(57)【要約】【課題】煩雑な作製工程や複雑な光学系を必要とすることなく、規則正しく配置された尖鋭なエミッタを高精度かつ生産性に優れた方法で形成し得る電界放出ディスプレイの製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】ベースプレートとなるガラス基板１５上に、カソード電極を形成するための導電膜１６を形成する第１の工程と、導電膜１６上に感光性材料であるポジレジスト１７を塗布する第２の工程と、光源からの光を均一な光強度分布の平行光としてマイクロレンズアレイ１８に入射し、マイクロレンズアレイ１８によってポジレジスト１７中に集光してエミッタ２２の形状に対応した開口部２０を形成すべく露光する第３の工程と、開口部２０内に、それぞれエミッタ２２を形成する第４の工程とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートとなる基板上に、カソード電極を形成するための透明導電膜を形成する第１の工程と、
上記透明導電膜上に感光性材料を塗布する第２の工程と、
光源からの光を均一な光強度分布の平行光としてマイクロレンズアレイに入射し、上記マイクロレンズアレイによって上記感光性材料中に集光してエミッタの形状に対応した開口部を形成すべく露光する第３の工程と、
上記開口部内に、それぞれエミッタを形成する第４の工程とを有することを特徴とする電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項２】
前記感光性材料は、ポジレジストであることを特徴とする請求項１記載の電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項３】
前記光源とベースプレートとなる透明の基板との間にマイクロレンズアレイを配置し、上記基板側から感光性材料を露光することを特徴とする請求項１又は２記載の電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項４】
ベースプレートとなる基板上に、カソード電極を形成するための導電膜を形成し、上記導電膜上にエミッタを形成するためのエミッタ形成層を形成する第１の工程と、
上記エミッタ形成層上に感光性材料を塗布する第２の工程と、
光源からの光を均一な光強度分布の平行光としてマイクロレンズアレイに入射し、上記マイクロレンズアレイによって上記感光性材料中に集光してエミッタの形状に対応した強度分布を与えて上記感光性材料を露光する第３の工程と、
上記感光性材料を現像除去し、エミッタ形成層上にエミッタの形状を露出させる第４の工程と、
上記エミッタの形状を上記エミッタ形成層に転写する第５の工程とを有することを特徴とする電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項５】
前記感光性材料は、ネガレジストであることを特徴とする請求項４記載の電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項６】
前記第５の工程におけるエミッタの形状をエミッタ形成層に転写する工程はドライエッチングであり、感光性材料に対するエミッタ形成層のエッチングの選択比を１よりも大きくすることを特徴とする請求項４又は５記載の電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項７】
前記光源とベースプレートとなる透明の基板との間にマイクロレンズアレイを配置し、上記基板側から前記感光性材料を露光することを特徴とする請求項４、５又は６記載の電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項８】
前記導電膜は透明導電膜であり、かつ前記エミッタ形成層は透明絶縁膜である一方、
前記第５の工程にてエミッタの形状をエミッタ形成層に転写後、さらに、導電性材料を上記透明絶縁膜からなる上記エミッタの形状に堆積してエミッタを作製する第６の工程を有していること特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項９】
前記導電膜及びエミッタ形成層のいずれもが透明導電膜である一方、
前記第５の工程にてエミッタの形状を上記透明導電膜からなるエミッタ形成層に転写してエミッタを形成することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項１０】
前記光源とベースプレートとなる基板上に形成した前記感光性材料との間にマイクロレンズアレイを配置し、上記基板上に形成された感光性材料側から該感光性材料を露光することを特徴とする請求項４、５又は６記載の電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項１１】
前記エミッタ形成層は導電膜であるとともに、
前記第５の工程にてエミッタの形状を上記導電膜に転写してエミッタを形成することを特徴とする請求項１０記載の電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項１２】
ベースプレートとなる基板上に、カソード電極を形成するための導電膜を形成し、上記導電膜上にエミッタを形成するためのエミッタ形成層を形成し、さらに、上記エミッタ形成層上にカーボンナノチューブを生成するための触媒層を形成する第７の工程と、
上記触媒層上に感光性材料を塗布する第８の工程と、
光源からの光を均一な光強度分布の平行光としてマイクロレンズアレイに入射し、上記マイクロレンズアレイによって上記感光性材料中に集光してエミッタの形状に対応した強度分布を与えて上記感光性材料を露光する第９の工程と、
上記感光性材料を現像除去し、触媒層上にエミッタの形状を露出させる第１０の工程と、
上記エミッタの形状を上記エミッタ形成層及び上記触媒層に転写する第１１の工程と、
上記触媒層上にカーボンナノチューブを生成する第１２の工程とを有することを特徴とする電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項１３】
前記エミッタ形成層は導電膜であり、かつ前記触媒層は金属薄膜である一方、前記第１１の工程にて、エミッタの形状を導電膜及び金属薄膜に転写し、エミッタの先端部を触媒層にて形成することを特徴とする請求項１２記載の電解放出ディスプレイの製造方法。
【請求項１４】
前記マイクロレンズアレイは、
レンズ部分とレンズ部分との間に間隔が設けられているとともに、
上記レンズ部分は、光源からの光を感光性材料中に集光してエミッタの形状を形成する一方、
上記間隔は、光源からの光を透過して設定された絶縁層の形状を形成すべく平坦部分として形成されていることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項１５】
前記導電膜は透明導電膜であり、かつ前記エミッタ形成層は透明絶縁膜である一方、
前記第５の工程にて前記エミッタの形状と前記絶縁層の形状とを上記透明絶縁膜からなるエミッタ形成層に転写後、さらに、導電性材料を上記透明絶縁膜側から堆積してエミッタ及びゲート電極膜を形成する工程を有していることを特徴とする請求項１４記載の電界放出ディスプレイの製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の電界放出ディスプレイの製造方法において露光工程に使用される電界放出ディスプレイの製造装置であって、
感光性材料の感度波長を含む波長を出射する光源と、
上記光源から出射された光を平行光に変換するレンズと、
上記光源からの平行光を集光し、ベースプレートとなる基板上に塗布された感光性材料に、複数のエミッタの形状を形成するマイクロレンズアレイとを有することを特徴とする電界放出ディスプレイの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界放出ディスプレイの製造方法及び製造装置に関するものであり、特に電界放出ディスプレイの微細なエミッタ（電子放出部）を規則正しい配置で基板上に作製する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置の分野では、薄型化、軽量化、大画面化、高精細化の要求に応える平面型ディスプレイが検討されている。このような平面型ディスプレイとして、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、電界放出ディスプレイ等が挙げられる。この中でも、電界放出ディスプレイは、高輝度及び低消費電力の点から注目を集めている。
【０００３】
従来の電界放出ディスプレイの一例として、例えば、特許文献１の開示されたものがある。
【０００４】
上記電界放出ディスプレイにおいては、図１１に示すように、ベースプレートとしてのガラス基板２０１上に、カソード電極膜１０２が形成され、このカソード電極膜２０２上に、例えばモリブデン（Ｍｏ）等の金属からなる多数のエミッタ２０３がマトリクス状に配置されている。これらエミッタ２０３は、典型的なものとしては１μｍ以下の大きさの尖った円錐をなしている。また、これらエミッタ２０３の周囲のカソード電極膜２０２には、絶縁層２０４を介して、ゲート電極膜２０５が形成されている。
【０００５】
一方、このようなエミッタ２０３等が形成されているベースプレートとしてのガラス基板２０１の上方には、フェースプレートとしてのガラス基板２０６が対抗して設置されており、そのガラス基板２０６には、ガラス基板２０１と対抗する面に蛍光体２０７がコーティングされており、さらにその上にはアノード電極膜２０８が形成されている。
【０００６】
上記ベースプレートとしてのガラス基板２０１とフェースプレートとしてのガラス基板２０６とは、図示しないスペーサによって隔離されており、その空間は所定の間隔の真空ギャップとなっている。
【０００７】
上記カソード電極膜２０２には相対的な負電圧が走査回路２０９から印加される一方、ゲート電極膜２０５には相対的は正電圧が制御回路２１０から印加され、さらに、アノード電極膜２０８にはゲート電極膜２０５よりもさらに高い正電圧が加速電源２１１から印加される。その結果、上記カソード電極膜２０２とアノード電極膜２０８との間に電圧を印加した際に生じる電界により、電子トンネル効果に基づき尖った円錐をなしているエミッタ２０３の先端から真空ギャップ中に電子が放出され、これらエミッタ２０３から放出されたパターン状の電子の衝撃を受けて、ベースプレートであるガラス基板２０１の対抗側の面に形成された蛍光体２０７が発光するようになっている。
【０００８】
ところで、上記のような電界放出ディスプレイにおいては、電子を放出するエミッタ２０３が規則正しくガラス基板２０１上に配置されていることが、電界放出ディスプレイの動作時におけるエミッタ２０３の損傷防止、画面輝度ムラ発生の抑制、輝度向上の点で大変重要な要因となっている。
