(57)【要約】【課題】抵抗層を設計通りの抵抗値で安定化させることができる微小電子源装置の製造方法、及び抵抗層と帯電防止層を設計通りの抵抗値で安定化させることができるカソードパネルの製造方法を提供し、電子放出の均一化及び長寿命化を図ることのできる微小電子源装置及びカソードパネルを提供する。【解決手段】表面にカーボンナノチューブの一端を突出させた微小電子源層１２を備える微小電子源装置の製造方法において、カソード電極１１と微小電子源層１２との間に炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる抵抗層Ｉ１ａを形成する工程と、前記抵抗層Ｉ１ａを構成する炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素を相変化させて結晶質の抵抗層Ｉ１ｃとする熱処理工程を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上にカソード電極を形成する工程と、
前記カソード電極上に炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる抵抗層を形成する工程と、
前記抵抗層上にカーボンナノチューブが結合剤からなる導電性のマトリクス中に埋め込まれた複合層を形成する工程と、
前記複合層の上層部の前記マトリクスを除去することにより、前記複合層の表面に前記カーボンナノチューブの一端を突出させて微小電子源層とする工程と
を有する微小電子源装置の製造方法において、
前記抵抗層を構成する炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素を結晶質に相変化させる熱処理工程を有することを特徴とする微小電子源装置の製造方法。
【請求項２】
前記熱処理工程は、前記カーボンナノチューブと結合剤を含むカーボンナノチューブ分散液の塗膜を加熱して前記複合層とする焼成処理を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の微小電子源装置の製造方法。
【請求項３】
前記カソード電極を複数本のラインとし、前記複合層を形成した後に、
前記支持基板、カソード電極、抵抗層、複合層を覆う層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる帯電防止層を形成する工程と、
前記帯電防止層上に前記カソード電極のラインと直交する複数本のゲート電極のラインを形成し、該ゲート電極のライン間に前記帯電防止層を露出させる工程と、
前記カソード電極のラインとゲート電極のラインの重なる領域に前記複合層を露出させるゲートホールを形成する工程と、
前記複合層の上層部の前記マトリクスを除去することにより、前記複合層の表面に前記カーボンナノチューブの一端を突出させて微小電子源層とする工程と
を有するカソードパネルの製造方法において、
前記帯電防止層を構成する炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素を結晶質に相変化させる帯電防止層熱処理工程を有することを特徴とするカソードパネルの製造方法。
【請求項４】
前記帯電防止層熱処理工程は、前記抵抗層を構成する炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素を結晶質に相変化させる熱処理を兼ねていることを特徴とする請求項３に記載のカソードパネルの製造方法。
【請求項５】
前記抵抗層を構成する炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素を結晶質に相変化させる抵抗層熱処理工程を有することを特徴とする請求項３に記載のカソードパネルの製造方法。
【請求項６】
前記抵抗層熱処理工程は、前記カーボンナノチューブと結合剤を含むカーボンナノチューブ分散液の塗膜を加熱して前記複合層とする焼成処理を兼ねていることを特徴とする請求項５に記載のカソードパネルの製造方法。
【請求項７】
支持基板上にカソード電極、層間絶縁膜、ゲート電極が順に積層されてなり、前記ゲート電極及び層間絶縁膜に形成されたゲートホールと、該ゲートホールの底部に形成され、導電性のマトリクスと一端が突出した状態で前記マトリクスに埋まったカーボンナノチューブとを有する微小電子源層とを備える微小電子源装置において、
前記微小電子源層とカソード電極との間に、結晶質の炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる抵抗層を備えることを特徴とする微小電子源装置。
【請求項８】
支持基板上に複数本のカソード電極のラインと、複数本のゲート電極のラインとが絶縁した状態で直交して配置され、前記カソード電極のラインとゲート電極のラインとが重なる領域で請求項７に記載の微小電子源装置を備えるカソードパネルであって、
前記ゲート電極のライン間の露出部分は、結晶質の炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなることを特徴とするカソードパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＥＤ等の平面型表示装置に用いられる微小電子源装置の製造方法及びカソードパネルの製造方法に関するものであり、その製造方法により得られる微小電子源装置及びカソードパネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョン受像機や情報端末機器等の表示措置は、薄型化、軽量化、大画面化、高精細表示化の要求に答えるため、重量や厚みに限界のあるＣＲＴから平面型表示装置（フラットパネル表示装置）への移行する開発が盛んに行われている。情報端末機器のフラットパネル表示装置としては液晶パネルが広く普及しているが、高輝度化、大型化が困難なために家庭用テレビジョン受像器は開発段階に留まっている。
【０００３】
一方、フィールドエミッションディスプレー（以下、ＦＥＤと略す）は、少ない電力消耗で高解像度・高輝度のカラー表示が行えるというメリットから有力な大型のフラットパネル表示装置用賭して開発が進んでいる。ＦＥＤは電子放出を行うチップ型カソードとカソードから放出された電子が衝突することにより蛍光体を励起発光させて所望のパターン、文字、記号を表示する装置である。
【０００４】
公知のＦＥＤの構成は複数本の行配線につながったカソードと複数本の列配線につながったゲートからなるエミッタアレイパネルと蛍光体を塗布されたアノードパネルを絶縁性のスペーサを挟んで積層するものである（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００５】
また、エミッタアレイパネルはガラス等の誘電体板もしくはＳｉ板上にＣＶＤ法、エッチング法、真空蒸着法もしくはスパッタ法及び光リソグラフィー法により所望の画素数に応じたマトリックスをなす行配線・列配線と１画素当り複数のカソードチップ及びカソードチップと誘電体で絶縁されたカソードチップに対応した穴を開口したゲート電極を形成して作成する。
【０００６】
