(57)【要約】【課題】微細パターンを有する導電性部材が高密度に配置されてなる構成を高精度に製造する。【解決手段】基板上に導電性膜を成膜し、ネガ型感光性樹脂を塗布し、Ｙ方向に延びる微細な幅の開口部１ａを複数本有する第１のマスク１を用いて上記ネガ型感光性樹脂を露光した後、Ｙ方向に直交するＸ方向に延びる開口部２ａを複数本有する第２のマスク２を用いて上記ネガ型感光性樹脂を露光し、現像して、第１のレジストを形成し、該第１のレジストをマスクとして導電性膜をエッチングした後、再度ネガ型感光性樹脂を塗布し、第２のマスクをＹ方向にずらせて露光、現像して第２のレジストを形成し、該第２のレジストをマスクとして導電性膜をエッチングして余分な領域を除去することにより、Ｙ方向に延びる微細なラインを有する導電性膜を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に延びる複数本の平行な第１のラインと、該第１の方向に直交する第２の方向に延び、複数本の第１のラインを接続する第２のラインとを有する導電性部材を少なくとも第１の方向に複数個有する導電性部材の製造方法であって、
上記第２の方向における第１のラインの幅よりも、上記第１の方向における第２のラインの幅が大であり、
基板上に導電性膜を成膜する成膜工程と、
上記導電性膜上にネガ型の感光性樹脂を塗布する工程と、
第１の方向に延びる開口部を第１のラインと同じピッチで複数本有する第１のマスクを用いて、上記感光性樹脂を露光する第１の露光工程と、
上記導電性部材の第１の方向の最大長と同じ幅で第２の方向に延びる開口部を、第１の方向における該導電性部材のピッチと同じピッチで有する第２のマスクを用いて、上記感光性樹脂を露光する第２の露光工程と、
二重露光した上記感光性樹脂を現像して第１のレジストを形成する工程と、
上記第１のレジストをマスクとして上記導電性膜をエッチングして第１の導電性膜パターンを形成する工程と、
エッチング後の基板上にネガ型の感光性樹脂を塗布する工程と、
上記第２のマスクを、第１の方向にずらせた状態で上記感光性樹脂を露光し、現像して第２のレジストを形成する工程と、
上記第２のレジストをマスクとして上記第１の導電性膜パターンをエッチングして第２の導電性膜パターンを形成する工程と、
を有することを特徴とする導電性部材の製造方法。
【請求項２】
一対の電極間に電子放出部を有する導電性膜を備えた電子放出素子を複数個、基板上に配置した電子源の製造方法であって、上記導電性膜を、請求項１に記載の導電性部材の製造方法により製造することを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項３】
一つの電子放出素子が複数本の導電性膜を有する請求項２に記載の電子源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソとエッチングを利用した導電性部材の製造方法と、これを利用した電子源の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイに用いられる、電子を放出する電子放出素子としては、例えば、特許文献１に積層型の電子放出素子が開示されている。
【０００３】
そしてこのような電子放出素子を用いた画像表示装置においては、１画素に対応する電子放出素子内により多くの電子放出部を形成した電子放出素子を、複数個、より高密度に配置した電子源を、再現性よく、且つ高精度に作製する方法が求められていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１６７６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、微細パターンを有する導電性部材が高密度に配置されてなる構成において、係る導電性部材を高精度に製造する方法を提供することにあり、該方法を利用した電子源の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１は、第１の方向に延びる複数本の平行な第１のラインと、該第１の方向に直交する第２の方向に延び、複数本の第１のラインを接続する第２のラインとを有する導電性部材を少なくとも第１の方向に複数個有する導電性部材の製造方法であって、
上記第２の方向における第１のラインの幅よりも、上記第１の方向における第２のラインの幅が大であり、
