(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状のエミッタ材料とバインダ材料とを含むエミッタ層をカソード電極上に形成する工程と、
前記エミッタ層上に密着層を介して機能層を形成する工程とを有し、
前記バインダ材料と同じ材料を用いて前記密着層を形成する
ことを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項２】
繊維状のエミッタ材料とバインダ材料とを含むエミッタ層をカソード電極上に形成する工程と、
前記エミッタ層上に密着層を介して機能層を形成する工程とを有し、
前記密着層の形成に用いられる材料に密着性を高めるためのフィラーを混入させる
ことを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項３】
繊維状のエミッタ材料とバインダ材料とを含むエミッタ層をカソード電極上に形成する工程と、
前記エミッタ層上に密着層を介して機能層を形成する工程とを有し、
前記バインダ材料に熱分解性有機金属又は金属塩を用いる
ことを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項４】
繊維状のエミッタ材料とバインダ材料とを含むエミッタ層をカソード電極上に形成する工程と、
前記エミッタ層上に密着層を介して機能層を形成する工程とを有し、
前記機能層として絶縁層又は当該絶縁層をエッチングする際のエッチング終点を規定するエッチングストップ層を形成する
ことを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項５】
電子放出素子の製造工程として、
繊維状のエミッタ材料とバインダ材料とを含むエミッタ層をカソード電極上に形成する工程と、
前記エミッタ層上に密着層を介して機能層を形成する工程とを有し、
前記バインダ材料と同じ材料を用いて前記密着層を形成する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項６】
電子放出素子の製造工程として、
繊維状のエミッタ材料とバインダ材料とを含むエミッタ層をカソード電極上に形成する工程と、
前記エミッタ層上に密着層を介して機能層を形成する工程とを有し、
前記密着層の形成に用いられる材料に密着性を高めるためのフィラーを混入させる
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項７】
電子放出素子の製造工程として、
繊維状のエミッタ材料とバインダ材料とを含むエミッタ層をカソード電極上に形成する工程と、
前記エミッタ層上に密着層を介して機能層を形成する工程とを有し、
前記バインダ材料に熱分解性有機金属又は金属塩を用いる
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項８】
電子放出素子の製造工程として、
繊維状のエミッタ材料とバインダ材料とを含むエミッタ層をカソード電極上に形成する工程と、
前記エミッタ層上に密着層を介して機能層を形成する工程とを有し、
前記機能層として絶縁層又は当該絶縁層をエッチングする際のエッチング終点を規定するエッチングストップ層を形成する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子を放出する電子放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カーボンナノチューブと呼ばれるカーボンのグラファイトシートを巻いてできたチューブ構造をもつカーボンの結晶が発見された。カーボンナノチューブの直径はおおむね１ｎｍから２００ｎｍ程度（最近では０．５ｎｍから３００ｎｍ）まである。また、カーボンナノチューブは、一層のグラファイトシートからなる単層カーボンナノチューブと二層以上のグラファイトシートからなる多層カーボンナノチューブに大別される。このようにナノメータサイズのチューブ構造を有する結晶体は他に類をみず、特異な物質として位置付けられている。
【０００３】