アノードパネルはガラス等の誘電体板にＩＴＯ等の透明電極を堆積させた上に各１画素に対応した赤(R)、緑(G)、青(B)の３色の蛍光体についてそれぞれ遮光格子を介して縞状に塗布して作成する。
【０００７】
従来の電界放出型ディスプレイでは、電子放射エミッタを２次元的に配列し、これに引き出し電極とカソード電圧用配線をマトリックス状に配置し、カソード先端から強電界によって放射されてきた電子により蛍光体を光らせる手法が用いられている。
【０００８】
従来のＷを始めとする金属製のエミッタが用いられてきたが、近年になってエミッタ材料の仕事関数を下げることにより低しきい値でのエミッションを可能にする材料としてＤＬＣ（ダイヤモンド状カーボン）を始めとするカーボン材料が注目されている。
【０００９】
また、従来の様にエミッタ構造を作ることなく平面から電子放出させる試みが開示されおり（例えば、非特許文献１参照。）、特にカーボンナノチューブと呼ばれる微細構造を有する炭素系構造体は、その良好な電子放出特性を有することから注目を集めている。さらに、これらのカーボンナノチューブの特徴を生かして導電性材料と混合して電子放出源を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【００１０】
一方、大画面のディスプレイ装置では微小電子源をマトリクス上に配列して画面が構成されるために、これらの微小電子源素子の輝度バラツキが小さいことが要求される。ディスプレイ装置の製造時には、微小電子源素子毎に輝度の調整が行われる。微小電子源素子の輝度は蛍光体が受けるエミッション電流と蛍光体の発光効率とにより決まる。これらの微小電子源素子にはエミッション特性のバラツキが存在する。
このため、微小電子源素子の輝度を測定し、測定した輝度が所定値になるようにゲート電圧が調整することでエミッション電流を調整する機構が提案されている。
【００１１】
しかしながら、従来の微小電子源素子の駆動方法及び駆動回路では、エミッション電流を一定に制御するために微小電子源の駆動回路に定電流源設けた場合にはゲート電極と微小電子源の間の静電容量が大きいために、微小電子源素子の応答速度が遅くなる。このため、高周波のパルス電圧（ゲート電圧）に追従させて駆動することができず、映像を良好に表示することができないといった問題があった。
【００１２】
このような駆動速度の低下については、エミッション電流検出工程と、前記エミッション電流検出工程で検出される電流を設定値と比較、制御するゲート電圧制御工程とエミッション電流が設定値に達したときにゲート電圧を保持するゲート電圧保持工程を含むことを特徴とする手段が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。具体的には、エミッション電流検出回路と複数の微小電子源とを電気的に接続し、エミッション電流が規定値に達したとき、エミッション電流検出器と複数の微小電子源とを電気的に接続し、エミッション電流が設定値に達したときのゲート電圧を保持する微小電子源素子の駆動方法である。この方法により、輝度を一定に保ち、その寿命を長くすることができるとともに、高周波のゲート電圧を追従させて高速に動作させることができるが、複雑な回路が必要なことや高価な回路を導入する必要があることから高価な対策になる懸念があった。
【００１３】
これに対して、輝度バラツキを低減する方法として、抵抗層上に微小電子源を配置し、電子捕捉層上にゲート電極を配する構造を有する微小電子源装置及び該微小電子源の製造方法が提案されている（例えば、特許文献５，６参照。）。ここで、当該発明では不純物をドープしたシリコンを用いて抵抗層を形成しているが、この場合には不純物の活性化処理を必要とするために、高温処理が必須となっており、ガラス基板への適用が制限されていた。
【００１４】
そこで、スパッタ法等の定法により形成可能な炭化珪素膜が上記輝度バラツキを低減する方法として提案されている（例えば、特許文献７参照。）。しかし、スパッタ等の定法にて形成された炭化珪素膜では構造が不安定でデバイスの製造工程における熱処理工程で空気中の酸素や窒素と容易に反応して窒化珪素や酸化珪素に変化する。このため、デバイス製造工程で抵抗値が変化するために所望の抵抗値が得られず均一性や寿命の向上が図れないといった懸念があった。
【００１５】
以上のように、微小電子源素子の輝度バラツキを少なくする形成する方法を確立することが急務になっており、簡便な手法により微小電子源素子の輝度バラツキを低減する技術が切望されている。
【００１６】
【特許文献１】米国特許第４９０８５３９号明細書
【特許文献２】特開昭６１−２２１７８３号公報
【特許文献３】特開２００３−２２９０４４号公報
【特許文献３】特開２００３−２２９０４４号公報
【特許文献４】特開２００１−２０２０５８号公報
【特許文献５】特開２０００−１６４１１６号公報
【特許文献６】特表平１０−５１１２１５号公報
【特許文献７】特開２０００−１００３１５号公報
【非特許文献１】第６０回応用物理学会学術講演会  講演予稿集p.632（講演番号2P-H-11）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、抵抗層を設計通りの抵抗値で安定化させることができる微小電子源装置の製造方法、及び抵抗層と帯電防止層を設計通りの抵抗値で安定化させることができるカソードパネルの製造方法を提供し、電子放出の均一化及び長寿命化を図ることのできる微小電子源装置及びカソードパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
発明者らは、上述の問題点について鋭意検討を行う過程の中で、炭化珪素膜の不安定な構造を真空中で熱処理することが電子放出の均一性や寿命の改善に最も好ましい結果が得られることを見出し、そのための各要素工程を開発して本発明を完成した。
【００１９】
前記課題を解決するために提供する本発明は、支持基板上にカソード電極を形成する工程と、前記カソード電極上に炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる抵抗層を形成する工程と、前記抵抗層上にカーボンナノチューブが結合剤からなる導電性のマトリクス中に埋め込まれた複合層を形成する工程と、前記複合層の上層部の前記マトリクスを除去することにより、前記複合層の表面に前記カーボンナノチューブの一端を突出させて微小電子源層とする工程とを有する微小電子源装置の製造方法において、前記抵抗層を構成する炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素を結晶質に相変化させる熱処理工程を有することを特徴とする微小電子源装置の製造方法である（請求項１）。
【００２０】
ここで、前記熱処理工程は、前記カーボンナノチューブと結合剤を含むカーボンナノチューブ分散液の塗膜を加熱して前記複合層とする焼成処理を兼ねていることが好ましい。
【００２１】