基板上に導電性膜を成膜する成膜工程と、
上記導電性膜上にネガ型の感光性樹脂を塗布する工程と、
第１の方向に延びる開口部を第１のラインと同じピッチで複数本有する第１のマスクを用いて、上記感光性樹脂を露光する第１の露光工程と、
上記導電性部材の第１の方向の最大長と同じ幅で第２の方向に延びる開口部を、第１の方向における該導電性部材のピッチと同じピッチで有する第２のマスクを用いて、上記感光性樹脂を露光する第２の露光工程と、
二重露光した上記感光性樹脂を現像して第１のレジストを形成する工程と、
上記第１のレジストをマスクとして上記導電性膜をエッチングして第１の導電性膜パターンを形成する工程と、
エッチング後の基板上にネガ型の感光性樹脂を塗布する工程と、
上記第２のマスクを、第１の方向にずらせた状態で上記感光性樹脂を露光し、現像して第２のレジストを形成する工程と、
上記第２のレジストをマスクとして上記第１の導電性膜パターンをエッチングして第２の導電性膜パターンを形成する工程と、
を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２は、一対の電極間に電子放出部を有する導電性膜を備えた電子放出素子を複数個、基板上に配置した電子源の製造方法であって、上記導電性膜を、上記本発明の導電性部材の製造方法により製造することを特徴とし、一つの電子放出素子が複数本の導電性膜を有することを好ましい態様として含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、各露光工程におけるマスクと基板との位置合わせが容易で、微細なラインを有する導電性部材を高精度に形成することができる。よって、複数本の微細な幅の導電性膜を備えた電子放出素子を高密度に配置した電子源を再現性良く製造することが可能となり、高品質で信頼性の高い画像表示を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の詳細を図面を参照して説明する。
【００１０】
本発明の導電性部材の製造方法により製造される導電性部材は、第１の方向に延びる複数本の平行な第１のラインと、該第１の方向に直交する第２の方向に延び、複数本の第１のラインを接続する第２のラインとを有する。具体的には、図３（ｃ）に４ｃで示されるような櫛形形状が挙げられ、本発明は、係る導電性部材を少なくとも第１の方向に複数個製造する方法である。尚、以下の説明においては、便宜上、第１の方向をＹ方向、第２の方向をＸ方向とする。
【００１１】
本発明により製造される導電性部材においては、第１のラインの幅ｘ４が、第２のラインの幅ｙ４よりも小さい、微細パターンである。このような微細パターンを、フォトリソグラフィとエッチングを利用して製造する場合、ライン幅ｘ４を微細化するには、露光装置の光学系のＮＡを高くする必要があるが、高ＮＡ化するほど焦点深度が狭まる。大画面のディスプレイに本発明を適用する場合、大判のパネルディスプレイに使用される基板のフラットネスは、数十μｍもあるため、高ＮＡ化より、基板全面に微細パターンを解像することは困難となる。
【００１２】
そこで本発明では、ネガ型の感光性樹脂を基板上に塗布し、位相格子マスクを用いた深度の深い２光干渉露光と通常のＭＰＡ（ミラープロジェクション）用マスクを用いた露光とを組み合わせた二重露光を行って高精度なレジスト作製する。さらに、本発明では該レジストを用いた第１のエッチングの後、ＭＰＡマスクを再び用いて第２のレジストを形成し、余分な領域をトリミングすることに特徴を有する。
【００１３】
図１は、図３（ｃ）に示される導電性部材４ｃを製造するために用いるマスクの形状を示す平面模式図である。図中（ａ）の１は第１のマスクである位相格子マスクで、Ｘ方向に延びる幅がｘ１の開口部１ａを複数本有し、Ｘ方向において隣接する開口部間（遮光部）の幅がｘ２である。係る開口部１ａによって最終的に第１のラインが決定する。図中（ｂ）の２は第２のマスクで、Ｘ方向に延びる開口部２ａを有し、該開口部２ａのＹ方向の幅がｙ１で、Ｙ方向において隣接する開口部間（遮光部）の幅がｙ２である。第２のマスク２の開口部２ａの幅ｙ１は図３（ｃ）の導電性部材４ｃのＹ方向における最大長ｙ５に相当し、該開口部２ａのＹ方向におけるピッチは図３（ｃ）の導電性部材４ｃのＹ方向におけるピッチに相当する。
【００１４】
