JP2000306498A - 荷電粒子放出装置の製造方法、及び電界放出型ディスプレイ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型で極薄型の高精細ディスプレイ装置に用
いる、低電圧駆動が可能で長寿命の電子放出源を提供す
る。 【解決手段】 電子放出源は、例えばガラス材よりなる
下部基板１の表面上に帯状の複数本のカソード電極ライ
ン２が形成され、その上に薄膜７が成膜され、またその
上に絶縁層３が成膜され、さらにその上にカソード電極
ライン２と交差して帯状に複数本のゲート電力ライン４
が形成され、マトリクス構造を構成している。各カソー
ド電極ライン２及び各ゲート電極ライン４は制御手段１
５にそれぞれ接続されて駆動制御されるが、その各交差
領域９においては、ゲート電極ライン４と絶縁層３とを
貫通して薄膜７に達する多数の略円形の孔５が形成され
ている。冷陰極となる薄膜７は、カソード電極ライン２
に所定の電位を印加しながら、炭素を主体とするターゲ
ット基板のレーザアブレーションで成膜し、冷陰極を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子放出装置
（例えば極薄型のディスプレイ装置に使用して好適な電
子放出源）の製造方法、及びそれを用いた電界放出型デ
ィスプレイ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば極薄型のディスプレイ装
置としては、スクリーン内部に電子放出源を設け、その
各画素領域内に電子放出材料からなる多数のマイクロチ
ップを形成し、所定の電気信号に応じて、対応する画素
領域のマイクロチップを励起することでスクリーンの蛍
光面を光らせるものが案出されている。

【０００３】この電子放出源は、帯状に形成された複数
本のカソード電極ラインと、このカソード電極ラインの
上部においてカソード電極ラインと交差して帯状に形成
された複数本のゲート電極ラインとが設けられ、カソー
ド電極ラインとゲート電極ラインとの各交差領域がそれ
ぞれ１画素を形成している。

【０００４】次に、図７及び図８を参照して、上記した
電子放出源とディスプレイ装置について説明する。

【０００５】従来の電子放出源によれば、図７に示すよ
うに、例えばガラス材からなる下部基板２１の表面上に
帯状の複数本のカソード電極ライン２２が形成され、こ
れらのカソード電極ライン２２の上に絶縁層２３が成膜
され、さらにその上に各カソード電極ライン２２と交差
して帯状に形成された複数本のゲート電極ライン２４が
形成され、各カソード電極ライン２２とともにマトリク
ス構造を構成している。各カソード電極ライン２２およ
び各ゲート電極ライン２４は制御手段２５にそれぞれ接
続され、駆動制御される。

【０００６】カソード電極ライン２２とゲート電極ライ
ン２４との各交差領域においては、ゲート電極ライン２
４と絶縁層２３とを貫通してカソード電極ライン２２に
達する多数の微細孔２６が形成され、これらの孔２６の
底部となるカソード電極ライン２２の表面にマイクロチ
ップ２７が設けられている。このマイクロチップ２７が
冷陰極を構成する。

【０００７】これらのマイクロチップ２７は、電子放出
材料、例えばモリブデンからなり、略円錐体に形成され
ている。そして、各マイクロチップ２７の円錐体の先端
部は、ゲート電極ライン２４に形成されている電子通過
用のゲート部２４ａの高さに略位置している。このよう
に、カソード電極ライン２２のゲート電極ライン２４と
の交差領域には、多数のマイクロチップ２７が設けられ
た画素領域が形成され、個々の画素領域が１つの画素
（ピクセル）に対応している。

【０００８】このように構成された電子放出源１２にお
いては、制御手段２５により所定のカソード電極ライン
２２とゲート電極ライン２４を選択し、これらの間に所
定の電圧を印加することによりカソード電極ライン２２
とゲート電極ライン２４との交差領域、即ち、画素領域
内の全てのマイクロチップ２７とゲート部２４ａとの間
に所定の電界が生じ、マイクロチップ２７の先端からト
ンネル効果によって電子が放出される。なお、このとき
の印加電圧は、マイクロチップ２７の材料がモリブデン
である場合、マイクロチップ２７の円錐体の先端部付近
の電界の強さが１０⁸ 〜１０¹⁰Ｖ／ｍ程度となる電圧値
にする。

