑、且つ、高度な加工技術を何ら要しない。
しかも、炭素薄膜２３のエッチング加工が不要である。
従って、表示装置の有効領域の面積が増大し、これに伴
って電子放出部の形成数が著しく増大した場合にも、有
効領域の全域に亙って各電子放出部の電子放出効率を均
一化し、輝度ムラが極めて少ない高画質の表示装置を実
現することができる。In the display device having such a configuration, the electron emission portion of the field emission element is formed of a flat carbon thin film 23 having a low work function and exposed at the bottom of the second opening 14B. No complicated and advanced processing technology required for the Spindt-type element is required.
Moreover, the etching of the carbon thin film 23 is unnecessary.
Therefore, even when the area of the effective region of the display device is increased and the number of formed electron emitting portions is significantly increased, the electron emission efficiency of each electron emitting portion is made uniform over the entire effective region. In addition, it is possible to realize a high-quality display device with extremely small luminance unevenness.
【０１３６】（実施の形態７）実施の形態７は、実施の
形態６にて説明した電界放出素子の製造方法及び表示装
置の製造方法の変形である。実施の形態６にて説明した
電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法にあっ
ては、カソード電極部分の表面に金属粒子２１を付着さ
せた後、直ちに、炭素薄膜２３を形成しないと、金属粒
子２１の表面が自然酸化され、炭素薄膜２３の形成が困
難となる場合がある。実施の形態７においては、炭素薄
膜選択成長領域２０を形成すべきカソード電極１１の部
分の表面に、金属粒子２１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。(Embodiment 7) Embodiment 7 is a modification of the method of manufacturing a field emission device and the method of manufacturing a display device described in Embodiment 6. In the method for manufacturing a field emission device and the method for manufacturing a display device described in the sixth embodiment, after the metal particles 21 are attached to the surface of the cathode electrode portion, unless the carbon thin film 23 is formed immediately, In some cases, the surface of the metal particles 21 is naturally oxidized, and it is difficult to form the carbon thin film 23. In the seventh embodiment, after the metal particles 21 are attached to the surface of the portion of the cathode electrode 11 where the carbon thin film selective growth region 20 is to be formed, the metal particles 2
The metal oxide (so-called natural oxide film) on the surface of the substrate 1 is removed. The metal oxide on the surface of the metal particles is removed by a plasma reduction treatment or a cleaning treatment.
【０１３７】実施の形態７、あるいは後述する実施の形
態８〜実施の形態１７により製造される電子放出装置、
電界放出素子及び表示装置の構造は、実施の形態６にて
説明した電子放出装置、電界放出素子及び表示装置の構
造と同じであるので、詳細な説明は省略する。以下、実
施の形態７の電界放出素子の製造方法及び表示装置の製
造方法を説明する。An electron-emitting device manufactured according to Embodiment 7 or Embodiments 8 to 17 described later,
The structure of the field emission device and the display device is the same as the structure of the electron emission device, the field emission device and the display device described in Embodiment 6, and thus the detailed description is omitted. Hereinafter, a method for manufacturing the field emission device and a method for manufacturing the display device according to the seventh embodiment will be described.
【０１３８】［工程−７００］先ず、実施の形態６の
［工程−６００］〜［工程−６３０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上にカソード電極１
１を形成し、次いで、支持体１０及びカソード電極１１
上に絶縁層１２を形成し、その後、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更
に、ゲート電極１３に形成された第１の開口部１４Ａに
連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。[Step-700] First, in the same manner as in [Step-600] to [Step-630] of the sixth embodiment, the cathode electrode 1 is formed on the support 10 made of, for example, a glass substrate.
1 and then the support 10 and the cathode electrode 11
An insulating layer 12 is formed thereon, and then a first
A gate electrode 13 having an opening 14A is formed, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12.
【０１３９】［工程−７１０］その後、実施の形態６の
［工程−６４０］と同様にして、第２の開口部１４Ｂの
底部の中央部にカソード電極１１の表面が露出したマス
ク層１１６を形成する。次に、露出したカソード電極１
１の表面を含むマスク層１１６上に、金属粒子を付着さ
せる。具体的には、モリブデン（Ｍｏ）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、カソード電極部分の表面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１１６を除去し、４
００゜Ｃ程度に加熱することによって溶媒を十分に除去
し、露出したカソード電極１１の表面に金属粒子２１を
残すことで、炭素薄膜選択成長領域２０を得ることがで
きる。[Step-710] Then, similarly to [Step-640] of the sixth embodiment, a mask layer 116 in which the surface of cathode electrode 11 is exposed is formed at the center of the bottom of second opening 14B. I do. Next, the exposed cathode electrode 1
Metal particles are deposited on the mask layer 116 including the surface of the first. Specifically, a solution in which molybdenum (Mo) fine particles are dispersed in a polysiloxane solution (using isopropyl alcohol as a solvent) is applied over the entire surface by a spin coating method, and the surface of the cathode electrode portion is coated with the solvent and metal particles from the solvent and metal particles. Is formed. After that, the mask layer 116 is removed and 4
The solvent is sufficiently removed by heating to about 00 ° C. and the metal particles 21 are left on the exposed surface of the cathode electrode 11, whereby the carbon thin film selective growth region 20 can be obtained.
【０１４０】［工程−７２０］次に、金属粒子２１の表
面の金属酸化物（自然酸化膜）を、表８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５０％フッ酸水溶液
と純水の１：４９（容積比）混合液を用いて、金属粒子
２１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。[Step-720] Next, the metal oxide (natural oxide film) on the surface of the metal particle 21 is removed based on the same plasma reduction treatment (microwave plasma treatment) as illustrated in Table 8. Alternatively, for example, a metal oxide (natural oxide film) on the surface of the metal particles 21 can be removed using a mixed solution of a 50% hydrofluoric acid aqueous solution and pure water at a ratio of 1:49 (volume ratio).
【０１４１】［工程−７３０］その後、炭素薄膜選択成
長領域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形
成し、電子放出部を得る。マイクロ波プラズマＣＶＤ法
に基づく炭素薄膜２３の成膜条件を、以下の表１３に例
示する。実施の形態７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。[Step-730] Then, a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 to obtain an electron emitting portion. Table 13 below shows conditions for forming the carbon thin film 23 based on the microwave plasma CVD method. In Embodiment 7, the film formation temperature is 400 ° C.
Thus, a stable film formation could be achieved.
【０１４２】 ［表１３］ ［炭素薄膜の成膜条件］ 使用ガス ：ＣＨ4／Ｈ2＝１００／１０ＳＣＣＭ 圧力 ：１．３×１０3Ｐａ マイクロ波パワー ：５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 成膜温度 ：４００゜Ｃ[Table 13] [Film formation conditions of carbon thin film] Gas used: CH 4 / H 2 = 100/10 SCCM Pressure: 1.3 × 10 3 Pa Microwave power: 500 W (13.56 MHz) Film formation temperature: 400 ゜ C
【０１４３】［工程−７４０］その後、実施の形態６の
［工程−６６０］と同様にして、図１１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、炭素薄膜選択成長領域２０が表面に形成された
導電体層（実施の形態７においてはカソード電極１１が
相当する）、及び、炭素薄膜選択成長領域２０上に形成
された炭素薄膜２３から成る電子放出部から構成された
電子放出装置を得ることができる。更に、実施の形態１
の［工程−１３０］と同様にして、表示装置の組み立て
を行う。[Step-740] Thereafter, in the same manner as in [Step-660] of the sixth embodiment, a field emission device similar to that shown in FIG. 11B can be completed. Alternatively, the conductive layer having the carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface thereof (corresponding to the cathode electrode 11 in the seventh embodiment) and the carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20 Thus, an electron emission device including the electron emission portion can be obtained. Further, Embodiment 1
The display device is assembled in the same manner as in [Step-130].
【０１４４】（実施の形態８）実施の形態８も、実施の
形態６にて説明した電界放出素子の製造方法及び表示装
置の製造方法の変形である。実施の形態６にて説明した
電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法にあっ
ては、カソード電極部分の表面に金属粒子２１を付着さ
せた。一方、実施の形態８においては、カソード電極部
分の表面に、コバルト（Ｃｏ）から成る金属粒子２１を
付着させた後、更に、硫黄（Ｓ）を付着させる。以下、
実施の形態８の電界放出素子の製造方法及び表示装置の
製造方法を説明する。(Eighth Embodiment) An eighth embodiment is also a modification of the method of manufacturing a field emission device and the method of manufacturing a display device described in the sixth embodiment. In the method for manufacturing a field emission device and the method for manufacturing a display device described in the sixth embodiment, metal particles 21 are attached to the surface of the cathode electrode portion. On the other hand, in Embodiment 8, after the metal particles 21 made of cobalt (Co) are attached to the surface of the cathode electrode portion, sulfur (S) is further attached. Less than,
A method for manufacturing a field emission device and a method for manufacturing a display device according to the eighth embodiment will be described.
【０１４５】［工程−８００］先ず、実施の形態６の
［工程−６００］〜［工程−６３０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上にカソード電極１
１を形成し、次いで、支持体１０及びカソード電極１１
上に絶縁層１２を形成し、その後、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更
に、ゲート電極１３に形成された第１の開口部１４Ａに
連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。[Step-800] First, in the same manner as in [Step-600] to [Step-630] of the sixth embodiment, the cathode electrode 1 is placed on the support 10 made of, for example, a glass substrate.
1 and then the support 10 and the cathode electrode 11
An insulating layer 12 is formed thereon, and then a first
A gate electrode 13 having an opening 14A is formed, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12.
【０１４６】［工程−８１０］その後、実施の形態６の
［工程−６４０］と同様にして、第２の開口部１４Ｂの
底部の中央部にカソード電極１１の表面が露出したマス
ク層１１６を形成する。次に、露出したカソード電極１
１の表面を含むマスク層１１６上に、金属粒子を付着さ
せる。具体的には、実施の形態６と同様に、コバルト
（Ｃｏ）微粒子をポリシロキサン溶液中に分散させた溶
液をスピンコート法にて全面に塗布し、溶媒と金属粒子
から成る層をカソード電極部分の表面に形成する。その
後、チオナフテン溶液をスピンコート法にて全面に塗布
する。次いで、マスク層１１６を除去し、加熱処理（例
えば、３００゜Ｃ、３０分）を施すことによって溶媒を
十分に除去し、露出したカソード電極１１の表面に金属
粒子２１を残すことで、炭素薄膜選択成長領域２０を得
ることができ、しかも、炭素薄膜選択成長領域２０の表
面に硫黄（Ｓ）を付着させることができる。これによっ
て、炭素薄膜の選択成長性を一層向上させることができ
る。尚、コバルト（Ｃｏ）微粒子をポリシロキサン溶液
中に分散させた溶液の塗布、乾燥（加熱）、チオナフテ
ン溶液の塗布、乾燥（加熱）の順に実行し、露出したカ
ソード電極１１の表面に金属粒子２１を残し、硫黄
（Ｓ）が付着した炭素薄膜選択成長領域２０を得ること
もできる。また、その後、実施の形態７の［工程−７２
０］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。[Step-810] Then, similarly to [Step-640] of the sixth embodiment, a mask layer 116 in which the surface of cathode electrode 11 is exposed is formed at the center of the bottom of second opening 14B. I do. Next, the exposed cathode electrode 1
Metal particles are deposited on the mask layer 116 including the surface of the first. Specifically, as in Embodiment 6, a solution in which cobalt (Co) fine particles are dispersed in a polysiloxane solution is applied to the entire surface by spin coating, and a layer composed of a solvent and metal particles is applied to the cathode electrode portion. Formed on the surface of Thereafter, a thionaphthene solution is applied to the entire surface by spin coating. Next, the mask layer 116 is removed, and a heat treatment (for example, 300 ° C., 30 minutes) is performed to sufficiently remove the solvent, and the metal thin film 21 is left on the exposed surface of the cathode electrode 11, thereby forming a carbon thin film. The selective growth region 20 can be obtained, and sulfur (S) can be attached to the surface of the carbon thin film selective growth region 20. Thereby, the selective growth of the carbon thin film can be further improved. The application of a solution in which cobalt (Co) fine particles are dispersed in a polysiloxane solution, drying (heating), application of a thionaphthene solution, and drying (heating) are performed in this order, and the metal particles 21 are exposed on the exposed surface of the cathode electrode 11. And the carbon thin film selective growth region 20 to which sulfur (S) is attached can be obtained. After that, [Step-72] of the seventh embodiment.
0], the metal oxide (natural oxide film) on the surface of the metal particle 21 may be removed.
【０１４７】［工程−８２０］その後、実施の形態７の
［工程−７３０］と同様にして、炭素薄膜選択成長領域
２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形成し、
電子放出部を得る。次いで、実施の形態６の［工程−６
６０］と同様にして、図１１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、炭
素薄膜選択成長領域２０が表面に形成された導電体層
（実施の形態８においてはカソード電極１１が相当す
る）、及び、炭素薄膜選択成長領域２０上に形成された
炭素薄膜２３から成る電子放出部から構成された電子放
出装置を得ることができる。更に、実施の形態１の［工
程−１３０］と同様にして、表示装置の組み立てを行
う。[Step-820] Thereafter, a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 in the same manner as in [Step-730] of the seventh embodiment.
Obtain an electron emission part. Next, [Step-6] of Embodiment 6
60], a field emission device similar to that shown in FIG. 11B can be completed. Alternatively, the conductive layer having the carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface thereof (corresponding to the cathode electrode 11 in the eighth embodiment) and the carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20 Thus, an electron emission device including the electron emission portion can be obtained. Further, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０１４８】（実施の形態９）実施の形態９も、実施の
形態６にて説明した電界放出素子の製造方法及び表示装
置の製造方法の変形である。実施の形態６にて説明した
電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法にあっ
ては、カソード電極部分の表面に金属粒子２１を付着さ
せた。一方、実施の形態９においては、カソード電極部
分の表面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ード電極部
分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、表面に金属粒子が付着した
カソード電極の部分から成る炭素薄膜選択成長領域を得
る工程から成る。具体的には、溶媒と金属化合物粒子
（実施の形態９においてはヨウ化銅）から成る層をカソ
ード電極部分の表面に形成した後、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、表面に金
属粒子（銅粒子）が付着したカソード電極の部分から成
る炭素薄膜選択成長領域を得る。以下、実施の形態９の
電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法を説明
する。Ninth Embodiment A ninth embodiment is also a modification of the method of manufacturing a field emission device and the method of manufacturing a display device described in the sixth embodiment. In the method for manufacturing a field emission device and the method for manufacturing a display device described in the sixth embodiment, metal particles 21 are attached to the surface of the cathode electrode portion. On the other hand, in the ninth embodiment, the step of attaching the metal particles to the surface of the cathode electrode portion comprises: attaching the metal compound particles containing metal atoms constituting the metal particles to the surface of the cathode electrode portion; Is heated to decompose it, thereby obtaining a carbon thin film selective growth region consisting of a portion of the cathode electrode having metal particles adhered to the surface. Specifically, after a layer composed of a solvent and metal compound particles (copper iodide in the ninth embodiment) is formed on the surface of the cathode electrode portion, the solvent is removed, and the metal compound particles are left. The particles (copper iodide particles) are decomposed by heating, so that a carbon thin film selective growth region composed of a portion of the cathode electrode having metal particles (copper particles) adhered to the surface is obtained. Hereinafter, a method for manufacturing a field emission device and a method for manufacturing a display device according to the ninth embodiment will be described.
【０１４９】［工程−９００］先ず、実施の形態６の
［工程−６００］〜［工程−６３０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上にカソード電極１
１を形成し、次いで、支持体１０及びカソード電極１１
上に絶縁層１２を形成し、その後、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更
に、ゲート電極１３に形成された第１の開口部１４Ａに
連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。[Step-900] First, in the same manner as in [Step-600] to [Step-630] of the sixth embodiment, the cathode electrode 1 is formed on the support 10 made of, for example, a glass substrate.
1 and then the support 10 and the cathode electrode 11
An insulating layer 12 is formed thereon, and then a first
A gate electrode 13 having an opening 14A is formed, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12.
【０１５０】［工程−９１０］その後、実施の形態６の
［工程−６４０］と同様にして、第２の開口部１４Ｂの
底部の中央部にカソード電極１１の表面が露出したマス
ク層１１６を形成する。次に、露出したカソード電極１
１上に、金属粒子を付着させる。具体的には、実施の形
態６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ピンコー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）から成る層をカ
ソード電極部分の表面に形成する。その後、マスク層１
１６を除去し、４００゜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、
露出したカソード電極１１の表面に金属粒子（銅粒子）
２１を析出させることで、炭素薄膜選択成長領域２０を
得ることができる。[Step-910] Then, similarly to [Step-640] of the sixth embodiment, a mask layer 116 in which the surface of cathode electrode 11 is exposed is formed at the center of the bottom of second opening 14B. I do. Next, the exposed cathode electrode 1
On top of 1, metal particles are deposited. Specifically, as in Embodiment 6, a solution in which copper iodide fine particles are dispersed in a polysiloxane solution is applied to the entire surface by spin coating,
A layer composed of a solvent and metal compound particles (copper iodide particles) is formed on the surface of the cathode electrode portion. Then, the mask layer 1
16 and heat-treating at 400 ° C. to sufficiently remove the solvent and thermally decompose copper iodide;
Metal particles (copper particles) on the exposed surface of the cathode electrode 11
By depositing 21, the carbon thin film selective growth region 20 can be obtained.