【０００９】
上記の電界放出ディスプレイの製造工程、特にエミッタの形成方法について、代表的な回転蒸着法を例として、図１２（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
【００１０】
電界放出ディスプレイを製造するには、図１２（ａ）に示すように、先ず、ベースプレートとしてのガラス基板２２１上に、カソード電極膜２２２、絶縁膜２２３、及びゲート電極膜２２４を順に成膜する。次に、図１２（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィにより形成したレジストパターンをマスクとしてゲート電極膜２２４及び絶縁膜２２３を選択的にエッチング除去し、規則正しくマトリクス上に配置された開口部２２５を形成する。その後、図１２（ｃ）に示すように、犠牲層２２６をガラス基板２２１に対して浅い角度で回転蒸着してゲート電極膜２２４の上面及び側面を被覆する。
【００１１】
次に、図１２（ｄ）に示すように、モリブデン（Ｍｏ）等の金属をガラス基板２２１に対して垂直蒸着する。こうして、カソード電極膜２２２上に、例えば１μｍ以下の大きさの尖った円錐をなしているモリブデン（Ｍｏ）等の金属からなるエミッタ２２８を作製する。
【００１２】
その後、図１２（ｅ）に示すように、犠牲層２２６をエッチングして不要なモリブデン（Ｍｏ）等の金属層１２７を除去する。なお、回転蒸着は、エミッタ２２８を形成する際に行っても良い。
【００１３】
このようにして、ガラス基板２２１上のカソード電極膜２２２上に、規則正しく配置された１μｍ以下の大きさの尖った円錐をなしているモリブデン（Ｍｏ）等の金属からなるエミッタ２２８を作製する。
【００１４】
ところで、上記のような電界放出ディスプレイの製造においては、尖った円錐をなしている微細なエミッタ２２８を規則正しい配置でガラス基板２２１上に作製するために、先ず、規則正しく配置された微細な開口部２２５を形成し、その後、エミッタ２２８を形成する必要がある。また、エミッタ２２８を形成する際には、開口部２２５を作製するゲート電極膜２２４上に犠牲層２２６を回転蒸着法により作製した後、開口部２２５内に尖った円錐のエミッタ２２８を形成する必要がある。
【００１５】
上記微細な開口部２２５を形成する方法としては、上述したフォトリソグラフィにより形成したレジストパターンをマスクとして使用する方法や、特許文献２に記載の「電界放出ディスプレイの製造方法及び製造装置」で提案されるように、基板上の薄膜にレーザとマイクロレンズアレイとを用いて、所定の大きさの複数個のレーザスポットをそれぞれ一括して作製し、薄膜に開口部を形成する方法がある。
【００１６】
これらの微細な開口部の形成方法によって、規則正しく配置された開口部を形成することが可能となる。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００２−１２４１９９号公報（平成１４年４月２６日公開）
【００１８】
【特許文献２】
特開２００１−２１６８８８号公報（平成１３年８月１０日公開）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の電界放出ディスプレイの製造方法では、開口部を形成した後、回転蒸着法等を用いて開口部内にエミッタを形成する必要がある。
【００２０】
しかしながら、エミッタを形成する際に回転蒸着法を用いた場合、回転蒸着法の条件等に起因して、円錐形状のエミッタの高さや傾き、先端の形状等にばらつきが生じ、一般に電界放出の均一性が悪くなるという問題点を有している。
【００２１】
特に、先端部の尖鋭さに欠け、電界放出効率の低下や消費電力の増大を招くといった問題がある。
【００２２】
また、再現性や歩留まりにも大きく影響するため、同一ガラス基板上に多数のエミッタを作製する場合のコストアップも課題である。
【００２３】
さらに、回転蒸着時の高精度の移動や回転を行う機構が必要となり、コストアップにつながるといった課題がある。
【００２４】
また、犠牲層の形成、除去の必要があり、工程数が増加し、コストアップに繋がるといった課題がある。
【００２５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、煩雑な作製工程や複雑な光学系を必要とすることなく、規則正しく配置された尖鋭なエミッタを高精度かつ生産性に優れた方法で形成し得る電界放出ディスプレイの製造方法及び製造装置を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記課題を解決するために、ベースプレートとなる基板上に、カソード電極を形成するための透明導電膜を形成する第１の工程と、上記透明導電膜上に感光性材料を塗布する第２の工程と、光源からの光を均一な光強度分布の平行光としてマイクロレンズアレイに入射し、上記マイクロレンズアレイによって上記感光性材料中に集光してエミッタの形状に対応した開口部を形成すべく露光する第３の工程と、上記開口部内に、それぞれエミッタを形成する第４の工程とを有することを特徴としている。
【００２７】
上記の発明によれば、ベースプレートとなる基板上に、カソード電極を形成するための透明導電膜と感光性材料層とを順次形成し、基板側から、感光性材料をエミッタの形状に対応した開口部を形成するための均一な光強度分布の平行光を、マイクロレンズアレイを用いて感光性材料を露光し、形成した開口部内にエミッタを形成する。
【００２８】
これにより、マイクロレンズアレイの配置と一致した、高精細にマトリクス状に規則正しく配置された尖鋭なエミッタを形成することができる。したがって、電界放電ディスプレイ動作時において、電子を放出するエミッタが損傷することを防ぎ、輝度ムラが発生することを抑制し、輝度を向上させることが可能となる。
【００２９】
しかも、エミッタの形状に対応した開口部は、感光性材料を露光することのみで作製されるため、回転蒸着法等の工程が省略でき、作製工程全体のスループットを向上させることができる。さらに、その際に必要な高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止する。
【００３０】
また、均一な光強度分布の平行光を用いることにより大面積の基板を用いて製造できるため製造効率が向上する。
【００３１】
この結果、煩雑な作製工程や複雑な光学系を必要とすることなく、規則正しく配置された尖鋭なエミッタを高精度かつ生産性に優れた方法で形成し得る電界放出ディスプレイの製造方法を提供することができる。
【００３２】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記感光性材料は、ポジレジストであることを特徴としている。
【００３３】
上記の発明によれば、感光性材料をポジレジストとすることにより、高解像度が得られ、尖鋭な形状のエミッタを形成するための開口を形成することが可能である。したがって、電界放電ディスプレイ動作時において、電界放出効率の向上や消費電力の減少が可能となる。
【００３４】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記光源とベースプレートとなる透明の基板との間にマイクロレンズアレイを配置し、上記基板側から感光性材料を露光することを特徴としている。
【００３５】
上記の発明によれば、光源とベースプレートとなる透明の基板との間にマイクロレンズアレイを配置し、基板側から感光性材料を露光することによって、マイクロレンズアレイの集光スポットの強度分布に対応しかつ感光性材料中にエミッタの形状に対応した開口部を形成する。
【００３６】
したがって、エミッタの形状に対応した開口部は、感光性材料を露光することのみで作製されるため、回転蒸着法等の工程が省略でき、確実に作製工程全体のスループットを向上させることができる。さらに、その際に必要な高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止することができる。
【００３７】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記課題を解決するために、ベースプレートとなる基板上に、カソード電極を形成するための導電膜を形成し、上記導電膜上にエミッタを形成するためのエミッタ形成層を形成する第１の工程と、上記エミッタ形成層上に感光性材料を塗布する第２の工程と、光源からの光を均一な光強度分布の平行光としてマイクロレンズアレイに入射し、上記マイクロレンズアレイによって上記感光性材料中に集光してエミッタの形状に対応した強度分布を与えて上記感光性材料を露光する第３の工程と、上記感光性材料を現像除去し、エミッタ形成層上にエミッタの形状を露出させる第４の工程と、上記エミッタの形状を上記エミッタ形成層に転写する第５の工程とを有することを特徴としている。
【００３８】
上記の発明によれば、エミッタの形状をエミッタ形成層に直接作製するため、回転蒸着法等の工程が省略でき、作製工程全体のスループットを向上させることができる。さらに、その際に必要な高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止する。
【００３９】
また、ベースプレートとなる基板上に、カソード電極を形成するための導電膜とエミッタを形成するためのエミッタ形成層と感光性材料層とを順次形成し、光源からの光を均一な光強度分布の平行光としてマイクロレンズアレイに入射して、マイクロレンズアレイによって感光性材料中に集光してエミッタの形状に対応した強度分布を与えて露光した後、現像してエミッタ形成層上に露出させ、エミッタ形成層に転写する。
【００４０】
このため、マイクロレンズアレイの配置と一致した、高精細にマトリクス状に規則正しく配置された尖鋭なエミッタの形状を作製できる。したがって、電界放電ディスプレイ動作時において、電子を放出するエミッタが損傷することを防ぎ、輝度ムラが発生することを抑制し、輝度を向上させることが可能となる。
【００４１】
この結果、煩雑な作製工程や複雑な光学系を必要とすることなく、規則正しく配置された尖鋭なエミッタを高精度かつ生産性に優れた方法で形成し得る電界放出ディスプレイの製造方法を提供することができる。
【００４２】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記感光性材料は、ネガレジストであることを特徴としている。
【００４３】
上記の発明によれば、感光性材料をネガレジストとすることにより、レジストを露光により硬化させる方法によって、高解像度が得られ、尖鋭な形状のエミッタを形成することが可能である。したがって、電界放電ディスプレイ動作時において、電界放出効率の向上や消費電力の減少が可能となる。