【０００９】図８に、この電子放出源１２を用いたディ
スプレイ装置２０の例を示す。

【００１０】ディスプレイ装置２０は、上述した電子放
出源１２を画面を構成するように配置したパネル部材
と、この部材に対しこの電子放出方向に所定の間隔をも
って配置された上部基板２８とが設けられている。この
上部基板２８においては、電子放出源１２と対向する位
置にカソード電極ライン２４と平行な帯状の蛍光体が塗
布された蛍光面２９が形成され、また、電子放出源１２
と蛍光面２９との間は真空に保たれた構成になってい
る。

【００１１】次に、ディスプレイ装置２０の動作につい
て述べる。画素を構成する所定の画素領域の電子放出源
１２において、その電子放出源１２と一致する交差領域
を有するカソード電極ライン２２とゲート電極ライン２
４を制御手段２５によって選択し、所定の電圧を印加す
る。これによって、この電子放出源１２は励起し、その
電子放出源１２のマイクロチップ２７からは電子が放出
され、更にカソード電極ライン２２とアノードである上
部基板２８との間に印加された電圧によって電子は加速
され、蛍光面２９の蛍光体と衝突して可視光を放出し、
画像を形成するものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロチップ２７の作製工程において、リフトオフ時に剥離
した金属膜の小片等により、マイクロチップ２７とゲー
ト電極ライン２４とが接続し、従ってカソード電極ライ
ン２２とゲート電極ライン２４とが短絡し、マイクロチ
ップ２７が破壊されることがある。

【００１３】また、ゲート電極ライン２４と蛍光面２９
との間の高真空領域に存在するイオンがマイクロチップ
２７をスパッタし、ディスプレイとしての寿命を縮める
ことが知られていた。

【００１４】従って、本発明の目的は、低電圧駆動を可
能にし、長寿命であって高精細化が容易であり、しかも
大型の極薄型ディスプレイ装置を構成することができる
電子放出源の如き荷電粒子放出装置の製造方法、及びそ
の荷電粒子放出装置を用いた電界放出型ディスプレイ装
置の製造方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
に鑑みてなされたものであり、基体上に第１電極（例え
ば基板上にカソード電極ライン：以下、同様）を形成す
る工程と、前記第１電極に所定の電位を印加しながら、
炭素を主体とするターゲットにレーザ光を照射してター
ゲット材を飛翔せしめ、前記第１電極上に前記薄膜（特
に電子などの荷電粒子放出能の良好な例えばダイヤモン
ド状炭素薄膜：以下、同様）を成膜する工程と、前記基
体、前記第１電極ライン及び前記薄膜を被覆する絶縁層
を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第１電極と交差
する第２電極（例えばゲート電極ライン：以下、同様）
を形成する工程と、前記第１電極と前記第２電極とが交
差する領域に、前記第２電極と前記絶縁層とを貫通して
前記薄膜に達する略円形又はスリット状等の微細孔を形
成する工程とを有し、これらの工程を経て、例えば冷陰
極を有する電子放出源を製造する、荷電粒子放出装置の
製造方法に係るものである。

【００１６】本発明はまた、基体上に第１電極を形成す
る工程と、前記第１電極に所定の電位を印加しながら、
炭素を主体とするターゲットにレーザ光を照射してター
ゲット材を飛翔せしめ、前記第１の電極上に薄膜を成膜
する工程と、前記基体、前記第１電極及び前記薄膜を被
覆する絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第
１電極と交差する第２電極を形成する工程と、前記第１
電極と前記第２電極とが交差する領域に、前記第２電極
と前記絶縁層とを貫通して前記薄膜に達する略円形又は
スリット状等の微細孔を形成する工程とを経て、荷電粒
子放出装置（例えば冷陰極を有する電子放出源：以下、
同様）を製造し、この荷電粒子放出装置と対向する位置
に発光面（例えば螢光面：以下、同様）を配置し、前記
荷電粒子放出装置（例えば前記冷陰極）から放出される
荷電粒子（例えば電子：以下、同様）により前記発光面
を発光させるディスプレイ装置を製造する、電界放出型
ディスプレイ装置の製造方法も提供するものである。