現在、カーボンナノチューブの製造方法としては、レーザアブレエーション法によるもの、アーク法によるもの、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition）法によるものがある。レーザアブレーション法によるものでは、下記非特許文献１に記載されているように、ニッケル及びコバルトを含んだグラファイトターゲットを、１０００℃以上に熱した反応チャンバー中でパルスレーザにより蒸発させる。これにより、チャンバー側壁にカーボンナノチューブが成長する。この方法は、パルスレーザの条件を変えることにより、カーボンナノチューブの長さなどのコントロールが可能なことや、作製されるカーボンナノチューブの純度が非常に高いことが特徴である。この方法では単層カーボンナノチューブを作製する場合に、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｆｅ（鉄）などの触媒が必要である。
【０００４】
【非特許文献１】
D. S. Bethune, C. H. Kiang, M. S. de Vries, G. Gorman, R. Savoy, J.Vazque, R. Beyers 、「Nature」、1993、 Vol 363、p.605
【０００５】
アーク法によるものでは、下記非特許文献２に記載されているように、アルゴン１００Ｔｏｒｒの雰囲気中で炭素製の電極を用いて直流アーク放電を行う。これにより、負の電極の一部分に炭素微粒子とともにカーボンナノチューブが成長する。この方法は、上記レーザアブレーション法に比較して、作製されるカーボンナノチューブの量が非常に多いことが特徴である。この方法でも単層カーボンナノチューブを作製する場合に、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅなどの触媒が必要である。
【０００６】
【非特許文献２】
TW Ebbesen , PM Ajayan 、「Nature」、1992、Vol 358 、p.220
【０００７】
ＣＶＤ法によるものでは、下記非特許文献３に記載されているように、Ｎｉ（ニッケル）を触媒金属とし、Ｎｉコーティングされた基板、もしくはＮｉ基板を使用するもので、先ず、反応容器にアンモニアを導入し、プラズマを発生させ、Ｎｉをアンモニアプラズマによって前処理する。次に、アセチレンなどのカーボンの原料ガスを導入する。このとき、アンモニアや水素、アルゴンなどのガスを混合しても構わない。このときの成膜温度は５００〜５５０℃である。
【０００８】
【非特許文献３】
O. M. Kuttel, O. Groening, C. Emmenegger, L. Schlapbach 、「Appl.Phys. Lett.」、1998、Vol 73、p.2113
【０００９】
このような手法で製造されるカーボンナノチューブは、そのグラファイトシートの巻き方や直径に依存して半導体的な性質や金属的な性質を持つものとなる。これらの特異な性質から、カーボンナノチューブは、各種の電子デバイスや電気デバイスへの応用が期待されている。その最も顕著な例の一つとして、電界放出型の平面表示装置（ディスプレイ）であるＦＥＤ（Field Emission Display）への応用がある。カーボンナノチューブを電子放出源としてカソード電極に取り付け、ある閾値以上の電界をかけると、これに伴う電界の集中によってナノチューブ表面のエネルギー障壁が低く薄くなり、トンネル効果によって電子が真空中に放出される。この現象は電界放出と呼ばれる。
【００１０】
ＦＥＤでは、上記電界放出現象を利用して、電気的に選択（アドレッシング）されたエミッタから電界の集中によって電子を放出させるとともに、この電子をアノード基板側の蛍光体に衝突させて、蛍光体の励起・発光により画像を表示している。カーボンナノチューブは、高いアスペクト比を有し、先端の曲率半径も非常に小さいため、高い発光効率を実現するエミッタ材料として有望視されている。
【００１１】
また、カーボンナノチューブは非常に細かい微粒子（粉末）であるため、カーボンナノチューブを用いてエミッタを形成する場合は、カーボンナノチューブを基板に固着する必要がある。一般に、カーボンナノチューブの固着には、銀ペーストやＩＴＯ(Indium Tin Oxide)溶液などのように導電性の高いバインダ材料が用いられる。具体的には、バインダ材料にカーボンナノチューブを混入してペースト状（又はスラリー状、あるいはインク状）とし、これを印刷法、スプレー法、ダイコーター法等の手法で基板の表面に塗布することにより、バインダ材料の接着性を利用して基板上にカーボンナノチューブを固着する。