以下に本発明の導電性部材の製造方法の各工程を図２乃至図３を参照して説明する。
【００１５】
（成膜工程）
基板〔図２（ｃ）の５〕上に導電性膜〔図２（ｂ）の４ａ〕を成膜する。
【００１６】
（感光性樹脂塗布工程）
導電性膜上にネガ型の感光性樹脂〔図２（ａ）の３ａ〕を塗布する。
【００１７】
（第１の露光工程）
第１のマスク１を用いて、感光性樹脂を２光干渉露光する。露光後の感光性樹脂３ａは図２（ａ）に示すように、開口部１ａに対応する露光領域３ｂが硬化している。
【００１８】
（第２の露光工程）
第１の露光工程後、感光性樹脂３ａを現像せずに、引き続き第２のマスク２を用いて該感光性樹脂３ａを露光する。当該工程によって、第２のマスク２の開口部２ａに対応する領域も露光され、硬化する。
【００１９】
（レジスト形成工程）
第２の露光工程後に感光性樹脂３ａを現像すると、図２（ｂ）に示すように、第１のマスクの開口部１ａに対応する領域と第２のマスクの開口部２ａに対応する領域とが第１のレジスト３ｃとして導電性膜４ａ上に形成される。
【００２０】
（第１の導電性膜パターン形成工程）
レジストパターン３ｃをマスクとして導電性膜４ａをエッチングすると、該レジスト３ｃに対応する形状の第１の導電性膜パターン４ｂが得られる〔図２（ｃ）〕。
【００２１】
（感光性樹脂塗布工程）
ネガ型の感光性樹脂を基板５上に塗布する〔図３（ａ）の３ｄ〕。
【００２２】
（第２のレジスト形成工程）
感光性樹脂３ｄを塗布した基板５上に、第２のマスク２を配置して露光するが、この時、第２の露光工程で配置した位置よりも、Ｙ方向にマスク２をずらす〔図３（ａ）〕。このずらす距離ｙ３は、最終的にＹ方向において隣接する導電性部材４ｃ間の距離ｙ６に相当する。尚、図３（ａ）においては、便宜上、紙面左端の感光性樹脂３ｄ端部がマスク２の端部からはずれて露出した状態で示しているが、通常、感光性樹脂よりも広く形成したマスクの周縁部によって遮光される。
【００２３】
露光後、現像すると、図３（ｂ）に示されるように、第１の導電性膜パターン４ｂの一部を覆った第２のレジスト３ｅが形成される。
【００２４】
（第２の導電性膜パターン形成工程）
レジスト３ｅをマスクとして第１の導電性膜パターン４ｂをエッチングすると、第２の導電性膜パターンとして、図３（ｃ）に示す櫛形の導電性部材４ｃが得られる。
【００２５】
尚、本例においては、説明の便宜上、導電性膜４ｃがＹ方向に２個配置された構成を挙げて説明したが、Ｘ方向に複数配置されているものも本発明によって好ましく製造することができる。その場合、第２のマスク２の開口部２ａは、導電性部材の第２のラインに対応するように、Ｙ方向において複数に分断されたものとする。
【００２６】
上記したように、本発明においては、第１の露光工程においては微細パターンにのみ対応する縞状の第１のマスク１を用いるため、位置合わせはＸ方向においてのみ高精度に行えば良く、容易である。また、第２のレジスト形成工程においては、位置合わせがより容易な第２のマスク２の位置をずらせるため、容易に位置合わせを行うことができ、全体として高精度に導電性部材４ｃをパターンニングすることができる。
【００２７】
尚、本発明において対応しうる微細パターンとしては、第１のラインの幅ｘ４が１乃至２μｍ、ライン間の幅ｘ５が１乃至２μｍである。
【００２８】
次に、本発明の導電性部材の製造方法を、電子源の製造に適用する場合について説明する。本発明が適用される電子源とは、一対の電極間に電子放出部を有する導電性膜を備えた電子放出素子を基板上に複数個有し、該基板に所定の距離をおいて蛍光体等の発光部材を備えた対向基板を配置することにより画像表示装置が構成される。本発明の製造方法は、該導電性膜の製造に適用され、特に、一つの電子放出素子が複数本の導電性膜を有する場合に好ましく用いられる。
【００２９】
図４は、本発明の製造方法を好適に用いることができる電子源の電子放出素子の１例を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ａ）中の矢印Ｂで示される方向から見た側面図である。図中、１１は基板、１２は後述の複数のカソード１６ａ乃至１６ｄの電位を規定する電極、１３は絶縁層１３ａ，１３ｂからなる絶縁部材、１５はゲートである。また、１７はカソード１６ａ乃至１６ｄとゲート１５との間の電界強度を増すために絶縁部材１３に設けた凹部、１８はカソード１６ａ乃至ゲート５間の間隙である。また１６ａ乃至１６ｄはカソード、１９ａ乃至１９ｄはゲート５上に形成された突出部である。このような構成において、電極１２とゲート１５との間に電圧を印加することで、カソード１６ａ乃至１６ｄの各々から電子が放出される。即ち、カソード１６ａ乃至１６ｄと突出部１９ａ乃至１９ｄとの間隙１８が電子放出部である。