【０１５１】［工程−９２０］その後、実施の形態７の
［工程−７３０］と同様にして、炭素薄膜選択成長領域
２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形成し、
電子放出部を得る。その後、実施の形態６の［工程−６
６０］と同様にして、図１１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、炭
素薄膜選択成長領域２０が表面に形成された導電体層
（実施の形態９においてはカソード電極１１が相当す
る）、及び、炭素薄膜選択成長領域２０上に形成された
炭素薄膜２３から成る電子放出部から構成された電子放
出装置を得ることができる。更に、実施の形態１の［工
程−１３０］と同様にして、表示装置の組み立てを行
う。[Step-920] Thereafter, a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 in the same manner as [Step-730] of the seventh embodiment.
Obtain an electron emission part. Thereafter, [Step-6] of Embodiment 6
60], a field emission device similar to that shown in FIG. 11B can be completed. Alternatively, the conductive layer having the carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface thereof (corresponding to the cathode electrode 11 in the ninth embodiment) and the carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20 Thus, an electron emission device including the electron emission portion can be obtained. Further, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０１５２】尚、実施の形態９においても、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ピン
コート法にて全面に塗布した後、例えばチオナフテン溶
液をスピンコート法にて全面に塗布し、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
分解させてもよい。これによって、炭素薄膜選択成長領
域２０の表面に硫黄（Ｓ）を付着させることができる。
また、実施の形態７の［工程−７２０］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。In the ninth embodiment also, a solution in which copper iodide fine particles are dispersed in a polysiloxane solution is applied to the entire surface by spin coating, and then, for example, a thionaphthene solution is applied to the entire surface by spin coating. Then, the solvent may be sufficiently removed by performing a heat treatment, and the copper iodide may be thermally decomposed. Thereby, sulfur (S) can be made to adhere to the surface of the carbon thin film selective growth region 20.
Further, similarly to [Step-720] of the seventh embodiment,
The metal oxide (natural oxide film) on the surface of the metal particles 21 may be removed.
【０１５３】（実施の形態１０）実施の形態１０も、実
施の形態６にて説明した電界放出素子の製造方法及び表
示装置の製造方法の変形である。実施の形態６にて説明
した電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法に
あっては、カソード電極部分の表面に金属粒子２１を付
着させた。一方、実施の形態１０においては、炭素薄膜
選択成長領域形成工程は、第２の開口部の底部の中央部
にカソード電極の表面が露出したマスク層を形成した
後、露出したカ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タリング法に
基づき形成する工程から成る。以下、実施の形態１０の
電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法を説明
する。(Embodiment 10) Embodiment 10 is also a modification of the method of manufacturing a field emission device and the method of manufacturing a display device described in Embodiment 6. In the method for manufacturing a field emission device and the method for manufacturing a display device described in the sixth embodiment, metal particles 21 are attached to the surface of the cathode electrode portion. On the other hand, in the tenth embodiment, in the carbon thin film selective growth region forming step, after forming a mask layer in which the surface of the cathode electrode is exposed at the center of the bottom of the second opening, the exposed surface of the cathode electrode is formed. On the mask layer containing
Forming a metal thin film made of titanium (Ti) based on a sputtering method. Hereinafter, a method for manufacturing a field emission device and a method for manufacturing a display device according to the tenth embodiment will be described.
【０１５４】［工程−１０００］先ず、実施の形態６の
［工程−６００］〜［工程−６３０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上にカソード電極１
１を形成し、次いで、支持体１０及びカソード電極１１
上に絶縁層１２を形成し、その後、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更
に、ゲート電極１３に形成された第１の開口部１４Ａに
連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。[Step-1000] First, in the same manner as in [Step-600] to [Step-630] of the sixth embodiment, the cathode electrode 1 is formed on a support 10 made of, for example, a glass substrate.
1 and then the support 10 and the cathode electrode 11
An insulating layer 12 is formed thereon, and then a first
A gate electrode 13 having an opening 14A is formed, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12.
【０１５５】［工程−１０１０］その後、実施の形態６
の［工程−６４０］と同様にして、第２の開口部１４Ｂ
の底部の中央部にカソード電極１１の表面が露出したマ
スク層１１６を形成する。次に、露出したカソード電極
１１の表面を含むマスク層１１６上に、表４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２２を形
成した後、マスク層１１６を除去する（図１２の（Ａ）
参照）。こうして、表面に金属薄膜２２が形成されたカ
ソード電極１１の部分である炭素薄膜選択成長領域２０
を得ることができる。[Step-1010] Then, the embodiment 6
In the same manner as in [Step-640], the second opening 14B
A mask layer 116 in which the surface of the cathode electrode 11 is exposed is formed at the center of the bottom of the substrate. Next, the metal thin film 22 is formed on the mask layer 116 including the exposed surface of the cathode electrode 11 by the sputtering method under the same conditions as illustrated in Table 4, and then the mask layer 116 is removed (FIG. 12). (A)
reference). Thus, the carbon thin film selective growth region 20 which is the portion of the cathode electrode 11 on which the metal thin film 22 is formed on the surface
Can be obtained.
【０１５６】［工程−１０２０］その後、実施の形態７
の［工程−７３０］と同様にして、炭素薄膜選択成長領
域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形成
し、電子放出部を得る（図１２の（Ｂ）参照）。次い
で、実施の形態６の［工程−６６０］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、炭素
薄膜選択成長領域２０が表面に形成された導電体層（実
施の形態１０においてはカソード電極１１が相当す
る）、及び、炭素薄膜選択成長領域２０上に形成された
炭素薄膜２３から成る電子放出部から構成された電子放
出装置を得ることができる。更に、実施の形態１の［工
程−１３０］と同様にして、表示装置の組み立てを行
う。[Step-1020] Thereafter, the embodiment 7
In the same manner as [Step-730], a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 to obtain an electron emission portion (see FIG. 12B). Next, a field emission device can be completed in the same manner as in [Step-660] of the sixth embodiment. Alternatively, the conductive layer having the carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface thereof (corresponding to the cathode electrode 11 in the tenth embodiment) and the carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20 Thus, an electron emission device including the electron emission portion can be obtained. Further, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０１５７】尚、実施の形態１０においても、金属薄膜
２２を形成した後、実施の形態７の［工程−７２０］と
同様にして、金属薄膜２２の表面の金属酸化物（自然酸
化膜）を除去してもよいし、実施の形態８の［工程−８
１０］にて説明したと同様に、例えばチオナフテン溶液
をスピンコート法にて全面に塗布した後、加熱処理を施
すことによって溶媒を十分に除去してもよい。これによ
って、炭素薄膜選択成長領域２０の表面に硫黄（Ｓ）を
付着させることができる。また、実施の形態９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の
開口部１４Ｂの底部に位置するカソード電極１１の表面
に形成した後、金属化合物薄膜を熱分解させ、カソード
電極１１の部分の表面に金属薄膜が形成されて成る炭素
薄膜選択成長領域２０を得てもよい。更には、金属薄膜
をＭＯＣＶＤ法にて形成してもよい。In the tenth embodiment, after the metal thin film 22 is formed, the metal oxide (natural oxide film) on the surface of the metal thin film 22 is removed in the same manner as in [Step-720] of the seventh embodiment. It may be removed, or [Step-8 of Embodiment 8]
As described in [10], the solvent may be sufficiently removed by, for example, applying a thionaphthene solution to the entire surface by a spin coating method and then performing a heat treatment. Thereby, sulfur (S) can be made to adhere to the surface of the carbon thin film selective growth region 20. Further, in the same manner as in the ninth embodiment, a metal compound thin film is formed on the surface of the cathode electrode 11 located at the bottom of the second opening 14B by sputtering, and then the metal compound thin film is thermally decomposed to form a cathode. A carbon thin film selective growth region 20 in which a metal thin film is formed on the surface of the electrode 11 may be obtained. Further, a metal thin film may be formed by MOCVD.
【０１５８】（実施の形態１１）実施の形態１１も、実
施の形態６にて説明した電界放出素子の製造方法及び表
示装置の製造方法の変形である。実施の形態１１におい
ては、炭素薄膜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、アセチルア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。また、実施の形
態１１においては、カソード電極部分の表面に有機金属
化合物薄膜を形成する工程は、有機金属化合物溶液をカ
ソード電極上に成膜する工程から成る。以下、実施の形
態１１の電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方
法を説明する。(Eleventh Embodiment) The eleventh embodiment is also a modification of the method of manufacturing a field emission device and the method of manufacturing a display device described in the sixth embodiment. In the eleventh embodiment, the carbon thin film selective growth region is made of an organometallic compound thin film, and more specifically, is made of a complex compound made of nickel acetylacetonate. Further, in the eleventh embodiment, the step of forming the organometallic compound thin film on the surface of the cathode electrode portion includes a step of forming an organometallic compound solution on the cathode electrode. Hereinafter, a method for manufacturing a field emission device and a method for manufacturing a display device according to Embodiment 11 will be described.
【０１５９】［工程−１１００］先ず、実施の形態６の
［工程−６００］〜［工程−６３０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上にカソード電極１
１を形成し、次いで、支持体１０及びカソード電極１１
上に絶縁層１２を形成し、その後、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更
に、ゲート電極１３に形成された第１の開口部１４Ａに
連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。[Step-1100] First, in the same manner as in [Step-600] to [Step-630] of the sixth embodiment, the cathode electrode 1 is formed on a support 10 made of, for example, a glass substrate.
1 and then the support 10 and the cathode electrode 11
An insulating layer 12 is formed thereon, and then a first
A gate electrode 13 having an opening 14A is formed, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12.
【０１６０】［工程−１１１０］その後、実施の形態６
の［工程−６４０］と同様にして、第２の開口部１４Ｂ
の底部の中央部にカソード電極１１の表面が露出したマ
スク層１１６を形成する。次に、露出したカソード電極
１１の表面を含むマスク層１１６上に、スピンコート法
にて、アセチルアセトナー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ソー
ド電極１１の部分の表面に形成された、アセチルアセト
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
れた炭素薄膜選択成長領域２０を得ることができる。[Step-1110] Thereafter, the embodiment 6
In the same manner as in [Step-640], the second opening 14B
A mask layer 116 in which the surface of the cathode electrode 11 is exposed is formed at the center of the bottom of the substrate. Next, a layer made of an organometallic compound solution containing nickel acetylacetonate is formed on the mask layer 116 including the exposed surface of the cathode electrode 11 by spin coating. Next, after drying the organometallic compound solution, the mask layer 116 is removed, whereby the organometallic acetylacetonate nickel formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 exposed at the bottoms of the openings 14A and 14B is formed. The carbon thin film selective growth region 20 composed of a compound thin film can be obtained.
【０１６１】［工程−１１２０］その後、実施の形態７
の［工程−７３０］と同様にして、炭素薄膜選択成長領
域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形成
し、電子放出部を得る。次いで、実施の形態６の［工程
−６６０］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、炭素薄膜選択成長領域２０が表
面に形成された導電体層（実施の形態１１においてはカ
ソード電極１１が相当する）、及び、炭素薄膜選択成長
領域２０上に形成された炭素薄膜２３から成る電子放出
部から構成された電子放出装置を得ることができる。更
に、実施の形態１の［工程−１３０］と同様にして、表
示装置の組み立てを行う。[Step-1120] Then, the embodiment 7
In the same manner as in [Step-730], a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 to obtain an electron emitting portion. Next, a field emission device can be completed in the same manner as in [Step-660] of the sixth embodiment. Alternatively, the conductive layer having the carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface thereof (corresponding to the cathode electrode 11 in the eleventh embodiment) and the carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20 Thus, an electron emission device including the electron emission portion can be obtained. Further, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０１６２】尚、実施の形態１１においても、有機金属
化合物薄膜を形成した後、実施の形態７の［工程−７２
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）を除去してもよいし、実施の形態８
の［工程−８１０］にて説明したと同様に、例えばチオ
ナフテン溶液をスピンコート法にて全面に塗布した後、
加熱処理を施すことによって溶媒を十分に除去してもよ
い。これによって、炭素薄膜選択成長領域２０の表面に
硫黄（Ｓ）を付着させることができる。In the eleventh embodiment also, after forming the organometallic compound thin film, the [Step-72] of the seventh embodiment is applied.
0], the metal oxide (natural oxide film) on the surface of the organometallic compound thin film may be removed.
As described in [Step-810], for example, after applying a thionaphthene solution to the entire surface by a spin coating method,
The solvent may be sufficiently removed by performing heat treatment. Thereby, sulfur (S) can be made to adhere to the surface of the carbon thin film selective growth region 20.
【０１６３】（実施の形態１２）実施の形態１１も、実
施の形態６にて説明した電界放出素子の製造方法及び表
示装置の製造方法の変形であり、更には、実施の形態１
１の変形である。実施の形態１２においても、炭素薄膜
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、アセチルア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、実施の形態１２において
は、カソード電極部分の表面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
有機金属化合物をカソード電極上に堆積させる工程から
成る。以下、実施の形態１２の電界放出素子の製造方法
及び表示装置の製造方法を説明する。(Embodiment 12) Embodiment 11 is also a modification of the method of manufacturing a field emission device and the method of manufacturing a display device described in Embodiment 6, and furthermore, Embodiment 1
This is a modification of No. 1. Also in the twelfth embodiment, the carbon thin film selective growth region is made of an organometallic compound thin film, and more specifically, is made of a complex compound made of nickel acetylacetonate. In the twelfth embodiment, the step of forming the organometallic compound thin film on the surface of the cathode electrode portion includes a step of sublimating the organometallic compound and then depositing the organometallic compound on the cathode electrode. Hereinafter, a method for manufacturing a field emission device and a method for manufacturing a display device according to Embodiment 12 will be described.
【０１６４】［工程−１２００］先ず、実施の形態６の
［工程−６００］〜［工程−６３０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上にカソード電極１
１を形成し、次いで、支持体１０及びカソード電極１１
上に絶縁層１２を形成し、その後、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更
に、ゲート電極１３に形成された第１の開口部１４Ａに
連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。[Step-1200] First, in the same manner as in [Step-600] to [Step-630] of the sixth embodiment, the cathode electrode 1 is placed on the support 10 made of, for example, a glass substrate.
1 and then the support 10 and the cathode electrode 11
An insulating layer 12 is formed thereon, and then a first
A gate electrode 13 having an opening 14A is formed, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12.
【０１６５】［工程−１２１０］その後、実施の形態６
の［工程−６４０］と同様にして、第２の開口部１４Ｂ
の底部の中央部にカソード電極１１の表面が露出したマ
スク層１１６を形成する。次に、露出したカソード電極
１１の表面を含むマスク層１１６上に、アセチルアセト
ナートニッケルから成る有機金属化合物薄層を成膜す
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
アセチルアセトナートニッケルを昇華させ、昇華したア
セチルア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。反応室内においては、露出したカソード電
極１１の表面を含むマスク層１１６上に、アセチルアセ
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１０の温度は室温とすればよい。その
後、マスク層１１６を除去することによって、開口部１
４Ａ，１４Ｂの底部に露出したカソード電極１１の部分
の表面に形成された、アセチルア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炭素薄膜選択
成長領域２０を得ることができる。[Step-1210] Thereafter, the embodiment 6
In the same manner as in [Step-640], the second opening 14B
A mask layer 116 in which the surface of the cathode electrode 11 is exposed is formed at the center of the bottom of the substrate. Next, an organic metal compound thin layer made of nickel acetylacetonate is formed on the mask layer 116 including the exposed surface of the cathode electrode 11. Specifically, a film forming apparatus including a reaction chamber and a sublimation chamber connected to the reaction chamber by a pipe that can be heated is prepared. After the support is carried into the reaction chamber, the atmosphere in the reaction chamber is set to an inert gas atmosphere. Then, the acetylacetonate nickel is sublimated in the sublimation chamber, and the sublimated acetylacetonate nickel is sent into the reaction chamber together with the carrier gas. In the reaction chamber, an organometallic compound thin film containing nickel acetylacetonate is deposited on the mask layer 116 including the exposed surface of the cathode electrode 11. Note that the temperature of the support 10 may be room temperature. After that, by removing the mask layer 116, the opening 1 is formed.
The carbon thin film selective growth region 20 formed of the organometallic compound thin film made of acetylacetonate nickel formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 exposed at the bottoms of 4A and 14B can be obtained.
【０１６６】［工程−１２２０］その後、実施の形態７
の［工程−７３０］と同様にして、炭素薄膜選択成長領
域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形成
し、電子放出部を得る。次いで、実施の形態６の［工程
−６６０］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、炭素薄膜選択成長領域２０が表
面に形成された導電体層（実施の形態１２においてはカ
ソード電極１１が相当する）、及び、炭素薄膜選択成長
領域２０上に形成された炭素薄膜２３から成る電子放出
部から構成された電子放出装置を得ることができる。更
に、実施の形態１の［工程−１３０］と同様にして、表
示装置の組み立てを行う。[Step-1220] Thereafter, the embodiment 7
In the same manner as in [Step-730], a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 to obtain an electron emitting portion. Next, a field emission device can be completed in the same manner as in [Step-660] of the sixth embodiment. Alternatively, the conductive layer having the carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface thereof (corresponding to the cathode electrode 11 in the twelfth embodiment) and the carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20 Thus, an electron emission device including the electron emission portion can be obtained. Further, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０１６７】尚、実施の形態１２においても、有機金属
化合物薄膜を形成した後、実施の形態７の［工程−７２
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）を除去してもよいし、実施の形態８
の［工程−８１０］にて説明したと同様に、例えばチオ
ナフテン溶液をスピンコート法にて全面に塗布した後、
加熱処理を施すことによって溶媒を十分に除去してもよ
い。これによって、炭素薄膜選択成長領域２０の表面に
硫黄（Ｓ）を付着させることができる。In the twelfth embodiment as well, after forming the organometallic compound thin film, the [Step-72] of the seventh embodiment is applied.