【００１２】
ここで、カーボンナノチューブを含むペースト材料の塗布に関して、例えば下記特許文献１には、有機溶剤中に樹脂が溶解されているビヒクルとそのビヒクル中に分散された円筒状のグラファイトの層からなる複数のカーボンナノチューブとから導電性ペーストを構成すること、及び、この導電性ペーストを蛍光表示管の蛍光体層が形成されるアノード電極の形成に用いることが記載されている。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−６３７２６号公報（第２〜第３頁、第２図）
【００１４】
また、カーボンナノチューブを用いてエミッタを形成する手法に関して、例えば下記特許文献２には、絶縁基板にカソード導体を被着する工程と、そのカソード導体にカーボンナノチューブ、フラーレン、ナノパーティクル、ナノカプセル及びカーボンナノホーンの中の少なくとも一つを含むペースト材料を塗布してカーボン層を形成する工程と、乾燥したカーボン層に粘着テープを貼付した後、その粘着テープを剥離させてエミッタを形成する工程と、エミッタから離間する位置にゲート電極を形成する工程とを有する電子放出源の製造方法が記載されている。
【００１５】
【特許文献２】
特開２００１−３５３６０号公報（第２頁、第４−５頁、第１−４図）
【００１６】
また、下記特許文献３には、支持体上にカソード電極を形成する工程と、支持体及びカソード電極上に絶縁層を形成する工程と、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、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、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、金属薄膜又は有機金属化合物薄膜の形成によって炭素薄膜選択成長領域を形成する工程と、炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成する工程とからなる冷陰極電界電子放出素子の製造方法が記載されている。
【００１７】
【特許文献３】
特開２００２−１９７９６５号公報（第２頁、第１８頁、第５図）
【００１８】
また、下記特許文献４には、支持体上にカソード電極を形成する工程と、カソード電極上を含む支持体上に絶縁層を形成する工程と、絶縁層上にゲート電極を形成する工程と、底部にカソード電極が露出した開口部を、少なくとも絶縁層に形成する工程と、導電性粒子及びバインダを含む導電性組成物からなる電子放出電極を、開口部の底部に露出したカソード電極上に形成する工程と、電子放出電極の表層部のバインダを除去することにより、電子放出電極の表面に導電性粒子を露出させる工程とを有する冷陰極電界電子放出素子の製造方法が記載されている。
【００１９】
【特許文献４】
特開２００１−４３７９０号公報（第２頁、第７−１０頁、第１−９図）
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来においては、カーボンナノチューブのような繊維状のエミッタ材料を用いて電子放出素子を製造する場合、このエミッタ材料を含むエミッタ層とその上に積層される機能層（例えば、絶縁層）との密着性が著しく劣化するため、その後の製造過程、例えば、エミッタ層の上に絶縁層を形成するときや、その絶縁層上にゲート電極を形成するとき、あるいはゲート電極上にレジストパターンを形成するときなどに、エミッタ層と機能層との境界部分（層間）で剥がれが生じやすいという不具合があった。
【００２１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、電子放出素子を製造するにあたって、特に、カーボンナノチューブなどのエミッタ材料を含むエミッタ層部分での膜剥がれを有効に防止することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電子放出素子の製造方法は、繊維状のエミッタ材料とバインダ材料とを含むエミッタ層をカソード電極上に形成する工程と、エミッタ層上に密着層を介して機能層を形成する工程とを有し、バインダ材料と同じ材料を用いて密着層を形成するものである。
