JPH06203749A - 電子放出素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した電子放出が可能な電子放出素子の製
造方法を提供する。 【構成】 (a) ガラス基板１１上に配線層１２、絶縁層
１３、電極層１４を形成し、レジスト層１５をマスクと
したエッチングを行い、絶縁層１３ａおよび引出電極１
４ａを形成する。この上に、導電性材料を堆積し、電極
層１６ａ，１６ｂを形成する。(b) レジスト層１５を剥
離して電極層１６ａを除去する。(c) 電極層１６ｂの上
にレジスト層１７を形成し、電極層１６ｂの側部をエッ
チング除去する。(d) 冷陰極１６ｃと引出電極１４ａと
の間に間隙が確保でき、電子放出素子が完成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子放出素子の製造方
法、特に、真空マイクロ素子などを構成するための電子
放出素子を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の普及に伴い、真空管の技術
は忘れ去られた存在となっていたが、ここ数年になって
この真空管の技術が再び注目を集めている。いわゆる真
空マイクロ素子の開発である。この真空マイクロ素子
は、長年にわたる半導体素子の研究で培われた半導体の
微細加工技術を利用して、同一基板上に微細な真空管を
集積したものである。すなわち、この素子は、冷陰極と
引出電極と陽極とを備え、引出電極によって冷陰極から
電子を引き出してこれを陽極へと放出させるものであ
る。引出電極に印加する電圧を制御することにより、冷
陰極から放出される電子の量を制御することができる。

【０００３】半導体素子では、固体中を電子が移動する
ため、動作速度はその固体中の電子の移動度によって支
配される。これに対し、真空マイクロ素子では、真空中
を電子が移動するため、半導体素子に比べて非常に高速
な動作が可能であり、真空の利点を生かした電荷輸送媒
体として注目を集めている。また、この真空マイクロ素
子の研究にともなって冷陰極の開発が行われており、平
面ディスプレイ等への応用が期待されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、真空マ
イクロ素子は、原理的には真空管と同じではあるが、そ
の大きさは真空管とは比べ物にならないくらい微細なも
のである。特に、冷陰極および引出電極が形成される電
子放出素子の部分は、電子を放出しやすい構造に加工す
る必要があるが、微細な構造であるため、このような加
工は非常に高度の技術を必要とする。特に、冷陰極の電
子放出部先端は、曲率半径１μｍ以下に加工し、１０^７
Ｖ／ｃｍ程度の強電界がこの先端に集中するようにして
電子放出を行う必要があり、従来の方法では安定した電
子放出が可能な精密な加工を行うことが困難であった。
この素子を平板型ディスプレイの駆動用に用いる場合に
は、個々の素子によってディスプレイの１画素の表示制
御を行うことになる。したがって、各素子ごとに電子放
出部の加工にばらつきがあると、ディスプレイ画面上で
均一な表示が得られないという問題が生じる。

【０００５】そこで本発明は、安定した電子放出が可能
な電子放出素子の製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 (1) 本願第１の発明は、冷陰極と引出電極とを備え、
引出電極によって冷陰極から電子を引き出してこれを陽
極へと放出させる電子放出素子、を製造する方法におい
て、基板上に冷陰極への配線を行うための第１の導電層
を形成し、この第１の導電層の上に絶縁層を形成し、こ
の絶縁層の上に引出電極を構成するための第２の導電層
を形成する段階と、第２の導電層の上に第１のレジスト
層を形成し、このレジスト層の冷陰極形成領域に対応す
る位置に開口部を設けるパターニングを行い、パターニ
ングされた第１のレジスト層をマスクとして用い、第２
の導電層の一部および絶縁層の一部をエッチング除去す
る段階と、基板全面に、冷陰極を構成するための第３の
導電層を堆積させ、第１のレジスト層を第２の導電層か
ら剥離することにより、第３の導電層の冷陰極形成領域
以外の部分を除去する段階と、除去されずに残った第３
の導電層の上面の、冷陰極形成領域よりも小さな領域
に、第２のレジスト層を形成し、この第２のレジスト層
をマスクとして用い、第３の導電層の側部をエッチング
除去する段階と、を行い、残った第２の導電層を引出電
極、残った第３の導電層を冷陰極、として電子放出素子
を構成するようにしたものである。