【００４４】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記第５の工程におけるエミッタの形状をエミッタ形成層に転写する工程はドライエッチングであり、感光性材料に対するエミッタ形成層のエッチングの選択比を１よりも大きくすることを特徴としている。
【００４５】
上記の発明によれば、ドライエッチングによりエミッタの形状をエミッタ形成層に転写する。この結果、異方性の高い、精度の良好な転写が可能であり、尖鋭な円錐形状のエミッタを作製できる。また、感光性材料に対するエミッタ形成層の選択比を１よりも大きくすることによって、より先鋭なエミッタが得られる。
【００４６】
したがって、電界放出ディスプレイ動作時において、電子を放出するエミッタが損傷することを防ぎ、輝度ムラが発生することを抑制し、輝度を向上させることが可能となる。
【００４７】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記光源とベースプレートとなる透明の基板との間にマイクロレンズアレイを配置し、上記基板側から前記感光性材料を露光することを特徴としている。
【００４８】
上記の発明によれば、光源とベースプレートとなる透明の基板との間にマイクロレンズアレイを配置し、透明基板側から感光性材料を露光することによって、マイクロレンズアレイの集光スポットの強度分布に対応して感光性材料中に尖鋭な円錐形状を形成することができる。したがって、電界放電ディスプレイ動作時において、電界放出効率の向上や消費電力の減少が可能となる。
【００４９】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記導電膜は透明導電膜であり、かつ前記エミッタ形成層は透明絶縁膜である一方、前記第５の工程にてエミッタの形状をエミッタ形成層に転写後、さらに、導電性材料を上記透明絶縁膜からなる上記エミッタの形状に堆積してエミッタを作製する第６の工程を有していること特徴としている。
【００５０】
上記の発明によれば、前記導電膜は透明導電膜であり、かつ前記エミッタ形成層は透明絶縁膜である。また、エミッタの形状を透明絶縁膜に転写後、導電性材料を透明絶縁膜側から形成してエミッタを作製する。
【００５１】
この結果、回転蒸着法等の工程が省略できる。また、エミッタ全体を蒸着して作製する時間と比較して大幅に短縮できる。
【００５２】
したがって、製造工程全体のスループットを向上させることができる。また、エミッタ形成時に必要であった高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止することができる。
【００５３】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記導電膜及びエミッタ形成層のいずれもが透明導電膜である一方、前記第５の工程にて上記エミッタの形状を上記透明導電膜からなるエミッタ形成層に転写してエミッタを形成することを特徴としている。
【００５４】
上記の発明によれば、導電膜及びエミッタ形成層のいずれもが透明導電膜である。また、エミッタの形状を透明導電膜からなるエミッタ形成層に転写してエミッタを形成する。
【００５５】
この結果、回転蒸着法等の工程が省略できる。また、エミッタ形成時における蒸着工程の必要がない。
【００５６】
したがって、作製工程全体のスループットを向上させることができる。また、エミッタ形成時に必要であった高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止することができる。
【００５７】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記光源とベースプレートとなる基板上に形成した前記感光性材料との間にマイクロレンズアレイを配置し、上記基板上に形成された感光性材料側から該感光性材料を露光することを特徴としている。
【００５８】
上記の発明によれば、導電膜、エミッタ形成層及び感光性材料層を順次形成した基板の感光性材料側から感光性材料を露光することによって、導電膜及びエミッタ形成層を作製するための導電性材料又は絶縁性材料は、光の透過性に関係無く様々な材料が使用できる。
【００５９】
したがって、導電特性又は絶縁特性の優れた材料を使用することができ、電界放出効率のよい電界放出ディスプレイの作製が可能となる。
【００６０】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記エミッタ形成層は導電膜であるとともに、前記第５の工程にてエミッタの形状を上記導電膜に転写してエミッタを形成することを特徴としている。
【００６１】
上記の発明によれば、エミッタ形成層は導電膜であり、エミッタの形状を導電膜に転写してエミッタを形成することによって、回転蒸着法等の工程が省略できる。また、エミッタ形成時において蒸着の必要がない。
【００６２】
したがって、作製工程全体のスループットを向上させることができる。また、エミッタ形成時に必要であった高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止することができる。
【００６３】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記課題を解決するために、ベースプレートとなる基板上に、カソード電極を形成するための導電膜を形成し、上記導電膜上にエミッタを形成するためのエミッタ形成層を形成し、さらに、上記エミッタ形成層上にカーボンナノチューブを生成するための触媒層を形成する第７の工程と、上記触媒層上に感光性材料を塗布する第８の工程と、光源からの光を均一な光強度分布の平行光としてマイクロレンズアレイに入射し、上記マイクロレンズアレイによって上記感光性材料中に集光してエミッタの形状に対応した強度分布を与えて上記感光性材料を露光する第９の工程と、上記感光性材料を現像除去し、触媒層上にエミッタの形状を露出させる第１０の工程と、上記エミッタの形状を上記エミッタ形成層及び上記触媒層に転写する第１１の工程と、上記触媒層上にカーボンナノチューブを生成する第１２の工程とを有することを特徴としている。
【００６４】
上記の発明によれば、エミッタの形状をエミッタ形成層に直接作製するため、回転蒸着法等の工程が省略でき、作製工程全体のスループットを向上させることができる。さらに、その際に必要な高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止することができる。
【００６５】
さらに、エミッタ形成層上にカーボンナノチューブを生成するための触媒層を形成し、エミッタの触媒層にカーボンナノチューブを生成することによって、金属エミッタと比較してエミッタの先端をより尖鋭にすることができ、電界放出効率の向上や消費電力の減少が可能となる。また、カーボンナノチューブは化学的安全性に優れているため、エミッタの性能を高め、寿命を長くすることが可能である。
【００６６】
さらに、触媒層に直接カーボンナノチューブを生成できるため、別に作製したカーボンナノチューブを接着剤等で固定するプロセスを省略できる。そのため、生産効率が上がり、コストダウンにつながる。
【００６７】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記エミッタ形成層は導電膜であり、かつ前記触媒層は金属薄膜である一方、前記第１１の工程にて、エミッタの形状を導電膜及び金属薄膜に転写し、エミッタの先端部を触媒層にて形成することを特徴としている。
【００６８】
上記の発明によれば、エミッタの先端部を触媒層で形成することによって、カーボンナノチューブをエミッタの先端部のみに選択的に生成させることが可能である。そのため、不要な部分にカーボンナノチューブが付着することを防ぐことができ、均一な輝度分布をつくることが可能となる。
【００６９】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記マイクロレンズアレイは、レンズ部分とレンズ部分との間に間隔が設けられているとともに、上記レンズ部分は、光源からの光を感光性材料中に集光してエミッタの形状を形成する一方、上記間隔は、光源からの光を透過して設定された絶縁層の形状を形成すべく平坦部分として形成されていることを特徴としている。
【００７０】
上記の発明によれば、マイクロレンズアレイは、レンズ部分とレンズ部分との間に間隔が設けられている。また、レンズ部分は、光源からの光を感光性材料中に集光してエミッタの形状を形成する一方、上記間隔は、光源からの光を透過して設定された絶縁層の形状を形成すべく平坦部分として形成されている。
【００７１】
この結果、エミッタと絶縁層を同時に形成することが可能であるため、マスクを用いての開口部の形成が不要であり、また、エミッタ形成時の回転蒸着法の工程も省略できる。さらに、エミッタと絶縁層とのアライメントの必要がない。
【００７２】
したがって、高精度なエミッタを高スループットで製造することが可能である。
【００７３】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記導電膜は透明導電膜であり、かつ前記エミッタ形成層は透明絶縁膜である一方、前記第５の工程にて前記エミッタの形状と前記絶縁層の形状とを上記透明絶縁膜からなるエミッタ形成層に転写後、さらに、導電性材料を上記透明絶縁膜側から形成してエミッタ及びゲート電極膜を形成する工程を有していることを特徴としている。
【００７４】
上記の発明によれば、導電膜は透明導電膜であり、かつ前記エミッタ形成層は透明絶縁膜である。また、エミッタの形状と絶縁層の形状とを透明絶縁膜からなるエミッタ形成層に転写後、導電性材料を透明絶縁膜側から形成してエミッタ及びカソード電極膜を形成する。
【００７５】
この結果、エミッタとカソード電極膜とを同時に形成することがきる。さらに、エミッタ全体を蒸着して作製する時間と比較して大幅に短縮できる。したがって、製造工程全体のスループットを向上させることができる。
【００７６】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造装置は、上記課題を解決するために、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において露光工程に使用される電界放出ディスプレイの製造装置であって、感光性材料の感度波長を含む波長を出射する光源と、上記光源から出射された光を平行光に変換するレンズと、上記光源からの平行光を集光し、ベースプレートとなる基板上に塗布された感光性材料に、複数のエミッタの形状を形成するマイクロレンズアレイとを有することを特徴としている。