【００１７】本発明の荷電粒子放出装置及び電界放出型
ディスプレイ装置のそれぞれの製造方法によれば、前記
第２電極と前記絶縁層を貫通して前記薄膜に達する微細
孔により荷電粒子放出源を形成するに際し、前記第１電
極に所定の電位を印加しながら、炭素を主体とするター
ゲットにレーザ光を照射してターゲット材を飛翔せし
め、前記薄膜を成膜しているので、このようにして成膜
された薄膜は低電界でエミッションを生じるものとなる
ため、低電圧駆動が可能である。また、上記のようにし
て成膜された薄膜は、ダイヤモンド状炭素からなるの
で、イオンによりスパッタされにくく、このため、安定
なエミッションを長い時間維持できる。

【００１８】また、従来技術におけるような剥離層が製
造時に生じないため、第１電極と第２電極とのショート
がなく、不良率を下げ、かつ作製工程数を減らすことが
できる。そして、荷電粒子放出源の構造が単純なため、
大型の極薄型ディスプレイ装置を構成することができ、
また、放出される荷電粒子の拡がりが小さいので、高精
細化することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の製造方法においては、グ
ラファイトを主体とするターゲットを用いて前記薄膜を
成膜するのがよい。使用するレーザとしてはエキシマレ
ーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ等が挙げられ、波長は１９３
〜１０６４ｎｍ、またそのパワーは１０⁶ 〜１０¹⁰Ｗ／
ｃｍ² がよい。

【００２０】前記第１電極にアースに対して負の電位
（望ましくは−２５Ｖ〜−１５０Ｖ）を印加しながら前
記薄膜を成膜することが望ましい。この印加電位は、負
に小さすぎても大きすぎても、成膜性が劣化し、低電界
でのエミッションが得られ難くなる。

【００２１】次に、本発明の好ましい実施の形態を図１
〜図６について例示する。図１は本発明に基づく電子放
出源の製造方法を工程順に示す断面図、図２は作製され
た電子放出源の断面図、図３は図１の平面図、図４は冷
陰極薄膜の電界強度と電流密度の関係を示すグラフであ
る。図５は作製された他の電子放出源の断面図、図６は
図５の平面図である。

【００２２】＜第１の実施の形態＞次に、本実施の形態
によるディスプレイ装置を構成する電子放出源（電界放
出型カソード（冷陰極）を含む電極構体）の製造方法の
一例を図１について説明する。

【００２３】まず、図１（ａ）に示すように、ガラス等
からなる下部基板１上にニオブ、モリブデン又はクロム
等の導体材料を厚さ約2000Å程度に成膜し、その後、写
真製版法及び反応性イオンエッチング法（例えばＣｌ₂
とＯ₂ との混合ガス使用）によりこの導体膜を帯状（ス
トライプ形状）に加工し、カソード電極ライン２を形成
する。

【００２４】次いで、図１（ｂ）に示すように、冷陰極
薄膜７、例えばダイヤモンド状炭素からなる薄膜を本発
明に基づいてグラファイト主体のターゲットのレーザ光
照射（レーザアブレーション）によりカソード電極ライ
ン２上に厚さ2000Å程度に成膜する。このレーザアブレ
ーションによる薄膜７の成膜は、カソード電極ライン２
にアースレベルに対して電源８から負の電位（例えば−
１００Ｖ）を印加しながらターゲット材にレーザ光（エ
キシマレーザ、波長１９３ｎｍ、パワー２×１０⁸ Ｗ／
ｃｍ² ）を照射し、ターゲット材７Ａをカソード電極ラ
イン２上へ飛翔させることによって行う。