【０００７】(2) 本願第２の発明は、上述の第１の発
明に係る電子放出素子の製造方法において、第３の導電
層を非固溶金属系合金によって形成し、この合金の材料
となった金属間でエッチングレートの異なるエッチング
方法を用いて第３の導電層の表面をエッチングし、この
第３の導電層から構成される冷陰極の表面に電子放出に
適した突起構造を形成させる段階、を更に行うようにし
たものである。

【０００８】(3) 本願第３の発明は、上述の第１の発
明に係る電子放出素子の製造方法において、第３の導電
層を斜方蒸着法によって堆積させ、この第３の導電層か
ら構成される冷陰極の表面に電子放出に適した突起構造
を形成させるようにしたものである。

【０００９】(4) 本願第４の発明は、上述の第１の発
明に係る電子放出素子の製造方法において、第３の導電
層を、異なる金属からなる２層構造とし、これら金属間
でのエッチングレーートが異なるエッチング方法によ
り、この２層構造のうちの上層のみを所定のパターンで
エッチングし、この上層の部分により電子放出に適した
突起構造を形成させる段階、を更に行うようにしたもの
である。

【００１０】(5) 本願第５の発明は、上述の第１の発
明に係る電子放出素子の製造方法において、形成された
冷陰極の表面に電子線を照射してパターニングを行い、
電子放出に適した突起構造を形成させる段階、を更に行
うようにしたものである。

【００１１】(6) 本願第６の発明は、上述の第１の発
明に係る電子放出素子の製造方法において、冷陰極形成
領域を円形とすることにより円柱状の冷陰極を形成し、
この円柱状の冷陰極の上面円周に沿って、電子放出に適
した突起構造を形成させるパターニング段階、を更に行
うようにしたものである。

【００１２】

【作 用】

(1) 本願第１の発明に係る製造方法では、まず、基板
の上に形成された絶縁層上に引出電極となる導電層が形
成される。続いて、冷陰極形成領域が定義され、これら
絶縁層および導電層の冷陰極形成領域に対応する部分に
穴が掘られる。この穴に、冷陰極となるべき導電層が堆
積される。最後に、冷陰極となるべき導電層の側部をエ
ッチングすることにより、冷陰極と引出電極との間に所
定の間隔があくようにする。このような製造方法では、
困難な微細加工工程を避けることができ、常に安定した
加工が可能になる。また、最後の段階で冷陰極を形成す
るためのエッチングが行われるが、このエッチングによ
り、冷陰極を電子放出に適した形状（たとえば、鋭角部
分を有する形状）に加工することができる。

【００１３】電子放出素子において、冷陰極の形状は非
常に重要である。すなわち、この冷陰極からは安定した
電子放出が行われる必要がある。このような安定した電
子放出を行うためには、一般的には、微細な突起構造が
必要であると考えられている。本願第２〜第６の発明
は、本願第１の発明に係る方法において、更に電子放出
に適した微細な突起構造を冷陰極の表面に形成するため
の技術に関するものである。

【００１４】(2) 本願第２の発明に係る製造方法で
は、冷陰極の表面に、電子放出に適した微細突起構造を
ユニークな方法によって得ることができる。すなわち、
金属Ａと金属Ｂとからなる非固溶金属系合金によって冷
陰極を形成し、この冷陰極の表面を、金属Ａと金属Ｂと
の間でのエッチングレートが異なるエッチング方法によ
りエッチング処理を行う。非固溶金属系合金では、金属
Ａと金属Ｂとが完全に溶け合った状態にはなっていない
ので、エッチングレートの高い金属の方が先にエッチン
グ除去される。こうして、冷陰極の表面に、非常に微細
な突起（柱状の凹凸構造）を得ることができる。