【００３０】
この構成によって、１つの電子放出素子が有する複数本の短冊状の導電性膜（本例ではそれぞれ４つのカソード１６ａ乃至１６ｄと突出部１９ａ乃至１９ｄ）から電子を放出するので、電子放出量を増やすことができる。また、一つの電子放出素子における導電性膜の数が多いほど安定して動作させることができ、よって、導電性膜の線幅を微細化する必要がある。
【００３１】
係る電子放出素子のカソード１６ａ乃至１６ｄと突出部１９ａ乃至１９ｄが、本発明によって製造される導電性部材の第１のラインに相当する。よって、図１においては図示していないが、電極１２下において、カソード１６ａ乃至１６ｄは第２のラインによって互いに接続されている。
【００３２】
本発明の電子源の製造方法について、図４の電子放出素子を複数備えた構成を例に挙げて説明する。
【００３３】
基板１上に絶縁層２１、２２、導電層２３を積層する〔図５（ａ）〕。
【００３４】
基板１は素子を機械的に支えるための絶縁性基板であり、石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少させたガラス、青板ガラス及びシリコン基板が好ましく用いられる。基板１に必要な機能としては、機械的強度が高いだけでなく、ドライ或いはウェットエッチング、現像液等のアルカリや酸に対して耐性があり、ディスプレイパネルのような一体ものとして用いる場合は成膜材料や他の積層部材と熱膨張差が小さいものが望ましい。また熱処理に伴いガラス内部からのアルカリ元素等が拡散しづらい材料が望ましい。
【００３５】
絶縁層２１，２２は、加工性に優れる材料からなる絶縁性の膜であり、例えばＳｉＮ（ＳｉxＮy）やＳｉＯ2であり、その作製方法はスパッタ法等の一般的な真空成膜法、ＣＶＤ法、真空蒸着法で形成される。絶縁層２１，２２の厚さとしては、それぞれ５ｎｍ乃至５０μｍの範囲で設定され、好ましくは５０ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲で選択される。尚、絶縁層２１，２２を積層した後に凹部１７を形成する必要があるため、絶縁層２１と絶縁層２２との間にはエッチングに対して異なるエッチング量を持つように設定されなければならない。望ましくは絶縁層２１と絶縁層２２との間には選択比として１０以上が望ましく、できれば５０以上とれることが望ましい。具体的には、例えば、絶縁層２１にはＳｉxＮyを用い、絶縁層２２にはＳｉＯ2等の絶縁性材料を用いる、或いはリン濃度の高いＰＳＧ、ホウ素濃度の高いＢＳＧ膜等を用いることができる。
【００３６】
導電層２３は、蒸着法、スパッタ法等の一般的真空成膜技術により形成されるものである。導電層２３の構成材料としては、導電性に加えて高い熱伝導率があり、融点が高い材料が望ましい。例えば、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ等の金属または合金材料、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物が挙げられる。また、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＣｅＢ6，ＹＢ4，ＧｄＢ4等の硼化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ、ＴａＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、有機高分子材料も挙げられる。さらに、アモルファスカーボン、グラファイト、ダイヤモンドライクカーボン、ダイヤモンドを分散した炭素及び炭素化合物等も挙げられ、これらの中から適宜選択される。
【００３７】
また、導電層２３の厚さとしては、５ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲で設定され、好ましくは５０ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲で選択される。