【００２５】その後、写真製版法及び反応性イオンエッ
チング法により、冷陰極薄膜７をパターニングし、カソ
ード電極ライン２の制御手段２５等との接続端部（図示
せず）を除いて冷陰極薄膜７がカソード電極ライン２を
被覆するライン形状にする。或いは、この冷陰極薄膜７
は、カソード電極ライン２とゲート電極ライン４との交
差領域９、即ち画素領域のみにおいてカソード電極ライ
ン２を被覆するように形成してもよい。

【００２６】次いで、図１（ｃ）に示すように、絶縁層
３、例えば二酸化珪素（ＳｉＯ₂ ）をスパッタリング又
は化学蒸着法（ＣＶＤ）により冷陰極薄膜７を含む面上
に厚さ１μｍ程度に成膜し、更に、絶縁層３上にゲート
電極材料４、例えばニオブ又はモリブデンを厚さ2000Å
程度に成膜する。そして、写真製版法及び反応性イオン
エッチング法により、このゲート電極材料膜をカソード
電極ライン２と交差するようなライン形状のゲート電極
ライン４に加工する。

【００２７】次いで、図１（ｄ）に示すように、ゲート
電極ライン４と絶縁層３を貫通して薄膜７に達する円形
の微細孔５を写真製版法及び反応性イオンエッチング法
（例えば、ＣＨＦ₃ とＣＨ₂ Ｆ₂ との混合ガス使用）に
より形成する（図中の１３は孔５の形成時に用いるフォ
トレジストマスクである）。

【００２８】次いで、フォトレジスト１３を除去し、図
２及び図３に示した如く、絶縁層３によってカソード電
極ライン２を被覆し、微細孔５内に露出した微小冷陰極
薄膜７を有する電極構体（電子放出源）１０を作製す
る。

【００２９】このようにして電子放出源１０を製造すれ
ば、電子放出物質の薄膜７を成膜するに際し、カソード
電極ライン２に所定の負電位を印加しながら、グラファ
イトなど炭素を主体とするターゲットにレーザ光を照射
してターゲット材を飛翔せしめているので、このように
して成膜された薄膜７は低電界で電子のエミッションを
生じるものとなるため、低電圧駆動が可能である。ま
た、ダイヤモンド状炭素からなる薄膜７は、動作時にゲ
ート電極ライン４上の高真空領域に存在するイオンによ
りスパッタされにくいため、安定なエミッションを長い
時間維持できる。

【００３０】また、薄膜７は、その厚み分だけ成膜すれ
ばよいので、従来技術のマイクロチップ２７のように高
さや形状を高精度にして形成する必要はなく、また、絶
縁層３の形成前に予め成膜しておけるため、薄膜７の形
成が容易となり、従来技術の如きリフトオフは全く不要
であってカソード−ゲート間が剥離した金属片で短絡す
ることはない。仮に金属片が生じても、薄膜７が薄いた
めにカソード２−ゲート４間が十分離れており、これら
の間に金属片が接触して短絡を生じることはない（しか
も、上記したダイヤモンド状炭素の如き仕事関数の小さ
い物質はいずれも絶縁体であるため、短絡を生じること
はない）。この結果、カソード２−ゲート４間の印加電
圧を上昇させた場合に電極が溶断されることはなく、不
良率を下げ、信頼性の良い動作を行わせることができ
る。

【００３１】また、薄膜７は、従来技術のマイクロチッ
プ２７のように微小孔内への蒸着によることなしにレー
ザアブレーションで成膜できるので、その作製工程数が
減り、かつ容易となり、不良率を下げ、カソード２−ゲ
ート４間の絶縁分離も良好となる。

【００３２】上記した方法で得られる電子放出源１０
は、例えばガラス材よりなる下部基板１の表面上に帯状
の複数本のカソード電極ライン２が形成され、これらの
カソード電極ライン２の上に冷陰極用の薄膜７が成膜さ
れ、また、薄膜７の上に絶縁層３が成膜されていて、そ
の上には更に各カソード電極ライン２と領域９において
交差して帯状に複数本のゲート電極ライン４が形成さ
れ、カソード電極ライン２とゲート電極ライン４とでマ
トリクス構造を構成している。各カソード電極ライン２
および各ゲート電極ライン４は制御手段１５にそれぞれ
接続され、駆動制御される。