0], the metal oxide (natural oxide film) on the surface of the organometallic compound thin film may be removed.
As described in [Step-810], for example, after applying a thionaphthene solution to the entire surface by a spin coating method,
The solvent may be sufficiently removed by performing heat treatment. Thereby, sulfur (S) can be made to adhere to the surface of the carbon thin film selective growth region 20.
【０１６８】（実施の形態１３）実施の形態１３も、実
施の形態６にて説明した電界放出素子の製造方法及び表
示装置の製造方法の変形である。実施の形態１３におい
ては、カソード電極の表面に付着した金属粒子は針状の
形状を有する。尚、金属粒子は、具体的には、銅（Ｃ
ｕ）から成る。実施の形態１３においては、カソード電
極部分の表面に金属粒子を付着させる工程は、金属化合
物を昇華させ、金属化合物を構成する金属から成る針状
の金属粒子をカソード電極部分の表面に堆積させる工程
から成る。以下、実施の形態１３の電界放出素子の製造
方法及び表示装置の製造方法を説明する。(Thirteenth Embodiment) The thirteenth embodiment is also a modification of the method of manufacturing a field emission device and the method of manufacturing a display device described in the sixth embodiment. In the thirteenth embodiment, the metal particles attached to the surface of the cathode electrode have a needle-like shape. The metal particles are specifically copper (C
u). In the thirteenth embodiment, the step of attaching metal particles to the surface of the cathode electrode portion comprises the step of sublimating the metal compound and depositing acicular metal particles made of a metal constituting the metal compound on the surface of the cathode electrode portion. Consists of Hereinafter, a method for manufacturing a field emission device and a method for manufacturing a display device according to Embodiment 13 will be described.
【０１６９】［工程−１３００］先ず、実施の形態６の
［工程−６００］〜［工程−６３０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上にカソード電極１
１を形成し、次いで、支持体１０及びカソード電極１１
上に絶縁層１２を形成し、その後、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更
に、ゲート電極１３に形成された第１の開口部１４Ａに
連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。
尚、カソード電極を構成する材料と金属粒子を構成する
材料とは、格子定数や結晶構造が同じであることが好ま
しい。即ち、同じ材料から構成されていることが好まし
い。それ故に、実施の形態１３においては、カソード電
極１１を銅（Ｃｕ）から構成した。[Step-1300] First, in the same manner as in [Step-600] to [Step-630] of the sixth embodiment, the cathode electrode 1 is formed on the support 10 made of, for example, a glass substrate.
1 and then the support 10 and the cathode electrode 11
An insulating layer 12 is formed thereon, and then a first
A gate electrode 13 having an opening 14A is formed, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12.
It is preferable that the material forming the cathode electrode and the material forming the metal particles have the same lattice constant and crystal structure. That is, it is preferable that they are made of the same material. Therefore, in the thirteenth embodiment, the cathode electrode 11 is made of copper (Cu).
【０１７０】［工程−１３１０］その後、第２の開口部
１４Ｂの底部の中央部にカソード電極１１の表面が露出
したマスク層を形成する。次に、金属化合物を昇華さ
せ、金属化合物を構成する金属（具体的には、銅）から
成る針状の金属粒子をカソード電極部分の表面に堆積さ
せる。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
雰囲気を還元ガス雰囲気（例えば、水素ガス雰囲気）と
する。そして、昇華室内で塩化第２銅（ＣｕＣｌ2）を
４２５゜Ｃにて昇華させ、昇華した塩化第２銅をキャリ
アガス（例えば水素ガス）と共に反応室内に送る。反応
室内においては、支持体を約４５０゜Ｃに加熱してお
く。これによって、露出したカソード電極１１の表面に
銅から成る針状の金属粒子が堆積する。その後、マスク
層を除去することによって、開口部１４Ａ，１４Ｂの底
部に露出したカソード電極１１の部分の表面に形成され
た、銅から成る針状の金属粒子から構成された炭素薄膜
選択成長領域２０を得ることができる。尚、針状の金属
粒子の直径は１００ｎｍ以下であり、高さは概ね揃って
いた。[Step-1310] Thereafter, a mask layer in which the surface of the cathode electrode 11 is exposed is formed at the center of the bottom of the second opening 14B. Next, the metal compound is sublimated, and needle-like metal particles made of a metal (specifically, copper) constituting the metal compound are deposited on the surface of the cathode electrode portion. Specifically, a film forming apparatus including a reaction chamber and a sublimation chamber connected to the reaction chamber by a pipe that can be heated is prepared. After the support is carried into the reaction chamber, the atmosphere in the reaction chamber is set to a reducing gas atmosphere (for example, a hydrogen gas atmosphere). Then, cupric chloride (CuCl 2 ) is sublimated at 425 ° C. in the sublimation chamber, and the sublimated cupric chloride is sent into the reaction chamber together with a carrier gas (eg, hydrogen gas). In the reaction chamber, the support is heated to about 450 ° C. As a result, needle-like metal particles made of copper are deposited on the exposed surface of the cathode electrode 11. Then, by removing the mask layer, the carbon thin film selective growth region 20 formed of needle-like metal particles made of copper formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 exposed at the bottoms of the openings 14A and 14B. Can be obtained. In addition, the diameter of the acicular metal particles was 100 nm or less, and the height was almost uniform.
【０１７１】［工程−１３２０］その後、平行平板型Ｃ
ＶＤ装置を使用して、以下の表１４に例示するＣＶＤ法
に基づき、炭素薄膜選択成長領域２０上に、厚さ約０．
２μｍの炭素薄膜２３を形成し、電子放出部を得る。従
来の炭素薄膜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、実施の形態１３において
は、炭素薄膜選択成長領域２０が針状の金属粒子から構
成されているが故に、炭素薄膜２３に凹凸部（突起部）
が形成され、表１４に示した条件によっても、即ち、炭
素薄膜の成膜温度を３００゜Ｃとしても、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。[Step-1320] Thereafter, the parallel plate type C
Using a VD apparatus, a thickness of about 0.1 mm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 based on the CVD method exemplified in Table 14 below.
An electron emission portion is obtained by forming a carbon thin film 23 of 2 μm. Under the conventional carbon thin film forming conditions, a film forming temperature of about 900 ° C. was required. However, in the thirteenth embodiment, the carbon thin film selective growth region 20 is formed of acicular metal particles. Therefore, the irregularities (projections) are formed on the carbon thin film 23.
Is formed, and a cold cathode field emission device having high electron emission efficiency can be obtained under the conditions shown in Table 14, that is, even when the deposition temperature of the carbon thin film is set to 300 ° C.
【０１７２】［表１４］ ［炭素薄膜の成膜条件］ 使用ガス ：ＣＨ4／Ｈ2＝１００／１０ＳＣＣＭ 圧力 ：１．３×１０3Ｐａ マイクロ波パワー：５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 成膜温度 ：３００゜Ｃ[Table 14] [Film formation conditions for carbon thin film] Gas used: CH 4 / H 2 = 100/10 SCCM Pressure: 1.3 × 10 3 Pa Microwave power: 500 W (13.56 MHz) Film formation temperature: 300 ゜ C
【０１７３】［工程−１３３０］次いで、実施の形態６
の［工程−６６０］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、炭素薄膜選択成長領域
２０が表面に形成された導電体層（実施の形態１３にお
いてはカソード電極１１が相当する）、及び、炭素薄膜
選択成長領域２０上に形成された炭素薄膜２３から成る
電子放出部から構成された電子放出装置を得ることがで
きる。更に、実施の形態１の［工程−１３０］と同様に
して、表示装置の組み立てを行う。[Step-1330] Next, Embodiment 6
The field emission device can be completed in the same manner as in [Step-660]. Alternatively, the conductive layer having the carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface (corresponding to the cathode electrode 11 in the thirteenth embodiment) and the carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20 Thus, an electron emission device including the electron emission portion can be obtained. Further, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０１７４】尚、実施の形態１３においても、金属粒子
を形成した後、実施の形態７の［工程−７２０］と同様
にして、金属粒子の表面の金属酸化物（自然酸化膜）を
除去してもよいし、実施の形態８の［工程−８１０］に
て説明したと同様に、例えばチオナフテン溶液をスピン
コート法にて全面に塗布した後、加熱処理を施すことに
よって溶媒を十分に除去してもよい。これによって、炭
素薄膜選択成長領域２０の表面に硫黄（Ｓ）を付着させ
ることができる。In the thirteenth embodiment, after the metal particles are formed, the metal oxide (natural oxide film) on the surface of the metal particles is removed in the same manner as in [Step-720] of the seventh embodiment. Alternatively, as described in [Step-810] of Embodiment 8, for example, a thionaphthene solution is applied to the entire surface by a spin coating method, and then the solvent is sufficiently removed by performing a heat treatment. You may. Thereby, sulfur (S) can be made to adhere to the surface of the carbon thin film selective growth region 20.
【０１７５】（実施の形態１４）実施の形態１４は、実
施の形態１３の変形である。実施の形態１４において
は、金属粒子は、具体的には、鉄（Ｆｅ）から成る。以
下、実施の形態１４の電界放出素子の製造方法及び表示
装置の製造方法を説明する。(Embodiment 14) Embodiment 14 is a modification of embodiment 13. In the fourteenth embodiment, the metal particles are specifically made of iron (Fe). Hereinafter, a method for manufacturing a field emission device and a method for manufacturing a display device according to Embodiment 14 will be described.
【０１７６】［工程−１４００］先ず、実施の形態６の
［工程−６００］〜［工程−６３０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上にカソード電極１
１を形成し、次いで、支持体１０及びカソード電極１１
上に絶縁層１２を形成し、その後、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更
に、ゲート電極１３に形成された第１の開口部１４Ａに
連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。
尚、実施の形態１４においては、カソード電極１１を鉄
（Ｆｅ）から構成した。[Step-1400] First, in the same manner as in [Step-600] to [Step-630] of the sixth embodiment, the cathode electrode 1 is placed on the support 10 made of, for example, a glass substrate.
1 and then the support 10 and the cathode electrode 11
An insulating layer 12 is formed thereon, and then a first
A gate electrode 13 having an opening 14A is formed, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12.
In the fourteenth embodiment, the cathode electrode 11 is made of iron (Fe).
【０１７７】［工程−１４１０］その後、第２の開口部
１４Ｂの底部の中央部にカソード電極１１の表面が露出
したマスク層を形成する。次に、金属化合物を昇華さ
せ、金属化合物を構成する金属（具体的には、鉄）から
成る針状の金属粒子をカソード電極部分の表面に堆積さ
せる。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
雰囲気を還元ガス雰囲気（例えば、水素ガス雰囲気）と
する。そして、昇華室内で塩化第２鉄（ＦｅＣｌ3）を
４００゜Ｃにて昇華させ、昇華した塩化第２鉄をキャリ
アガス（例えば水素ガス）と共に反応室内に送る。反応
室内においては、支持体を約４００゜Ｃに加熱してお
く。これによって、露出したカソード電極１１の表面に
鉄から成る針状の金属粒子が堆積する。その後、マスク
層を除去することによって、開口部１４Ａ，１４Ｂの底
部に露出したカソード電極１１の部分の表面に形成され
た、鉄から成る針状の金属粒子から構成された炭素薄膜
選択成長領域２０を得ることができる。尚、針状の金属
粒子の直径は１００ｎｍ以下であり、高さは概ね揃って
いた。[Step-1410] Thereafter, a mask layer in which the surface of the cathode electrode 11 is exposed is formed at the center of the bottom of the second opening 14B. Next, the metal compound is sublimated, and needle-like metal particles made of a metal (specifically, iron) constituting the metal compound are deposited on the surface of the cathode electrode portion. Specifically, a film forming apparatus including a reaction chamber and a sublimation chamber connected to the reaction chamber by a pipe that can be heated is prepared. After the support is carried into the reaction chamber, the atmosphere in the reaction chamber is set to a reducing gas atmosphere (for example, a hydrogen gas atmosphere). Then, ferric chloride (FeCl 3 ) is sublimated at 400 ° C. in the sublimation chamber, and the sublimated ferric chloride is sent into the reaction chamber together with a carrier gas (eg, hydrogen gas). In the reaction chamber, the support is heated to about 400 ° C. As a result, needle-like metal particles made of iron are deposited on the exposed surface of the cathode electrode 11. Then, by removing the mask layer, the carbon thin film selective growth region 20 formed of needle-like metal particles made of iron formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 exposed at the bottoms of the openings 14A and 14B. Can be obtained. In addition, the diameter of the acicular metal particles was 100 nm or less, and the height was almost uniform.
【０１７８】［工程−１４２０］その後、平行平板型Ｃ
ＶＤ装置を使用して、以下の表１５に例示するＣＶＤ法
に基づき、炭素薄膜選択成長領域２０上に、厚さ約０．
２μｍの炭素薄膜２３を形成し、電子放出部を得る。従
来の炭素薄膜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、実施の形態１４において
は、炭素薄膜選択成長領域２０が針状の金属粒子から構
成されているが故に、炭素薄膜２３に凹凸部（突起部）
が形成され、表１５に示した条件によっても、即ち、炭
素薄膜の成膜温度を３００゜Ｃとしても、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。[Step-1420] Thereafter, the parallel plate type C
Using a VD apparatus, a thickness of about 0.5 mm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 based on the CVD method exemplified in Table 15 below.
An electron emission portion is obtained by forming a carbon thin film 23 of 2 μm. In the conventional carbon thin film forming conditions, a film forming temperature of about 900 ° C. was required. However, in the fourteenth embodiment, the carbon thin film selective growth region 20 is formed of needle-like metal particles. Therefore, the irregularities (projections) are formed on the carbon thin film 23.
Is formed, and a cold cathode field emission device having high electron emission efficiency can be obtained under the conditions shown in Table 15, that is, even when the deposition temperature of the carbon thin film is set to 300 ° C.
【０１７９】 ［表１５］ ［炭素薄膜の成膜条件］ 使用ガス ：Ｃ2Ｈ4／Ｈ2＝１００／１０ＳＣＣＭ 圧力 ：１．３×１０3Ｐａ マイクロ波パワー：５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 成膜温度 ：３００゜Ｃ[Table 15] [Film formation conditions for carbon thin film] Gas used: C 2 H 4 / H 2 = 100/10 SCCM Pressure: 1.3 × 10 3 Pa Microwave power: 500 W (13.56 MHz) Temperature: 300 ゜ C
【０１８０】［工程−１４３０］次いで、実施の形態６
の［工程−６６０］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、炭素薄膜選択成長領域
２０が表面に形成された導電体層（実施の形態１４にお
いてはカソード電極１１が相当する）、及び、炭素薄膜
選択成長領域２０上に形成された炭素薄膜２３から成る
電子放出部から構成された電子放出装置を得ることがで
きる。更に、実施の形態１の［工程−１３０］と同様に
して、表示装置の組み立てを行う。[Step-1430] Next, Embodiment 6
The field emission device can be completed in the same manner as in [Step-660]. Alternatively, from the conductor layer having the carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface (corresponding to the cathode electrode 11 in the fourteenth embodiment) and the carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20 Thus, an electron emission device including the electron emission portion can be obtained. Further, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０１８１】尚、実施の形態１４においても、金属粒子
を形成した後、実施の形態７の［工程−７２０］と同様
にして、金属粒子の表面の金属酸化物（自然酸化膜）を
除去してもよいし、実施の形態８の［工程−８１０］に
て説明したと同様に、例えばチオナフテン溶液をスピン
コート法にて全面に塗布した後、加熱処理を施すことに
よって溶媒を十分に除去してもよい。これによって、炭
素薄膜選択成長領域２０の表面に硫黄（Ｓ）を付着させ
ることができる。In the fourteenth embodiment, after the metal particles are formed, the metal oxide (natural oxide film) on the surface of the metal particles is removed in the same manner as in [Step-720] of the seventh embodiment. Alternatively, as described in [Step-810] of Embodiment 8, for example, a thionaphthene solution is applied to the entire surface by a spin coating method, and then the solvent is sufficiently removed by performing a heat treatment. You may. Thereby, sulfur (S) can be made to adhere to the surface of the carbon thin film selective growth region 20.
【０１８２】（実施の形態１５）実施の形態１５も、実
施の形態６にて説明した電界放出素子の製造方法及び表
示装置の製造方法の変形である。実施の形態１５におい
ては、カソード電極の表面にメッキ法にて金属薄膜から
成る炭素薄膜選択成長領域を形成する。以下、実施の形
態１５の電界放出素子の製造方法及び表示装置の製造方
法を説明する。(Embodiment 15) Embodiment 15 is also a modification of the method of manufacturing a field emission device and the method of manufacturing a display device described in Embodiment 6. In the fifteenth embodiment, a carbon thin film selective growth region made of a metal thin film is formed on the surface of a cathode electrode by plating. Hereinafter, a method for manufacturing a field emission device and a method for manufacturing a display device according to Embodiment 15 will be described.