前記課題を解決するために提供する本発明は、前記カソード電極を複数本のラインとし、前記複合層を形成した後に、前記支持基板、カソード電極、抵抗層、複合層を覆う層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上に炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる帯電防止層を形成する工程と、前記帯電防止層上に前記カソード電極のラインと直交する複数本のゲート電極のラインを形成し、該ゲート電極のライン間に前記帯電防止層を露出させる工程と、前記カソード電極のラインとゲート電極のラインの重なる領域に前記複合層を露出させるゲートホールを形成する工程と、前記複合層の上層部の前記マトリクスを除去することにより、前記複合層の表面に前記カーボンナノチューブの一端を突出させて微小電子源層とする工程とを有するカソードパネルの製造方法において、前記帯電防止層を構成する炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素を結晶質に相変化させる帯電防止層熱処理工程を有することを特徴とするカソードパネルの製造方法である（請求項３）。
【００２２】
ここで、前記帯電防止層熱処理工程は、前記抵抗層を構成する炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素を結晶質に相変化させる熱処理を兼ねていることが好ましい。
【００２３】
また、前記抵抗層を構成する炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素を結晶質に相変化させる抵抗層熱処理工程を有することが好ましい。このとき、前記抵抗層熱処理工程は、前記カーボンナノチューブと結合剤を含むカーボンナノチューブ分散液の塗膜を加熱して前記複合層とする焼成処理を兼ねているとよい。
【００２４】
前記課題を解決するために提供する本発明は、支持基板上にカソード電極、層間絶縁膜、ゲート電極が順に積層されてなり、前記ゲート電極及び層間絶縁膜に形成されたゲートホールと、該ゲートホールの底部に形成され、導電性のマトリクスと一端が突出した状態で前記マトリクスに埋まったカーボンナノチューブとを有する微小電子源層とを備える微小電子源装置において、前記微小電子源層とカソード電極との間に、結晶質の炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる抵抗層を備えることを特徴とする微小電子源装置である（請求項７）。
【００２５】
前記課題を解決するために提供する本発明は、支持基板上に複数本のカソード電極のラインと、複数本のゲート電極のラインとが絶縁した状態で直交して配置され、前記カソード電極のラインとゲート電極のラインとが重なる領域で請求項７に記載の微小電子源装置を備えるカソードパネルであって、前記ゲート電極のライン間の露出部分は、結晶質の炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなることを特徴とするカソードパネルである（請求項８）。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の微小電子源装置の製造方法によれば、簡便な方法で抵抗層を設計通りの抵抗値で安定化させることができる。
【００２７】
従来の成膜されたままの炭化珪素膜中には反応性に富む非結晶質（アモルファス）のα-ＳｉＣ相が含有されているが、この相はデバイスの製造工程で用いられる各種熱処理工程において酸素や窒素等と容易に反応しＳｉＯやＳｉＮに変化するために、抵抗値の上昇を招いてしまっていた。そのため、従来の微小電子源装置では抵抗層を所望の抵抗値に制御することが困難であり、期待していた電子放出特性の均一性、輝度バラツキ、安定性及び寿命の改善が見込めなかった。
【００２８】
これに対して、本発明では予め熱処理により、反応性の高いα-ＳｉＣ相を安定な立方晶（結晶質）のｃ-ＳｉＣ相に変化させることでデバイス製造工程でも抵抗値が変化することなく、設計された抵抗値を得る事ができ、電子放出特性の均一性、輝度バラツキ、安定性及び寿命の改善を達成することが可能となっている。
【００２９】
本発明のカソードパネルの製造方法によれば、簡便な方法で前記微小電子源装置の製造方法と同じ原理で抵抗層及び帯電防止層を設計通りの抵抗値で安定化させることができる。
また、本発明の微小電子源装置によれば、設計通りの安定した抵抗値の抵抗層を有することにより、電子放出特性の均一性、輝度バラツキ、安定性及び寿命を改善することができる。
また、本発明のカソードパネルによれば、設計通りの安定した抵抗値の抵抗層及び帯電防止層を有することにより、電子放出特性の均一性、輝度バラツキ、安定性及び寿命を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明に係る微小電子源装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
図１、図２は微小電子源装置の製造工程図である。各工程の詳細を説明する。
【００３１】
（Ｓ１）基板１０上にＣｒ等からなるカソード電極形成用の導電膜１１Ｌを形成した後、導電膜１１Ｌの所定の位置に常法のフォトリソグラフィによりレジスト層Ｒ１を形成する（図１（ａ））。ついで、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により導電膜１１Ｌをエッチング加工してストライプ状のカソード電極１１とする。この時点で基板１０上には複数本のカソードラインが形成される。
【００３２】
ここで、基板１０は、平面型表示装置においてカソードパネル１のベースとなるガラスなどからなる絶縁性の基板である。
また、カソード電極１１は、導電材料からなる導電膜である。例えばスパッタリング法により形成される厚み０．２μｍ程度のクロム（Ｃｒ）層である。
【００３３】
（Ｓ２）カソード電極１１及び基板１０上に炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる抵抗層Ｉ１ａを形成する（図１（ｂ））。
【００３４】
ここで、抵抗層Ｉ１ａは、例えばスパッタリング法により形成されるものであり、アモルファス相の炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素を含んだ状態にある。
【００３５】
また、抵抗層Ｉ１ａは後述の熱処理工程で結晶質からなる抵抗層Ｉ１ｃとして抵抗値を固定するが、その抵抗値は成膜時の膜厚及び窒素量で制御することが可能である。抵抗層Ｉ１ａの膜厚は１００ｎｍ〜３μｍの範囲で適宜設定するとよい。また、膜厚が２００ｎｍの場合に表面抵抗値は窒素なしで５×１０７ｏｈｍ／□となり、窒素流量を上げていくと表面抵抗値は増加し、窒素流量８０ｓｃｃｍで７×１０１２ｏｈｍ／□まで変化させることができた。すなわち、抵抗層Ｉ１ｃの抵抗値と抵抗層Ｉ１ｃ中の窒素濃度の間に相関があり、例えば表面抵抗値１×１０８ｏｈｍ／□のときに抵抗層Ｉ１ｃ中のＳｉ／Ｃ／Ｎ組成比が４２．５／４２．５／５ａｔｏｍ％であり、表面抵抗値１×１０１２ｏｈｍ／□のときに抵抗層Ｉ１ｃ中のＳｉ／Ｃ／Ｎ組成比が３０／３０／４０ａｔｏｍ％であった。なお、Ｓｉ／Ｃ比はおおよそ１：１の関係で変化する。
【００３６】
（Ｓ３）ステップＳ２で作製されたものを真空中または不活性気体（例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンガス）雰囲気中で熱処理する。その熱処理を行う装置を図３に示す。