【００７７】
上記の発明によれば、光源からの光を平行光とすることによって、均一な光強度分布が得られ、面積の大きい基板を用いることが可能である。また、マイクロレンズアレイを用いることによって、一度に複数のエミッタを形成することが可能となる。このため、電界放出ディスプレイの製造効率が向上する。
【００７８】
したがって、煩雑な作製工程や複雑な光学系を必要とすることなく、規則正しく配置された尖鋭なエミッタを高精度かつ生産性に優れた方法で形成し得る電界放出ディスプレイの製造装置を提供することができる。
【００７９】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態の電界放出ディスプレイの構造は、従来の技術で説明したものと同じであるため、説明を省略する。
【００８０】
先ず、本実施の形態の電界放出ディスプレイの製造方法では、図２に示すように、感光性材料７としてポジレジストを用いることにより、マイクロレンズアレイ４によって集光された光でポジレジストを露光し、エミッタの円錐形状に対応した開口部を形成するようになっている。
【００８１】
これにより、従来の前記特許文献１、２等の開口部の形成方法に必要であった犠牲層を形成することなく、開口内にエミッタを形成することができるものとなっている。
【００８２】
最初に、電界放出ディスプレイのエミッタの形状の開口部を作製する露光光学系について、図２に基いて詳述する。なお、前述のように、本実施の形態の電界放出ディスプレイでは、エミッタの形状としては、尖鋭な頂点をもつ円錐形状のものとなっている。
【００８３】
同図に示すように、露光装置は、光源１と集光ミラー２とフライアイレンズ３とマイクロレンズアレイ４とからなっている。上記光源１は、波長３６５ｎｍを含む紫外光光源である。
【００８４】
上記光源１から出射された光は、集光ミラー２とフライアイレンズ３とによって均一な光強度分布の平行光となり、マイクロレンズアレイ４に入射する。マイクロレンズアレイ４の焦点位置付近には、電界放出ディスプレイのカソード電極部を形成するためのカソード電極形成層６が形成された基板としてのガラス基板５が、光源１側に対向して設置されており、上記カソード電極形成層６上には３６５ｎｍに感度を持つ感光性材料７が塗布されている。この感光性材料７をマイクロレンズアレイ４によって集光された光を用いて露光し、エミッタの形状のための空洞を作製する。具体的には、従来の前記特許文献１等の開口部の形成方法では、円柱状の開口部を形成しているのに対し、本実施の形態で形成された開口部は、カソード電極膜としての導電膜と接している面の面積が大きく、反対側の面の面積の小さい円錐台形状に形成される。したがって、犠牲層を形成することなく、開口内にエミッタを形成することができる。
【００８５】
上記露光装置を用いた具体的な本実施の形態の電界放出ディスプレイの製造方法について、図１（ａ）〜（ｊ）に基いて説明する。
【００８６】
図１（ａ）に示すように、ベースプレート及び基板としてのガラス基板１５上にカソード電極膜となる透明導電膜としての透明の導電膜１６を形成する。このとき、導電膜１６は紫外光に対して透過性の高い材料である必要があるため、本実施の形態では、導電膜１６としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：インジウムすず酸化物）膜をスパッタリング法により厚さ０．２μｍに成膜する。
【００８７】
次に、図１（ｂ）に示すように、導電膜１６の上に感光性材料としてのポジレジスト１７を塗布する。ここで、ポジレジスト１７とは、光の照射により、分解して現像液に可溶性となり、現像時に基板表面から除去される特性をもつ感光性材料をいう。本実施の形態では、ポジレジスト１７をスピンコート法により厚さ３．０μｍに塗布する。ポジレジスト１７は、ネガレジストと同様に解像度が高く１μｍ以下であり、微細なパターンを形成することが可能である。また、ポジレジスト１７は、エッチングプロセスで一般に使用される材料であり信頼性が高い。
【００８８】
次に、図１（ｃ）に示すように、ガラス基板１５側からマイクロレンズアレイ１８を通してポジレジスト１７を露光する。
【００８９】
ここで、本実施の形態で用いたマイクロレンズアレイの構造に関して、図３（ａ）（ｂ）を参照して説明する。
【００９０】
本実施の形態のマイクロレンズアレイ１８の特徴は、同図（ａ）（ｂ）に示すように、各マイクロレンズが６角形に形成され、かつレンズとレンズとの間に間隔が無く、マイクロレンズが敷き詰められた構造になっていることである。このような構造にすることによって、マイクロレンズの直径を大きく設計できるため、焦点距離が長く必要な場合でも、マイクロレンズのＮ．Ａ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ：開口数）を大きくすることができ、焦点でのスポット径を小さくすることができる。なお、マイクロレンズのＮ．Ａとは、特に、顕微鏡対物レンズ等の高解像度を必要とするレンズの分解能を決定する数で、物体側の立体角ｕとし、レンズと物体間の屈折率をｎとするとき、
Ｎ．Ａ＝ｎ×ｓｉｎ  ｕ
で定義される。
【００９１】
エミッタの形状の配置は、マイクロレンズアレイ１８の配置と一致する。マイクロレンズ１つの内接円の直径は１０．０μｍ、焦点距離は２７．４μｍ、マイクロレンズアレイ１８のピッチつまり各マイクロレンズの中心間距離は１０．０μｍである。
【００９２】
図１（ｃ）に示すように、前記光源１はポジレジスト１７が感度をもつ波長３６５ｎｍを含む紫外光光源とし、光源１からの光は均一な光強度分布をもつ平行光として光源１とガラス基板１５との間に配置されたマイクロレンズアレイ１８に入射する。このとき、光源１に近い方をガラス基板２５面とし、マイクロレンズアレイ１８の焦点位置を導電膜１６とポジレジスト１７の界面付近にすると、ポジレジスト１７にはガラス基板１５と反対側の面を頂点とした最も尖鋭な円錐が形成される。
【００９３】
このとき、露光時間を長くして、マイクロレンズアレイ１８による強度分布の先端部分が、ポジレジスト１７の外側に形成されるようにすれば（図２参照）、ポジレジスト１７は導電膜１６と接している面（以降、「底面」と呼ぶ。）の面積が大きく、反対側の面（以降、「上面」と呼ぶ。）の面積の小さい円錐台形状１９に露光される。
【００９４】
次に、図１（ｄ）に示すように、現像して導電膜１６上に円錐台形状の開口部２０を作製する。ここでは、底面の直径２．０μｍ、上面の直径１．４μｍ、及び高さ３．０μｍの開口部２０が形成された。
【００９５】
次に、図１（ｅ）に示すように、モリブデン（Ｍｏ）等の金属２１をガラス基板１５に対して垂直蒸着することにより、円錐台形状の開口部２０内に円錐形状のエミッタ２２を作製する。ここで得られた円錐形状のエミッタ２２の大きさは直径１．２μｍ、高さ２．５μｍとなった。
【００９６】
その後、図１（ｆ）に示すように、ポジレジスト１７の表面に蒸着した不要なモリブデン（Ｍｏ）等の金属２３をポジレジスト１７とともに剥離する。この場合の剥離は、２％の水酸化ナトリウム水溶液中に適当な時間浸漬することにより行う。
【００９７】
次に、リフトオフ法とスパッタリング法とを組み合わせて、円錐形状のエミッタ２２の周りに絶縁層２９及びゲート電極膜３０を形成する。本実施の形態では、絶縁層２９としてガラスペースト層、ゲート電極膜３０としてクロム膜を形成した。
【００９８】
具体的には、図１（ｇ）に示すように、導電膜１６及びエミッタ２２上にネガレジスト２４をスピンコート法により塗布し、前記マイクロレンズアレイ１８の配置と一致した直径２μｍの円形開口を持つマスク２５を用いて露光する。ここで、マスク２５とマイクロレンズアレイ１８との位置合わせは、予め形成しておいた図示しないアライメントマークを用い、露光装置を用いて検出して行うことが可能である。
【００９９】
その後、図１（ｈ）に示すように、現像することにより、エミッタ２２上にネガレジスト層２６が形成され、それ以外の部分は導電膜１６が露出する。
【０１００】
次に、図１（ｉ）に示すように、スクリーン印刷法により全面にガラスペースト２７を塗布し、平坦化を行う。さらに、その上からスパッタリング法によりクロム膜２８を成膜する。
【０１０１】
その後、図１（ｊ）に示すように、エミッタ２２上に形成されたネガレジスト層２６及びクロム膜２８を剥離する。この場合の剥離は、１０％の水酸化ナトリウム水溶液中に適当な時間浸漬することにより行う。その結果、エミッタ２２の周りにガラスペースト２７による絶縁層２９とクロム膜２８によるゲート電極膜３０とが形成される。本実施の形態では、厚さ１．０μｍの絶縁層２９と厚さ０．２μｍのゲート電極膜３０とが形成された。
【０１０２】
以上のように、本実施の形態によれば、ポジレジスト１７を用いることによって、エミッタ２２の形状に対応した開口部２０を形成することができる。このポジレジスト１７によって形成されたエミッタ２２の形状に対応した開口部２０は、底面の直径と比較して上面の面積が小さいため、回転蒸着法等による犠牲層の作製工程が省略でき、製造工程全体のスループットを向上させることができる。
【０１０３】
また、回転蒸着法の条件等に起因した、円錐の高さや傾き、先端の形状等にばらつきによる電界放出の均一性低下や、尖鋭さに欠け電界放出効率の低下や消費電力の増大を招くといった問題も解決される。
【０１０４】
さらに、回転蒸着法に伴う高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、大幅なコストダウンにつながる。
【０１０５】
さらに、光源１と、導電膜１６が形成されたガラス基板１５との間に配置されたマイクロレンズアレイ１８によってエミッタ２２の形状に一致する強度分布を作製し、ガラス基板１５側から導電膜１６上のポジレジスト１７を露光してエミッタ２２を形成するための開口部２０を形成し、その後、垂直蒸着によってモリブデン（Ｍｏ）等の金属でエミッタ２２を形成する。
【０１０６】
これにより、マイクロレンズアレイ１８の配置と一致した高精細にマトリクス状に規則正しく配置されたエミッタ２２が形成される。したがって、電界放出ディスプレイ動作時において、電子を放出するエミッタ２２が損傷することを防ぎ、輝度ムラが発生することを抑制し、輝度を向上させることが可能となる。
【０１０７】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、本実施の形態においては、電解放出ディスプレイのエミッタの形状を作製する露光光学系の構成は、前記実施の形態１における図２の構成と同様である。
【０１０８】