【００２３】
また、本発明に係る表示装置の製造方法は、電子放出素子の製造工程として、繊維状のエミッタ材料とバインダ材料とを含むエミッタ層をカソード電極上に形成する工程と、エミッタ層上に密着層を介して機能層を形成する工程とを有し、バインダ材料と同じ材料を用いて密着層を形成するものである。
【００２４】
上記電子放出素子の製造方法及び表示装置の製造方法においては、カソード電極上にエミッタ層を形成した後、このエミッタ層上に密着層を介して機能層を形成するため、エミッタ層が繊維状のエミッタ材料を含んでいても、エミッタ層と機能層との間に良好な密着性が得られる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明が適用される表示装置のパネル構造の一例を示す断面図であり、図２はその分解斜視図である。図１及び図２においては、カソードパネル（カソード基板）１とアノードパネル（アノード基板）２とを所定の間隙を介して対向状態に配置するとともに、それらのパネル１，２を枠体３によって一体的に組み付けることにより、画像表示のための一つのパネル構体（表示パネル）が構成されている。
【００２７】
カソードパネル１上には複数の電子放出素子が形成されている。これら複数の電子放出素子は、カソードパネル１の有効領域（実際に表示部分として機能する領域）に２次元マトリックス状に多数形成されている。各々の電子放出素子は、カソードパネル１のベースとなる絶縁性の支持基板（例えば、ガラス基板）４と、この支持基板４上に積層状態で順に形成されたカソード電極５、絶縁層６及びゲート電極７と、ゲート電極７及び絶縁層６に形成されたゲートホール８と、このゲートホール８の底部に形成された電子放出部９とによって構成されている。
【００２８】
カソード電極５は、複数のカソードラインを形成するようにストライプ状に形成されている。ゲート電極７は、各々のカソードラインと交差（直交）する複数のゲートラインを形成するようにストライプ状に形成されている。ゲートホール８は、ゲート電極７に形成された第１の開口部８Ａと、この第１の開口部８Ａに連通する状態で絶縁層６に形成された第２の開口部８Ｂとから構成されている。電子放出部９は、主として繊維状のエミッタ材料とバインダ材料（マトリックス）とを含むエミッタ層１０によって形成されている。エミッタ層１０の表面には繊維状のエミッタ材料となる複数のカーボンナノチューブ１１が配置されている。各々のカーボンナノチューブ１１は、一端側がエミッタ層１０の表面から垂直に突出し、他端側はエミッタ層１０のバインダ材料中に埋め込まれた状態となっている。
【００２９】
一方、アノードパネル２は、ベースとなる透明基板１２と、この透明基板１２上に形成された蛍光体層１３及びブラックマトリックス１４と、これら蛍光体層１３及びブラックマトリックス１４を覆う状態で透明基板１２上に形成されたアノード電極１５とを備えて構成されている。蛍光体層１３は、赤色発光用の蛍光体層１３Ｒと、緑色発光用の蛍光体層１３Ｇと、青色発光用の蛍光体層１３Ｂとから構成されている。ブラックマトリックス１４は、各色発光用の蛍光体層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの間に形成されている。アノード電極１５は、カソードパネル１の電子放出素子と対向するように、アノードパネル２の有効領域の全域に積層状態で形成されている。
【００３０】
これらのカソードパネル１とアノードパネル２とは、それぞれの外周部（周縁部）で枠体３を介して接合されている。また、カソードパネル１の無効領域（有効領域の外側の領域で、実際に表示部分として機能しない領域）には真空排気用の貫通孔１６が設けられている。貫通孔１６には、真空排気後に封じ切られるチップ管１７が接続されている。ただし、図１は表示装置の組み立て完了状態を示しているため、チップ管１７は既に封じ切られた状態となっている。また、図１及び図２においては、各々のパネル１，２間のギャップ部分に介装される耐圧用の支持体（スペーサ）の表示を省略している。