【００３７】
図３に示す減圧処理装置４０は、減圧処理槽４１と排気装置５０とに大別される。減圧処理槽４１は実質的に密封された閉鎖内部空間を有し、カソード電極１１及び基板１０上に抵抗層Ｉ１ａが形成された被処理物Ｓを載置するステージ４４がある。減圧処理槽４１の周囲には被処理物Ｓを加熱するヒータ４５が設置され、所望の温度に加熱されている。減圧処理槽４１は排気装置５０と接続されており、減圧処理槽４１の圧力を所望の圧力に制御することができる。ここでは、残留ガス中の酸素や窒素が抵抗層Ｉ１ａに悪影響を及ぼさない程度に減圧してあることが好ましい。なお、図３の減圧処理装置４０は基本的な構成を示しており、加熱方法については種々の変更が可能である。例えば、ステージ４４内にヒータを包埋した形態としてもよい。
【００３８】
ここで、熱処理温度は、抵抗層Ｉ１ａ中のアモルファス相の炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素が結晶質に変化する（例えば、ａ−ＳｉＣからｃ−ＳｉＣに相変化する）温度領域以上の温度であればよい。例えば、この熱処理温度として、２００〜１０００℃で本発明の効果が認められ、３５０〜７００℃で最もよい効果が見られる。
この熱処理により、抵抗層Ｉ１ａは結晶質の炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる抵抗層Ｉ１ｃとなる。
【００３９】
（Ｓ４）複数のカーボンナノチューブと、Ｉｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ａｌの少なくとも１つを含有する有機金属化合物を含む結合剤と、溶媒とを所定量混合して調製されたカーボンナノチューブ分散液を抵抗層Ｉ１ｃ上に塗布した後、焼成して複合層１２Ｌを形成する。複合層１２Ｌは、この段階では結合剤からなる導電性のマトリクス中に前記カーボンナノチューブが分散して埋め込まれた状態である。
【００４０】
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。あるいは、例えば平均直径３０ｎｍ、平均長さ１μｍのファイバー構造を有するカーボンナノファイバーを用いてもよい。
【００４１】
（Ｓ５）ついで、常法のフォトリソグラフィによりカソード電極１１上の微小電子源層１２表面のみにレジスト層を形成し、ウェットエッチングにより抵抗層Ｉ１ｃ及び複合層１２Ｌをエッチング加工してカソード電極１１上の抵抗層Ｉ１ｃ及び複合層１２Ｌだけを残す。これにより基板１０上にカソード電極１１、抵抗層Ｉ１ｃ、複合層１２Ｌの積層部が形成される。
【００４２】
（Ｓ６）つぎに、基板１０上において、カソード電極１１／抵抗層Ｉ１ｃ／複合層１２Ｌの積層部を覆うように層間絶縁膜１３Ｌを形成し、さらに該層間絶縁膜１３Ｌ上にゲート電極形成用の導電膜１４Ｌを形成する（図１（ｃ））。
層間絶縁膜１３Ｌは、例えばシリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜、シリコン窒化膜、炭化水素膜（有機膜）、ポリイミド膜（有機膜）、窒化硼素膜、ポリエーテル膜（有機膜）等が挙げられる。シリコン酸化物（ＳｉＯ２）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、基板１０の全面に厚さ約１μｍのＳｉＯ２膜として形成すればよい。
また、導電膜１４Ｌは導電膜１１Ｌと同様にスパッタリング法によってＣｒ膜を形成すればよい。
【００４３】
（Ｓ７）導電膜１４Ｌ上にレジストマスク層Ｒ２を形成する（図２（ｄ））。
ついで、このレジストマスク層Ｒ２を用いて導電層１４Ｌの所定部位をエッチング加工することにより、層間絶縁膜１３Ｌ上でストライプ形状のゲート電極１４とするとともに、このゲート電極１４を貫通する第１の開口部１５Ａを形成する。このとき、ゲート電極１４は層間絶縁膜１３Ｌ上でカソード電極１１と略直交する状態のストライプ形状に加工されている。すなわち、上記カソードラインに直交する複数本のゲートラインが形成される。
【００４４】
（Ｓ８）つぎに、ゲート電極１４の第１の開口部１５Ａを通して、層間絶縁膜１３Ｌについて反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などのドライエッチング加工を行って絶縁層１３とし、複合層１２Ｌが露出するように第２の開口部１５Ｂを形成する（図２（ｅ））。これにより、第１，第２の開口部１５Ａ，１５Ｂからなるゲートホール１５が得られる。ゲートホール１５は、例えば直径２０μｍの円形に形成されており、１画素当たり複数個（例えば、数十個）形成される。
【００４５】
（Ｓ９）つぎに、ゲートホール１５を通して複合層１２Ｌの上層部のマトリックスを除去することにより、表面にカーボンナノチューブの一部を露出させる。複合層１２Ｌの上層部でマトリクス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。このエッチングにより微小電子源層１２の上層部でマトリクス材料を選択的に除去することにより、表面に多数のカーボンナノチューブを露出させることができる。
【００４６】
（Ｓａ）その後、エッチングされた複合層１２Ｌの表面で各々のカーボンナノチューブ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の配向処理を行う。具体的には、例えば基板１０上で図示しない粘着テープをゲート電極１４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、基板１０に対してカーボンナノチューブの長手方向をほぼ垂直に配向させる。カーボンナノチューブを配向させる際の方向は、基板１０の面方向に対してほぼ垂直な方向とする。このとき、複合層１２Ｌの表面には多数のカーボンナノチューブが露出した状態となっている。そのため、粘着テープの貼り付け及び引き剥がしを行うことにより、多数のカーボンナノチューブを垂直に配向させることができる。よって、前記カーボンナノチューブが導電性のマトリクス中に埋め込まれ、該カーボンナノチューブの一端がマトリクスから突出してなる微小電子源層１２となる（図４）。これにより、基板１０上にカソード電極１１、絶縁層１３、ゲート電極１４が順に積層されてなり、前記ゲート電極１４及び絶縁層１３に形成されたゲートホール１５と、該ゲートホール１５の底部に形成され、導電性のマトリクス１２ｂと一端が突出した状態で前記マトリクスに埋まったカーボンナノチューブ１２ａとを有する微小電子源層１２とを備え、前記微小電子源層１２とカソード電極１１との間に、結晶質の炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる抵抗層Ｉ１ｃを備える微小電子源装置が完成する。
【００４７】