【００３８】
次に、フォトリソグラフィ技術により導電層２３上にレジストパターンを形成した後、エッチング手法を用いて導電層２３、絶縁層２２、絶縁層２１を順次加工する。これにより、ゲート１５と、絶縁層１３ｂ及び絶縁層１３ａからなる絶縁部材１３が得られる〔図５（ｂ）〕。
【００３９】
このようなエッチング加工では一般的にエッチングガスをプラズマ化して材料に照射することで材料の精密なエッチング加工が可能なＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）が用いられる。この時の加工ガスとしては、加工する対象部材がフッ化物を作る場合はＣＦ4、ＣＨＦ3、ＳＦ6のフッ素系ガスが選ばれる。またＳｉやＡｌのように塩化物を形成する場合はＣｌ2、ＢＣｌ3などの塩素系ガスが選ばれる。またレジストとの選択比を取るため、エッチング面の平滑性の確保或いはエッチングスピードを上げるために水素や酸素、アルゴンガスなどが随時添加される。
【００４０】
次いで、エッチング手法を用いて、積層体の一側面において絶縁層１３ｂの側面のみを一部除去し、凹部１７を形成する〔図５（ｃ）〕。
【００４１】
エッチングの手法は例えば絶縁層１３ｂがＳｉＯ2からなる材料であれば通称バッファーフッ酸（ＢＨＦ）と呼ばれるフッ化アンモニウムとフッ酸との混合溶液を用いることができる。また、絶縁層１３ｂがＳｉxＮyからなる材料であれば熱リン酸系エッチング液でエッチングすることが可能である。
【００４２】
凹部１７の深さ、即ち凹部１７における絶縁層１３ｂの側面と絶縁層１３ａ及びゲート１５の側面との距離は、素子形成後のリーク電流に深く関わり、深く形成するほどリーク電流の値が小さくなる。しかしながら、凹部１７を深く形成しすぎるとゲート１５が変形する等の課題が発生するため、３０ｎｍ乃至２００ｎｍ程度で形成される。
【００４３】
次に、本発明の導電性部材の製造方法を用いて、カソード１６ａ乃至１６ｄと突出部１９ａ乃至１９ｄを形成する。
【００４４】
先ず、基板全体に導電性膜を成膜する。導電性膜の材料としては、導電性があり、電界放出する材料であればよく、一般的には２０００℃以上の高融点、５ｅＶ以下の仕事関数材料であり、酸化物等の化学反応層の形成しづらい、或いは簡易に反応層を除去可能な材料が好ましい。このような材料として例えば、Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ等の金属または合金材料、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＣｅＢ6，ＹＢ4，ＧｄＢ4等の硼化物が挙げられる。また、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ、ＴａＮ等の窒化物、アモルファスカーボン、グラファイト、ダイヤモンドライクカーボン、ダイヤモンドを分散した炭素及び炭素化合物等が挙げられる。
【００４５】
導電性膜の堆積方法としては蒸着法、スパッタ法等の一般的真空成膜技術が用いられ、ＥＢ蒸着が好ましく用いられる。
【００４６】
導電性膜上にネガ型感光性樹脂を塗布し、第１のマスクを用いた第１の露光、第２のマスクを用いた第２の露光によってレジスト形成し、該レジストをマスクとして導電性膜をエッチングし、第１の導電性膜パターン２４を得る〔図６〔ｄ〕〕。この段階では、図６（ｄ）に示すように、一つのゲート１５に対して、両側にカソードが配置する構成となっており、この構成では紙面上左右両側から電子が放出し、いずれか一方の電子は発光させるべき発光部材とは異なる場所に到達してしまう。そのため、どちらか一方のカソードは除去する必要がある。尚、第２のラインは隣接する積層体間に位置している。
【００４７】
前記したように、第１の導電性膜パターン２４を形成した基板１１上に新たにネガ型感光性樹脂を塗布し、第２のマスクをＸ方向、即ち、図６の紙面左右方向にずらせて露光を行い、レジストを形成してエッチングを行う。その結果、一方の凹部１７側にのみ突出部１９ｂとカソード１６ｂが残る〔図６（ｅ）〕。
【００４８】
上記導電性膜のエッチング方法としては、ドライエッチング、ウエットエッチングのいずれもが好ましく用いられる。
【００４９】