【００１５】(3) 本願第３の発明に係る製造方法で
は、冷陰極を構成する導電層が斜方蒸着法によって堆積
される。斜方蒸着を行うと、基板面に対して傾斜した柱
状突起が形成でき、この柱状突起から有効に電子放出を
行うことができる。

【００１６】(4) 本願第４の発明に係る製造方法で
は、冷陰極を、異なる金属からなる２層構造で構成して
おくことにより、上層のみを所定のパターンでエッチン
グできるようになる。そこで、この上層の部分を、電子
放出に適した突起構造にパターニングすることができ
る。

【００１７】(5) 本願第５の発明に係る製造方法で
は、冷陰極の表面を電子線によりパターニングするよう
にしたため、電子放出に適した任意の突起構造を形成す
ることができる。

【００１８】(6) 本願第６の発明に係る製造方法で
は、円柱状の冷陰極の上面円周に沿って、電子放出に適
した王冠状の突起構造が形成される。引出電極は、この
王冠状の突起構造を周囲から囲む円形状の開口部を有す
るものとなるため、一様な電子放出が可能になる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて説
明する。まずはじめに、従来の一般的な真空マイクロ素
子の構造について説明する。図１は、平板型のディスプ
レイを駆動するための真空マイクロ素子の一般的な構造
を示す断面図である。ここでは、説明の便宜上、ディス
プレイの１画素分を駆動する構造のみを示し、各部の実
際の寸法比を無視して描いてある。ガラス基板１は、こ
の素子を支持するために十分な厚みを有し、その上に配
線層２が形成されている。この配線層２の上には、冷陰
極３および絶縁層４が形成され、絶縁層４の上には引出
電極５が形成されている。配線層２は、冷陰極３に電圧
を供給するためのもので、ＩＴＯ，ＺｎＯ：Ａｌなどの
透明導電膜や、Ａｌ，Ａｕ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎ
ｂ，Ｃｒなどの金属薄膜を、０．０２〜１．０μｍ程度
の厚みに形成することによって構成されている。この上
に形成された冷陰極３は、Ｗ，Ｔａ，Ｍｏなどの高融点
金属からなる円錐状の電極である。また、絶縁層４は、
ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_５などを０．５〜３．０μｍ程度の
厚みに堆積させることにより得られた層であり、引出電
極５は、Ａｌ，Ａｕ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂなど
の金属薄膜を、０．０２〜１．０μｍ程度の厚みに形成
したものである。引出電極５は、冷陰極３の先端部の高
さとほぼ同等の高さに位置する。

【００２０】一方、もう１枚のガラス基板６の下面に
は、陽極７および蛍光体層８が形成されている。陽極７
は、ＩＴＯ，ＺｎＯ：Ａｌなどの透明導電膜を０．３〜
１．０μｍ程度の厚みに形成したものであり、蛍光体層
８は、ＺｎＯ：Ｚｎ等のような蛍光体により厚み１０μ
ｍ程度の層を形成したものである。ガラス基板１の上面
に形成された構造体が本発明の適用対象となる電子放出
素子１０である。これに対し、ガラス基板６の下面に形
成された構造体は、いわば電子受入素子２０ともいうべ
きものであり、図１に示すように、電子放出素子１０に
対向するように配置され、両者間の空隙は真空状態に保
たれる。

【００２１】このような構造をもった真空マイクロ素子
は、真空管と同様の動作を行う。すなわち、冷陰極３を
カソード、陽極７をアノード、引出電極５をグリッド、
として各電極に所定の電圧をかければ、冷陰極３から電
子を引き出し、これを陽極７へ放出させることができ、
この電子の放出量を引出電極５に与える電圧によって制
御することができる。蛍光体層８は、陽極７へ向かった
電子の衝突を受けて発光する。この発光は、陽極７およ
びガラス基板６ごしに図面上方から観測される。