【００３３】カソード電極ライン２とゲート電極ライン
４との各交差領域９においては、ゲート電極ライン４と
絶縁層３とを貫通して冷陰極用の薄膜７に達する多数の
略円形の孔５が設けられ、この孔５の底部に露出した薄
膜７が冷陰極を構成する。この薄膜７は、カソード電極
ライン２に所定の電位（例えば−１００Ｖ）を印加しな
がら、炭素を主体とするグラファイトなどのターゲット
基板にレーザ（エキシマレーザ、波長１９３ｎｍ、パワ
ー２×１０⁸ Ｗ／ｃｍ² ）を照射して成膜された薄膜で
ある。

【００３４】この第１の実施の形態例による電子放出源
１０を用いたディスプレイ装置の構成とその表示動作
は、図７及び図８を参照して説明した従来例とは、電子
放出源の冷陰極の構造においてのみ異なるものであっ
て、その他の構成と動作は従来例と同一である。

【００３５】即ち、制御手段１５により所定のカソード
電極ライン２とゲート電極ライン４を選択し、これらの
間に所定の電圧を印加することにより、カソード電極ラ
イン２とゲート電極ライン４との交差領域９（即ち、画
素領域内の薄膜７とゲート部４ａとの間）に所定の電界
が生じ、孔５内の薄膜７からトンネル効果によって電子
が放出される。

【００３６】電子放出源１０を組み込んだディスプレイ
装置においては、画像を構成する所定の画素領域の電子
放出源１０と一致する交差領域を有するカソード電極ラ
イン２とゲート電極ライン４を制御手段１５によって選
択し、それらの間に所定の電圧を印加する。これによ
り、この電子放出源１０は励起し、孔５内の薄膜７から
は電子が放出され、更にカソード電極ライン２とアノー
ドである上部基板２８との間に印加された電圧によって
電子は加速され、蛍光面２９の蛍光体と衝突して可視光
を放出し、画像を形成するものである。この場合、電子
放出源１０の構造が単純であるため、大型の極薄型ディ
スプレイ装置を構成することができ、また、放出される
電子の拡がりが小さいので、高精細化することができ
る。

【００３７】そして、上述した電子放出源１０の構成に
よれば、ゲート電極ライン４と絶縁層３を貫通して薄膜
７に達する多数の孔５の底部には、カソード電極ライン
２に所定の電位を印加しながら炭素主体のターゲット基
板にレーザー光を照射して成膜された薄膜７の冷陰極が
形成されているので、低電圧駆動が可能となる。

【００３８】また、薄膜９が炭素主体のターゲット基板
にレーザ光を照射して成膜された薄膜であるので、薄膜
９はダイヤモンド状炭素となる。このダイヤモンド状炭
素からなる薄膜は化学的に不活性であってイオンにより
スパッタリングされにくいので、安定なエミッションを
長い時間維持できる。

【００３９】本実施の形態では、ゲート電極ライン４と
絶縁層３を貫通して、冷陰極用の薄膜７に達する複数の
円形の微細孔５が形成された電子放出源１０が得られる
が、この電子放出源１０によれば、冷陰極用の薄膜７の
仕事関数が十分に小さければ、カソード電極ライン２と
ゲート電極ライン４との間の印加電圧が数１０Ｖで、デ
ィスプレイとして必要な電流量を得ることができる。

【００４０】また、薄膜７が、カソード電極ライン２に
所定の電位を印加させながら、グラファイトを主体とす
るターゲット基板にレーザ光を照射して成膜を行った薄
膜であるので、５×１０⁷ Ｖ／ｍ以下の電界の強さでデ
ィスプレイとして必要な電流量を得ることができ、低電
圧駆動が可能となる。即ち、カソード電極ライン２にア
ースに対して負の電位を印加しながら、グラファイトを
主体とするターゲット基板にレーザ光を照射して成膜を
行った薄膜７と、カソード電極ライン２に電位を印加し
ないで成膜を行った薄膜とについて、電界強度と電流密
度との関係を測定したところ、図４に示す結果が得られ
た。この結果から、本発明に基づいて、カソード電極ラ
イン２に所定の電位を印加しながら成膜を行うことは、
薄膜７からの電界放出に効果があり、低電圧でもエミッ
ションが得られることが分る。