次にカソード１６ｂと電気的な導通を取るために電極１２を形成する〔図６（ｆ）〕。この電極１２は、前記カソード６ｂと同様に導電性を有しており、蒸着法、スパッタ法等の一般的真空成膜技術、フォトリソグラフィ技術により形成される。電極１２の材料としては、例えば、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ等の金属または合金材料、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物が挙げられる。また、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＣｅＢ6，ＹＢ4，ＧｄＢ4等の硼化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、有機高分子材料が挙げられる。さらに、アモルファスカーボン、グラファイト、ダイヤモンドライクカーボン、ダイヤモンドを分散した炭素及び炭素化合物等も挙げられ、これらから適宜選択される。
【００５０】
電極１２の厚さとしては、５０ｎｍ乃至５ｍｍの範囲で設定され、好ましくは５０ｎｍ乃至５μｍの範囲で選択される。
【００５１】
電極１２及びゲート１５は、同一材料でも異種材料でも良く、また、同一形成方法でも異種方法でも良いが、ゲート１５は電極１２に比べてその膜厚が薄い範囲で設定される場合があり、低抵抗材料が望ましい。
【００５２】
以下、本発明による電子源を備えた画像表示装置について、図７乃至図９を用いて説明する。
【００５３】
図７において、３１は電子源基体、３２はＸ方向配線、３３はＹ方向配線であり、また、３４は電子放出素子、３５は結線である。尚、Ｘ方向配線３２は、上述の電極１２を共通に接続する配線であり、Ｙ方向配線３３は上述のゲート１５を共通に接続する配線である。
【００５４】
ｍ本のＸ方向配線３２は、Ｄｘ１，Ｄｘ２，…Ｄｘｍからなり、真空蒸着法，印刷法，スパッタ法等を用いて形成された導電性金属等で構成することができる。配線の材料、膜厚、巾は、適宜設計される。
【００５５】
Ｙ方向配線３３は、Ｄｙ１，Ｄｙ２，…Ｄｙｎのｎ本の配線よりなり、Ｘ方向配線３２と同様に形成される。これらｍ本のＸ方向配線３２とｎ本のＹ方向配線３３との間には、不図示の層間絶縁層が設けられており、両者を電気的に分離している（ｍ，ｎは、共に正の整数）。
【００５６】
不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法，印刷法，スパッタ法等を用いて形成されたＳｉＯ2等で構成される。例えば、Ｘ方向配線３２を形成した電子源基体３１の全面或は一部に所望の形状で形成され、特に、Ｘ方向配線３２とＹ方向配線３３の交差部の電位差に耐え得るように、膜厚、材料、製法が、適宜設定される。Ｘ方向配線３２とＹ方向配線３３は、それぞれ外部端子として引き出されている。
【００５７】
本発明の電子放出素子３４を構成するカソードとゲート（不図示）は、ｍ本のＸ方向配線３２とｎ本のＹ方向配線３３と導電性金属等からなる結線３５によって電気的に接続されている。
【００５８】
配線３２と配線３３を構成する材料、結線３５を構成する材料及びカソード、ゲートを構成する材料は、その構成元素の一部或いは全部が同一であっても、またそれぞれ異なっていてもよい。
【００５９】
Ｘ方向配線３２には、Ｘ方向に配列した電子放出素子３４の行を選択するための走査信号を印加する、不図示の走査信号印加手段が接続される。一方、Ｙ方向配線３３には、Ｙ方向に配列した電子放出素子３４の各列を入力信号に応じて変調するための、不図示の変調信号発生手段が接続される。
【００６０】
各電子放出素子に印加される駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号と変調信号の差電圧として供給される。
【００６１】
上記構成においては、単純なマトリクス配線を用いて、個別の素子を選択して、独立に駆動可能とすることができる。
【００６２】
このような単純マトリクス配置の電子源を用いて構成した画像表示装置について、図８を用いて説明する。図８は画像表示装置の表示パネルの一例を示す模式図である。
【００６３】
図８において、３１は電子放出素子を複数配した電子源基体、４１は電子源基体３１を固定したリアプレートである。また、４６はガラス基体４３の内面に、アノードであるメタルバック４５と、該アノード上に位置する発光部材としての蛍光体である蛍光膜４４等が形成されたフェースプレートである。