【００３１】
上記構成のパネル構造を有する表示装置においては、カソード電極５に相対的な負電圧がカソード電極制御回路１８から印加され、ゲート電極７には相対的な正電圧がゲート電極制御回路１９から印加され、アノード電極１５にはゲート電極７よりも更に高い正電圧がアノード電極制御回路２０から印加される。かかる表示装置において、実際に画像の表示を行う場合は、例えば、カソード電極５にカソード電極制御回路１８から走査信号を入力し、ゲート電極７にゲート電極制御回路１９からビデオ信号を入力する。あるいは又、カソード電極５にカソード電極制御回路１８からビデオ信号を入力し、ゲート電極７にゲート電極制御回路１９から走査信号を入力する。
【００３２】
これにより、カソード電極５とゲート電極７との間に電圧が印加され、これによって電子放出部９の先鋭部（カーボンナノチューブ１１の先端部）に電界が集中することにより、量子トンネル効果によって電子がエネルギー障壁を突き抜けて電子放出部９から真空中へと放出される。こうして放出された電子はアノード電極１５に引き付けられてアノードパネル２側に移動し、透明基板１２上の蛍光体層１３（１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ）に衝突する。その結果、蛍光体層１３が電子の衝突により励起されて発光するため、この発光位置を画素単位で制御することにより、表示パネル上に所望の画像を表示することができる。
【００３３】
続いて、本発明の実施形態に係る電子放出素子の製造方法の具体例について、図３〜図５を用いて説明する。
【００３４】
先ず、図３（Ａ）に示すように、カソードパネル１のベースとなる支持基板４上にカソード電極形成用の導電材料を用いてカソード電極（導電層）５を形成する。このカソード電極５は、例えばスパッタリング法により形成される厚さ約０．２μｍのクロム層によって形成される。
【００３５】
次に、支持基板４の全面に例えばスパッタリング法によりＳｉＣＮ膜を成膜することにより、図３（Ｂ）に示すように、カソード電極５を覆う状態でＳｉＣＮ膜からなる厚さ約０．２μｍの抵抗層２１を形成する。この抵抗層２１は、エミッタへの放電電流が大きくなった場合に、抵抗による電圧降下の増大によってエミッタに作用する実効電圧を減少させ、逆にエミッタへの放電電流が小さくなった場合はエミッタに作用する実効電圧を増加させることにより、放電電流を安定化させる役目を果たすものである。抵抗層２１は必要に応じて形成される。
【００３６】
次に、抵抗層２１の上（抵抗層２１を形成しない場合はカソード電極５の上）に、エミッタ材料となるカーボンナノチューブ１１を配置するための処理を行う。具体的には、バインダ材料として熱分解性有機金属である有機スズ及び有機インジウムを用いるとともに、エミッタ材料としてカーボンナノチューブの粉末を用い、これらを以下の条件で揮発性溶液、例えば酢酸ブチル中に分散させた混合溶液を得る。その際、カーボンナノチューブの分散性を向上させるために超音波処理を行ってもよい。希釈剤は水系でも非水系でもかまわないが、どちらを使用するかによって分散剤も変わることを前提とする。また、他の添加剤を混ぜることも可能である。カーボンナノチューブは、例えば平均直径１ｎｍ、平均長さ１μｍといった非常に細長いチューブ構造（繊維状）を有するものを用いる。
【００３７】
（混合溶液の生成条件）
有機スズ及び有機インジウム：１０〜５０質量％
酢酸ブチル：３０〜８０質量％
分散剤（例えば、ドデチル硫酸ナトリウム）：０．１〜５質量％
カーボンナノチューブ：０．００１〜２０質量％
【００３８】
なお、エミッタ材料としては、カーボンナノチューブ以外にも、カーボンナノファイバを用いることが可能である。また、バインダ材料としては、上述した熱分解性有機金属以外にも、例えば塩化スズ、塩化インジウムなどの金属塩を用いることが可能である。
【００３９】
続いて、上記の混合溶液をスプレー法等により支持基板４上に塗布することにより、図３（Ｃ）に示すように、カーボンナノチューブとバインダ材料とを含むエミッタ層１０を形成する。このとき、常温よりも高い温度、例えば５０℃の比較的な高温な雰囲気中でスプレーする、いわゆるドライスプレー法を採用することにより、支持基板４上でエミッタ層１０が瞬時に乾燥した状態となる。したがって、特に、乾燥ための処理（例えば、加熱処理、送風処理など）を行わなくても次工程に移行することができる。