【００４１】＜第２の実施の形態＞本実施の形態例で得
られる電子放出源は、図５及び図６に示すように、上述
した第１の実施の形態例における電子放出源１０の孔５
の形状をスリット状孔６にして電子放出源１１を構成し
たことにおいてのみ異なり、また、これを用いたディス
プレイ装置の構成と表示動作も上述した第１の実施の形
態例で述べたととと同一であり、その構成と動作につい
てここでの説明は省略する。

【００４２】この電子放出源１１では、孔６をスリット
状孔としたことにより、上述した第１の実施の形態例で
得られる効果の他に、次の効果が得られる。即ち、冷陰
極の薄膜７の表面での電界強度は円形の孔５の場合とほ
とんど等しく、従って冷陰極は略同一の電圧で駆動でき
るが、円形の孔５に比較してエミッション領域が大きい
ので、同一の電圧で駆動してもより大きな電流密度を得
ることができる。このように、スリット状孔６を有する
冷陰極は、低い電圧の印加で、より大きな放出電流を獲
得することが可能となるものである。

【００４３】次に、電子放出源１１の製造方法を説明す
るが、基本的には図１で述べたものと同様である。

【００４４】まず、ガラス等よりなる下部基板１上にニ
オブ、モリブデン又はクロム等を材料として厚さ約２０
００Å程の導体膜を成膜する。その後、写真製版法及び
反応性イオンエッチング法によりこの導体膜を帯状に加
工してカソード電極ライン２を形成する。

【００４５】次いで、冷陰極用の薄膜７を、カソード電
極ライン２に所定の電位を印加しながら、炭素を主体と
するターゲット基板にレーザー光を照射してレーザアブ
レーション法で成膜する。その後、写真製版法及び反応
性イオンエッチング法により、この薄膜７を、画素を形
成する領域を被覆する形状に整形する。

【００４６】次いで、例えば二酸化珪素をスパッタリン
グ又は化学蒸着法により下部基板１とカソード電極ライ
ン２の露出部および薄膜７の上に成膜して絶縁層３を形
成し、更に絶縁層３上に、例えばニオブ又はモリブデン
のゲート電極材料を成膜する。その後、写真製版法及び
反応性イオンエッチング法により、この導体膜をカソー
ド電極ライン２と交差するライン状に加工して、ゲート
電極ライン４を構成する。

【００４７】次いで、ゲート電極ライン４と絶縁層３を
貫通して薄膜７に達するスリット状の微細な孔６を写真
製版法及び反応性イオンエッチング法により形成して、
電子放出源１１を作製する。

【００４８】本実施の形態によれば、上述した第１の実
施の形態と同様に、ゲート電極ライン２と絶縁層３を貫
通して薄膜７に達する多数のスリット状微細孔６により
電子放出源１１を構成する際に、冷陰極となるカソード
電極ライン２に所定の電位を印加しながら、炭素を主体
とするターゲット基板にレーザ光を照射して、薄膜７を
成膜しているので、この薄膜７は低電界でエミッション
を生じるものとなり、低電圧駆動が可能である。また、
薄膜７はダイヤモンド状炭素となるので、スパッタリン
グされにくく、このため、安定なエミッションを長い時
間維持できる。

【００４９】その他、上述した第１の実施の形態で述べ
たように、電子放出源の作製時に剥離層が生じないた
め、カソード電極ラインとゲート電極ラインのショート
の不良率を下げることができ、かつ作製工程を減ずるこ
とができると共に、電子放出源の構造が単純なために大
型の極薄型ディスプレイ装置を構成することができ、ま
た、冷陰極から放出される電子の拡がりが小さいので、
高精細にすることができる。

【００５０】更に、スリット状の微細孔６を形成してい
るので、冷陰極の薄膜７の表面での電界強度は円形の微
細孔の場合とほとんど等しく、略同一の電圧でその冷陰
極を駆動することができるが、円形の微細孔の場合と比
較してエミッション領域が大きいため、同一の電圧で駆
動してもより大きな電流密度を得ることができる。