なお、ステップＳ３の熱処理とステップＳ４の焼成をあわせて同時に行ってもよい。すなわち、抵抗層Ｉ１ａ形成後、そのままカーボンナノチューブ分散液を塗布した後に真空中での熱処理を行うことで、結晶質への相変化と複合層への焼成を同時に行うものである。これにより工程の短縮を達成することができる。これらの方法は、従来の微小電子源装置の作成工程に準拠して行うことで上記目的を達成することが出来る。更に、このような処理は市販の装置を用いることで実現できる条件であり、容易に達成できるものである。
【００４８】
また、カーボンナノチューブの配向処理方法としては、上述した粘着テープの貼り付け及び引き剥がしによる方法以外にも、例えば、カソード電極１１に電圧を印加することにより、カソード電極１１とカーボンナノチューブを同じ極性で帯電させ、これに伴う反発力により各々のカーボンナノチューブを互いに分離した状態で垂直に配向させることも可能である。
【００４９】
その後、平面型表示装置の組み立てを行う。具体的には、本発明の微小電子源装置を有するカソードパネル１と蛍光体層３１を有するアノードパネル２とを、該微小電子源装置と蛍光体層３１とが対向するように配置し、アノードパネル２とカソードパネル１（より具体的には、基板２１と基板１０）とを、枠体３を介して、周縁部において接合する。接合に際しては、枠体３とアノードパネル２との接合部位、及び枠体３とカソードパネル１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２とカソードパネル１と枠体３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℃で１０〜３０分の本焼成を行う。その後、アノードパネル２とカソードパネル１と枠体３とフリットガラスとによって囲まれた空間を、貫通孔及びチップ管を通じて排気し、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２とカソードパネル１と枠体３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、図５に示す平面型表示装置を完成させる。
【００５０】
図５は本発明に係る平面型表示装置のパネル構造の一例を示す断面図である。
図５に示すように、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。
【００５１】
カソードパネル１上には本発明の微小電子源装置が複数形成されている。これら複数の微小電子源装置は、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。
【００５２】
図６に示すように、カソード電極１１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１４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。
【００５３】
一方、アノードパネル２は、ベースとなる透明基板２１と、この透明基板２１上に形成された蛍光体層２２及びブラックマトリックス２３と、これら蛍光体層２２及びブラックマトリックス２３を覆う状態で透明基板２１上に形成されたアノード電極２４とを備えて構成されている。蛍光体層２２は、赤色発光用の蛍光体層２２Ｒと、緑色発光用の蛍光体層２２Ｇと、青色発光用の蛍光体層２２Ｂとから構成されている。ブラックマトリックス２３は、各色発光用の蛍光体層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの間に形成されている。アノード電極２４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。
【００５４】
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５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５，図６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基板（スペーサ）の表示を省略している。
【００５５】
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１１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１４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２４にはゲート電極１１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１１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１４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１１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１４にゲート電極制御回路１９から走査信号を入力する。
【００５６】
これにより、カソード電極１１とゲート電極１４との間に電圧が印加され、これによって微小電子源層１２の先鋭部（カーボンナノチューブ１２ａ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微小電子源層１２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２４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２１上の蛍光体層２２（２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ）に衝突する。その結果、蛍光体層２２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。ここで、抵抗層Ｉ１ｃは設計通りの抵抗値を有しているため、微小電子源層１２への放電電流を安定化させる役目を果たし電子放出特性の均一性、輝度バラツキ、安定性及び寿命の改善が見込める。
【００５７】
つぎに、カソードパネルの製造方法について、本発明の別の実施の形態を説明する。
図７，図８を用いて本発明のカソードパネルの製造工程を説明する。なお、以下の説明において図１，図２と同じ符号のものは前記微小電子源装置を構成するものと同じ材料を用い同じ方法で形成されるものである。
【００５８】
（Ｓ１１）基板１０上にカソード電極のライン形成用の導電膜１１Ｌを形成する（図７（ａ））。導電膜１１Ｌは、例えばスパッタリング法により形成される膜厚０．２μｍのＣｒ等からなる。ついで、導電膜１１Ｌの所定の位置に常法のフォトリソグラフィによりレジスト層を形成し導電膜１１Ｌをエッチング加工してストライプ状のカソード電極１１とする。この時点で基板１０上には複数本のカソード電極１１のラインが形成される。
【００５９】
（Ｓ１２）つぎに、カソード電極１１及び基板１０上に炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる抵抗層Ｉ１ａを形成し、ついで該抵抗層Ｉ１ａ上に複合層１２Ｌを形成する（図７（ｂ））。
【００６０】