【００２２】さて、このような構造をもった真空マイク
ロ素子を製造する上で、最も困難な工程は、電子放出素
子１０側において、円錐状の冷陰極３を形成する工程で
ある。比較的低い電界による電子の放出を可能にするた
めには、冷陰極３の先端を鋭くする必要があるが、その
ような微細加工は非常に困難である。しかも、図１に
は、平板状ディスプレイの１画素分に相当する構造だけ
が示されているが、実際には、図２に示すように、この
ような構造が縦横に多数配列され、それぞれの冷陰極３
の加工精度をほぼ同じ精度にする必要がある。縦横に配
列された複数の冷陰極３の加工精度にムラが生じると、
ディスプレイ画面としてムラのあるものになってしま
う。本発明は、このような問題を解決するためになされ
たものであり、図３および図４の断面図（これらの断面
図においても、説明の便宜上、ディスプレイの１画素分
を駆動する構造のみを、各部の実際の寸法比を無視して
示してある）に示すような方法によって電子放出素子１
０が製造される。

【００２３】まず、図３(a) に示すように、ガラス基板
１１の上に、冷陰極に対する配線層１２（ＩＴＯ，Ｚｎ
Ｏ：Ａｌなどの透明導電膜や、Ａｌ，Ａｕ，Ｗ，Ｍｏ，
Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｃｒなどの金属薄膜）を形成する。
続いて、図３(b) に示すように、この配線層１２の上
に、絶縁層１３（ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_５など）および電
極層１４（Ａｌ，Ａｕ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂな
どの金属薄膜）を形成する。そして、この電極層１４の
上に、レジスト層１５を形成し、このレジスト層１５
を、フォトリソグラフィ法などを用いて、図３(c) に示
すようにパターニングする。すなわち、レジスト層１５
の一部に開口部１５ａが形成され、電極層１４の一部が
露出する。この開口部１５ａは、冷陰極を形成すべき領
域に設ける。したがって、円柱状の冷陰極を形成するの
であれば、開口部１５ａは円形の窓となり、四角柱状の
冷陰極を形成するのであれば、開口部１５ａは四角形の
窓となる。そして、このパターニングされたレジスト層
１５をマスクとして用いたエッチングを行い、電極層１
４の一部およびその下の絶縁層１３の一部を除去する。
その結果、図３(d) に示すように、絶縁層１３ａおよび
引出電極１４ａが形成されることになる。絶縁層１３ａ
および引出電極１４ａは、いずれも、後に形成される冷
陰極を周囲から取り囲む形状をしている。なお、絶縁層
１３をエッチングする際には、ややオーバーエッチング
を行うようにし、図３(d) に示すように、絶縁層１３ａ
の側面部にやや窪みができるようにしておくのが好まし
い。

【００２４】次に、この基板全面に、後に冷陰極を構成
する金属（電子の放出が容易であり、耐熱性、耐腐食性
に優れたＷ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃ
ｕなどの金属が好ましい）を堆積させ、図４(a) に示す
ように、電極層１６ａ，１６ｂを形成する。ここで、電
極層１６ｂは、前段階のエッチングにより生じた穴部
（冷陰極形成領域）に堆積した層であり、電極層１６ａ
は、それ以外の領域に堆積した層である。なお、これら
電極層１６ａ，１６ｂの厚みは、絶縁層１３ａの厚みと
引出電極１４ａの厚みとの和に等しいか、それより小さ
くなるようにするのが好ましい。続いて、レジスト層１
５を引出電極１４ａの上面から剥離すれば、図４(b) に
示すように、レジスト層１５とともに不要な電極層１６
ａを除去することができる。残った電極層１６ｂは、冷
陰極を構成することになるが、このままの状態では、引
出電極１４ａと接触している。そこで、図４(c) に示す
ように、残った電極層１６ｂの上面に、レジスト層１７
を形成する。このレジスト層１７は、冷陰極形成領域
（電極層１６ｂの上面に相当する領域）よりもひとまわ
り小さな領域に形成することになる。別言すれば、電極
層１６ｂの周囲の一部分だけをエッチングできるような
レジスト層１７を形成すればよい。そして、このレジス
ト層１７をマスクとして、電極層１６ｂの側部をエッチ
ング除去すれば、図４(d) に示すように、冷陰極１６ｃ
が形成できる。冷陰極１６ｃとこれを周囲から取り囲む
引出電極１４ａとの間には、所定の間隔が維持されるこ
とになる。