【００６４】
また、４２は支持枠であり、この支持枠４２には、リアプレート４１、フェースプレート４６がフリットガラス等を用いて接続されている。４７は外囲器であり、例えば大気中あるいは、窒素中で、４００乃至５００℃の温度範囲で１０分以上焼成することで、封着して構成される。
【００６５】
また、３４は、図１における電子放出素子に相当するものであり、３２，３３は、電子放出素子の電極１２、ゲート１５とそれぞれ接続されたＸ方向配線及びＹ方向配線である。
【００６６】
外囲器４７は、上述の如く、フェースプレート４６、支持枠４２、リアプレート４１で構成される。ここで、リアプレート４１は主に基体３１の強度を補強する目的で設けられるため、基体３１自体で十分な強度を持つ場合には、別体のリアプレート４１は不要とすることができる。
【００６７】
即ち、基体３１に直接支持枠４２を封着し、フェースプレート４６，支持枠４２及び基体３１で外囲器４７を構成しても良い。一方、フェースプレート４６とリアプレート４１との間に、スペーサーとよばれる不図示の支持体を設置することにより、大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器４７を構成することもできる。
【００６８】
係る画像表示装置では、放出した電子軌道を考慮して、素子上部に蛍光体をアライメントして配置する。
【００６９】
図９は、図８の表示パネルに使用される発光部材である蛍光膜を示す模式図である。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列により図９（ａ）に示すブラックストライプ或いは図９（ｂ）に示すブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色導電材５１と蛍光体５２とから構成すると良い。
【００７０】
次に、単純マトリクス配置の電子源を用いて構成した表示パネルに、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づいたテレビジョン表示を行うための駆動回路の構成例について、図１０を用いて説明する。
【００７１】
図１０において、６１は画像表示パネル、６２は走査回路、６３は制御回路、６４はシフトレジスタである。６５はラインメモリ、６６は同期信号分離回路、６７は変調信号発生器、Ｖｘ及びＶａは直流電圧源である。
【００７２】
表示パネル６１は、端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍ、端子Ｄｙ１乃至Ｄｙｎ、及び高圧端子Ｈｖを介して外部の電気回路と接続している。
【００７３】
端子Ｄｘ１乃至Ｄｘｍには、表示パネル内に設けられている電子源、即ち、Ｍ行Ｎ列の行列状にマトリクス配線された電子放出素子群を一行（Ｎ素子）ずつ順次駆動する為の走査信号が印加される。
【００７４】
一方、端子Ｄｙ１乃至Ｄｙｎには、走査信号により選択された一行の電子放出素子の各素子の出力電子ビームを制御する為の変調信号が印加される。
【００７５】
高圧端子Ｈｖには、直流電圧源Ｖａより、例えば１０［ｋＶ］の直流電圧が供給されるが、これは電子放出素子から放出される電子ビームに蛍光体を励起するのに十分なエネルギーを付与する為の加速電圧である。
【００７６】
上述のように走査信号、変調信号、及びアノードへの高電圧印加により、放出された電子を加速して蛍光体へと照射することによって、画像表示を実現する。
【実施例】
【００７７】
（実施例１）
図１に示した構成の電子放出素子を複数有する電子源を、図５、図６の工程に従って作製した。
【００７８】
基板１１としては、プラズマディスプレイ用に開発された低ナトリウムガラスであるＰＤ２００を用い、絶縁層２１としてＳｉＮ（ＳｉxＮy）をスパッタ法にて厚さ５００ｎｍで形成した。次いで、絶縁層２２として、厚さ３０ｎｍのＳｉＯ2層をスパッタ法により形成した。さらに、絶縁層２２の上に、導電層２３として厚さ３０ｎｍのＴａＮをスパッタ法により積層した〔図５（ａ）〕。
【００７９】