（Ｓ１３）次に、抵抗層Ｉ１ａ及び複合層１２Ｌを所定形状に加工する（図７（ｃ））。具体的には、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、リソグラフィー技術に基づき、複合層１２Ｌのうち残されるべき領域以外の表面が露出したマスク層を形成する。
ついで露出した複合層１２Ｌ領域の抵抗層Ｉ１ａ及び複合層１２Ｌを、例えば、ＨＣｌを用いてエッチング温度１０〜６０℃、エッチング時間１０秒〜３０分の条件でエッチングする。
【００６１】
なお、上記処理後に所望の領域以外にカーボンナノチューブが存在する場合は、酸素プラズマもしくは、酸化溶液を使用して、カーボンナノチューブのエッチングを行う。
【００６２】
（Ｓ１４）基板１０上において、カソード電極１１のライン、抵抗層Ｉ１ａ及び複合層１２Ｌの積層部を覆うように層間絶縁膜１３Ｌを形成し、さらに該層間絶縁膜１３Ｌ上に炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる帯電防止層Ｉ２ａを形成する。ついで、帯電防止層Ｉ２ａ上に例えば膜厚０．２μｍのＣｒからなるゲート電極ライン形成用の導電膜１４Ｌを形成する（図８（ｄ））。
【００６３】
ここで、帯電防止層Ｉ２ａは、例えばスパッタリング法により形成されるものであり、アモルファス相の炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素を含んだ状態にある。
【００６４】
平面型表示装置起動時において、カソードパネル１の電子放出時に放出された電子は、アノードパネル２の蛍光体層２２に衝突する。その際に衝突した電子は反射したり、２次電子を放出したりするが、これらの電子はカドードパネル１方向にも飛来している。ここでゲート電極１４のライン間で絶縁層１３が露出していると飛来電子は該絶縁層１３に衝突してその表面を負に帯電させ、この帯電がある閾値を超えたときに放電が発生してカソードパネル１が破壊されるようなダメージが発生する。帯電防止層Ｉ２ｃはこれを防止するためのものであり、ゲート電極１４のライン間の露出部分でゲート電極１４間にショートが発生しない程度の抵抗値の層となることで帯電を防止するものである。
【００６５】
この抵抗値は、１×１０７〜１×１０１２ｏｈｍ／□でその効果が認められ、１×１０９〜１×１０１０ｏｈｍ／□でとくに高い効果が得られる。この抵抗値が１×１０７ｏｈｍ／□より低い場合にはゲート電極１４のライン間にリーク電流が発生し、１×１０１２ｏｈｍ／□より高い場合には帯電の防止効果が認められない。
【００６６】
帯電防止層Ｉ２ａは後述の熱処理工程で結晶質からなる帯電防止層Ｉ２ｃとして抵抗値が固定されるが、その抵抗値は成膜時の膜厚及び窒素量で制御することが可能である。
【００６７】
（Ｓ１５）ステップＳ１４で作製されたものを真空中または不活性気体（例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンガス）雰囲気中で熱処理する。熱処理は、例えば図３に示す装置を用いればよい。
【００６８】
ここで、熱処理温度は、例えば、ａ−ＳｉＣからｃ−ＳｉＣに相変化するように、抵抗層Ｉ１ａ中のアモルファス相の炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素が結晶質に変化し、帯電防止層Ｉ２ａ中のアモルファス相の炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素が結晶質に変化する温度領域以上の温度であればよい。例えば、この熱処理温度として、２００〜１０００℃で本発明の効果が認められ、３５０〜７００℃で最もよい効果が見られる。
この熱処理により、抵抗層Ｉ１ａは結晶質の炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる抵抗層Ｉ１ｃとなり、帯電防止層Ｉ２ａは結晶質の炭化珪素及び／または窒素含有炭化珪素からなる帯電防止層Ｉ２ｃとなる。
【００６９】
なお、抵抗層Ｉ１ａについてはステップＳ１２の複合層１２Ｌを形成する際に焼成と結晶質への相変化を兼ねた熱処理を行って抵抗層Ｉ１ｃとしておき、この段階では帯電防止層Ｉ２ａを帯電防止層Ｉ２ｃとするための熱処理としてもよい。
【００７０】
（Ｓ１６）つぎに、導電膜１４Ｌ上にレジストマスク層を形成し、このレジストマスク層を利用して反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により導電膜１４Ｌの所定部位をエッチング加工することにより、帯電防止層Ｉ２ｃ上でゲート電極１４のラインとするとともに、このゲート電極１４のラインを貫通する第１の開口部１５Ａを形成する（図８（ｅ））。このとき、ゲート電極１４のラインは帯電防止層Ｉ２ｃ上でカソード電極１１のラインと略直交する状態のストライプ形状に加工されている。また、導電膜１４Ｌのエッチングされた部位は帯電防止層Ｉ２ｃが露出している。
【００７１】
（Ｓ１７）つぎに、ゲート電極１４のラインの第１の開口部１５Ａを通して帯電防止層Ｉ２ｃ及び層間絶縁膜１３Ｌを反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などのドライエッチング加工により、複合層１２Ｌが露出するように第２の開口部１５Ｂを形成する。これにより、第１，第２の開口部１５Ａ，１５Ｂからなる開口部（ゲートホール）１５が得られる（図８（ｆ））。
【００７２】
微小電子源装置は、電子放出はピクセル（画素）ごとに選択できるアセンブリでなければならない。そのために、カソード電極１１のラインと電子取り出し電極であるゲート電極１４のラインとが直交して重なる部分でひとつのサブピクセルを形成する。開口部１５は、そのサブピクセルを構成するためのものであり、例えば直径６０μｍの孔として形成されており、１サブピクセル当たり５個形成される。
【００７３】
（Ｓ１８）次に、開口部１５の底部に露出した複合層１２Ｌ上層部のマトリックスを虚弱化させる。複合層１２Ｌの上層部を虚弱化させ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（ライトエッチング）を好ましく用いることができる。ライトエッチングは例えば、エッチャント：１０％ＨＣｌ水溶液、エッチング時間５〜６０秒の条件で行えばよい。このエッチングにより複合層１２Ｌの上層部でマトリクス材料を選択的に除去することにより、表面に多数のカーボンナノチューブを露出させることができる。
【００７４】
（Ｓ１９）その後、エッチングされた複合層１２Ｌの表面で各々のカーボンナノチューブ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の配向処理を行う。これにより、前記カーボンナノチューブ１２ａが導電性のマトリクス１２ｂ中に埋め込まれ、該カーボンナノチューブ１２ａの一端がマトリクス１２ｂから突出してなる微小電子源層１２となる（図８（ｇ））。
【００７５】
このようにして、絶縁性の基板（例えば、ガラス基板）１０と、この基板１０上に積層状態で順に形成されたカソード電極１１、層間絶縁膜１３Ｌから形成された絶縁層１３、帯電防止層Ｉ２ｃ及びゲート電極１４と、ゲート電極１４、帯電防止層Ｉ２ｃ及び絶縁層１３に形成された開口部（ゲートホール）１５と、この開口部１５の底部のカソード電極１１／抵抗層Ｉ１ｃ上に形成された微小電子源層１２とを有する微小電子源装置を複数備えるカソードパネル１が完成する。なお、ゲート電極１４のライン間の領域Ａでは従来露出していた絶縁層１３に代わって帯電防止層Ｉ２ｃが露出している。