本実施の形態の電界放出ディスプレイの製造方法では、図４（ａ）〜（ｊ）に示すように、感光性材料としてネガレジスト３５を用い、マイクロレンズアレイ３６によって集光された光でネガレジスト３５を露光し、エミッタ３９の形状を形成する。そのエミッタ３９の形状をエッチングにより絶縁膜からなるエミッタ形成層３４に転写し、最終的にそのエミッタ３９の形状に金属を積層してエミッタ４５を形成することを特徴としている。
【０１０９】
また、前記実施の形態１と同様に、マイクロレンズアレイ３６のレンズとレンズとの間隔をなくして、マイクロレンズの直径を大きく設計することによって、マイクロレンズアレイ３６作製時の負担を軽減することを特徴としている。
【０１１０】
この結果、マイクロレンズの直径を大きく設計することにより、焦点距離が長く必要な場合であっても、マイクロレンズのＮ．Ａを大きくすることができ、焦点でのスポット径を小さくすることが可能となる。
【０１１１】
本実施の形態の具体的な電界放出ディスプレイの製造方法について、図４（ａ）〜（ｊ）に基いて説明する。
【０１１２】
先ず、図４（ａ）に示すように、ベースプレートとしてのガラス基板３２上にカソード電極膜としての導電膜３３、及びエミッタ形成層３４を形成する。このとき、導電膜３３及びエミッタ形成層３４は紫外光に対して透過性の高い材料である必要があるため、本実施の形態では、導電膜３３としてＩＴＯ膜をスパッタリング法により厚さ０．２μｍに成膜し、その後、エミッタ形成層３４としてＳｉＯ２膜をプラズマＣＶＤ法により厚さ３．０μｍに成膜する。
【０１１３】
次に、図４（ｂ）に示すように、エミッタ形成層３４の上に感光性材料としてのネガレジスト３５を塗布する。ここで、ネガレジスト３５とは、光の照射により、重合又は架橋して現像液に不溶性又は難溶性となり、現像後まで基板表面に残る特性をもつ感光性材料をいう。本実施の形態では、ネガレジスト３５をスピンコート法により厚さ１．５μｍに塗布した。
【０１１４】
次に、図４（ｃ）に示すように、ガラス基板３２側からマイクロレンズアレイ３６を通してネガレジスト３５を露光する。光源１はネガレジスト３５が感度をもつ波長３６５ｎｍを含む紫外光光源を用いる。光源１からの光は、均一な光強度分布をもつ平行光とし、光源１とガラス基板３２との間に配置されたマイクロレンズアレイ３６に入射する。
【０１１５】
ここで、本実施の形態で用いたマイクロレンズアレイ３６は、実施の形態１で用いたものと同様のものであり、マイクロレンズ１つの内接円の直径は１０．０μｍ、焦点距離は２７．４μｍ、及びマイクロレンズアレイ３６のピッチは１０．０μｍである。
【０１１６】
次に、図４（ｃ）に示す露光に関して詳述する。
【０１１７】
マイクロレンズの焦点付近の強度分布は、焦点位置（ｙ＝０）での光強度が最も強く、ビーム径が最も小さくなり、焦点位置から離れるにつれて強度は徐々に弱まり、その結果、ガウシアン形状が得られる。また、焦点位置での強度分布は、マイクロレンズからの出射方向を＋ｙ方向として、焦点位置から離れるに伴って徐々に弱まり、±ｙ方向に楕円形状の強度分布が得られる。本実施の形態では出射方向（＋ｙ方向）の強度分布を用いて円錐形状を形成している。
【０１１８】
したがって、同図（ｃ）に示すように、光源１に近い方をガラス基板３２面とし、マイクロレンズアレイ３６の焦点位置をエミッタ形成層３４とネガレジスト３５との界面付近にすると、ネガレジスト３５にガラス基板３２と反対側の面を頂点とした最も尖鋭な円錐３７が形成される。尖鋭な形状を得るために、焦点位置は、ネガレジスト３５の吸収係数及び硬化前後での光透過率の変化を考慮して決定する。
【０１１９】
次に、図４（ｄ）に示すように、現像することにより、エミッタ形成層３４上に尖鋭な円錐形状のエミッタ３８を作製する。ここでは、直径２μｍ、高さ１．５μｍの大きさの円錐形状のエミッタ３８が得られた。
【０１２０】
次に、図４（ｅ）に示すように、ネガレジスト３５で形成された円錐形状のエミッタ３８をドライエッチングによりエミッタ形成層３４としての絶縁膜であるＳｉＯ２膜に転写し、ＳｉＯ２膜で形成された円錐形状のエミッタ３９を得る。このとき、ネガレジスト３５に対するエミッタ形成層３４の選択比を１よりも大きくすることによって、より先鋭な円錐形状が得られる。ここでは選択比を２とし、直径２μｍ、高さ３．０μｍの高精細にマトリクス状に規則正しく配置された尖鋭な円錐形状のエミッタ３９を作製した。
【０１２１】
次に、図４（ｆ）〜（ｊ）に示すように、リフトオフ法とスパッタ法を組み合わせて、円錐形状のエミッタ３９の周りに絶縁層４３及びゲート電極膜４６を形成する。本実施の形態では、絶縁層４３としてガラスペースト層及びゲート電極膜４６としてクロム膜を形成した。
【０１２２】
具体的には、図４（ｆ）に示すように、導電膜３３及びエミッタ３９上にネガレジスト４０をスピンコート法により塗布し、マイクロレンズアレイ３６の配置と一致した直径３μｍの円形開口を持つマスク４１を用いて露光する。ここで、マスク４１とマイクロレンズアレイ３６との位置合わせは、予め形成しておいた図示しないアライメントマークを用い、露光時に露光装置で検出して行うことが可能である。
【０１２３】
その後、図４（ｇ）に示すように、現像することによって、エミッタ３９上にネガレジスト層４２が形成され、それ以外の部分は導電膜３３が露出する。
【０１２４】
次に、図４（ｈ）に示すように、スクリーン印刷法により全面に絶縁層４３のためのガラスペーストを塗布し、平坦化を行う。
【０１２５】
その後、エミッタ３９上に形成されたネガレジスト層４２を剥離する。この場合の剥離は、１０％の水酸化ナトリウム水溶液中に適当な時間浸漬することにより行う。その結果、図４（ｉ）に示すように、エミッタ３９の周りにガラスペースト層による絶縁層４３が形成される。本実施の形態では、厚さ１．６μｍの絶縁層４３が形成された。
【０１２６】
次に、図４（ｊ）に示すように、絶縁膜であるＳｉＯ２膜にて形成されたエミッタ３９に導電性材料を形成してエミッタ４５を作製する。ここでは、モリブデン（Ｍｏ）をガラス基板３２に対して垂直蒸着して作製した。同時に、エミッタ３９の周りに形成されたガラスペーストによる絶縁層４３上にゲート電極膜４６としてのモリブデン（Ｍｏ）膜を作製した。蒸着させる金属の量を変えることによって、エミッタ４５と導電膜３３との接触面積を変化させることが可能である。このようにして、作製されたエミッタ４５は、高精細にマトリクス状に規則正しく配置され、尖鋭な形状のものとなる。
【０１２７】
本実施の形態では、エミッタ形成層３４として絶縁性材料を用いたが、導電性材料であってもよい。その場合、後述する実施の形態３に説明するように、エミッタ３９の周りにリフトオフの工程で絶縁層４３及びゲート電極膜４６を形成して、レジスト剥離を行えばよい。
【０１２８】
以上のように、本実施の形態によれば、エッチングにより絶縁膜であるエミッタ形成層３４にエミッタ３９の形状を転写するため、回転蒸着法等の工程が省略でき、製造工程全体のスループットを向上させることができる。
【０１２９】
また、回転蒸着法の条件等に起因した、円錐の高さや傾き、先端の形状等にばらつきによる電界放出の均一性低下や、尖鋭さに欠け電界放出効率の低下や消費電力の増大を招くといった問題も解決される。
【０１３０】
さらに、回転蒸着法に伴う高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、大幅なコストダウンにつながる。
【０１３１】
また、光源１と、カソード電極膜としての導電膜３３及びエミッタ形成層３４が形成されたガラス基板３２との間に配置されたマイクロレンズアレイ３６によってエミッタ３９の形状と一致した強度分布を作製し、ガラス基板３２側からエミッタ形成層３４上のネガレジスト３５を露光してエミッタ３９の円錐３７の形状を作製する。その後、エッチングによってエミッタ形成層３４にエミッタ３９の形状を転写することにより、マイクロレンズアレイ３６の配置と一致した、高精細にマトリクス状に規則正しく配置された尖鋭なエミッタ３９の形状を作製できる。
【０１３２】
したがって、電界放電ディスプレイ動作時において、電子を放出するエミッタ４５が損傷することを防ぎ、輝度ムラが発生することを抑制し、輝度を向上させることが可能となる。
【０１３３】
さらに、モリブデン（Ｍｏ）等の金属をガラス基板３２に対して垂直蒸着することによって、エミッタ４５と絶縁層４３上のゲート電極膜４６とを同時に作製できる。また、エミッタ４５はエミッタ形成層３４で形成された円錐３７の形状上に蒸着させるため、エミッタ全体を蒸着して作製する時間と比較して大幅に短縮できる。これより、製造工程全体のスループットを向上させることができる。
【０１３４】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、本実施の形態においては、電解放出ディスプレイのエミッタの形状を作製する露光光学系の構成は、前記実施の形態１における図２の構成と同様である。
【０１３５】
本実施の形態の電界放出ディスプレイの製造方法では、図５（ａ）〜（ｉ）に示すように、カソード電極膜４８ａとしての導電膜とエミッタ形成層とを同一の導電性材料からなる導電層４８とし、マイクロレンズアレイによって集光された光で感光性材料であるネガレジスト４９を露光し、エミッタ５３の形状を形成する。そのエミッタ５３の形状をエミッタ形成層にエッチングによって転写する工程にて、カソード電極膜４８ａの膜厚を残してエッチングを止めることにより、カソード電極膜４８ａとエミッタ５３と同時に形成することを特徴としている。
【０１３６】
本実施の形態の具体的な電界放出ディスプレイの製造方法について、図５（ａ）〜（ｉ）に基いて説明する。
【０１３７】
先ず、図５（ａ）に示すように、ベースプレートとしてのガラス基板４７上にカソード電極膜としての導電膜とエミッタ形成層としての導電膜とを形成する。
【０１３８】
本実施の形態では、カソード電極膜とエミッタ形成層とを同一の材料とし、導電層４８として一層に形成した。このとき、導電層４８は紫外光に対して透過性の高い材料である必要があるため、本実施の形態では、ＩＴＯ膜をスパッタリング法により厚さ３．５μｍに成膜した。
【０１３９】
次に、図５（ｂ）に示すように、導電層４８の上に感光性材料としてのネガレジスト４９を塗布する。本実施の形態では、ネガレジスト４９をスピンコート法により厚さ２．０μｍに塗布した。
【０１４０】
次に、ガラス基板４７側からマイクロレンズアレイ５０を通してネガレジスト４９を露光する。本実施の形態で用いたマイクロレンズアレイ５０は、実施の形態１で用いたものと同様のものであり、マイクロレンズ１つの内接円の直径は１０．０μｍ、焦点距離は２７．４μｍ、マイクロレンズアレイ５０のピッチは１０．０μｍである。
【０１４１】