【０１８３】［工程−１５００］先ず、実施の形態６の
［工程−６００］〜［工程−６３０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上にカソード電極１
１を形成し、次いで、支持体１０及びカソード電極１１
上に絶縁層１２を形成し、その後、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更
に、ゲート電極１３に形成された第１の開口部１４Ａに
連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。[Step-1500] First, in the same manner as in [Step-600] to [Step-630] of the sixth embodiment, the cathode electrode 1 is placed on the support 10 made of, for example, a glass substrate.
1 and then the support 10 and the cathode electrode 11
An insulating layer 12 is formed thereon, and then a first
A gate electrode 13 having an opening 14A is formed, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12.
【０１８４】［工程−１５１０］その後、実施の形態６
の［工程−６４０］と同様にして、第２の開口部１４Ｂ
の底部の中央部にカソード電極１１の表面が露出したマ
スク層１１６を形成する。次に、露出したカソード電極
１１の表面に、メッキ法にて金属薄膜から成る炭素薄膜
選択成長領域２０を形成する。具体的には、亜鉛メッキ
溶液槽に支持体を浸漬し、カソード電極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
亜鉛メッキ法に基づき、亜鉛（Ｚｎ）から構成された金
属薄膜から成る炭素薄膜選択成長領域２０を、露出した
カソード電極１１の表面に形成する。尚、ゲート電極１
３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っ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
露出したカソード電極１１の部分の表面に形成された、
亜鉛（Ｚｎ）から構成された金属薄膜から成る炭素薄膜
選択成長領域２０を得ることができる。尚、亜鉛メッキ
溶液の代わりに錫メッキ溶液を用いれば、錫（Ｓｎ）か
ら構成された金属薄膜から成る炭素薄膜選択成長領域２
０を得ることができる。[Step-1510] Thereafter, the embodiment 6
In the same manner as in [Step-640], the second opening 14B
A mask layer 116 in which the surface of the cathode electrode 11 is exposed is formed at the center of the bottom of the substrate. Next, a carbon thin film selective growth region 20 made of a metal thin film is formed on the exposed surface of the cathode electrode 11 by plating. Specifically, the support is immersed in a galvanizing solution tank, the cathode electrode 11 is connected to the cathode side, and the anode side is made of zinc (Zn) based on a zinc plating method in which metal nickel is connected as a counter cathode to the anode side. The carbon thin film selective growth region 20 made of the metal thin film is formed on the exposed surface of the cathode electrode 11. The gate electrode 1
It is preferable to connect 3 to the anode side from the viewpoint that a zinc layer is not reliably deposited on the gate electrode. Thereafter, by removing the mask layer 116 using an organic solvent such as acetone, the mask layer 116 formed on the surface of the cathode electrode 11 exposed at the bottoms of the openings 14A and 14B is formed.
It is possible to obtain the carbon thin film selective growth region 20 made of a metal thin film made of zinc (Zn). If a tin plating solution is used instead of the zinc plating solution, the carbon thin film selective growth region 2 composed of a metal thin film composed of tin (Sn) is used.
0 can be obtained.
【０１８５】［工程−１５２０］その後、平行平板型Ｃ
ＶＤ装置を使用して、表１４に例示したＣＶＤ法に基づ
き、炭素薄膜選択成長領域２０上に、厚さ約０．２μｍ
の炭素薄膜２３を形成し、電子放出部を得る。[Step-1520] Thereafter, the parallel plate type C
Using a VD apparatus, a thickness of about 0.2 μm was formed on the carbon thin film selective growth area 20 based on the CVD method exemplified in Table 14.
Is formed to obtain an electron emission portion.
【０１８６】［工程−１５３０］次いで、実施の形態６
の［工程−６６０］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、炭素薄膜選択成長領域
２０が表面に形成された導電体層（実施の形態１５にお
いてはカソード電極１１が相当する）、及び、炭素薄膜
選択成長領域２０上に形成された炭素薄膜２３から成る
電子放出部から構成された電子放出装置を得ることがで
きる。更に、実施の形態１の［工程−１３０］と同様に
して、表示装置の組み立てを行う。[Step-1530] Next, Embodiment 6
The field emission device can be completed in the same manner as in [Step-660]. Alternatively, the conductive layer having the carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface thereof (corresponding to the cathode electrode 11 in the fifteenth embodiment) and the carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20 Thus, an electron emission device including the electron emission portion can be obtained. Further, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０１８７】尚、実施の形態１５においても、金属薄膜
を形成した後、実施の形態７の［工程−７２０］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。このような処理を行うことによって、
表１１に例示した条件にて、炭素薄膜を成膜することが
できた。あるいは又、実施の形態８の［工程−８１０］
にて説明したと同様に、例えばチオナフテン溶液をスピ
ンコート法にて全面に塗布した後、加熱処理を施すこと
によって溶媒を十分に除去してもよい。これによって、
炭素薄膜選択成長領域２０の表面に硫黄（Ｓ）を付着さ
せることができる。In the fifteenth embodiment, after forming the metal thin film, the metal oxide (natural oxide film) on the surface of the metal thin film is removed in the same manner as in [Step-720] of the seventh embodiment. You may. By performing such processing,
Under the conditions exemplified in Table 11, a carbon thin film could be formed. Alternatively, [Step-810] of the eighth embodiment.
As described above, for example, the solvent may be sufficiently removed by applying a thionaphthene solution to the entire surface by a spin coating method and then performing a heat treatment. by this,
Sulfur (S) can be attached to the surface of the carbon thin film selective growth region 20.
【０１８８】（実施の形態１６）実施の形態１６は、実
施の形態１５の変形である。実施の形態１６において
は、開口部１４Ａ，１４Ｂの底部に露出したカソード電
極１１の部分の表面に形成された炭素薄膜選択成長領域
の表面に凹凸を形成する。これによって、その上に形成
される炭素薄膜には突起部が形成される結果、高い電子
放出効率を有する冷陰極電界電子放出素子を得ることが
できる。以下、実施の形態１６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。(Embodiment 16) Embodiment 16 is a modification of embodiment 15. In the sixteenth embodiment, irregularities are formed on the surface of the carbon thin film selective growth region formed on the surface of the portion of cathode electrode 11 exposed at the bottoms of openings 14A and 14B. As a result, a projection is formed on the carbon thin film formed thereon, so that a cold cathode field emission device having high electron emission efficiency can be obtained. Hereinafter, a method for manufacturing the field emission device and the display device according to the sixteenth embodiment will be described.
【０１８９】［工程−１６００］先ず、実施の形態１５
の［工程−１５００］〜［工程−１５１０］と同様にし
て、例えばガラス基板から成る支持体１０上にカソード
電極１１を形成し、次いで、支持体１０及びカソード電
極１１上に絶縁層１２を形成し、その後、絶縁層１２上
に第１の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成
し、更に、ゲート電極１３に形成された第１の開口部１
４Ａに連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成
する。その後、実施の形態６の［工程−６４０］と同様
にして、第２の開口部１４Ｂの底部の中央部にカソード
電極１１の表面が露出したマスク層１１６を形成する。
次に、露出したカソード電極１１の表面に、メッキ法に
て亜鉛（Ｚｎ）から構成された金属薄膜から成る炭素薄
膜選択成長領域２０を形成する。[Step-1600] First, Embodiment 15 will be described.
In the same manner as in [Step-1500] to [Step-1510], the cathode electrode 11 is formed on the support 10 made of, for example, a glass substrate, and then the insulating layer 12 is formed on the support 10 and the cathode electrode 11. Thereafter, a gate electrode 13 having a first opening 14A is formed on the insulating layer 12, and further, the first opening 1 formed in the gate electrode 13 is formed.
A second opening 14B communicating with 4A is formed in the insulating layer 12. Thereafter, in the same manner as in [Step-640] of the sixth embodiment, a mask layer 116 in which the surface of the cathode electrode 11 is exposed is formed at the center of the bottom of the second opening 14B.
Next, on the exposed surface of the cathode electrode 11, a carbon thin film selective growth region 20 made of a metal thin film made of zinc (Zn) is formed by plating.
【０１９０】［工程−１６１０］次に、支持体１０を５
％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、亜鉛（Ｚｎ）から
構成された金属薄膜から成る炭素薄膜選択成長領域２０
の表面をエッチングし、炭素薄膜選択成長領域２０の表
面に凹凸を形成する。[Step-1610] Next, the support 10 is
Carbon thin film selective growth region 20 consisting of a metal thin film composed of zinc (Zn)
Is etched to form irregularities on the surface of the carbon thin film selective growth region 20.
【０１９１】［工程−１６２０］その後、平行平板型Ｃ
ＶＤ装置を使用して、以下の表１６に例示するＣＶＤ法
に基づき、炭素薄膜選択成長領域２０上に、厚さ約０．
２μｍの炭素薄膜２３を形成し、電子放出部を得る。[Step-1620] Thereafter, the parallel plate type C
Using a VD apparatus, a thickness of about 0.3 mm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 based on the CVD method exemplified in Table 16 below.
An electron emission portion is obtained by forming a carbon thin film 23 of 2 μm.
【０１９２】 ［表１６］ ［炭素薄膜の成膜条件］ 使用ガス ：Ｃ2Ｈ4／Ｈ2＝１００／１０ＳＣＣＭ 圧力 ：７×１０2Ｐａ マイクロ波パワー：７００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 成膜温度 ：２００゜Ｃ[Table 16] [Film formation conditions for carbon thin film] Gas used: C 2 H 4 / H 2 = 100/10 SCCM Pressure: 7 × 10 2 Pa Microwave power: 700 W (13.56 MHz) Film formation temperature: 200 ゜ C
【０１９３】［工程−１６３０］次いで、実施の形態６
の［工程−６６０］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、炭素薄膜選択成長領域
２０が表面に形成された導電体層（実施の形態１６にお
いてはカソード電極１１が相当する）、及び、炭素薄膜
選択成長領域２０上に形成された炭素薄膜２３から成る
電子放出部から構成された電子放出装置を得ることがで
きる。更に、実施の形態１の［工程−１３０］と同様に
して、表示装置の組み立てを行う。[Step-1630] Next, Embodiment 6
The field emission device can be completed in the same manner as in [Step-660]. Alternatively, from the conductor layer (the cathode electrode 11 corresponds to the sixteenth embodiment) having the carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface, and the carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20 Thus, an electron emission device including the electron emission portion can be obtained. Further, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０１９４】尚、実施の形態１６においても、金属薄膜
を形成した後、実施の形態７の［工程−７２０］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
除去してもよいし、実施の形態８の［工程−８１０］に
て説明したと同様に、例えばチオナフテン溶液をスピン
コート法にて全面に塗布した後、加熱処理を施すことに
よって溶媒を十分に除去してもよい。これによって、炭
素薄膜選択成長領域２０の表面に硫黄（Ｓ）を付着させ
ることができる。また、炭素薄膜選択成長領域２０の表
面における凹凸の形成（エッチング）には、水酸化ナト
リウム水溶液だけでなく、炭素薄膜選択成長領域２０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。In the sixteenth embodiment, after forming the metal thin film, the metal oxide (natural oxide film) on the surface of the metal thin film is removed in the same manner as in [Step-720] of the seventh embodiment. Alternatively, as described in [Step-810] of Embodiment 8, for example, a thionaphthene solution is applied to the entire surface by a spin coating method, and then the solvent is sufficiently removed by performing a heat treatment. You may. Thereby, sulfur (S) can be made to adhere to the surface of the carbon thin film selective growth region 20. The formation (etching) of the irregularities on the surface of the carbon thin film selective growth region 20 depends on not only the sodium hydroxide aqueous solution but also the material constituting the carbon thin film selective growth region 20, such as dilute hydrochloric acid, dilute sulfuric acid, or dilute nitric acid. Etc. can also be used.
【０１９５】（実施の形態１７）実施の形態１７も、実
施の形態６にて説明した電界放出素子の製造方法及び表
示装置の製造方法の変形である。実施の形態１７におい
ては、カ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炭素薄膜選択成長領域を
形成する。以下、実施の形態１７の電界放出素子の製造
方法及び表示装置の製造方法を説明する。(Embodiment 17) Embodiment 17 is also a modification of the method of manufacturing a field emission device and the method of manufacturing a display device described in Embodiment 6. In the seventeenth embodiment, a carbon thin film selective growth region composed of a metal thin film is formed on the surface of a cathode electrode by a method of thermally decomposing an organometallic compound. Hereinafter, a method for manufacturing the field emission device and a method for manufacturing the display device according to the seventeenth embodiment will be described.
【０１９６】［工程−１７００］先ず、実施の形態６の
［工程−６００］〜［工程−６３０］と同様にして、例
えばガラス基板から成る支持体１０上にカソード電極１
１を形成し、次いで、支持体１０及びカソード電極１１
上に絶縁層１２を形成し、その後、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成し、更
に、ゲート電極１３に形成された第１の開口部１４Ａに
連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する。[Step-1700] First, in the same manner as in [Step-600] to [Step-630] of the sixth embodiment, the cathode electrode 1 is placed on the support 10 made of, for example, a glass substrate.
1 and then the support 10 and the cathode electrode 11
An insulating layer 12 is formed thereon, and then a first
A gate electrode 13 having an opening 14A is formed, and a second opening 14B communicating with the first opening 14A formed in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12.
【０１９７】［工程−１７１０］その後、実施の形態６
の［工程−６４０］と同様にして、第２の開口部１４Ｂ
の底部の中央部にカソード電極１１の表面が露出したマ
スク層１１６を形成する。次に、露出したカソード電極
１１の表面を含むマスク層１１６上に、アセチルアセト
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
炭素薄膜選択成長領域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、昇華室内でアセチルアセトナート
ニッケルを昇華させ、昇華したアセチルアセトナートニ
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、露出したカソード電極１１の表面を含むマスク層１
１６上に、アセチルアセトナートニッケルが熱分解して
得られたニッケル（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って、開口部１４Ａ，
１４Ｂの底部に露出したカソード電極１１の部分の表面
に形成された、ニッケル（Ｎｉ）から成る金属薄膜から
構成された炭素薄膜選択成長領域２０を得ることができ
る。[Step-1710] Then, the embodiment 6
In the same manner as in [Step-640], the second opening 14B
A mask layer 116 in which the surface of the cathode electrode 11 is exposed is formed at the center of the bottom of the substrate. Next, a carbon thin film selective growth region 20 made of a metal thin film is formed on the mask layer 116 including the exposed surface of the cathode electrode 11 by a method of thermally decomposing nickel acetylacetonate. Specifically, a film forming apparatus including a reaction chamber and a sublimation chamber connected to the reaction chamber by a pipe that can be heated is prepared. After the support is carried into the reaction chamber, the atmosphere in the reaction chamber is set to an inert gas atmosphere. Then, the acetylacetonate nickel is sublimated in the sublimation chamber, and the sublimated acetylacetonate nickel is sent into the reaction chamber together with the carrier gas. The support is heated to an appropriate temperature. In addition, the heating temperature of the support is 50 ° C to 300 ° C, preferably 100 ° C to
Preferably, the temperature is 200 ° C. In the reaction chamber, the mask layer 1 including the exposed surface of the cathode electrode 11 is formed.
A nickel (Ni) layer obtained by thermally decomposing acetylacetonate nickel is formed on 16. Thereafter, by removing the mask layer 116, the openings 14A,
The carbon thin film selective growth region 20 formed of a metal thin film made of nickel (Ni) formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 exposed at the bottom of 14B can be obtained.
【０１９８】尚、例えば、亜鉛（Ｚｎ）を含む有機金属
化合物溶液を、第２の開口部１４Ｂの底部の中央部に表
面が露出したカソード電極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、露出したカソード電極１１の表面を含む
マスク層１１６上に、亜鉛（Ｚｎ）層を成膜すること
で、亜鉛（Ｚｎ）から成る金属薄膜から構成された炭素
薄膜選択成長領域２０を得ることもできる。For example, an organic metal compound solution containing zinc (Zn) is applied by spin coating to the entire surface of the cathode electrode 11 and the mask layer 116 whose surfaces are exposed at the center of the bottom of the second opening 14B. By applying and performing heat treatment in a reducing gas atmosphere, the organometallic compound containing zinc is thermally decomposed, and a zinc (Zn) layer is formed on the mask layer 116 including the exposed surface of the cathode electrode 11. Thus, it is possible to obtain the carbon thin film selective growth region 20 composed of a metal thin film made of zinc (Zn).