【００７６】
図５の平面型表示装置のカソードパネルに代えて、このカソードパネルを用いると、微小電子源層１２への放電電流を安定化させることができるだけでなく、ゲート電極１４のライン間の帯電を防止することができ、電子放出特性の均一性、輝度バラツキ、安定性及び寿命のより一層の改善が見込める。
【実施例】
【００７７】
本発明の実施例を以下に示す。なお、本実施例は例示であり、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。
【００７８】
（実施例１）
つぎの手順で微小電子源装置を作製した。
（Ｓ２１）図１（ａ）に示したようにガラスからなる基板１０上にＣｒからなるカソード電極形成用の導電膜１１Ｌを形成した後、導電膜１１Ｌの所定の位置に常法のフォトリソグラフィによりレジスト層Ｒ１を形成する。ついで、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により導電膜１１Ｌをエッチング加工してカソード電極１１とした。
【００７９】
（Ｓ２２）カソード電極１１及び基板１０上に膜厚５００ｎｍ、熱処理後の抵抗値が１×１０７ｏｈｍ／□となる窒素含有炭化珪素からなる抵抗層Ｉ１ａをスパッタリング法により形成した（図１（ｂ））。
【００８０】
（Ｓ２３）ステップＳ２２で作製されたもの（被処理物Ｓ）を図３に示す減圧処理装置のステージ１４上にセットし、排気装置５０を用いて減圧処理槽４１を１×１０-3Ｐａの減圧状態まで減圧した後、ヒータ４５を用いて被処理物Ｓを５００℃まで加熱し、その温度で１時間保持した。その後、減圧状態を保持したまま室温付近まで冷却を行い、減圧処理槽４１を常圧に戻して被処理物Ｓを取り出した。これにより、抵抗層Ｉ１ａは結晶質の窒素含有炭化珪素からなる抵抗層Ｉ１ｃとなっていた。
【００８１】
（Ｓ２４）以下の組成のカーボンナノチューブ分散液を調製した。
＜カーボンナノチューブ分散液（１）＞
・処理済ダブルウォールカーボンナノチューブ      １重量部
・有機錫化合物及び有機インジウム化合物          １重量部
・酢酸ブチル                                    残余
ついで、このカーボンナノチューブ分散液を用いて、回転塗布法（塗布条件：２０００回転／分、３０秒）によりカソード電極１１及び基板１０上に塗布した後、空気中で３００℃、１時間の焼成を行い複合層１２Ｌを形成した。
【００８２】
（Ｓ２５）ついで、複合層１２Ｌについて常法のフォトリソグラフィ及びエッチング加工を行い、カソード電極１１上の抵抗層Ｉ１ｃ及び複合層１２Ｌだけを残し、基板１０上にカソード電極１１と抵抗層Ｉ１ｃと複合層１２Ｌとの積層部を形成した。
（Ｓ２６）基板１０上において、カソード電極１１、抵抗層Ｉ１ｃ、複合層１２Ｌの積層部を覆うように層間絶縁膜１３Ｌとしてシリコン酸化膜を形成し、さらに該層間絶縁膜１３Ｌ上にＣｒからなる導電膜１４Ｌを形成した（図１（ｃ））。
（Ｓ２７）導電膜１４Ｌ上にレジストマスク層Ｒ２を形成し（図２（ｄ））、ついで反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により導電膜１４Ｌ、層間絶縁膜１３Ｌを貫通するエッチング加工を行い、開口部（ゲートホール）１５を形成した（図２（ｅ））。
（Ｓ２８）次に、開口部１５を通して複合層１２Ｌの上層部のマトリックスを除去することにより、表面にカーボンナノチューブの一部を露出させた。
（Ｓ２９）その後、エッチングされた複合層１２Ｌの表面で各々のカーボンナノチューブ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の配向処理を行い、微小電子源装置とした（図４）。
【００８３】
得られた微小電子源装置サンプルの電子放出特性としてつぎの評価を行った。
（１）電子放出均一性
微小電子源装置サンプルと蛍光体を塗布したアノード電極を真空中で対向させて、５ｖ/μｍ程度の高電界を印加し、この時の蛍光体上に設定した１００個程度の１μｍ角の画素領域について輝度を測定した。ついで各画素の輝度の平均偏差を算術平均して算出し、この蛍光体上の輝度の均一性を電子放出均一性として評価した。
（２）寿命
上記電界値条件で連続的電子放出させた場合に電流が半分になる時間を微小電子源装置の寿命と定義して評価した。
【００８４】
（実施例２）
つぎの手順で微小電子源装置を作製した。
（Ｓ３１）図１（ａ）に示したようにガラスからなる基板１０上にＣｒからなるカソード電極形成用の導電膜１１Ｌを形成した後、導電膜１１Ｌの所定の位置に常法のフォトリソグラフィによりレジスト層Ｒ１を形成する。ついで、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により導電膜１１Ｌをエッチング加工してカソード電極１１とした。
【００８５】
（Ｓ３２）カソード電極１１及び基板１０上に膜厚３００ｎｍ、熱処理後の抵抗値が５×１０６ｏｈｍ／□となる窒素含有炭化珪素からなる抵抗層Ｉ１ａをスパッタリング法により形成した（図１（ｂ））。
【００８６】
（Ｓ３３）以下の組成のカーボンナノチューブ分散液を調製した。
＜カーボンナノチューブ分散液（２）＞
・処理済シングルウォールカーボンナノチューブ      １重量部
・有機亜鉛化合物及び有機インジウム化合物          １重量部
・酢酸ブチル                                      残余
ついで、このカーボンナノチューブ分散液を用いて、回転塗布法（塗布条件：２０００回転／分、３０秒）によりカソード電極１１及び基板１０上に塗布した後、空気中で４５０℃、１時間の焼成及び相変化を兼ねた熱処理を行い、複合層１２Ｌを形成した。同時に、抵抗層Ｉ１ａは結晶質の窒素含有炭化珪素からなる抵抗層Ｉ１ｃとなっていた。
【００８７】
（Ｓ３４）ついで、複合層１２Ｌについて常法のフォトリソグラフィ及びエッチング加工を行い、カソード電極１１上の抵抗層Ｉ１ｃ及び複合層１２Ｌだけを残し、基板１０上にカソード電極１１と抵抗層Ｉ１ｃと複合層１２Ｌとの積層部を形成した。
（Ｓ３５）基板１０上において、カソード電極１１、抵抗層Ｉ１ｃ、複合層１２Ｌの積層部を覆うように層間絶縁膜１３Ｌとしてシリコン酸化膜を形成し、さらに該層間絶縁膜１３Ｌ上にＣｒからなる導電膜１４Ｌを形成した（図１（ｃ））。
（Ｓ３６）導電膜１４Ｌ上にレジストマスク層Ｒ２を形成し（図２（ｄ））、ついで反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により導電膜１４Ｌ、層間絶縁膜１３Ｌを貫通するエッチング加工を行い、開口部（ゲートホール）１５を形成した（図２（ｅ））。
（Ｓ３７）次に、開口部１５を通して複合層１２Ｌの上層部のマトリックスを除去することにより、表面にカーボンナノチューブの一部を露出させた。