【００４０】
なお、エミッタ層１０については印刷法を用いて形成することも可能である。印刷法を用いた場合は、エミッタ層１０の形成材料となるペーストが適度な粘性を有するため、上記ドライスプレー法を用いた場合と同様に、乾燥のための処理を行わなくても次工程に移行することができる。ただし、印刷法で低粘度の塗布材料を用いる場合やウェットスプレー法を用いる場合は、乾燥のための処理を行ったり、エミッタ層１０の表面が乾燥するのを待ってから次工程に移行することが望ましい。
【００４１】
続いて、カーボンナノチューブを含まない下記の材料、すなわち上記バインダ材料と同じ材料を用いた混合溶液を、例えばスプレー法によってエミッタ層１０の上から支持基板４の全面に塗布することにより、図３（Ｄ）に示すように、エミッタ層１０の上にカーボンナノチューブを含まない密着層２２を形成する。この密着層２２は、エミッタ層１０とその上に形成される機能層との密着性を高めるためのものである。ここでは機能層として絶縁層６を形成することとする。このとき、エミッタ層１０と絶縁層６との密着性をさらに向上させる目的で、例えばＩＴＯ微粒子やシリカ微粒子などのフィラーを１０質量％の割合で混入した混合溶液を用いて密着層２２を形成してもよい。
【００４２】
（密着層の形成材料）
有機スズ及び有機インジウム：１０〜５０質量％
酢酸ブチル：３０〜８０質量％
分散剤（例えば、ドデチル硫酸ナトリウム）：０．１〜５質量％
【００４３】
なお、機能層としては、上述した絶縁層６の他にも、例えば、後述するゲートホール形成のために絶縁層６をエッチングするにあたり、絶縁層６のエッチング終点を規定するエッチングストップ層を、エミッタ層１０上に機能層として形成する場合もある。エッチングストップ層は、例えば、クロムなどの金属膜からなるものである。このエッチングストップ層は、絶縁膜６をエッチングするときに、エミッタ層１０に含まれるカーボンナノチューブがダメージを受けないよう、これを保護することから、プロテクションレイヤとも呼ばれる。エミッタ層１０上に密着層２２を介してエッチングストップ層を形成する場合は、このエッチングストップ層の上に絶縁層６が形成（積層）されることになる。
【００４４】
その後、上記エミッタ層１０と密着層２２とを以下の条件で焼成する。これにより、有機成分の蒸発によってバインダ材料の中にカーボンナノチューブが埋め込まれた状態の固体化したエミッタ層１０が得られるとともに、このエミッタ層１０の上に同じく固体化した状態の密着層２２が得られる。
【００４５】
（焼成条件）
雰囲気：大気中
焼成温度：５００℃
焼成時間：３０分
【００４６】
次いで、周知のリソグラフィ技術やウェットエッチング、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）等のドライエッチングを適宜用いて、密着層２２、エミッタ層１０、抵抗層２１及びカソード電極５をパターニングすることにより、図３（Ｅ）に示すように、支持基板４上で密着層２２、エミッタ層１０、抵抗層２１及びカソード電極５をストライプ状に形成する。
【００４７】
次に、図３（Ｆ）に示すように、支持基板４上において、カソード電極５、抵抗層２１、エミッタ層１０及び密着層２２の積層部を覆うように絶縁層６を形成する。具体的には、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、支持基板４の全面に例えばＳｉＯ2からなる厚さ約１μｍの絶縁層６を形成する。
【００４８】
次いで、図４（Ａ）に示すように、支持基板４上において、絶縁層６の上にゲート電極形成用の導電材料を用いてゲート電極（導電層）７を形成する。具体的には、絶縁層６の上にクロム層からなるゲート電極７をスパッタリング法によって形成する。
【００４９】
次に、ゲート電極７の上に図示しないエッチングマスクを形成し、このエッチングマスクを用いてゲート電極７の所定部位をエッチングすることにより、図４（Ｂ）に示すように、絶縁層６上でゲート電極７をストライプ状に形成するとともに、このゲート電極７を貫通する第１の開口部８Ａを形成する。