【０１９９】［工程−１７２０］その後、実施の形態７
の［工程−７３０］と同様にして、炭素薄膜選択成長領
域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形成
し、電子放出部を得る。次いで、実施の形態６の［工程
−６６０］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、炭素薄膜選択成長領域２０が表
面に形成された導電体層（実施の形態１７においてはカ
ソード電極１１が相当する）、及び、炭素薄膜選択成長
領域２０上に形成された炭素薄膜２３から成る電子放出
部から構成された電子放出装置を得ることができる。更
に、実施の形態１の［工程−１３０］と同様にして、表
示装置の組み立てを行う。[Step-1720] Thereafter, the embodiment 7
In the same manner as in [Step-730], a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 to obtain an electron emitting portion. Next, a field emission device can be completed in the same manner as in [Step-660] of the sixth embodiment. Alternatively, the conductive layer having the carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface thereof (corresponding to the cathode electrode 11 in the seventeenth embodiment) and the carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20 Thus, an electron emission device including the electron emission portion can be obtained. Further, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０２００】尚、実施の形態１７においても、金属薄膜
を形成した後、実施の形態７の［工程−７２０］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
除去してもよいし、実施の形態８の［工程−８１０］に
て説明したと同様に、例えばチオナフテン溶液をスピン
コート法にて全面に塗布した後、加熱処理を施すことに
よって溶媒を十分に除去してもよい。これによって、炭
素薄膜選択成長領域２０の表面に硫黄（Ｓ）を付着させ
ることができる。In the seventeenth embodiment, after the metal thin film is formed, the metal oxide (natural oxide film) on the surface of the metal thin film is removed in the same manner as in [Step-720] of the seventh embodiment. Alternatively, as described in [Step-810] of Embodiment 8, for example, a thionaphthene solution is applied to the entire surface by a spin coating method, and then the solvent is sufficiently removed by performing a heat treatment. You may. Thereby, sulfur (S) can be made to adhere to the surface of the carbon thin film selective growth region 20.
【０２０１】（実施の形態１８）実施の形態１８は、本
発明の電子放出装置、第２の態様に係る電界放出素子、
第３の態様に係る表示装置、及び、第２の態様に係る製
造方法に関する。(Embodiment 18) Embodiment 18 is directed to an electron emission device according to the present invention, a field emission device according to a second aspect,
The present invention relates to a display device according to a third aspect and a manufacturing method according to the second aspect.
【０２０２】実施の形態１８の電界放出素子の模式的な
一部端面図を図１３に示す。この電界放出素子も、支持
体１０上に形成されたカソード電極１１、及び、カソー
ド電極１１の上方に形成され、第１の開口部１４Ａを有
するゲート電極１３から成る。そして、開口部１４Ａ，
１４Ｂの底部に位置するカソード電極１１の部分の表面
に形成された炭素薄膜選択成長領域２０、及び、炭素薄
膜選択成長領域２０上に形成された炭素薄膜２３から成
る電子放出部を更に備えている。実施の形態１８におい
ては、炭素薄膜選択成長領域２０は、表面にニッケル
（Ｎｉ）から成る金属粒子２１が付着したカソード電極
１１の部分である。尚、実施の形態６〜実施の形態１７
にて説明した電界放出素子と異なり、炭素薄膜選択成長
領域２０及びその上に形成された炭素薄膜２３は、絶縁
層１２内まで延びている。但し、炭素薄膜選択成長領域
２０の形成状態に依っては、実施の形態６〜実施の形態
１７にて説明した電界放出素子と同様に、炭素薄膜選択
成長領域２０及びその上に形成された炭素薄膜２３が、
開口部１４Ａ，１４Ｂの底部に位置するカソード電極１
１の部分の表面にのみ形成されていてもよい。FIG. 13 is a schematic partial end view of the field emission device according to the eighteenth embodiment. This field emission device also includes a cathode electrode 11 formed on a support 10 and a gate electrode 13 formed above the cathode electrode 11 and having a first opening 14A. And the opening 14A,
It further includes an electron emission portion including a carbon thin film selective growth region 20 formed on the surface of the portion of the cathode electrode 11 located at the bottom of 14B, and a carbon thin film 23 formed on the carbon thin film selective growth region 20. . In the eighteenth embodiment, the carbon thin film selective growth region 20 is a portion of the cathode electrode 11 on the surface of which metal particles 21 made of nickel (Ni) adhere. Embodiments 6 to 17
Unlike the field emission device described in the above, the carbon thin film selective growth region 20 and the carbon thin film 23 formed thereon extend into the insulating layer 12. However, depending on the state of formation of the carbon thin film selective growth region 20, similarly to the field emission device described in the sixth to seventeenth embodiments, the carbon thin film selective growth region 20 and the carbon The thin film 23
Cathode electrode 1 located at the bottom of openings 14A, 14B
It may be formed only on the surface of one portion.
【０２０３】実施の形態１８の電界放出素子において
も、支持体１０及びカソード電極１１上には絶縁層１２
が形成されており、ゲート電極１３に設けられた第１の
開口部１４Ａに連通した第２の開口部１４Ｂが絶縁層１
２に設けられており、第２の開口部１４Ｂの底部に炭素
薄膜２３が位置する。In the field emission device of the eighteenth embodiment, the insulating layer 12 is formed on the support 10 and the cathode electrode 11.
Is formed, and the second opening 14B communicating with the first opening 14A provided in the gate electrode 13 is
2, the carbon thin film 23 is located at the bottom of the second opening 14B.
【０２０４】実施の形態１８の表示装置は、実質的に図
８に示したと同様の表示装置であるが故に、詳細な説明
は省略する。The display device according to the eighteenth embodiment is substantially the same as the display device shown in FIG. 8, and a detailed description thereof will be omitted.
【０２０５】以下、実施の形態１８の電界放出素子の製
造方法及び表示装置の製造方法を、図３及び図１３を参
照して説明する。Hereinafter, a method for manufacturing a field emission device and a method for manufacturing a display device according to the eighteenth embodiment will be described with reference to FIGS.
【０２０６】［工程−１８００］先ず、実施の形態１の
［工程−１００］と同様にして、例えばガラス基板から
成る支持体１０上にカソード電極形成用の導電材料層を
形成し、次いで、周知のリソグラフィ技術及びＲＩＥ法
に基づき導電材料層をパターニングすることによって、
ストライプ状のカソード電極１１を支持体１０上に形成
する（図３の（Ａ）参照）。ストライプ状のカソード電
極１１は、図面の紙面左右方向に延びている。導電材料
層は、例えばスパッタリング法により形成された厚さ約
０．２μｍのクロム（Ｃｒ）層から成る。[Step-1800] First, in the same manner as in [Step-100] of the first embodiment, a conductive material layer for forming a cathode electrode is formed on a support 10 made of, for example, a glass substrate. By patterning the conductive material layer based on the lithography technology and the RIE method,
A striped cathode electrode 11 is formed on the support 10 (see FIG. 3A). The striped cathode electrode 11 extends in the left-right direction on the drawing sheet. The conductive material layer is, for example, a chromium (Cr) layer having a thickness of about 0.2 μm formed by a sputtering method.
【０２０７】［工程−１８１０］その後、実施の形態１
の［工程−１１０］と同様にして、カソード電極１１の
表面に炭素薄膜選択成長領域２０を形成する。[Step-1810] Then, the embodiment 1
In the same manner as in [Step-110], the carbon thin film selective growth region 20 is formed on the surface of the cathode electrode 11.
【０２０８】［工程−１８２０］その後、炭素薄膜選択
成長領域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜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法に基づく炭素薄膜２
３の成膜条件は、表１２に例示したと同様とすればよ
い。[Step-1820] Thereafter, a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 to obtain an electron emitting portion. This state is shown in FIG. Carbon thin film 2 based on microwave plasma CVD
The film forming conditions of No. 3 may be the same as those exemplified in Table 12.
【０２０９】［工程−１８３０］次に、炭素薄膜２３の
上方に第１の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を設
ける。具体的には、実施の形態６の［工程−６１０］と
同様にして、全面に絶縁層１２を形成し、実施の形態６
の［工程−６２０］と同様にして、絶縁層１２上に第１
の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形成する。そ
の後、実施の形態６の［工程−６３０］と同様にして、
ゲート電極１３に設けられた第１の開口部１４Ａに連通
する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成し、第２の
開口部１４Ｂの底部に炭素薄膜２３を露出させる。実施
の形態１８においても、第１の開口部１４Ａと第２の開
口部１４Ｂとは、一対一の対応関係にある。即ち、１つ
の第１の開口部１４Ａに対応して、１つの第２の開口部
１４Ｂが形成される。尚、第１及び第２の開口部１４
Ａ，１４Ｂの平面形状は、例えば直径１μｍ〜３０μｍ
の円形である。これらの開口部１４Ａ，１４Ｂを、例え
ば、１画素に１個〜３０００個程度形成すればよい。こ
うして、図１３に示す電界放出素子を得ることができ
る。[Step-1830] Next, the gate electrode 13 having the first opening 14A is provided above the carbon thin film 23. Specifically, the insulating layer 12 is formed on the entire surface in the same manner as in [Step-610] of the sixth embodiment.
In the same manner as in [Step-620], the first
The gate electrode 13 having the opening 14A is formed. Then, in the same manner as in [Step-630] of the sixth embodiment,
A second opening 14B communicating with the first opening 14A provided in the gate electrode 13 is formed in the insulating layer 12, and the carbon thin film 23 is exposed at the bottom of the second opening 14B. Also in the eighteenth embodiment, first opening 14A and second opening 14B have a one-to-one correspondence. That is, one second opening 14B is formed corresponding to one first opening 14A. The first and second openings 14
The plane shape of A and 14B is, for example, 1 μm to 30 μm in diameter.
Is circular. These openings 14A and 14B may be formed, for example, in a number of about 1 to 3000 per pixel. Thus, the field emission device shown in FIG. 13 can be obtained.
【０２１０】［工程−１８４０］その後、実施の形態６
の［工程−６６０］と同様にして、絶縁層１２に設けら
れた第２の開口部１４Ｂの側壁面を等方的なエッチング
によって後退させることが、ゲート電極１３の開口端部
を露出させるといった観点から、好ましい。次いで、実
施の形態１の［工程−１３０］と同様にして、表示装置
の組み立てを行う。[Step-1840] Thereafter, the embodiment 6
In the same manner as in [Step-660], the retreating of the side wall surface of the second opening 14B provided in the insulating layer 12 by isotropic etching is performed by exposing the opening end of the gate electrode 13. From a viewpoint, it is preferable. Next, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０２１１】（実施の形態１９）実施の形態１９は、本
発明の電子放出装置、第２の態様に係る電界放出素子、
第３の態様に係る表示装置、及び、第３の態様に係る製
造方法に関する。(Embodiment 19) Embodiment 19 is directed to a field emission device according to the second embodiment of the present invention,
The present invention relates to a display device according to a third aspect and a manufacturing method according to the third aspect.
【０２１２】実施の形態１９の電界放出素子の模式的な
一部端面図を図１５に示す。この電界放出素子は、実質
的には実施の形態１８にて説明した電界放出素子と同様
の構造を有するので、詳細な説明は省略する。また、実
施の形態１９の表示装置は、実質的に図８に示したと同
様の表示装置であるが故に、詳細な説明は省略する。FIG. 15 is a schematic partial end view of the field emission device of the nineteenth embodiment. This field emission device has substantially the same structure as the field emission device described in the eighteenth embodiment, and a detailed description thereof will be omitted. The display device according to the nineteenth embodiment is substantially the same as the display device shown in FIG.
【０２１３】以下、実施の形態１９の電界放出素子の製
造方法及び表示装置の製造方法を、図１４及び図１５を
参照して説明する。The method of manufacturing the field emission device and the method of manufacturing the display device according to the nineteenth embodiment will be described below with reference to FIGS.
【０２１４】［工程−１９００］先ず、実施の形態１８
の［工程−１８００］と同様にして、例えばガラス基板
から成る支持体１０上に、ストライプ状のカソード電極
１１を形成する。その後、実施の形態１８の［工程−１
８１０］と同様にして、カソード電極１１の表面に炭素
薄膜選択成長領域２０を形成する（図１４の（Ａ）参
照）。[Step-1900] First, Embodiment 18
In the same manner as [Step-1800], a striped cathode electrode 11 is formed on a support 10 made of, for example, a glass substrate. After that, [Step-1 of Embodiment 18]
810], a carbon thin film selective growth region 20 is formed on the surface of the cathode electrode 11 (see FIG. 14A).
【０２１５】［工程−１９１０］次に、実施の形態１８
の［工程−１８３０］と同様にして、炭素薄膜選択成長
領域２０の上方に第１の開口部１４Ａを有するゲート電
極１３を設ける。具体的には、実施の形態６の［工程−
６１０］と同様にして、全面に絶縁層１２を形成し、実
施の形態６の［工程−６２０］と同様にして、絶縁層１
２上に第１の開口部１４Ａを有するゲート電極１３を形
成する。その後、実施の形態６の［工程−６３０］と同
様にして、ゲート電極１３に設けられた第１の開口部１
４Ａに連通する第２の開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成
し、第２の開口部１４Ｂの底部に炭素薄膜選択成長領域
２０を露出させる。実施の形態１９においても、第１の
開口部１４Ａと第２の開口部１４Ｂとは、一対一の対応
にある。即ち、１つの第１の開口部１４Ａに対応して、
１つの第２の開口部１４Ｂが形成される。尚、第１及び
第２の開口部１４Ａ，１４Ｂの平面形状は、例えば直径
１μｍ〜３０μｍの円形である。これらの開口部１４
Ａ，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。[Step-1910] Next, Embodiment 18
In the same manner as in [Step-1830], the gate electrode 13 having the first opening 14A is provided above the carbon thin film selective growth region 20. Specifically, [Step-
610], the insulating layer 12 is formed on the entire surface, and the insulating layer 1 is formed in the same manner as in [Step-620] of the sixth embodiment.
The gate electrode 13 having the first opening 14A is formed on the gate electrode 2. Thereafter, the first opening 1 provided in the gate electrode 13 is formed in the same manner as in [Step-630] of the sixth embodiment.
A second opening 14B communicating with 4A is formed in the insulating layer 12, and the carbon thin film selective growth region 20 is exposed at the bottom of the second opening 14B. Also in the nineteenth embodiment, the first opening 14A and the second opening 14B have a one-to-one correspondence. That is, corresponding to one first opening 14A,
One second opening 14B is formed. The planar shape of the first and second openings 14A and 14B is, for example, a circle having a diameter of 1 μm to 30 μm. These openings 14
A and 14B may be formed, for example, in a number of about 1 to 3000 per pixel. Thus, the structure shown in FIG. 14B can be obtained.
【０２１６】［工程−１９２０］その後、実施の形態６
の［工程−６５０］と同様の方法で、炭素薄膜選択成長
領域２０上に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜２３を形成
し、電子放出部を得る（図１５参照）。[Step-1920] Then, the embodiment 6
In the same manner as in [Step-650], a carbon thin film 23 having a thickness of about 0.2 μm is formed on the carbon thin film selective growth region 20 to obtain an electron emitting portion (see FIG. 15).
【０２１７】［工程−１９３０］その後、実施の形態６
の［工程−６６０］と同様にして、絶縁層１２に設けら
れた第２の開口部１４Ｂの側壁面を等方的なエッチング
によって後退させることが、ゲート電極１３の開口端部
を露出させるといった観点から、好ましい。次いで、実
施の形態１の［工程−１３０］と同様にして、表示装置
の組み立てを行う。[Step-1930] Then, the embodiment 6
In the same manner as in [Step-660], the retreating of the side wall surface of the second opening 14B provided in the insulating layer 12 by isotropic etching is performed by exposing the opening end of the gate electrode 13. From a viewpoint, it is preferable. Next, the display device is assembled in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment.
【０２１８】実施の形態１８あるいは実施の形態１９に
おいては、開口部１４Ａ，１４Ｂを形成した後、実施の
形態７の［工程−７２０］と同様にして、露出した炭素
薄膜選択成長領域２０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）を除去してもよいし、実
施の形態８の［工程−８１０］にて説明したと同様に、
例えばチオナフテン溶液をスピンコート法にて全面に塗
布した後、加熱処理を施すことによって、炭素薄膜選択
成長領域２０の表面に硫黄（Ｓ）を付着させてもよい。
また、実施の形態９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、カ
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炭素薄膜選択成長領域２
０を得てもよい。In the eighteenth or nineteenth embodiment, after the openings 14A and 14B are formed, the metal in the exposed carbon thin film selective growth region 20 is formed in the same manner as in [Step-720] of the seventh embodiment. The particles or the metal oxide (natural oxide film) on the surface of the metal thin film may be removed, or as described in [Step-810] of Embodiment 8,
For example, sulfur (S) may be attached to the surface of the carbon thin film selective growth region 20 by applying a thionaphthene solution to the entire surface by spin coating and then performing a heat treatment.
After the metal compound particles are adhered or the metal compound thin film is formed in the same manner as in Embodiment 9, the metal compound particles and the metal compound thin film are thermally decomposed to form a metal particle on the surface of the cathode electrode. Or a carbon thin film selective growth area 2 formed by forming a metal thin film.
0 may be obtained.