【００５１】以上、本発明の実施の形態例を説明した
が、上述の例は本発明の技術的思想の基づいて更に変形
が可能である。

【００５２】例えば、薄膜７、カソード電極２等の材質
や厚み、その成膜方法等は種々変化させてよい。成膜方
法には、スパッタ法、ＣＶＤだけでなく、レーザアブレ
ーション法（レーザ光照射によるエッチング現象を利用
した堆積法）等も採用できる。特に薄膜７の場合、ター
ゲットはグラファイト以外も使用可能である。

【００５３】また、上述した冷陰極薄膜７の形成領域
は、カソード電極ライン２とゲート電極ライン４との交
差領域９のみであってよいし、ほぼカソード電極ライン
２と同一パターンに設けてもよく、或いはそれ以外の領
域にも薄膜７が存在していてもよく、場合によっては基
板１の全面にあってもよい。上述した微細孔の形状も上
述の円形、スリット状に限らず、その他の形状であって
もよい。

【００５４】なお、上述した電子放出源は、ＦＥＤ（Fi
eld emission display) などの電界放出型ディスプレイ
装置に好適であるが、対向する螢光面パネルの構造や各
部のパターン及び材質等は上述したものに限られず、ま
た、その作製方法も種々採用できる。また、上述した電
子放出源の用途は、ＦＥＤ又はそれ以外のディスプレイ
装置に限定されることはなく、真空管（即ち、カソード
から放出される電子流をゲート電極（グリッド）によっ
て制御し、増幅又は整流する電子管）に使用したり、或
いは、カソードから放出される電子を信号電流として取
り出すための回路素子（これには、上述したＦＥＤの螢
光面パネルに光電変換素子を取付け、螢光面パネルの発
光パターンを光電変換素子で電気信号に変換する光通信
用の素子も含まれる。）等にも応用可能である。

【００５５】

【発明の作用効果】本発明によれば、上述した如く、前
記第２電極と前記絶縁層を貫通して前記薄膜に達する微
細孔により荷電粒子放出源を形成するに際し、前記第１
電極に所定の電位を印加しながら、炭素を主体とするタ
ーゲットにレーザ光を照射してターゲット材を飛翔せし
め、前記薄膜を成膜しているので、このようにして成膜
された薄膜は低電界でエミッションを生じるものとなる
ため、低電圧駆動が可能である。また、上記のようにし
て成膜された薄膜は、ダイヤモンド状炭素からなるの
で、イオンによりスパッタされにくく、このため、安定
なエミッションを長い時間維持できる。

【００５６】また、従来技術におけるような剥離層が製
造時に生じないため、第１電極と第２電極とのショート
がなく、不良率を下げ、かつ作製工程数を減らすことが
できる。そして、荷電粒子放出源の構造が単純なため、
大型の極薄型ディスプレイ装置を構成することができ、
また、放出される荷電粒子の拡がりが小さいので、高精
細化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による電子放出源の
製造方法を工程順に示す概略断面図である。

【図２】同、電子放出源の一部分の概略断面図である。

【図３】同、電子放出源の一部分の平面図である。

【図４】同、電子放出源の電子放出性能（冷陰極薄膜の
電界強度と電流密度との関係）を示すグラフである。

【図５】本発明の第２の実施の形態例による電子放出源
の一部分の概略断面図である。

【図６】同、電子放出源の一部分の平面図である。

【図７】従来の電子放出源の一部分の断面図である。

【図８】同、電子放出源を用いたディスプレイ装置の構
成の一部を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１、２１…下部基板、２、２２…カソード電極ライン、
３、２３…絶縁層、４、２４…ゲート電極ライン、４
ａ、２４ａ…ゲート部、５、６、２６…円形又はスリッ
ト状孔、７…薄膜、８…電源、９…交差領域、１０、１
１、１２…電子放出源、１５、２５…制御手段、２０…
ディスプレイ装置、２７…マイクロチップ、２８…上部
基板、２９…蛍光面