（Ｓ３８）その後、エッチングされた複合層１２Ｌの表面で各々のカーボンナノチューブ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の配向処理を行い、微小電子源装置とした（図４）。
【００８８】
（実施例３）
つぎの手順で微小電子源装置を含むカソードパネルを作製した。
（Ｓ４１）図７（ａ）に示したようにガラスからなる基板１０上にＣｒからなるカソード電極形成用の導電膜１１Ｌを形成した後、導電膜１１Ｌの所定の位置に常法のフォトリソグラフィによりレジスト層Ｒ１を形成する。ついで、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により導電膜１１Ｌをエッチング加工して複数本のカソード電極１１のラインとした。
【００８９】
（Ｓ４２）つぎに、カソード電極１１及び基板１０上に膜厚３００ｎｍ、熱処理後の抵抗値が５×１０６ｏｈｍ／□となる窒素含有炭化珪素からなる抵抗層Ｉ１ａをスパッタリング法により形成した。
【００９０】
さらに、以下の組成のカーボンナノチューブ分散液を用いて、回転塗布法（塗布条件：２０００回転／分、３０秒）によりカソード電極１１及び基板１０上に塗布した後、空気中で４５０℃、１時間の焼成及び相変化を兼ねた熱処理を行い、複合層１２Ｌを形成した。同時に、抵抗層Ｉ１ａは結晶質の窒素含有炭化珪素からなる抵抗層Ｉ１ｃとなっていた。
＜カーボンナノチューブ分散液（２）＞
・処理済シングルウォールカーボンナノチューブ      １重量部
・有機亜鉛化合物及び有機インジウム化合物          １重量部
・酢酸ブチル                                      残余
【００９１】
（Ｓ４３）ついで、複合層１２Ｌについて常法のフォトリソグラフィ及びエッチング加工を行い、カソード電極１１上の抵抗層Ｉ１ｃ及び複合層１２Ｌだけを残し、基板１０上にカソード電極１１と抵抗層Ｉ１ｃと複合層１２Ｌとの積層部を形成した。
【００９２】
（Ｓ４４）基板１０上において、カソード電極１１のライン、抵抗層Ｉ１ｃ及び複合層１２Ｌの積層部を覆うように層間絶縁膜１３Ｌを形成し、さらに該層間絶縁膜１３Ｌ上に膜厚３００ｎｍ、熱処理後の抵抗値が５×１０６ｏｈｍ／□となる窒素含有炭化珪素からなる抵抗層Ｉ１ａをスパッタリング法により形成した。ついで、帯電防止層Ｉ２ａ上に膜厚０．２μｍのＣｒからなるゲート電極ライン形成用の導電膜１４Ｌを形成した。
【００９３】
（Ｓ４５）ステップＳ４４で作製されたものを被処理物Ｓとして図３に示す減圧処理装置によりステップＳ２３と同じ条件で熱処理した。これにより帯電防止層Ｉ２ａは結晶質の窒素含有炭化珪素からなる帯電防止層Ｉ２ｃとなっていた。
【００９４】
（Ｓ４６）つぎに、導電膜１４Ｌ上にレジストマスク層を形成し、このレジストマスク層を利用して反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により導電膜１４Ｌの所定部位を帯電防止層Ｉ２ｃが露出するようにエッチング加工した。これにより、帯電防止層Ｉ２ｃ上でカソード電極１１のラインと略直交する状態のゲート電極１４のラインとするとともに、このゲート電極１４のラインを貫通する第１の開口部１５Ａを形成した（図８（ｅ））。
【００９５】
（Ｓ４７）つぎに、ゲート電極１４のラインの第１の開口部１５Ａを通して帯電防止層Ｉ２ｃ及び層間絶縁膜１３Ｌを反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）で加工し、第１，第２の開口部１５Ａ，１５Ｂからなる開口部（ゲートホール）１５を形成した（図８（ｆ））。
【００９６】
（Ｓ４８）次に、開口部１５の底部に露出した複合層１２Ｌ上層部のマトリックスをウェットエッチングにより虚弱化させた。
【００９７】
（Ｓ４９）その後、エッチングされた複合層１２Ｌの表面で各々のカーボンナノチューブ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の配向処理を行った。これにより、図８（ｇ）に示すカソードパネルが完成した。
【００９８】
この得られたカソードパネルについても、実施例１と同じ評価試験を行った。
【００９９】
（比較例１，２）
実施例１，２それぞれにおいて、抵抗層Ｉ１ｃの形成（ステップＳ２２，Ｓ２３）を省略し、それ以外は実施例１，２それぞれと同じ条件で微小電子源装置を作製した。
【０１００】
以上の結果を表１に示す。
実施例１〜３の電子放出均一性は、比較例１，２のそれぞれよりも良好な結果が得られた。また、電子放出均一性及び寿命について、比較例よりも大幅に改善されていた。
【０１０１】
【表１】
2006260790.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の微小電子源装置の製造工程図（１）である。
【図２】本発明の微小電子源装置の製造工程図（２）である。
【図３】本発明で使用する減圧処理装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明に係る微小電子源装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明に係る平面型表示装置の構成を示す断面図である。
【図６】本発明に係る平面型表示装置の構成を示す概略図である。
【図７】本発明のカソードパネルの製造工程図（１）である。
【図８】本発明のカソードパネルの製造工程図（２）である。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・カソードパネル、２・・・アノードパネル、１０・・・基板、１１・・・カソード電極、１１Ｌ，１４Ｌ・・・導電層、１２・・・微小電子源層、１２ａ・・・カーボンナノチューブ、１２ｂ・・・マトリクス、１２Ｌ・・・複合層、１３・・・絶縁層、１３Ｌ・・・層間絶縁膜、１４・・・ゲート電極、１５・・・ゲートホール、１５Ａ，１５Ｂ・・・開口部、１６・・・貫通孔、１７・・・チップ管、１８・・・カソード電極制御回路、１９・・・ゲート電極制御回路、２０・・・アノード電極制御回路、２１・・・透明基板、２２，２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ・・・蛍光体層、２３・・・ブラックマトリクス、２４・・・アノード電極、４０・・・減圧処理装置、４１・・・減圧処理槽、４４・・・ステージ、４５・・・ヒータ、５０・・・排気装置、Ｉ１ａ、Ｉ１ｃ・・・抵抗層、Ｉ２ａ、Ｉ２ｃ・・・帯電防止層、Ｒ１，Ｒ２・・・レジスト層、Ｓ・・・被処理物
【図１】
2006260790.tif 000004
【図２】
2006260790.tif 000005
【図３】
2006260790.tif 000006
【図４】
2006260790.tif 000007
【図５】
2006260790.tif 000008
【図６】
2006260790.tif 000009
【図７】
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【図８】
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