【０２１９】実施の形態１８あるいは実施の形態１９に
おいては、更には、実施の形態１０と同様にして、炭素
薄膜選択成長領域形成工程を、第２の開口部の底部の中
央部にカソード電極の表面が露出したマスク層を形成し
た後、露出したカ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、実施の形態１１や実施の形
態１２と同様にして、有機金属化合物溶液をカソード電
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カソード
電極上に堆積させる工程から構成してもよい。また、実
施の形態１３や実施の形態１４と同様に、カソード電極
部分の表面に金属粒子を付着させる工程を、金属化合物
を昇華させ、金属化合物を構成する金属から成る針状の
金属粒子をカソード電極部分の表面に堆積させる工程か
ら構成してもよい。更には、実施の形態１５や実施の形
態１６と同様に、カソード電極の表面にメッキ法にて金
属薄膜から成る炭素薄膜選択成長領域を形成してもよい
し、実施の形態１７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炭素薄膜選択成長領域を
カソード電極の表面に形成してもよい。In the eighteenth embodiment or the nineteenth embodiment, in the same manner as in the tenth embodiment, the step of forming a carbon thin film selective growth region is performed by forming the cathode electrode at the center of the bottom of the second opening. After the formation of the mask layer having an exposed surface, the method may include a step of forming a metal thin film on the mask layer including the exposed surface of the cathode electrode by a sputtering method. Alternatively, in the same manner as in Embodiments 11 and 12, a process of forming a film of an organometallic compound solution on a cathode electrode may be employed, or after sublimating the organometallic compound, the organometallic compound may be used. May be deposited on the cathode electrode. Further, similarly to the thirteenth and fourteenth embodiments, the step of attaching metal particles to the surface of the cathode electrode portion is performed by sublimating the metal compound and converting the needle-shaped metal particles made of the metal constituting the metal compound into cathode. It may be constituted by a step of depositing on the surface of the electrode portion. Further, as in the fifteenth and sixteenth embodiments, a carbon thin film selective growth region made of a metal thin film may be formed on the surface of the cathode electrode by a plating method. A carbon thin film selective growth region composed of a metal thin film may be formed on the surface of the cathode electrode by a method of thermally decomposing an organometallic compound.
【０２２０】以上、本発明を、実施の形態に基づき説明
したが、本発明はこれらに限定されるものではない。実
施の形態において説明した各種の条件、使用材料、電界
放出素子や表示装置の構造は例示であり、適宜変更する
ことができる。Although the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. The various conditions, materials used, structures of the field emission element and the display device described in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.
【０２２１】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１０上に絶縁材料から成る、例えば帯
状のゲート電極支持部材を形成しておき、かかるゲート
電極支持部材の頂面に接するように、炭素薄膜の上方あ
るいは炭素薄膜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、炭素薄膜選択成長領域、炭素薄膜の形成を行
ってもよいし、ゲート電極を設けた後に、炭素薄膜選択
成長領域、炭素薄膜の形成を行ってもよいし、ゲート電
極を設ける前に炭素薄膜選択成長領域の形成を行い、ゲ
ート電極を設けた後に炭素薄膜の形成を行ってもよい。
尚、これらの場合、第１の開口部１４Ａの真下に炭素薄
膜選択成長領域２０が形成されていなくともよい。尚、
これらの場合、複数の第１の開口部１４Ａに対応して１
つの第２の開口部を設け、しかも、第２の開口部の底部
に１つの炭素薄膜選択成長領域２０を設ける構造とす
る。Other methods for providing a gate electrode include:
A strip-shaped metal layer in which a plurality of openings are formed is prepared in advance. On the other hand, a strip-shaped gate electrode support member made of an insulating material, for example, is formed on the support 10, and the top of the gate electrode support member is formed. A method in which a metal layer is stretched above the carbon thin film or above the carbon thin film selective growth region so as to be in contact with the surface can be mentioned. In this case, the carbon thin film selective growth region and the carbon thin film may be formed before the gate electrode is provided, or the carbon thin film selective growth region and the carbon thin film may be formed after the gate electrode is provided. Alternatively, the carbon thin film selective growth region may be formed before providing the gate electrode, and the carbon thin film may be formed after providing the gate electrode.
In these cases, the carbon thin film selective growth region 20 need not be formed directly below the first opening 14A. still,
In these cases, 1 corresponds to the plurality of first openings 14A.
Two second openings are provided, and one carbon thin film selective growth region 20 is provided at the bottom of the second opening.
【０２２２】本発明の冷陰極電界電子放出素子におい
て、ゲート電極１３及び絶縁層１２には更に第２絶縁層
１７を設け、第２絶縁層１７上に収束電極１８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１６に示す。第２絶縁層１７には第１
の開口部１４Ａに連通した第３の開口部１９が設けられ
ている。収束電極１８の形成は、例えば、実施の形態６
にあっては、［工程−６１０］において、絶縁層１２上
にストライプ状のゲート電極１３を形成した後、第２絶
縁層１７を形成し、次いで、第２絶縁層１７上にパター
ニングされた収束電極１８を形成した後、収束電極１
８、第２絶縁層１７に第３の開口部１９を設け、更に、
ゲート電極１３に第１の開口部１４Ａを設ければよい。In the cold cathode field emission device of the present invention, a second insulating layer 17 may be further provided on the gate electrode 13 and the insulating layer 12, and a focusing electrode 18 may be provided on the second insulating layer 17. FIG. 16 is a schematic partial end view of a field emission device having such a structure. The second insulating layer 17 has the first
A third opening 19 communicating with the opening 14A is provided. The formation of the focusing electrode 18 is described in, for example, Embodiment 6.
In [Step-610], after forming the stripe-shaped gate electrode 13 on the insulating layer 12, the second insulating layer 17 is formed, and then the patterned convergence is formed on the second insulating layer 17. After forming the electrode 18, the focusing electrode 1
8, a third opening 19 is provided in the second insulating layer 17;
The first opening 14A may be provided in the gate electrode 13.
【０２２３】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
持体上に酸化錫（ＳｎＯ2）、金（Ａｕ）、酸化インジ
ウム（Ｉｎ2Ｏ3）／酸化錫（ＳｎＯ2）、カーボン、酸
化パラジウム（ＰｄＯ）等の導電材料から成り、微小面
積を有し、所定の間隔（ギャップ）を開けて配された一
対の電極がマトリ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）の表面に炭素
薄膜選択成長領域を形成し、その上に、炭素薄膜から成
る電子放出部を形成する。一対の電極に電圧を印加する
ことによって、ギャップを挟んで向かい合った炭素薄膜
に電界が加わり、炭素薄膜から電子が放出される。かか
る電子をアノードパネル上の蛍光体層に衝突させること
によって、蛍光体層が励起されて発光し、所望の画像を
得ることができる。The electron emission device of the present invention can be applied to an element commonly called a surface conduction electron emission element. This surface-conduction electron-emitting device has a structure in which tin oxide (SnO 2 ), gold (Au), indium oxide (In 2 O 3 ) / tin oxide (SnO 2 ), carbon, palladium oxide ( A pair of electrodes made of a conductive material such as PdO) and having a small area and arranged at a predetermined interval (gap) are formed in a matrix. Then, a row-direction wiring is connected to one electrode of the pair of electrodes, and a column-direction wiring is connected to the other electrode of the pair of electrodes. In such a surface conduction electron-emitting device, a carbon thin film selective growth region is formed on the surface of each pair of electrodes (corresponding to a conductor layer), and an electron emission portion made of a carbon thin film is formed thereon. When a voltage is applied to the pair of electrodes, an electric field is applied to the carbon thin films facing each other across the gap, and electrons are emitted from the carbon thin films. By causing such electrons to collide with the phosphor layer on the anode panel, the phosphor layer is excited and emits light, and a desired image can be obtained.
【０２２４】[0224]
【発明の効果】本発明においては、導電体層やカソード
電極の所望の部位に炭素薄膜から成る電子放出部を設け
ることができ、しかも、炭素薄膜を所望の形状にするた
めの炭素薄膜のパターニングを行う必要が無い。また、
電子放出部が炭素薄膜から構成されているので、低閾値
電圧を有し、高い電子放出効率を有する冷陰極電界電子
放出素子を得ることができ、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、炭素薄膜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。According to the present invention, an electron emitting portion made of a carbon thin film can be provided at a desired portion of a conductor layer or a cathode electrode, and the carbon thin film is patterned into a desired shape. There is no need to do. Also,
Since the electron emission portion is made of a carbon thin film, a cold cathode field emission device having a low threshold voltage and a high electron emission efficiency can be obtained, and a low power consumption and high image quality cold cathode field emission device can be obtained. An electron emission display device can be obtained. Furthermore, even when the area of the effective region increases and the number of formed cold cathode field emission devices significantly increases, the electron emission portion of each cold cathode field emission device can be formed accurately. Therefore, the electron emission efficiency of each electron emission portion is made uniform over the entire effective area, and a high-quality cold cathode field emission display device with very little luminance unevenness can be manufactured. In addition, since the carbon thin film can be formed at a relatively low temperature, a glass plate can be used as the support, and the manufacturing cost can be reduced.
【図１】発明の実施の形態１の冷陰極電界電子放出表示
装置の模式的な一部断面図である。FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a cold cathode field emission display according to a first embodiment of the present invention.
【図２】発明の実施の形態１の冷陰極電界電子放出表示
装置における１つの電子放出部の模式的な斜視図であ
る。FIG. 2 is a schematic perspective view of one electron emission unit in the cold cathode field emission display according to the first embodiment of the invention;
【図３】発明の実施の形態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。FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view of a support and the like for describing a method for manufacturing an electron-emitting device according to Embodiment 1 of the present invention.
【図４】発明の実施の形態１の冷陰極電界電子放出表示
装置におけるアノードパネルの製造方法を説明するため
の基板等の模式的な一部断面図である。FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view of a substrate and the like for describing a method for manufacturing an anode panel in the cold cathode field emission display according to the first embodiment of the invention;
【図５】発明の実施の形態２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。FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view of a support and the like for describing a method for manufacturing an electron-emitting device according to Embodiment 2 of the present invention.
【図６】発明の実施の形態３の冷陰極電界電子放出表示
装置の模式的な一部端面図である。FIG. 6 is a schematic partial end view of a cold cathode field emission display according to a third embodiment of the invention;
【図７】発明の実施の形態３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。FIG. 7 is a schematic partial end view of a support and the like for describing a method for manufacturing a cold cathode field emission device according to Embodiment 3 of the present invention.
【図８】発明の実施の形態６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。FIG. 8 is a schematic partial end view of a cold cathode field emission display according to a sixth embodiment of the present invention.
【図９】発明の実施の形態６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。FIG. 9 is a schematic partial end view of a support and the like for describing a method for manufacturing a cold cathode field emission device according to Embodiment 6 of the present invention.
【図１０】図９に引き続き、発明の実施の形態６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。FIG. 10 is a schematic partial end view of a support and the like for explaining the method for manufacturing the cold cathode field emission device according to the sixth embodiment of the invention, following FIG. 9;
【図１１】図１０に引き続き、発明の実施の形態６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。FIG. 11 is a schematic partial end view of a support and the like for explaining the method for manufacturing the cold cathode field emission device according to the sixth embodiment of the invention, following FIG. 10;
【図１２】発明の実施の形態１０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。FIG. 12 is a schematic partial end view of a support and the like for describing a method for manufacturing a cold cathode field emission device according to Embodiment 10 of the present invention.
【図１３】発明の実施の形態１８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。FIG. 13 is a schematic partial end view of a support and the like for describing a method for manufacturing a cold cathode field emission device according to Embodiment 18 of the present invention.
【図１４】発明の実施の形態１９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。FIG. 14 is a schematic partial end view of a support and the like for describing a method of manufacturing a cold cathode field emission device according to Embodiment 19 of the present invention.
【図１５】図１４に引き続き、発明の実施の形態１９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。FIG. 15 is a schematic partial end view of a support and the like for illustrating a method for manufacturing a cold cathode field emission device according to Embodiment 19 of the present invention, following FIG. 14;
【図１６】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。FIG. 16 is a schematic partial end view of a cold cathode field emission device of the present invention having a focusing electrode.
【図１７】スピント型素子を備えた従来の冷陰極電界電
子放出表示装置の構成例を示す模式図である。FIG. 17 is a schematic view showing a configuration example of a conventional cold cathode field emission display device having a Spindt-type element.
１０・・・支持体、１１・・・カソード電極、１２・・
・絶縁層、１３・・・ゲート電極、１４Ａ・・・第１の
開口部、１４Ｂ・・・第２の開口部、１６，１１６・・
・マスク層、１７・・・第２絶縁層、１８・・・収束電
極、１９・・・第３の開口部、２０・・・炭素薄膜選択
成長領域、２１・・・金属粒子、２２・・・金属薄膜、
２３・・・炭素薄膜、３０・・・基板、３１・・・蛍光
体層、３２・・・ブラックマトリックス、３３・・・ア
ノード電極、３４・・・枠体、３５・・・スペーサ、３
６・・・貫通孔、３７・・・チップ管、４０・・・走査
回路、４１，４１Ａ・・・制御回路、４２・・・加速電
源、ＣＰ・・・カソードパネル、ＡＰ・・・アノードパ
ネル10 ... Support, 11 ... Cathode, 12 ...
An insulating layer, 13 a gate electrode, 14A a first opening, 14B a second opening, 16, 116 ...
A mask layer, 17 a second insulating layer, 18 a focusing electrode, 19 a third opening, 20 a carbon thin film selective growth region, 21 a metal particle, 22・ Metal thin film,
23 ... carbon thin film, 30 ... substrate, 31 ... phosphor layer, 32 ... black matrix, 33 ... anode electrode, 34 ... frame, 35 ... spacer, 3
Reference numeral 6: through-hole, 37: chip tube, 40: scanning circuit, 41, 41A: control circuit, 42: acceleration power supply, CP: cathode panel, AP: anode panel
フロントページの続き (72)発明者 井上 浩司 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 八木 貴郎 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5C031 DD17 5C036 EE01 EE02 EE19 EF01 EF06 EF08 EG02 EG12 Continuing on the front page (72) Inventor Koji Inoue 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Takao Yagi 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sonny F term in reference company (reference) 5C031 DD17 5C036 EE01 EE02 EE19 EF01 EF06 EF08 EG02 EG12
Claims (79)
された導電体層、及び、 （ｂ）炭素薄膜選択成長領域上に形成された炭素薄膜か
ら成る電子放出部、から構成されていることを特徴とす
る電子放出装置。The present invention comprises: (a) a conductive layer having a carbon thin film selective growth region formed on the surface thereof; and (b) an electron emitting portion comprising a carbon thin film formed on the carbon thin film selective growth region. An electron-emitting device, comprising:
極、及び、 （ｂ）カ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、から成り、 （ｃ）開口部の底部に位置するカソード電極の部分の表
面に形成された炭素薄膜から成る電子放出部、を更に備
えていることを特徴とする冷陰極電界電子放出素子。2. A cathode electrode formed on a support, and (b) a gate electrode formed above the cathode electrode and having an opening, and (c) located at the bottom of the opening. A cold cathode field emission device, further comprising: an electron emission portion made of a carbon thin film formed on a surface of a portion of the cathode electrode.
れていることを特徴とする請求項２に記載の冷陰極電界
電子放出素子。3. The cold cathode field emission device according to claim 2, wherein the cathode electrode is made of copper, silver or gold.
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の開口部
が絶縁層に設けられていることを特徴とする請求項２に
記載の冷陰極電界電子放出素子。4. An insulating layer is formed on the support and the cathode electrode, and a second opening communicating with the opening provided in the gate electrode is provided in the insulating layer. The cold cathode field emission device according to claim 2.
極、及び、 （ｂ）カ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、から成り、 （ｃ）少なくとも、開口部の底部に位置するカソード電
極の部分の表面に形成された炭素薄膜選択成長領域、及
び、 （ｄ）炭素薄膜選択成長領域上に形成された炭素薄膜か
ら成る電子放出部、を更に備えていることを特徴とする
冷陰極電界電子放出素子。5. A cathode comprising: (a) a cathode electrode formed on a support; and (b) a gate electrode formed above the cathode electrode and having an opening. (C) at least a bottom of the opening. And (d) an electron emission portion made of a carbon thin film formed on the carbon thin film selective growth region. A cold cathode field emission device.
が付着したカソード電極の部分、あるいは、表面に金属
薄膜又は有機金属化合物薄膜が形成されたカソード電極
の部分であることを特徴とする請求項５に記載の冷陰極
電界電子放出素子。6. The carbon thin film selective growth region is characterized in that it is a portion of a cathode electrode on which metal particles are adhered on the surface, or a portion of a cathode electrode on which a metal thin film or an organometallic compound thin film is formed. A cold cathode field emission device according to claim 5.
ン、ニッケル、チタン、クロム、コバルト、タングステ
ン、ジルコニウム、タンタル、鉄、銅、白金、亜鉛、カ
ドミウム、水銀、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、
銀、金、インジウム及びタリウムから成る群から選択さ
れた少なくとも１種類の金属から構成されていることを
特徴とする請求項６に記載の冷陰極電界電子放出素子。7. The metal particles or the metal thin film may be made of molybdenum, nickel, titanium, chromium, cobalt, tungsten, zirconium, tantalum, iron, copper, platinum, zinc, cadmium, mercury, germanium, tin, lead, bismuth,
7. The cold cathode field emission device according to claim 6, wherein the device is made of at least one metal selected from the group consisting of silver, gold, indium and thallium.
ホウ素又はリンが付着していることを特徴とする請求項
６に記載の冷陰極電界電子放出素子。8. The surface of the carbon thin film selective growth region has sulfur,
The cold cathode field emission device according to claim 6, wherein boron or phosphorus is attached.