このとき、図５（ｃ）に示すように、光源１に近い方をガラス基板４７面とし、マイクロレンズアレイ５０の焦点位置を導電層４８とネガレジスト４９との界面付近にすると、ネガレジスト４９にガラス基板４７と反対側の面を頂点とした最も尖鋭な円錐５１が形成される。ここでも実施の形態２と同様、焦点位置は、ネガレジスト４９の吸収係数及び硬化前後での光透過率の変化を考慮して決定する。
【０１４２】
次に、図５（ｄ）に示すように、現像することにより、導電層４８上に尖ったエミッタ５２の円錐形状を作製する。ここでは、直径２．０μｍ、高さ１．５μｍの大きさの円錐形状のエミッタ５２が得られた。
【０１４３】
次に、図５（ｅ）に示すように、ネガレジスト４９で形成された円錐形状のエミッタ５２をドライエッチングにより導電層４８に転写し、ＩＴＯで形成された円錐形状のエミッタ５３を得る。ここで、ガラス基板４７側から厚さ０．５μｍの導電層４８を残してエッチングを停止させ、厚さ０．５μｍの導電層４８をカソード電極膜４８ａとする。このとき、ネガレジスト４９に対してＩＴＯの選択比を１よりも大きくすることによって、より先鋭な円錐形状が得られる。ここでは選択比を２とし、直径２．０μｍ、高さ３．０μｍの高精細にマトリクス状に規則正しく配置された尖鋭な円錐形状のエミッタ５３を作製した。
【０１４４】
次に、図５（ｆ）〜（ｉ）に示すように、リフトオフ法とスパッタ法を組み合わせて、円錐形状のエミッタ５３の周りに絶縁層６０及びゲート電極膜６１を形成する。本実施の形態では、絶縁層６０としてガラスペースト層及びゲート電極膜６１としてクロム膜を形成した。
【０１４５】
具体的には、図５（ｆ）に示すように、カソード電極膜４８ａ及びエミッタ５３上にネガレジスト５５をスピンコート法により塗布し、マイクロレンズアレイの配置と一致した直径３．０μｍの円形開口を持つマスク５６を用いて露光する。ここで、マスク５６とマイクロレンズアレイとの位置合わせは、予め形成しておいた図示しないアライメントマークを用い、露光時に露光装置で検出して行うことが可能である。
【０１４６】
その後、図５（ｇ）に示すように、現像することにより、エミッタ５３上にネガレジスト層５７が形成され、それ以外の部分はカソード電極膜４８ａが露出する。
【０１４７】
次に、図５（ｈ）に示すように、スクリーン印刷法により全面にガラスペースト５８を塗布し、平坦化を行い、さらに、その上からスパッタリング法によりクロム膜５９を成膜する。
【０１４８】
その後、エミッタ５３上に形成されたネガレジスト層５７及びクロム膜５９を剥離する。この場合の剥離は、１０％の水酸化ナトリウム水溶液中に適当な時間浸漬することにより行う。その結果、図５（ｉ）に示すように、エミッタ５３の周りにガラスペースト層による絶縁層６０及びゲート電極膜６１が形成される。本実施の形態では、厚さ３．１μｍの絶縁層６０、及び厚さ０．３μｍのゲート電極膜６１が形成された。
【０１４９】
このようにして、作製されたエミッタ５３は、高精細にマトリクス状に規則正しく配置され、尖鋭な形状のものとなる。
【０１５０】
以上のように、本実施の形態によれば、エッチングにより導電層４８にエミッタ５３の形状を転写するため、回転蒸着法等の工程が省略でき、製造工程全体のスループットを向上させることができる。
【０１５１】
また、回転蒸着法の条件等に起因した、円錐の高さや傾き、先端の形状等にばらつきによる電界放出の均一性低下や、尖鋭さに欠け電界放出効率の低下や消費電力の増大を招くといった問題も解決される。
【０１５２】
さらに、回転蒸着法に伴う高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、大幅なコストダウンにつながる。
【０１５３】
また、光源１と、カソード電極膜４８ａとなる導電層４８及び絶縁膜であるネガレジスト４９が形成されたガラス基板４７の間に配置された図示しないマイクロレンズアレイによってエミッタ５３の形状と一致した強度分布を作製し、ガラス基板４７側からネガレジスト４９を露光してエミッタ５３の形状を作製する。その後、エッチングによって導電層４８にエミッタ５３の形状を転写することにより、マイクロレンズアレイの配置と一致した、高精細にマトリクス状に規則正しく配置された尖鋭なエミッタ５３の形状を作製できる。
【０１５４】
したがって、電界放電ディスプレイ動作時において、電子を放出するエミッタ５３が損傷することを防ぎ、輝度ムラが発生することを抑制し、輝度を向上させることが可能となる。
【０１５５】
また、カソード電極膜４８ａとエミッタ形成層とを同一の材料とした導電層４８を形成することによって、エッチング時にカソード電極膜４８ａとエミッタ５３とを同時に作製することができ、製造工程全体のスループットを向上させることができる。
【０１５６】
〔実施の形態４〕
本発明の他の実施の形態について図６及び図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜実施の形態３の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１５７】
本実施の形態では、図６に示すように、電界放出ディスプレイのエミッタの形状を作製する露光光学系の構成が前記実施の形態１の図１のものと異なっている。
【０１５８】
すなわち、本実施の形態の電界放出ディスプレイの製造方法では、図６に示すように、光源７１とベースプレートとなるガラス基板７５との間にマイクロレンズアレイ７４を配置し、感光性材料７７側からその感光性材料７７を露光することにより、図７（ａ）〜（ｊ）に示すように、ガラス基板７８及びこのガラス基板７８の上に形成されたカソード電極膜としての導電膜７９及びエミッタ形成層８０を作製するための導電性材料は、光の透過性に関係無く、様々な材料が使用可能であることを特徴としている。
【０１５９】
上記電界放出ディスプレイの後述するエミッタ８４の形状を作製する露光光学系に関して、図６を参照にして説明する。なお、図１との違いは、上述したように、光源７１とベースプレートとなるガラス基板７５との間に配置したマイクロレンズアレイ７４を用いて、感光性材料７７側からその感光性材料７７を露光することにある。また、本実施の形態のエミッタ８４の形状としては、前記実施の形態１及び実施の形態２と同様に尖鋭な頂点をもつ円錐形状のものとする。
【０１６０】
具体的には、図６に示すように、光源７１は、波長３６５ｎｍを含む紫外光光源であり、光源７１から出射された光は、集光ミラー７２とフライアイレンズ７３によって均一な光強度分布の平行光となり、マイクロレンズアレイ７４に入射する。
【０１６１】
マイクロレンズアレイ７４の焦点位置付近には、電界放出ディスプレイのカソード電極部を形成するためのカソード電極形成層７６が形成されたガラス基板７５が光源側をカソード電極形成層７６として設置されており、カソード電極形成層７６上には３６５ｎｍに感度を持つ感光性材料７７が塗布されている。
【０１６２】
この感光性材料７７をマイクロレンズアレイ７４によって集光された光を用いて、感光性材料７７側から露光し、エミッタ８４の形状を作製する。
【０１６３】
上記露光装置を用いた本実施の形態の電界放出ディスプレイの製造方法について、図７（ａ）〜（ｊ）に基いて説明する。
【０１６４】
先ず、図７（ａ）に示すように、ベースプレートとしてのガラス基板７８上にカソード電極膜としての導電膜７９及びエミッタ形成層８０を形成する。本実施の形態では、導電膜７９としてクロム膜をスパッタリング法により厚さ０．２μｍに成膜し、その上にエミッタ形成層８０としてのモリブデン（Ｍｏ）膜をスパッタリング法により厚さ１μｍに成膜した。
【０１６５】
次に、図７（ｂ）に示すように、エミッタ形成層８０の上には感光性材料としてのネガレジスト８１を塗布する。本実施の形態では、ネガレジスト８１をスピンコート法により厚さ０．５μｍに塗布した。
【０１６６】
次に、図７（ｃ）に示すように、ガラス基板７８上のネガレジスト８１側からマイクロレンズアレイ８２を通してネガレジスト８１を露光する。
【０１６７】
ここで、本実施の形態で用いたマイクロレンズアレイ８２の構造は実施の形態１の図３に示すものと同様である。ただし、寸法は異なり、マイクロレンズ１つの内接円の直径は３．０μｍ、焦点距離は８．２μｍ、マイクロレンズアレイ８２のピッチは３．０μｍである。
【０１６８】
マイクロレンズアレイ８２の基板部分には、ガラス基板７８やその他後述するマスク８６との位置合わせを行うための図示しないアライメントマークが形成されている。
【０１６９】
次に、露光に関して、図７（ｃ）に基いて説明する。
【０１７０】
前記実施の形態２の図４（ｃ）と同様、マイクロレンズの焦点付近の光強度分布は、焦点位置（ｙ＝０）での光強度が最も強く、ビーム径が最も小さくなり、焦点位置から離れるにつれて強度は徐々に弱まり、ガウシアン形状が得られる。
【０１７１】
また、焦点位置での強度分布は、マイクロレンズからの出射方向を＋ｙ方向として、焦点位置から離れるにつれて徐々に弱まり、±ｙ方向に楕円状の強度分布が得られる。
【０１７２】
本実施の形態では、焦点位置（ｙ＝０）をネガレジスト８１内部に設定する。このように設定した場合、ネガレジスト８１表面ではマイクロレンズアレイ８２から出射された光は集光されておらず、光強度分布が分散されているため、短時間では硬化が始まらない。
【０１７３】
一方、焦点位置では集光されて大きな光強度が得られるため、ネガレジスト８１の表面と比較して短時間で硬化が始まる。したがって、ネガレジスト８１の内部から硬化が進行する。ネガレジスト８１の吸収係数が大きい場合は、小さい場合と比較して、焦点距離の長いマイクロレンズアレイ８２を用いることによって、ネガレジスト８１表面でのスポット径を大きくして光強度分布を分散させ、表面での硬化の進行を遅くし、内部での硬化を促進することができる。
【０１７４】
ここで、ネガレジスト８１内部にネガレジスト８１表面側を頂点とする円錐形状を形成するためには、モリブデン（Ｍｏ）膜で形成されたエミッタ形成層８０で反射された反射光の焦点位置がネガレジスト８１層の中間付近になるように設定すればよい。そうすることによって、−ｙ方向に強度分布が広がるため、ネガレジスト８１表面側に頂点をもった円錐形状が形成される。
【０１７５】
これにより、マイクロレンズの焦点位置がエミッタ形成層８０で反射されてネガレジスト８１の中間付近になるよう設定し、ネガレジスト８１を露光して、ネガレジスト８１の表面側に頂点をもった最も尖鋭な円錐を形成する。
【０１７６】
次に、図７（ｄ）に示すように、現像することにより、エミッタ形成層８０上に尖った円錐形状８３を作製する。ここでは、直径１．０μｍ、高さ２．３μｍの大きさの円錐形状８３が形成された。
【０１７７】