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体上に第１電極を形成する工程と、 前記第１電極に所定の電位を印加しながら、炭素を主体
   とするターゲットにレーザ光を照射してターゲット材を
   飛翔せしめ、前記第１の電極上に薄膜を成膜する工程
   と、 前記基体、前記第１電極及び前記薄膜を被覆する絶縁層
   を形成する工程と、 前記絶縁層上に前記第１電極と交差する第２電極を形成
   する工程と、 前記第１電極と前記第２電極とが交差する領域に、前記
   第２電極と前記絶縁層とを貫通して前記薄膜に達する微
   細孔を形成する工程とを有する、荷電粒子放出装置の製
   造方法。
2. 【請求項２】 基板上にカソード電極ラインを形成す
   る工程と、 前記カソード電極ラインに所定の電位を印加しながら、
   炭素を主体とするターゲットにレーザ光を照射してター
   ゲット材を飛翔せしめ、前記カソード電極ライン上に前
   記薄膜を成膜する工程と、 前記基板、前記カソード電極ライン及び前記薄膜を被覆
   する絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層上に前記カソード電極ラインと交差するゲー
   ト電極ラインを形成する工程と、 前記カソード電極ラインと前記ゲート電極ラインとが交
   差する領域に、前記ゲート電極ラインと前記絶縁層とを
   貫通して前記薄膜に達する略円形又はスリット状の前記
   微細孔を形成する工程とを経て、冷陰極を有する電子放
   出源を製造する、請求項１に記載した荷電粒子放出装置
   の製造方法。
3. 【請求項３】 グラファイトを主体とするターゲットを
   用いて前記薄膜を成膜する、請求項１に記載した荷電粒
   子放出装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記第１電極にアースに対して負の電位
   を印加しながら前記薄膜を成膜する、請求項１に記載し
   た荷電粒子放出装置の製造方法。
5. 【請求項５】 基体上に第１電極を形成する工程と、 前記第１電極に所定の電位を印加しながら、炭素を主体
   とするターゲットにレーザ光を照射してターゲット材を
   飛翔せしめ、前記第１の電極上に薄膜を成膜する工程
   と、 前記基体、前記第１電極及び前記薄膜を被覆する絶縁層
   を形成する工程と、 前記絶縁層上に前記第１電極と交差する第２電極を形成
   する工程と、 前記第１電極と前記第２電極とが交差する領域に、前記
   第２電極と前記絶縁層とを貫通して前記薄膜に達する微
   細孔を形成する工程とを経て、荷電粒子放出装置を製造
   し、この荷電粒子放出装置と対向する位置に発光面を配
   置し、前記荷電粒子放出装置から放出される荷電粒子に
   より前記発光面を発光させるディスプレイ装置を製造す
   る、電界放出型ディスプレイ装置の製造方法。
6. 【請求項６】 基板上にカソード電極ラインを形成す
   る工程と、 前記カソード電極ラインに所定の電位を印加しながら、
   炭素を主体とするターゲットにレーザ光を照射してター
   ゲット材を飛翔せしめ、前記カソード電極ライン上に前
   記薄膜を成膜する工程と、 前記基板、前記カソード電極ライン及び前記薄膜を被覆
   する絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層上に前記カソード電極ラインと交差するゲー
   ト電極ラインを形成する工程と、 前記カソード電極ラインと前記ゲート電極ラインとが交
   差する領域に、前記ゲート電極ラインと前記絶縁層とを
   貫通して前記薄膜に達する略円形又はスリット状の前記
   微細孔を形成する工程とを経て、冷陰極を有する電子放
   出源を製造し、この電子放出源と対向する位置に螢光面
   を配置し、前記冷陰極から放出される電子により前記螢
   光面を発光させるディスプレイ装置を製造する、請求項
   ５に記載した電界放出型ディスプレイ装置の製造方法。
7. 【請求項７】 グラファイトを主体とするターゲットを
   用いて前記薄膜を成膜する、請求項５に記載した電界放
   出型ディスプレイ装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記第１電極にアースに対して負の電位
   を印加しながら前記薄膜を成膜する、請求項５に記載し
   た電界放出型ディスプレイ装置の製造方法。