ニウム、鉛、ニッケル及びコバルトから成る群から選択
された少なくとも１種の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を特徴とする請求項６に記
載の冷陰極電界電子放出素子。9. The organic metal compound thin film is made of an organic metal compound containing at least one element selected from the group consisting of zinc, tin, aluminum, lead, nickel and cobalt. The cold cathode field emission device according to claim 6, wherein
成されていることを特徴とする請求項９に記載の冷陰極
電界電子放出素子。10. The cold cathode field emission device according to claim 9, wherein the organometallic compound thin film is composed of a complex compound.
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の開口部
が絶縁層に設けられており、 第２の開口部の底部に炭素薄膜が位置することを特徴と
する請求項５に記載の冷陰極電界電子放出素子。11. An insulating layer is formed on the support and the cathode electrode, and a second opening communicating with the opening provided in the gate electrode is provided in the insulating layer. 6. The cold cathode field emission device according to claim 5, wherein a carbon thin film is located at a bottom of the portion.
は、針状の形状を有することを特徴とする請求項６に記
載の冷陰極電界電子放出素子。12. The cold cathode field emission device according to claim 6, wherein the metal particles attached to the surface of the cathode electrode have a needle-like shape.
ン、タンタル、チタン及びジルコニウムから成る群から
選択された少なくとも１種類の金属から構成されている
ことを特徴とする請求項１２に記載の冷陰極電界電子放
出素子。13. The method according to claim 12, wherein the acicular metal particles are made of at least one metal selected from the group consisting of copper, iron, tungsten, tantalum, titanium and zirconium. Cold cathode field emission device.
る工程と、 （Ｂ）支持体及びカソード電極上に絶縁層を形成する工
程と、 （Ｃ）絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形成する
工程と、 （Ｄ）ゲート電極に形成された開口部に連通する第２の
開口部を絶縁層に形成する工程と、 （Ｅ）第２の開口部の底部に位置するカソード電極の部
分の表面に炭素薄膜選択成長領域を形成する、炭素薄膜
選択成長領域形成工程と、 （Ｆ）炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成する工
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。14. A gate comprising: (A) a step of forming a cathode electrode on a support; (B) a step of forming an insulating layer on the support and the cathode electrode; and (C) a gate having an opening on the insulating layer. Forming an electrode; (D) forming a second opening in the insulating layer that communicates with the opening formed in the gate electrode; and (E) cathode electrode located at the bottom of the second opening. And (F) forming a carbon thin film on the carbon thin film selective growth region. A cold cathode electric field comprising: A method for manufacturing an electron-emitting device.
の開口部の底部の中央部にカソード電極の表面が露出し
たマスク層を形成した後、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成
ることを特徴とする請求項１４に記載の冷陰極電界電子
放出素子の製造方法。15. The method of forming a carbon thin film selective growth region according to claim 2, wherein
After forming a mask layer in which the surface of the cathode electrode is exposed at the center of the bottom of the opening, the metal particles are adhered onto the mask layer including the surface of the exposed cathode electrode, or
The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 14, comprising a step of forming a metal thin film or an organometallic compound thin film.
薄膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の部分の表
面に、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、表面
に金属粒子が付着し、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たカソード電極の部分から
成る炭素薄膜選択成長領域を得ることを特徴とする請求
項１４に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。16. The step of forming a carbon thin film selective growth region is a step of depositing metal particles or forming a metal thin film or an organometallic compound thin film on the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed. Wherein a carbon thin film selective growth region comprising a portion of a cathode electrode on which metal particles adhere to the surface or a metal thin film or an organometallic compound thin film is formed on the surface is obtained. 5. The method for producing a cold cathode field emission device according to item 1.
ホウ素又はリンを付着させる工程を更に含むことを特徴
とする請求項１６に記載の冷陰極電界電子放出素子の製
造方法。17. The method according to claim 17, wherein sulfur,
17. The method of claim 16, further comprising the step of attaching boron or phosphorus.
ード電極の部分の表面に、金属粒子を付着させた後、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を除去することを特徴とする
請求項１６に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方
法。18. The method according to claim 18, wherein metal particles are adhered to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, or a metal thin film or an organometallic compound thin film is formed. 17. The method according to claim 16, wherein the metal oxide on the surface of the thin film or the organic metal compound thin film is removed.
機金属化合物薄膜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ことを特徴とす
る請求項１８に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方
法。19. The cold cathode field emission according to claim 18, wherein the metal oxide on the surface of the metal particles, the metal thin film or the surface of the organometallic compound thin film is removed by plasma reduction treatment or cleaning treatment. Device manufacturing method.
ード電極の部分の表面に金属粒子を付着させる工程は、
溶媒と金属粒子から成る層を炭素薄膜選択成長領域を形
成すべきカソード電極の部分の表面に形成した後、溶媒
を除去し、金属粒子を残す工程から成ることを特徴とす
る請求項１６に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方
法。20. The step of attaching metal particles to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed,
17. The method according to claim 16, comprising forming a layer comprising a solvent and metal particles on the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, and thereafter removing the solvent to leave the metal particles. The method for manufacturing a cold cathode field emission device of the present invention.
ード電極の部分の表面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炭
素薄膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の部分の
表面に付着させた後、金属化合物粒子を加熱することに
よって分解させ、以て、表面に金属粒子が付着したカソ
ード電極の部分から成る炭素薄膜選択成長領域を得る工
程から成ることを特徴とする請求項１６に記載の冷陰極
電界電子放出素子の製造方法。21. A step of attaching metal particles to a surface of a portion of a cathode electrode where a carbon thin film selective growth region is to be formed,
After the metal compound particles containing metal atoms constituting the metal particles are adhered to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, the metal compound particles are decomposed by heating, whereby 17. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 16, comprising a step of obtaining a carbon thin film selective growth region comprising a portion of a cathode electrode to which metal particles are attached.
ード電極の部分の表面に金属化合物粒子を付着させる工
程は、溶媒と金属化合物粒子から成る層を炭素薄膜選択
成長領域を形成すべきカソード電極の部分の表面に形成
した後、溶媒を除去し、金属化合物粒子を残す工程を含
むことを特徴とする請求項２１に記載の冷陰極電界電子
放出素子の製造方法。22. The step of adhering metal compound particles to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, comprising the steps of: forming a layer comprising a solvent and metal compound particles on the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed; 22. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 21, further comprising a step of removing the solvent after forming on the surface of the portion, leaving metal compound particles.
金属のハロゲン化物、酸化物及び水酸化物から成る群か
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
ることを特徴とする請求項２１に記載の冷陰極電界電子
放出素子の製造方法。23. The metal compound particles are made of at least one material selected from the group consisting of metal halides, oxides and hydroxides constituting the metal particles. 22. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to 21.
ン、ニッケル、チタン、クロム、コバルト、タングステ
ン、ジルコニウム、タンタル、鉄、銅、白金、亜鉛、カ
ドミウム、水銀、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、
銀、金、インジウム及びタリウムから成る群から選択さ
れた少なくとも１種類の金属から構成されていることを
特徴とする請求項１６に記載の冷陰極電界電子放出素子
の製造方法。24. Metal particles or thin metal films comprising molybdenum, nickel, titanium, chromium, cobalt, tungsten, zirconium, tantalum, iron, copper, platinum, zinc, cadmium, mercury, germanium, tin, lead, bismuth,
17. The method of claim 16, wherein the device is made of at least one metal selected from the group consisting of silver, gold, indium and thallium.
ード電極の部分の表面に金属粒子を付着させる工程は、
金属化合物を昇華させ、金属化合物を構成する金属から
成る針状の金属粒子を炭素薄膜選択成長領域を形成すべ
きカソード電極の部分の表面に堆積させる工程から成る
ことを特徴とする請求項１６に記載の冷陰極電界電子放
出素子の製造方法。25. A step of attaching metal particles to a surface of a portion of a cathode electrode where a carbon thin film selective growth region is to be formed,
17. The method according to claim 16, further comprising the step of sublimating the metal compound and depositing acicular metal particles made of the metal constituting the metal compound on the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed. The manufacturing method of the cold cathode field emission device according to the above.
ン、タンタル、チタン及びジルコニウムから成る群から
選択された少なくとも１種類の金属から構成されている
ことを特徴とする請求項２５に記載の冷陰極電界電子放
出素子の製造方法。26. The method according to claim 25, wherein the acicular metal particles are made of at least one metal selected from the group consisting of copper, iron, tungsten, tantalum, titanium and zirconium. The method for manufacturing a cold cathode field emission device of the present invention.
ード電極の部分の表面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カソード電極
上に成膜する工程から成ることを特徴とする請求項１６
に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。27. The step of forming an organometallic compound thin film on a surface of a portion of a cathode electrode where a carbon thin film selective growth region is to be formed, comprises a step of forming a layer made of an organometallic compound solution on the cathode electrode. 17. The method according to claim 16, wherein
5. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to item 1.
ミニウム、鉛、ニッケル及びコバルトから成る群から選
択された少なくとも１種の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を特徴とする請求項２７
に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。28. An organic metal compound thin film comprising an organic metal compound containing at least one element selected from the group consisting of zinc, tin, aluminum, lead, nickel and cobalt. Claim 27
5. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to item 1.
成されていることを特徴とする請求項２８に記載の冷陰
極電界電子放出素子の製造方法。29. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 28, wherein the organometallic compound thin film is composed of a complex compound.
ード電極の部分の表面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
属化合物をカソード電極上に堆積させる工程から成るこ
とを特徴とする請求項１６に記載の冷陰極電界電子放出
素子の製造方法。30. The step of forming an organometallic compound thin film on the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, comprises sublimating the organometallic compound and depositing the organometallic compound on the cathode electrode. 17. The method according to claim 16, further comprising the step of:
ミニウム、鉛、ニッケル及びコバルトから成る群から選
択された少なくとも１種の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を特徴とする請求項３０
に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。31. An organic metal compound thin film comprising an organic metal compound containing at least one element selected from the group consisting of zinc, tin, aluminum, lead, nickel and cobalt. Claim 30
5. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to item 1.
成されていることを特徴とする請求項３１に記載の冷陰
極電界電子放出素子の製造方法。32. The method according to claim 31, wherein the organometallic compound thin film is composed of a complex compound.
ード電極の部分の表面に金属薄膜を形成する工程は、有
機金属化合物を熱分解する方法、メッキ法、化学的気相
成長法、又は、物理的気相成長法に基づくことを特徴と
する請求項１６に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造
方法。33. A step of forming a metal thin film on a surface of a portion of a cathode electrode where a carbon thin film selective growth region is to be formed, the method comprising thermally decomposing an organometallic compound, plating, chemical vapor deposition, or 17. The method according to claim 16, wherein the method is based on a physical vapor deposition method.
る工程と、 （Ｂ）カソード電極の表面に炭素薄膜選択成長領域を形
成する、炭素薄膜選択成長領域形成工程と、 （Ｃ）炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成する工
程と、 （Ｄ）炭素薄膜の上方に、開口部を有するゲート電極を
設ける工程、から成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。34. (A) a step of forming a cathode electrode on a support; (B) a step of forming a carbon thin film selective growth region on the surface of the cathode electrode; and (C) carbon. A method of manufacturing a cold cathode field emission device, comprising: forming a carbon thin film on a thin film selective growth region; and (D) providing a gate electrode having an opening above the carbon thin film.
層を形成し、 前記工程（Ｄ）に引き続き、ゲート電極に設けられた開
口部に連通する第２の開口部を絶縁層に形成し、第２の
開口部の底部に炭素薄膜を露出させることを特徴とする
請求項３４に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方
法。35. An insulating layer is formed on the entire surface following the step (C), and a second opening communicating with the opening provided in the gate electrode is formed on the insulating layer subsequent to the step (D). 35. The method according to claim 34, wherein the carbon thin film is exposed at the bottom of the second opening.
薄膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の部分の表
面に、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、表面
に金属粒子が付着し、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たカソード電極の部分から
成る炭素薄膜選択成長領域を得ることを特徴とする請求
項３４に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。36. The step of forming a carbon thin film selective growth region, wherein a metal particle is adhered to a surface of a portion of a cathode electrode where a carbon thin film selective growth region is to be formed, or a metal thin film or an organometallic compound thin film is formed. 35. A carbon thin film selective growth region comprising a portion of a cathode electrode having metal particles adhered to the surface or a metal thin film or an organometallic compound thin film formed on the surface. 5. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to item 1.
ホウ素又はリンを付着させる工程を更に含むことを特徴
とする請求項３６に記載の冷陰極電界電子放出素子の製
造方法。37. Sulfur, sulfur on the surface of the carbon thin film selective growth region
The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 36, further comprising a step of attaching boron or phosphorus.
ード電極の部分の表面に、金属粒子を付着させた後、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を除去することを特徴とする
請求項３６に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方
法。38. After attaching metal particles to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, or after forming a metal thin film or an organometallic compound thin film, the surface of the metal particles or the metal The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 36, wherein a metal oxide on a surface of the thin film or the organometallic compound thin film is removed.
機金属化合物薄膜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ことを特徴とす
る請求項３８に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方
法。39. The cold cathode field emission according to claim 38, wherein the metal oxide on the surface of the metal particle, the metal thin film or the surface of the organometallic compound thin film is removed by plasma reduction treatment or cleaning treatment. Device manufacturing method.
ード電極の部分の表面に金属粒子を付着させる工程は、
溶媒と金属粒子から成る層を炭素薄膜選択成長領域を形
成すべきカソード電極の部分の表面に形成した後、溶媒
を除去し、金属粒子を残す工程から成ることを特徴とす
る請求項３６に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方
法。40. The step of attaching metal particles to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed,
37. The method according to claim 36, comprising forming a layer comprising a solvent and metal particles on the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, and thereafter removing the solvent to leave the metal particles. The method for manufacturing a cold cathode field emission device of the present invention.
ード電極の部分の表面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炭
素薄膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の部分の
表面に付着させた後、金属化合物粒子を加熱することに
よって分解させ、以て、表面に金属粒子が付着したカソ
ード電極の部分から成る炭素薄膜選択成長領域を得る工
程から成ることを特徴とする請求項３６に記載の冷陰極
電界電子放出素子の製造方法。41. The step of attaching metal particles to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed,
After the metal compound particles containing metal atoms constituting the metal particles are adhered to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, the metal compound particles are decomposed by heating, whereby 37. The method according to claim 36, further comprising the step of obtaining a carbon thin film selective growth region comprising a portion of the cathode electrode to which the metal particles are attached.
ード電極の部分の表面に金属化合物粒子を付着させる工
程は、溶媒と金属化合物粒子から成る層を炭素薄膜選択
成長領域を形成すべきカソード電極の部分の表面に形成
した後、溶媒を除去し、金属化合物粒子を残す工程を含
むことを特徴とする請求項４１に記載の冷陰極電界電子
放出素子の製造方法。42. The step of adhering metal compound particles to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, comprising the steps of: forming a layer comprising a solvent and metal compound particles on the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed; 42. The method of manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 41, further comprising a step of removing the solvent after forming on the surface of the portion and leaving the metal compound particles.
金属のハロゲン化物、酸化物及び水酸化物から成る群か
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
ることを特徴とする請求項４１に記載の冷陰極電界電子
放出素子の製造方法。43. The metal compound particles are made of at least one material selected from the group consisting of metal halides, oxides and hydroxides constituting the metal particles. 42. The method for producing a cold cathode field emission device according to 41.
ン、ニッケル、チタン、クロム、コバルト、タングステ
ン、ジルコニウム、タンタル、鉄、銅、白金、亜鉛、カ
ドミウム、水銀、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、
銀、金、インジウム及びタリウムから成る群から選択さ
れた少なくとも１種類の金属から構成されていることを
特徴とする請求項３６に記載の冷陰極電界電子放出素子
の製造方法。44. The metal particles or the metal thin film may be made of molybdenum, nickel, titanium, chromium, cobalt, tungsten, zirconium, tantalum, iron, copper, platinum, zinc, cadmium, mercury, germanium, tin, lead, bismuth,
The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 36, comprising at least one kind of metal selected from the group consisting of silver, gold, indium and thallium.
ード電極の部分の表面に金属粒子を付着させる工程は、
金属化合物を昇華させ、金属化合物を構成する金属から
成る針状の金属粒子を炭素薄膜選択成長領域を形成すべ
きカソード電極の部分の表面に堆積させる工程から成る
ことを特徴とする請求項３６に記載の冷陰極電界電子放
出素子の製造方法。45. The step of attaching metal particles to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed,
37. The method according to claim 36, further comprising the step of sublimating the metal compound and depositing acicular metal particles made of the metal constituting the metal compound on the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed. The manufacturing method of the cold cathode field emission device according to the above.
ン、タンタル、チタン及びジルコニウムから成る群から
選択された少なくとも１種類の金属から構成されている
ことを特徴とする請求項４５に記載の冷陰極電界電子放
出素子の製造方法。46. The method according to claim 45, wherein the acicular metal particles are made of at least one metal selected from the group consisting of copper, iron, tungsten, tantalum, titanium and zirconium. The method for manufacturing a cold cathode field emission device of the present invention.
ード電極の部分の表面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カソード電極
上に成膜する工程から成ることを特徴とする請求項３６
に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。47. A step of forming an organometallic compound thin film on a surface of a portion of a cathode electrode where a carbon thin film selective growth region is to be formed, comprises a step of forming a layer made of an organometallic compound solution on the cathode electrode. 37. The method according to claim 36, wherein
5. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to item 1.