【００２５】以上のような工程により、図１に示す電子
放出素子１０が製造できる。この工程は、一般的な半導
体装置の製造プロセスの技術を用いれば容易に実施する
ことができ、特に困難な微細加工を行う必要はない。と
ころで、図１に示す素子における冷陰極３は、円錐状を
しており、先端の突起部から電子放出が行われるような
構造となっている。一般に、電子を効率良く放出させる
ためには、表面に突起構造が必要である。このため、上
述の工程によって製造される冷陰極１６ｃも、突起構造
をもった形状にするのが好ましい。したがって、冷陰極
１６ｃは円柱状とするよりも、図５(a) に示すような角
柱状とする方が好ましく、更に、図５(b) に示すような
星型柱状とする方が好ましい。前述のように、冷陰極１
６ｃを最終的に形成する工程においては、図４(c) に示
すように、レジスト層１７を用いたエッチングが行われ
る。したがって、レジスト層１７を所望の形状にパター
ニングすれば、所望の形状の冷陰極１６ｃを得ることが
可能である。

【００２６】冷陰極に微細な突起構造を得るために、次
のような方法を実施することも可能である。すなわち、
冷陰極１６ｃの材料として、上述した金属ではなく、非
固溶金属系合金材料を用いるのである。一般的に知られ
ている合金は、高温において２種類の金属を液相状態で
混合し、これを冷却することによって得られる。このと
き、２種類の金属は任意のあるいは所定の割合で混じり
合い、格子上の原子が入れ替わる置換型固溶体、また
は、一方の格子間に他方の原子が侵入する侵入型固溶体
の形式で合金を形成する。ところが、ある種の金属同士
では、相互溶解度が極めて低く、液相においても「水と
油」のように分離し、これを徐々に冷却しても、安定相
を二相分離した状態のままで冷えるため、合金を得るこ
とはできない。このような金属同士は「非固溶金属系」
と呼ばれている。ところが、このような非固溶金属系の
２種類の金属を、気相状態で混合して急冷する気相急冷
法を用いると、合金を得ることができる。このような合
金は、非固溶金属系合金と呼ばれている。

【００２７】冷陰極１６ｃを、このような非固溶金属系
合金によって形成しておけば、この非固溶金属系を形成
する２種類の金属間のエッチングレートの違いを利用し
てこの冷陰極１６ｃの表面をエッチングすることによ
り、電子放出に適した多数の柱状突起を冷陰極表面に形
成することができる。具体的には、Ｃｏ−Ｃｒという２
種類の金属からなる非固溶金属系合金によって冷陰極１
６ｃを形成しておき、ＣｏとＣｒとの間でのエッチング
レートの異なる硝酸第２セリウムアンモン溶液によるエ
ッチングを行うことにより、電子放出に適した多数の柱
状突起が形成できる。これは、合金の中で、エッチング
レートの高いＣｒが先にエッチング除去され、残ったＣ
ｏの原子が柱状に析出するためと思われる。この方法を
用いるのであれば、電子は表面に形成された多数の柱状
突起から放出されるようになるため、冷陰極１６ｃの全
体形状は円柱状でもかまわない。

【００２８】冷陰極に微細な突起構造を得るための別な
方法は、斜方蒸着法を用いて冷陰極１６ｃを形成する方
法である。すなわち、図３(d) に示す構造体がガラス基
板１１上に得られたら、この構造体を真空チャンバ内に
入れ、図４(a) に示す電極層１６ａ，１６ｂを金属蒸着
によって形成するのである。しかも、このとき、ガラス
基板１１をチャンバ内で傾斜させて固定しておき、斜方
蒸着が行われるようにする。このような斜方蒸着を行う
と、金属原子が斜めに堆積するようになるため、斜めに
伸びるような柱状構造が得られる。その結果、電極層１
６ａ，１６ｂの上面に微細な凹凸構造が得られるように
なり、結果的に、冷陰極１６ｃの上面にもこの微細な凹
凸構造が残ることになる。電子はこの微細な凹凸構造か
ら有効に放出される。