【００５０】
次に、ゲート電極７の第１の開口部８Ａを通して絶縁層６を例えばＲＩＥ法でエッチングすることにより、図４（Ｃ）に示すように、密着層２２の表面が露出するように絶縁層６に第２の開口部８Ｂを形成する。これにより、第１，第２の開口部８Ａ，８Ｂからなるゲートホール８が得られる。このゲートホール８は、例えば直径２０μｍの円形に形成される。また、ゲートホール８は、１画素当たり複数個（例えば、数十個）形成される。
【００５１】
次に、ゲートホール８を通して密着層２２をエッチングすることにより、図５（Ａ）に示すように、ゲートホール８の底部でエミッタ層１０の表面を露出させる。
【００５２】
次いで、エミッタ層１０の上層部のバインダ材料（マトリックス）を除去することにより、図５（Ｂ）に示すように、ゲートホール８の底部でエミッタ層１０の表面にカーボンナノチューブ１１を露出させる。エミッタ層１０の上層部でバインダ材料を除去する際の手法としては、ウェットエッチングやドライエッチングなどのエッチング法（ハーフエッチング）を好ましく用いることができる。一例として、ウェットエッチングを適用する場合の条件を以下に示す。
【００５３】
（ウェットエッチング条件）
エッチング液：ＨＣＬ  １０％
エッチング温度：１０〜６０℃
エッチング時間：５〜６０秒
【００５４】
その後、図５（Ｃ）に示すように、エミッタ層１０の表面で各々のカーボンナノチューブ１１が一様にほぼ垂直に起立するように、カーボンナノチューブ１１の配向処理を行う。具体的には、例えば支持基板４上で図示しない粘着テープをゲート電極７の上から貼り付けた後、粘着テープを引き剥がすことにより、支持基板４に対してカーボンナノチューブ１１をほぼ垂直に配向させる。
【００５５】
上記電子放出素子の製造方法においては、エミッタ層１０の上に密着層２２を介して絶縁層６を形成することにより、エミッタ層１０と絶縁層６との間に十分な密着性が得られる。したがって、エミッタ層１０を形成した後の製造過程で、エミッタ層１０と絶縁膜６との間に膜剥がれが発生しなくなる。よって、カーボンナノチューブ１１を用いてエミッタを形成する場合でも、膜剥がれの発生を有効に防止しつつ、支持基板４上に所望の積層構造を形成することができる。
【００５６】
また、カーボンナノチューブ１１を固着するためのバインダ材料と同じ材料を用いて密着層２２を形成することにより、成膜後の焼成やエッチングなどの処理をエミッタ層１０と密着層２２で処理条件を揃えて一括に行えるため、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電子放出素子を製造するにあたって、カソード電極上にエミッタ層を形成した後、このエミッタ層上に密着層を介して機能層を形成するため、エミッタ層が繊維状のエミッタ材料を含んでいても、エミッタ層と機能層との間に良好な密着性を得ることができる。これにより、エミッタ層部分の膜剥がれを有効に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される表示装置のパネル構造の一例を示す断面図である。
【図２】本発明が適用される表示装置のパネル構造の一例を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電子放出素子の製造方法の具体例を示す工程図（その１）である。
【図４】本発明の実施形態に係る電子放出素子の製造方法の具体例を示す工程図（その２）である。
【図５】本発明の実施形態に係る電子放出素子の製造方法の具体例を示す工程図（その３）である。
【符号の説明】
１…カソードパネル、２…アノードパネル、４…支持基板、５…カソード電極、６…絶縁層、７…ゲート電極、８…ゲートホール、９…電子放出部、１０…エミッタ層、１１…カーボンナノチューブ（エミッタ材料）、２２…密着層
【図１】
0003661683.tif 000002
【図２】
0003661683.tif 000003
【図３】
0003661683.tif 000004
【図４】
0003661683.tif 000005
【図５】
0003661683.tif 000006