ミニウム、鉛、ニッケル及びコバルトから成る群から選
択された少なくとも１種の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を特徴とする請求項４７
に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。48. An organic metal compound thin film comprising an organic metal compound containing at least one element selected from the group consisting of zinc, tin, aluminum, lead, nickel and cobalt. Claim 47
5. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to item 1.
成されていることを特徴とする請求項４８に記載の冷陰
極電界電子放出素子の製造方法。49. The method according to claim 48, wherein the organometallic compound thin film is composed of a complex compound.
ード電極の部分の表面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
属化合物をカソード電極上に堆積させる工程から成るこ
とを特徴とする請求項３６に記載の冷陰極電界電子放出
素子の製造方法。50. The step of forming an organometallic compound thin film on the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, comprises sublimating the organometallic compound and depositing the organometallic compound on the cathode electrode. 37. The method according to claim 36, further comprising the step of:
ミニウム、鉛、ニッケル及びコバルトから成る群から選
択された少なくとも１種の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を特徴とする請求項５０
に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。51. An organic metal compound thin film comprising an organic metal compound containing at least one element selected from the group consisting of zinc, tin, aluminum, lead, nickel and cobalt. Claim 50
5. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to item 1.
成されていることを特徴とする請求項５１に記載の冷陰
極電界電子放出素子の製造方法。52. The method according to claim 51, wherein the organometallic compound thin film is composed of a complex compound.
ード電極の部分の表面に金属薄膜を形成する工程は、有
機金属化合物を熱分解する方法、メッキ法、化学的気相
成長法、又は、物理的気相成長法に基づくことを特徴と
する請求項３６に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造
方法。53. A step of forming a metal thin film on a surface of a portion of a cathode electrode where a carbon thin film selective growth region is to be formed, the method comprising thermally decomposing an organometallic compound, plating, chemical vapor deposition, or 37. The method according to claim 36, wherein the method is based on physical vapor deposition.
る工程と、 （Ｂ）カソード電極の表面に炭素薄膜選択成長領域を形
成する、炭素薄膜選択成長領域形成工程と、 （Ｃ）炭素薄膜選択成長領域の上方に、開口部を有する
ゲート電極を設ける工程と、 （Ｄ）炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成する工
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。54. (A) a step of forming a cathode electrode on a support; (B) a step of forming a carbon thin film selective growth area on the surface of the cathode electrode; and (C) carbon. A step of providing a gate electrode having an opening above the thin film selective growth area; and (D) a step of forming a carbon thin film on the carbon thin film selective growth area. Production method.
層を形成し、 前記工程（Ｃ）に引き続き、ゲート電極に設けられた開
口部に連通する第２の開口部を絶縁層に形成し、第２の
開口部の底部に炭素薄膜選択成長領域を露出させること
を特徴とする請求項５４に記載の冷陰極電界電子放出素
子の製造方法。55. An insulating layer is formed on the entire surface following the step (B), and a second opening communicating with the opening provided in the gate electrode is formed on the insulating layer subsequent to the step (C). 55. The method according to claim 54, wherein the carbon thin film selective growth region is exposed at the bottom of the second opening.
薄膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の部分の表
面に、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、表面
に金属粒子が付着し、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たカソード電極の部分から
成る炭素薄膜選択成長領域を得ることを特徴とする請求
項５４に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。56. A step of forming a carbon thin film selective growth region, wherein a metal particle is adhered to a surface of a portion of a cathode electrode where a carbon thin film selective growth region is to be formed, or a metal thin film or an organometallic compound thin film is formed. 55. A selective growth region of a carbon thin film comprising a portion of a cathode electrode on which metal particles adhere to the surface or a metal thin film or an organometallic compound thin film is formed on the surface. 5. The method for producing a cold cathode field emission device according to item 1.
ホウ素又はリンを付着させる工程を更に含むことを特徴
とする請求項５６に記載の冷陰極電界電子放出素子の製
造方法。57. Sulfur, on the surface of the carbon thin film selective growth region
The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 56, further comprising a step of attaching boron or phosphorus.
ード電極の部分の表面に、金属粒子を付着させた後、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を除去することを特徴とする
請求項５６に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方
法。58. After attaching metal particles to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, or after forming a metal thin film or an organometallic compound thin film, the surface of the metal particles or the metal The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 56, wherein the metal oxide on the surface of the thin film or the organometallic compound thin film is removed.
機金属化合物薄膜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ことを特徴とす
る請求項５８に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方
法。59. The cold cathode field emission according to claim 58, wherein the metal oxide on the surface of the metal particles, the metal thin film or the surface of the organometallic compound thin film is removed by plasma reduction treatment or cleaning treatment. Device manufacturing method.
ード電極の部分の表面に金属粒子を付着させる工程は、
溶媒と金属粒子から成る層を炭素薄膜選択成長領域を形
成すべきカソード電極の部分の表面に形成した後、溶媒
を除去し、金属粒子を残す工程から成ることを特徴とす
る請求項５６に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方
法。60. The step of attaching metal particles to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed,
57. The method according to claim 56, further comprising the step of forming a layer comprising a solvent and metal particles on the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, and thereafter removing the solvent to leave the metal particles. The method for manufacturing a cold cathode field emission device of the present invention.
ード電極の部分の表面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炭
素薄膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の部分の
表面に付着させた後、金属化合物粒子を加熱することに
よって分解させ、以て、表面に金属粒子が付着したカソ
ード電極の部分から成る炭素薄膜選択成長領域を得る工
程から成ることを特徴とする請求項５６に記載の冷陰極
電界電子放出素子の製造方法。61. A step of attaching metal particles to a surface of a portion of a cathode electrode where a carbon thin film selective growth region is to be formed,
After the metal compound particles containing metal atoms constituting the metal particles are adhered to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, the metal compound particles are decomposed by heating, whereby The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 56, further comprising a step of obtaining a carbon thin film selective growth region comprising a portion of a cathode electrode to which metal particles are attached.
ード電極の部分の表面に金属化合物粒子を付着させる工
程は、溶媒と金属化合物粒子から成る層を炭素薄膜選択
成長領域を形成すべきカソード電極の部分の表面に形成
した後、溶媒を除去し、金属化合物粒子を残す工程を含
むことを特徴とする請求項６１に記載の冷陰極電界電子
放出素子の製造方法。62. The step of attaching metal compound particles to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, wherein the layer comprising a solvent and the metal compound particles comprises a layer comprising a solvent and metal compound particles where the carbon thin film selective growth region is to be formed. 62. The method of manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 61, further comprising a step of removing a solvent after forming on the surface of the portion, and leaving metal compound particles.
金属のハロゲン化物、酸化物及び水酸化物から成る群か
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
ることを特徴とする請求項６１に記載の冷陰極電界電子
放出素子の製造方法。63. The metal compound particles are made of at least one material selected from the group consisting of metal halides, oxides and hydroxides constituting the metal particles. 61. The method for producing a cold cathode field emission device according to 61.
ン、ニッケル、チタン、クロム、コバルト、タングステ
ン、ジルコニウム、タンタル、鉄、銅、白金、亜鉛、カ
ドミウム、水銀、ゲルマニウム、錫、鉛、ビスマス、
銀、金、インジウム及びタリウムから成る群から選択さ
れた少なくとも１種類の金属から構成されていることを
特徴とする請求項５６に記載の冷陰極電界電子放出素子
の製造方法。The metal particles or the metal thin film may be made of molybdenum, nickel, titanium, chromium, cobalt, tungsten, zirconium, tantalum, iron, copper, platinum, zinc, cadmium, mercury, germanium, tin, lead, bismuth,
The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 56, comprising at least one metal selected from the group consisting of silver, gold, indium and thallium.
ード電極の部分の表面に金属粒子を付着させる工程は、
金属化合物を昇華させ、金属化合物を構成する金属から
成る針状の金属粒子を炭素薄膜選択成長領域を形成すべ
きカソード電極の部分の表面に堆積させる工程から成る
ことを特徴とする請求項５６に記載の冷陰極電界電子放
出素子の製造方法。65. The step of attaching metal particles to the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed,
57. The method according to claim 56, further comprising the step of sublimating the metal compound and depositing acicular metal particles made of the metal constituting the metal compound on the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed. The manufacturing method of the cold cathode field emission device according to the above.
ン、タンタル、チタン及びジルコニウムから成る群から
選択された少なくとも１種類の金属から構成されている
ことを特徴とする請求項６５に記載の冷陰極電界電子放
出素子の製造方法。66. The needle-like metal particle according to claim 65, wherein the needle-like metal particle is made of at least one metal selected from the group consisting of copper, iron, tungsten, tantalum, titanium and zirconium. The method for manufacturing a cold cathode field emission device of the present invention.
ード電極の部分の表面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カソード電極上に成膜す
る工程から成ることを特徴とする請求項５６に記載の冷
陰極電界電子放出素子の製造方法。67. The step of forming an organometallic compound thin film on the surface of a portion of a cathode electrode where a carbon thin film selective growth region is to be formed comprises a step of depositing an organometallic compound solution on the cathode electrode. A method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 56.
ミニウム、鉛、ニッケル及びコバルトから成る群から選
択された少なくとも１種の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を特徴とする請求項６７
に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。68. An organic metal compound thin film comprising an organic metal compound containing at least one element selected from the group consisting of zinc, tin, aluminum, lead, nickel and cobalt. Claim 67
5. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to item 1.
成されていることを特徴とする請求項６８に記載の冷陰
極電界電子放出素子の製造方法。69. The method according to claim 68, wherein the organometallic compound thin film is composed of a complex compound.
ード電極の部分の表面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
属化合物をカソード電極上に堆積させる工程から成るこ
とを特徴とする請求項５６に記載の冷陰極電界電子放出
素子の製造方法。70. The step of forming an organometallic compound thin film on the surface of the portion of the cathode electrode where the carbon thin film selective growth region is to be formed, comprises sublimating the organometallic compound and depositing the organometallic compound on the cathode electrode. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 56, comprising a step of causing the cold cathode field emission device.
ミニウム、鉛、ニッケル及びコバルトから成る群から選
択された少なくとも１種の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を特徴とする請求項７０
に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造方法。71. An organic metal compound thin film comprising an organic metal compound containing at least one element selected from the group consisting of zinc, tin, aluminum, lead, nickel and cobalt. Claim 70
5. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to item 1.
成されていることを特徴とする請求項７１に記載の冷陰
極電界電子放出素子の製造方法。72. The method for manufacturing a cold cathode field emission device according to claim 71, wherein the organometallic compound thin film is composed of a complex compound.
ード電極の部分の表面に金属薄膜を形成する工程は、有
機金属化合物を熱分解する方法、メッキ法、化学的気相
成長法、又は、物理的気相成長法に基づくことを特徴と
する請求項５６に記載の冷陰極電界電子放出素子の製造
方法。73. A step of forming a metal thin film on a surface of a portion of a cathode electrode where a carbon thin film selective growth region is to be formed, includes a method of thermally decomposing an organometallic compound, a plating method, a chemical vapor deposition method, or 57. The method according to claim 56, wherein the method is based on a physical vapor deposition method.
放出素子に対向して基板上に設けられたアノード電極及
び蛍光体層から構成され、 冷陰極電界電子放出素子は、 （ａ）炭素薄膜選択成長領域が表面に形成された導電体
層、及び、（ｂ）炭素薄膜選択成長領域上に形成された
炭素薄膜から成る電子放出部、を備えていることを特徴
とする冷陰極電界電子放出表示装置。74. Each pixel is composed of a cold cathode field emission device, an anode electrode provided on a substrate facing the cold cathode field emission device, and a phosphor layer, The cold cathode field emission device comprises: (a) a conductor layer having a carbon thin film selective growth region formed on the surface thereof; and (b) an electron emission portion comprising a carbon thin film formed on the carbon thin film selective growth region. A cold cathode field emission display device comprising:
放出素子に対向して基板上に設けられたアノード電極及
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カソード電極、及び、 （ｂ）カ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、から成り、 （ｃ）開口部の底部に位置するカソード電極の部分の表
面に形成された炭素薄膜から成る電子放出部、を備えて
いることを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。75. Each pixel is composed of a cold cathode field emission device, an anode electrode provided on a substrate facing the cold cathode field emission device, and a phosphor layer, The cold cathode field emission device comprises: (a) a cathode electrode formed on a support; and (b) a gate electrode formed above the cathode electrode and having an opening. A cold cathode field emission display device comprising: an electron emission portion made of a carbon thin film formed on the surface of a portion of the cathode electrode located at the bottom.
放出素子に対向して基板上に設けられたアノード電極及
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カソード電極、 （ｂ）カ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、 （ｃ）少なくとも、開口部の底部に位置するカソード電
極の部分の表面に形成された炭素薄膜選択成長領域、及
び、 （ｄ）炭素薄膜選択成長領域上に形成された炭素薄膜か
ら成る電子放出部、を備えていることを特徴とする冷陰
極電界電子放出表示装置。76. A pixel comprising: a plurality of pixels; each pixel comprising: a cold cathode field emission device; an anode electrode and a phosphor layer provided on a substrate facing the cold cathode field emission device; The cold cathode field emission device comprises: (a) a cathode electrode formed on a support; (b) a gate electrode formed above the cathode electrode and having an opening; and (c) at least a bottom of the opening. A carbon thin film selective growth region formed on the surface of the portion of the cathode electrode to be formed; and (d) an electron emission portion comprising a carbon thin film formed on the carbon thin film selective growth region. Cathode field emission display.
基板と、冷陰極電界電子放出素子が形成された支持体と
を、蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するよ
うに配置し、基板と支持体とを周縁部において接合する
冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法であって、 冷陰極電界電子放出素子を、 （Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、 （Ｂ）支持体及びカソード電極上に絶縁層を形成する工
程と、 （Ｃ）絶縁層上に開口部を有するゲート電極を形成する
工程と、 （Ｄ）ゲート電極に形成された開口部に連通する第２の
開口部を絶縁層に形成する工程と、 （Ｅ）第２の開口部の底部に位置するカソード電極の部
分の表面に炭素薄膜選択成長領域を形成する、炭素薄膜
選択成長領域形成工程と、 （Ｆ）炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成する工
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。77. A substrate on which an anode electrode and a phosphor layer are formed and a support on which a cold cathode field emission device is formed are arranged such that the phosphor layer and the cold cathode field emission device face each other. And a method for manufacturing a cold cathode field emission display device in which a substrate and a support are joined at a peripheral portion, comprising: (A) forming a cathode electrode on the support; (B) a step of forming an insulating layer on the support and the cathode electrode; (C) a step of forming a gate electrode having an opening on the insulating layer; and (D) communicating with the opening formed in the gate electrode. Forming a second opening in the insulating layer, and (E) forming a carbon thin film selective growth region on the surface of the portion of the cathode electrode located at the bottom of the second opening. Process and (F) carbon thin film selective growth area Forming a carbon thin film on the region.
基板と、冷陰極電界電子放出素子が形成された支持体と
を、蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するよ
うに配置し、基板と支持体とを周縁部において接合する
冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法であって、 冷陰極電界電子放出素子を、 （Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、 （Ｂ）カソード電極の表面に炭素薄膜選択成長領域を形
成する、炭素薄膜選択成長領域形成工程と、 （Ｃ）炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成する工
程と、 （Ｄ）炭素薄膜の上方に、開口部を有するゲート電極を
設ける工程、に基づき形成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。78. A substrate on which an anode electrode and a phosphor layer are formed, and a support on which a cold cathode field emission device is formed, such that the phosphor layer and the cold cathode field emission device face each other. A method of manufacturing a cold cathode field emission display device in which a substrate and a support are joined at a peripheral portion, comprising: (A) forming a cathode electrode on the support; (B) a carbon thin film selective growth region forming step of forming a carbon thin film selective growth region on the surface of the cathode electrode; (C) a carbon thin film forming process on the carbon thin film selective growth region; Forming a gate electrode having an opening on an upper side thereof.
基板と、冷陰極電界電子放出素子が形成された支持体と
を、蛍光体層と冷陰極電界電子放出素子とが対向するよ
うに配置し、基板と支持体とを周縁部において接合する
冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法であって、 冷陰極電界電子放出素子を、 （Ａ）支持体上にカソード電極を形成する工程と、 （Ｂ）カソード電極の表面に炭素薄膜選択成長領域を形
成する、炭素薄膜選択成長領域形成工程と、 （Ｃ）炭素薄膜選択成長領域の上方に、開口部を有する
ゲート電極を設ける工程、 （Ｄ）炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成する工
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。79. A substrate on which an anode electrode and a phosphor layer are formed, and a support on which a cold cathode field emission device is formed, such that the phosphor layer and the cold cathode field emission device face each other. A method of manufacturing a cold cathode field emission display device in which a substrate and a support are joined at a peripheral portion, comprising: (A) forming a cathode electrode on the support; (B) a carbon thin film selective growth region forming step of forming a carbon thin film selective growth region on the surface of the cathode electrode; and (C) providing a gate electrode having an opening above the carbon thin film selective growth region. A) forming a carbon thin film on the carbon thin film selective growth region.
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| JP2000373425A JP2002197965A (en) | 1999-12-21 | 2000-12-07 | Electron emitting device, cold cathode field electron emitting element and its manufacturing method, and cold cathode field electron emission display device and its manufacturing method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2000
- 2000-12-07 JP JP2000373425A patent/JP2002197965A/en active Pending
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