【００２９】また、冷陰極１６ｃの上面に対して、所定
のパターニングを行うことにより、突起構造を形成する
ことも可能である。このような冷陰極１６ｃの上面に対
してエッチングによるパターニングを行う場合には、図
６(a) に示すように、冷陰極１６ｃを第１金属層１８ａ
および第２金属層１８ｂという異なる金属からなる２層
構造とし、これら金属間でのエッチングレートが異なる
エッチング方法により、第２金属層１８ｂのみを所定の
パターンでエッチングし（フォトリソグラフィ法を用い
ればよい）、図６(b) に示すように、いわゆる剣山状の
柱状突起１８ｃを形成すればよい。第１金属層１８ａは
エッチングされないため、エッチングは第２金属層１８
ｂの深さで止まり、電子放出に都合のよい高さをもった
柱状突起１８ｃが形成されることになる。

【００３０】冷陰極１６ｃ上に、より微細な突起を形成
したい場合には、上述のようなフォトリソグラフィ法を
利用したエッチングを行う代わりに、電子線によるパタ
ーニングを行うことも可能である。すなわち、図４(d)
のように、冷陰極１６ｃを形成した後、この上面に電子
線を照射して、部分的に削り取る加工を施し、微細な突
起構造を形成するのである。電子線は非常に高精度な位
置合わせを行うことが可能であり、エッチングに比べて
より微細なパターニングが可能になる。

【００３１】より安定した電子放出が可能な冷陰極の構
造を図７に示す。この冷陰極１９は円柱状をしており、
しかも、その上面円周に沿って、電子放出に適した柱状
突起１９ａが多数形成されている。このような構造は、
上述したエッチング法や電子線を利用したパターニング
法により得ることができる。引出電極１４ａは、図に一
点鎖線で示すように、この円柱状の冷陰極１９を円環状
に取り囲む形状をしており、上方から見た場合、冷陰極
１９の外周部と、引出電極１４ａの内周部とは、同心円
の関係にある。このような構造では、柱状突起１９ａと
引出電極１４ａとの距離がすべての位置において等距離
となるため、比較的低い電圧で、各柱状突起１９ａから
均一で安定した電子放出が可能になる。

【００３２】以上、本発明を図示する実施例に基づいて
説明したが、本発明はこれらの実施例のみに限定される
ものではなく、この他にも種々の態様で実施可能であ
る。特に、上述の実施例では、便宜上、ガラス基板上に
１組の電子放出素子を製造する場合の断面図に基づいて
説明を行ったが、実際には、このような電子放出素子が
ガラス基板上に縦横に多数配列されることになる。この
場合、隣接する電子放出素子との間隔は、１．０μｍ〜
２０μｍとし、個々の電子放出素子の引出電極部の径
は、１．０μｍ〜１０μｍ程度とするのが好ましい。ま
た、電子放出素子の形状によっては、これらの寸法を適
宜変更するとよい。また、上述の実施例では、平板型デ
ィスプレイを駆動するための真空マイクロ素子の製造に
本発明を適用した例を示したが、スイッチング素子、セ
ンサ素子などに用いる真空マイクロ素子の製造にも、本
発明は同様に適用可能である。更に、本発明は真空マイ
クロ素子だけでなく、この他の素子に用いる冷陰極につ
いても同様に適用することができる。たとえば、ＳＥＭ
（走査型電子顕微鏡）の電子銃を製造する場合にも本発
明を適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る電子放出素
子の製造方法によれば、絶縁層および引出電極層に開口
した穴部に導電性材料を堆積させることにより冷陰極を
形成するようにしたため、安定した電子放出が可能な電
子放出素子を製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の一般的な縦型真空マイクロ素子の構造を
示す断面図である。