次に、図７（ｅ）に示すように、ネガレジスト８１で形成された円錐形状８３をドライエッチングでエミッタ形成層８０としてのモリブデン（Ｍｏ）膜に転写し、高精細にマトリクス状に規則正しく配置された尖鋭なエミッタ８４の円錐形状を作製する。円錐形状の先端部を作製する際には、ネガレジスト８１に対するエミッタ形成層８０の選択比を１よりも大きくすることによって、ネガレジスト８１で形成した円錐形状８３よりも尖鋭な円錐形状を得ることが可能である。また、エッチングは導電膜７９が露出したところで停止する。本実施の形態では、直径１．０μｍ、高さ２．６μｍの大きさの円錐形状のエミッタ８４を作製した。
【０１７８】
次に、図７（ｆ）〜（ｊ）に示すように、リフトオフ法とスパッタ法を組み合わせて、円錐形状のエミッタ８４の周りに絶縁層９０及びゲート電極膜９１を形成する。本実施例では、絶縁層９０としてＳｉＯ２層８８及びゲート電極膜としてクロム膜８９を形成した。
【０１７９】
具体的には、図７（ｆ）に示すように、導電膜７９及びエミッタ８４上にネガレジスト８５をスピンコート法により塗布し、マイクロレンズアレイ８２の配置と一致した直径２μｍの円形開口を持つマスク８６を用いて露光する。ここで、マスク８６とマイクロレンズアレイ８２との位置合わせは、予め形成しておいたアライメントマークを用い、露光時に露光装置で検出して行うことが可能である。
【０１８０】
その後、図７（ｇ）に示すように、現像するとエミッタ８４上にネガレジスト層８７が形成され、それ以外の部分は導電膜７９が露出する。
【０１８１】
次に、図７（ｈ）に示すように、スパッタリング法により全面にＳｉＯ２膜８８を成膜し、さらに、図７（ｉ）に示すように、その上からスパッタリング法によりクロム膜８９を成膜する。
【０１８２】
その後、エミッタ８４上に形成されたネガレジスト層８７、ＳｉＯ２膜８８、及びクロム膜８９を剥離する。この場合の剥離は、１０％の水酸化ナトリウム水溶液中に適当な時間浸漬することにより行う。
【０１８３】
その結果、図７（ｊ）に示すように、エミッタ８４の周りに上記ＳｉＯ２膜８８による絶縁層９０と上記クロム膜９６によるゲート電極膜９１とが形成される。本実施の形態では、厚さ１．０μｍの絶縁層９０と厚さ０．２μｍのゲート電極膜９１とが形成された。
【０１８４】
本実施の形態では、エミッタ形成層８０として導電性材料であるモリブデン（Ｍｏ）を用いたが、絶縁性材料を用いてもかまわない。その場合、リフトオフの工程で絶縁層を形成した後、前記実施の形態１に説明したように、絶縁材料側から導電性材料を形成し、エミッタと絶縁層上のゲート電極膜とを同時に形成する。
【０１８５】
以上のように、本実施の形態によれば、エッチングによりエミッタ形成層８０にエミッタ８４の形状を転写するため、回転蒸着法等の工程が省略でき、製造工程全体のスループットを向上させることができる。また、回転蒸着法の条件等に起因した、円錐の高さや傾き、先端の形状等にばらつきによる電界放出の均一性低下や、尖鋭さに欠け電界放出効率の低下や消費電力の増大を招くといった問題も解決される。
【０１８６】
さらに、回転蒸着法に伴う高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、大幅なコストダウンにつながる。
【０１８７】
また、ネガレジスト８１側から露光を行うため、カソード電極膜としての導電膜７９、及びエミッタ形成層８０を作製するための導電性材料は光の透過性に関係無く様々な材料が使用できる。
【０１８８】
したがって、導電性の優れた材料を使用することができ、電界放出効率のよい電界放電ディスプレイの作製が可能となる。また、マイクロレンズアレイ８２をネガレジスト８１に接近させることができるため、焦点距離の設計幅が広がり、マイクロレンズアレイ８２全体の設計自由度が大きくなる。
【０１８９】
また、光源７１と、カソード電極膜としての導電膜７９、及びエミッタ形成層８０が形成されたガラス基板７８との間に配置されたマイクロレンズアレイ８２によって、エミッタ８４の形状と一致した強度分布を作製し、ネガレジスト８１側からエミッタ形成層８０上のネガレジスト８１を露光してエミッタ８４の形状を作製する。
【０１９０】
その後、エッチングによってエミッタ形成層８０にエミッタ８４の形状を転写することにより、マイクロレンズアレイ８２の配置と一致した、高精細にマトリクス状に規則正しく配置された尖鋭なエミッタ８４を作製できる。
【０１９１】
したがって、電界放電ディスプレイ動作時において、電子を放出するエミッタ８４が損傷することを防ぎ、輝度ムラが発生することを抑制し、輝度を向上させることが可能となる。
【０１９２】
また、円錐形状の先端部を作製する際には、ネガレジスト８１に対するエミッタ形成層８０との選択比を１よりも大きくすることによって、より尖鋭な円錐形状を得られ、ディスプレイ動作時における低消費電力化が可能である。
【０１９３】
〔実施の形態５〕
本発明の他の実施の形態について、図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜実施の形態４の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、本実施の形態においては、電解放出ディスプレイのエミッタの形状を作製する露光光学系の構成は、前記実施の形態４における図６の構成と同様である。
【０１９４】
本実施の形態の電界放出ディスプレイの製造方法では、図１０（ａ）〜（ｋ）に示すように、感光性材料としてネガレジストを用い、マイクロレンズアレイ１４６によって集光された光にてネガレジスト１４５を露光し、エミッタ１４８の形状を形成する。そのエミッタ形状をエッチングにより、導電性材料からなるエミッタ形成層及びエミッタ形成層の上に形成されたカーボンナノチューブを生成するための触媒層に転写する。最終的に、前記触媒層によって形成されたエミッタの形状の先端に、選択的にカーボンナノチューブを生成することを特徴としている。
【０１９５】
また、本実施の形態のエミッタの形状としては、前記実施の形態１〜実施の形態４と同様に尖鋭な頂点をもつ円錐形状のものとする。
【０１９６】
このように、エミッタの先端にカーボンナノチューブを生成することによって、金属エミッタと比較してエミッタの先端をより尖鋭にすることができ、電界放出効率の向上や消費電力の減少が可能となる。また、カーボンナノチューブは化学的安全性に優れているため、エミッタの性能を高め、寿命を長くすることが可能である。
【０１９７】
また、カーボンナノチューブを直接エミッタの先端部のみに選択的に生成させることが可能であるため、別に作製したカーボンナノチューブを接着剤等で固定するプロセスを省略できる。そのため、生産効率が上がり、コストダウンにつながる。
【０１９８】
本実施の形態の電界放出ディスプレイの製造方法について、図１０（ａ）〜（ｋ）に基いて説明する。
【０１９９】
まず、図１０（ａ）に示すように、ベースプレートとしてのガラス基板１４１上にカソード電極膜としての導電膜１４２とエミッタ形成層１４３、及びカーボンナノチューブを生成するための触媒層１４４を順に形成する。本実施の形態では、導電膜１４２としてクロム膜をスパッタリング法により厚さ０．２μｍに成膜し、その上にエミッタ形成層１４３としてのモリブデン（Ｍｏ）膜をスパッタリング法により厚さ１μｍに成膜した。さらに、カーボンナノチューブを生成するための触媒層１４４として、Ｆｅ、Ｎｉを含む金属薄膜をスパッタリング法により厚さ１０〜２０ｎｍに成膜した。
【０２００】
次に、図１０（ｂ）に示すように、触媒層１４４の上には感光性材料としてのネガレジスト１４５を塗布する。本実施の形態では、ネガレジスト１４５をスピンコート法により厚さ０．４μｍに塗布した。
【０２０１】
次に、図１０（ｃ）に示すように、触媒層１４４上に塗布したネガレジスト１４５を、ガラス基板１４１と反対側のネガレジスト１４５の上側からマイクロレンズアレイ１４６を通して露光する。
【０２０２】
ここで、本実施の形態で用いたマイクロレンズアレイ１４６の構造は実施の形態１の図３に示すものと同様である。ただし、寸法は異なり、マイクロレンズ１つの内接円の直径は３．０μｍ、焦点距離は８．２μｍ、マイクロレンズアレイのピッチは３．０μｍである。
【０２０３】
本実施の形態では、上述のようにネガレジスト１４５側からマイクロレンズアレイ１４６を通して、ネガレジスト１４５を露光する。この場合、焦点距離の短いマイクロレンズアレイ１４６を用いることで、ネガレジスト１４５表面でのスポット径を大きくして光強度分布を分散させ、表面での硬化の進行を遅くし、内部での硬化を促進することができる。
【０２０４】
マイクロレンズアレイ１４６の基板部分には、ガラス基板１４１やその他後述するマスクとの位置合わせを行うための図示しないアライメントマークが形成されている。
【０２０５】
前記実施の形態４の図７（ｃ）と同様、マイクロレンズの焦点位置がネガレジスト１４５の下層にある触媒層１４４で反射されてネガレジスト１４５の中間付近になるよう設定し、ネガレジスト１４５を露光する。このように設定した場合、ネガレジスト１４５表面ではマイクロレンズアレイ１４６から出射された光は集光されず、光強度分布が分散されているため、短時間では硬化が始まらない。
【０２０６】
一方、焦点位置では集光されて大きな光強度が得られるため、ネガレジスト１４５の表面と比較して短時間で硬化が始まる。したがって、ネガレジスト１４５の内部から硬化が進行する。このようにして、ネガレジスト１４５の表面側に頂点をもった最も尖鋭な円錐を形成する。
【０２０７】
次に、図１０（ｄ）に示すように、現像することにより、触媒層１４４上に尖った円錐形状１４８を作製する。ここでは、底面の直径１．０μｍ、高さ２．３μｍの大きさの円錐形状１４８が形成された。
【０２０８】
次に、図１０（ｅ）に示すように、ネガレジスト１４５で形成された円錐形状１４８をドライエッチングでエミッタ形成層１４３としてのモリブデン（Ｍｏ）膜、及びカーボンナノチューブを生成するための触媒層１４４としてのＦｅ、Ｎｉを含む金属薄膜に転写し、高精細にマトリクス状に規則正しく配置された尖鋭なエミッタの円錐形状を作製する。円錐形状の先端部を作製する際には、ネガレジスト１４５に対するエミッタ形成層１４３及び触媒層１４４の選択比を１よりも大きくすることによって、ネガレジスト１４５で形成した円錐形状１４８よりも尖鋭な円錐形状を得ることが可能である。
【０２０９】
また、エミッタの形状を転写する際には、エミッタの先端部に触媒層部１４９が１０ｎｍ以上残ることが望ましい。エッチングは導電膜１４２が露出したところで停止する。本実施の形態では、底面の直径１．０μｍ、高さ２．６μｍの大きさの円錐形状のエミッタ１５０を作製した。
【０２１０】