次に、フォトリソグラフィ技術により導電層２３上にレジストパターンを形成したのち、ドライエッチング手法を用いて導電層２３、絶縁層２２、絶縁層２１を順に加工し、ゲート１５及び絶縁層１３ａと１３ｂからなる絶縁部材１３とを形成した〔図５（ｂ）〕。この時の加工ガスとしては、絶縁層２１、２２及び導電層２３にフッ化物を作る材料が選択されているため、ＣＦ4系のガスを用いた。このガスを用いてＲＩＥを行った結果、絶縁層１３ａ，１３ｂ、及びゲート１５のエッチング後の角度は基板１１の水平面に対しておよそ８０°の角度で形成されていた。また、ゲート１５のＸ方向の幅は１００μｍとした。
【００８０】
レジストを剥離した後、ＢＨＦ（フッ酸／フッ化アンモニウム水溶液）を用いて深さ約７０ｎｍになるようにエッチング手法を用いて、絶縁層１３ｂの側面をエッチングし、絶縁部材１３に凹部１７を形成した〔図５（ｃ）〕。
【００８１】
カソード材料であるモリブデン（Ｍｏ）をゲート１５上及び絶縁部材１３の側面と基板１１表面に付着させた。本例では成膜方法としてＥＢ蒸着法を用いた。本形成方法では基板１１の角度を水平面に対し６０°にセットした。これによりゲート１５の上部にはＭｏが６０°で入射し、絶縁部材３のＲＩＥ加工後の斜面には入射角度が４０°で入射した。蒸着は約１２ｎｍ／ｍｉｎになるように蒸着速度を定め、２．５分蒸着時間を精密に制御することにより斜面のＭｏの厚さが３０ｎｍになるように形成した。
【００８２】
Ｍｏ膜を形成後、基板１１全体にネガ型の感光性樹脂（フォトレジスト、ＪＳＲ製「ＮＦＲ１１１Ｄ２Ｈ」）を塗布し、乾燥させた。
【００８３】
ｘ１＝ｘ２＝３μｍの第１のマスクを用いて２光干渉露光（マスクからの±１次光のみでの露光）を行った後、ｙ１＝３μｍ、ｙ２＝３μｍの第２のマスクを用いて二重露光を行った。その後、現像液ＮＭＤ３（ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム））で現像し、レジストを得、該レジストをマスクとしてＣＦ4を用いたドライエッチングを行って第１の導電性膜パターン２４を得た〔図６（ｄ）〕。
【００８４】
次いで、再び上記ネガ型の感光性樹脂を塗布し、乾燥させた後、第２のマスクをＹ方向に１．５μｍずらせて通常露光を行い、現像液ＮＭＤ３で現像し、レジストを得た。該レジストをマスクとして第２の導電性膜パターン２４にＣＦ４を用いたドライエッチングを施し、図６（ｅ）に示すように、絶縁部材１３とゲート１５からなる積層体の一方にのみカソード６ｂと突出部１９ｂが配置する構成とした。
【００８５】
得られたカソード６ｂと突出部１９ｂの幅は１．５μｍであった。
【００８６】
次にスパッタ法にて厚さ５００ｎｍのＣｕを堆積し、パターニングして電極１２を形成した。このようにして形成した電子放出素子に対して、該電子放出素子に対向して位置するアノード電極に１１．８ｋＶ、カソードとゲートとの間に２０Ｖを印加したところ、電子放出電流Ｉｅ＝１１．８μＡ（効率１３％）が得られ、良好な電子放出素子を形成できた。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に用いられるマスクの平面模式図である。
【図２】本発明の導電性部材の製造方法の一実施形態の工程図である。
【図３】本発明の導電性部材の製造方法の一実施形態の工程図である。
【図４】本発明で製造される電子源の電子放出素子の一例の構成を示す図である。
【図５】本発明の電子源の製造方法の一実施形態の工程図である。
【図６】本発明の電子源の製造方法の一実施形態の工程図である。
【図７】本発明で製造される電子源の一例の平面模式図である。
【図８】本発明で製造される電子源を用いた画像表示装置の表示パネルの一例の構成を示し斜視図である。
【図９】図８の表示パネルに使用される蛍光膜の平面模式図である。
【図１０】本発明で製造される電子源を用いて構成した表示パネルに、テレビジョン表示を行うための駆動回路の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  第１のマスク
２  第２のマスク
１ａ，２ａ  開口部
１ｂ，２ｂ  遮光部
３ａ，３ｄ  ネガ型感光性樹脂
３ｂ  露光領域
３ｃ，３ｅ  レジスト
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  導電性膜
５  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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