【図２】図１に示す構造をもった真空マイクロ素子を平
面上に配列した状態を示す斜視図である。

【図３】本発明に係る電子放出素子の製造方法の前段階
の工程を示す断面図である。

【図４】本発明に係る電子放出素子の製造方法の後段階
の工程を示す断面図である。

【図５】本発明に係る方法で製造された電子放出素子の
冷陰極の形状を示す斜視図である。

【図６】本発明に係る電子放出素子の製造方法におい
て、冷陰極に柱状突起を形成する一方法を示す図であ
る。

【図７】本発明に係る方法で製造された電子放出素子に
おける冷陰極の好ましい形状を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…ガラス基板 ２…配線層 ３…冷陰極 ４…絶縁層 ５…引出電極 ６…ガラス基板 ７…陽極 ８…蛍光体層 ９…冷陰極 １０…電子放出素子 １１…ガラス基板 １２…配線層 １３，１３ａ…絶縁層 １４…電極層 １４ａ…引出電極 １５…レジスト層 １５ａ…開口部 １６ａ，１６ｂ…電極層 １６ｃ…冷陰極 １７…レジスト層 １８ａ…第１金属層 １８ｂ…第２金属層 １８ｃ…柱状突起 １９…冷陰極 １９ａ…柱状突起

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷陰極と引出電極とを備え、引出電極に
   よって冷陰極から電子を引き出してこれを陽極へと放出
   させる電子放出素子、を製造する方法において、 基板上に冷陰極への配線を行うための第１の導電層を形
   成し、この第１の導電層の上に絶縁層を形成し、この絶
   縁層の上に引出電極を構成するための第２の導電層を形
   成する段階と、 前記第２の導電層の上に第１のレジスト層を形成し、こ
   のレジスト層の冷陰極形成領域に対応する位置に開口部
   を設けるパターニングを行い、パターニングされた第１
   のレジスト層をマスクとして用い、前記第２の導電層の
   一部および前記絶縁層の一部をエッチング除去する段階
   と、 基板全面に、冷陰極を構成するための第３の導電層を堆
   積させ、前記第１のレジスト層を前記第２の導電層から
   剥離することにより、前記第３の導電層の前記冷陰極形
   成領域以外の部分を除去する段階と、 除去されずに残った前記第３の導電層の上面の、前記冷
   陰極形成領域よりも小さな領域に、第２のレジスト層を
   形成し、この第２のレジスト層をマスクとして用い、前
   記第３の導電層の側部をエッチング除去する段階と、 を有し、残った前記第２の導電層を引出電極、残った前
   記第３の導電層を冷陰極、として電子放出素子を構成す
   ることを特徴とする電子放出素子の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、第３の
   導電層を非固溶金属系合金によって形成し、この合金の
   材料となった金属間でエッチングレートの異なるエッチ
   ング方法を用いて前記第３の導電層の表面をエッチング
   し、この第３の導電層から構成される冷陰極の表面に電
   子放出に適した突起構造を形成させる段階、を更に有す
   ることを特徴とする電子放出素子の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法において、第３の
   導電層を斜方蒸着法によって堆積させ、この第３の導電
   層から構成される冷陰極の表面に電子放出に適した突起
   構造を形成させるようにしたことを特徴とする電子放出
   素子の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の方法において、第３の
   導電層を、異なる金属からなる２層構造とし、これら金
   属間でのエッチングレートが異なるエッチング方法によ
   り、この２層構造のうちの上層のみを所定のパターンで
   エッチングし、この上層の部分により電子放出に適した
   突起構造を形成させる段階、を更に有することを特徴と
   する電子放出素子の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の方法において、形成さ
   れた冷陰極の表面に電子線を照射してパターニングを行
   い、電子放出に適した突起構造を形成させる段階、を更
   に有することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の方法において、冷陰極
   形成領域を円形とすることにより円柱状の冷陰極を形成
   し、この円柱状の冷陰極の上面円周に沿って、電子放出
   に適した突起構造を形成させるパターニング段階、を更
   に有することを特徴とする電子放出素子の製造方法。