次に、図１０（ｆ）〜（ｊ）に示すように、リフトオフ法とスパッタ法を組み合わせて、円錐形状のエミッタ１５０の周りに絶縁層１５６及びゲート電極膜１５７を形成する。本実施例では、絶縁層１５６としてＳｉＯ２層１５３及びゲート電極膜１５７としてクロム膜１５５を形成した。
【０２１１】
具体的には、図１０（ｆ）に示すように、導電膜１４２及びエミッタ１５０上にネガレジスト１５１をスピンコート法により塗布し、マイクロレンズアレイ１４６の配置と一致した直径２μｍの円形開口を持つマスク１５２を用いて露光する。ここで、マスク１５２とマイクロレンズアレイ１４６との位置合わせは、予め形成しておいたアライメントマークを用い、露光時に露光装置で検出して行うことが可能である。
【０２１２】
その後、図１０（ｇ）に示すように、現像するとエミッタ１５０上にネガレジスト層１５３が形成され、それ以外の部分は導電膜１４２が露出する。
【０２１３】
次に、図１０（ｈ）に示すように、スパッタリング法により全面にＳｉＯ２膜１５４を成膜し、さらに、図１０（ｉ）に示すように、その上からスパッタリング法によりクロム膜１５５を成膜する。
【０２１４】
その後、エミッタ１５０上に形成されたネガレジスト層１５３を溶剤で剥離し、同時に、ネガレジスト層１５３上のＳｉＯ２膜１５４、及びクロム膜１５５を剥離する。この場合の剥離は、１０％の水酸化ナトリウム水溶液中に適当な時間浸漬することにより行う。
【０２１５】
その結果、図１０（ｊ）に示すように、エミッタ１５０の周りに上記ＳｉＯ２膜１５４による絶縁層１５６と上記クロム膜１５５によるゲート電極膜１５７とが形成される。本実施の形態では、厚さ１．０μｍの絶縁層１５６と厚さ０．２μｍのゲート電極膜１５７とが形成された。
【０２１６】
次に、図１０（ｋ）に示すように、エミッタの先端部の触媒層部１４９にカーボンナノチューブ１５８を生成する。具体的には、電界印加型プラズマＣＶＤ法によりカーボンナノチューブ１５８を生成した。生成されたカーボンナノチューブは、直径が１０〜２０ｎｍ、高さが２００ｎｍ〜４００ｎｍの針状で、エミッタの先端部の触媒層部１４９から垂直に伸びている。
【０２１７】
以上のように、本実施の形態によれば、エミッタの形状をエミッタ形成層に直接作製するため、回転蒸着法等の工程が省略でき、作製工程全体のスループットを向上させることができる。さらに、その際に必要な高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止する。
【０２１８】
さらに、エミッタ形成層上にカーボンナノチューブを生成するための触媒層を形成し、エミッタの触媒層にカーボンナノチューブを生成することで、金属エミッタと比較してエミッタの先端をより尖鋭にすることができ、電界放出効率の向上やディスプレイ動作時の低消費電力化が可能となる。また、カーボンナノチューブは化学的安全性に優れているため、エミッタの性能を高め、寿命を長くすることが可能である。
【０２１９】
さらに、触媒層に直接カーボンナノチューブを生成できるため、別に作製したカーボンナノチューブを接着剤等で固定するプロセスを省略できる。そのため、生産効率が上がり、コストダウンにつながる。
【０２２０】
また、エミッタの先端部を触媒層で形成することによって、カーボンナノチューブをエミッタの先端部のみに選択的に生成させることが可能である。そのため、不要な部分にカーボンナノチューブが付着することを防ぐことができ、均一な輝度分布をつくることが可能となる。
【０２２１】
〔実施の形態６〕
本発明の他の実施の形態について図８ないし図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１ないし実施の形態５の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２２２】
本実施の形態の電解放出ディスプレイのエミッタの形状を作製する露光光学系の構成は、前記実施の形態１における図２の構成と同様である。ただし、本実施の形態の電解放出ディスプレイの製造方法は、図９に示すように、マイクロレンズアレイ１１５としてレンズとレンズとの間隔の開いたものを用いることによって、図８（ａ）〜（ｆ）に示すように、透明絶縁層であるエミッタ形成層１１３にエミッタの円錐形状１１８と絶縁膜である現像後パターン１１９とを同時に形成することを特徴としている。
【０２２３】
これにより、回転蒸着法の要らないエミッタの円錐形状１１８の形成と、マスクの必要の無い絶縁膜である現像後パターン１１９による開口部の形成が行える。
【０２２４】
また、エミッタの円錐形状１１８及び絶縁膜である現像後パターン１１９を形成後、透明絶縁層であるエミッタ形成層１１３側から導電性材料を形成することにより、エミッタ１２３と絶縁層１２１上のゲート電極膜１２４とを同時に形成することができる。
【０２２５】
上述した特徴を有する本実施の形態の具体的な電界放出ディスプレイの製造方法について、図８（ａ）〜（ｆ）に基いて説明する。
【０２２６】
先ず、図８（ａ）に示すように、ベースプレートとしてのガラス基板１１１上にカソード電極膜としての導電膜１１２及びエミッタ形成層１１３を形成する。このとき、導電膜１１２とエミッタ形成層１１３とは紫外光に対して透過性の高い材料である必要があるため、本実施の形態では、導電膜１１２としてＩＴＯ膜をスパッタリング法により厚さ０．２μｍに成膜し、その後、エミッタ形成層１１３としてＳｉＯ２膜をプラズマＣＶＤ法により厚さ３．０μｍに成膜した。
【０２２７】
本実施の形態では、エミッタ形成層１１３にエミッタの円錐形状と絶縁層とを同時に形成するため、エミッタ形成層１１３は絶縁性材料を用いている。
【０２２８】
次に、図８（ｂ）に示すように、エミッタ形成層１１３の上に感光性材料としてのネガレジスト１１４を塗布する。本実施の形態では、ネガレジスト１１４をスピンコート法により厚さ１．５μｍに塗布した。ネガレジスト１１４の解像度は１μｍ以下であり、微細なパターンを形成することが可能である。また、エッチングプロセスで一般に使用される材料であり、エッチング条件によって他の材料との選択比を変化させることができるため、ネガレジスト１１４に対する絶縁膜の選択比を１よりも大きくすることによって、エミッタの形状の高さや尖鋭さを変化させることができる。
【０２２９】
次に、図８（ｃ）に示すように、ガラス基板１１１側からマイクロレンズアレイ１１５を通してネガレジスト１１４を露光する。
【０２３０】
ここで、本実施の形態で用いたマイクロレンズアレイ構造に関して、図９（ａ）（ｂ）を参照して説明する。
【０２３１】
図９（ａ）（ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ１１５はレンズ部分１３１と平坦部分１３２とからなり、エミッタの形状の配置はマイクロレンズアレイ１１５の配置と一致する。各マイクロレンズは円形とし、各マイクロレンズ１つの大きさは直径８．０μｍ、焦点距離は１１０μｍ、アレイ間のピッチは１０．０μｍであり、平坦部分１３２は光が透過し、感光性材料を露光する。
【０２３２】
このように、レンズとレンズとの間に間隔のあるマイクロレンズアレイ１１５を用いることによって、レンズ部分１３１で光源１からの光をネガレジスト１１４中に集光してエミッタの円錐形状１１８を形成し、平坦部分１３２で光源１からの光を透過し絶縁層の形状である現像後パターン１１９を形成することが同時に行える。
【０２３３】
このとき、マイクロレンズアレイ１１５の焦点位置をネガレジスト１１４とエミッタ形成層１１３との界面付近にすると、ネガレジスト１１４に底面積が最も小さく、ガラス基板１１１とは反対側の面を頂点とした最も尖鋭な円錐が形成される。
【０２３４】
このように、マイクロレンズアレイ１１５の配置と一致してネガレジスト１１４を尖鋭な円錐形状に露光する。また、図８（ｃ）に示すように、マイクロレンズの無い部分の光は透過し、ネガレジスト１１４に円柱の抜けた現像前パターン１１７を形成する。
【０２３５】
次に、図８（ｄ）に示すように、現像することにより、エミッタ形成層１１３上に尖鋭な円錐形状１１８及び円柱の抜けた現像後パターン１１９を作製する。ここでは、直径５．０μｍ、高さ１．５μｍの大きさの円錐形状１１８と、高さ１．５μｍの現像後パターン１１９が形成された。
【０２３６】
次に、図８（ｅ）に示すように、上記ネガレジスト１１４で形成された円錐形状１１８及び円柱の抜けた現像後パターン１１９をドライエッチングでエミッタ形成層１１３に転写し、高精細にマトリクス状に規則正しく配置された尖鋭なエミッタの円錐形状１２０を作製する。
【０２３７】
一方、円柱の抜けた現像後パターン１１９をエミッタ形成層１１３に転写することによって、絶縁層１２１が形成される。エッチングは導電膜１１２が露出したところで停止する。本実施の形態では、ネガレジスト１１４に対するエミッタ形成層１１３の選択比を２として転写し、直径５．０μｍ、高さ３．０μｍの大きさのエミッタの円錐形状１２０と、高さ３．０μｍの絶縁層１２１の四角形状を形成した。
【０２３８】
次に、図８（ｆ）に示すように、絶縁膜のエミッタ形成層１１３で形成された円錐形状１２０に導電性材料１２２を形成してエミッタ１２３を作製する。ここでは、モリブデン（Ｍｏ）をガラス基板１１１に対して垂直蒸着することにより、円錐形状のエミッタ１２３と、絶縁層上のゲート電極膜１２４とを同時に作製した。蒸着させる金属の量を変えることによって、エミッタ１２３と導電膜１１２との接触面積を変化させることが可能である。
【０２３９】
このようにして、作製されたエミッタ１２３は、高精細にマトリクス状に規則正しく配置され、尖鋭な形状のものとなる。
【０２４０】
以上のように、本実施の形態によれば、レンズとレンズとの間に間隔のあるマイクロレンズアレイ１１５を用いることによって、レンズ部分１３１でのエミッタの円錐形状１１８の形成と、平坦部分１３２での絶縁層である現像後パターン１１９の形成とを同時に行うことができる。
【０２４１】
したがって、エッチングによる絶縁層であるエミッタ形成層１１３へのエミッタの形状転写により、回転蒸着法や犠牲層の形成、除去等の工程が省略できる。このため、製造工程全体のスループットを向上させることができる。
【０２４２】
また、回転蒸着法の条件等に起因した、円錐の高さや傾き、先端の形状等にばらつきによる電界放出の均一性低下や、尖鋭さに欠け電界放出効率の低下や消費電力の増大を招くといった問題も解決される。さらに、開口部を形成するために必要な高価なマスクや高解像度の露光装置等の高価な装置を用いる必要が無い。さらに、回転蒸着法に伴う高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、大幅なコストダウンにつながる。
【０２４３】
また、マイクロレンズアレイ１１５のピッチ間を適度に設計することによって、マイクロレンズのレンズ部分１３１によるエミッタの形状と、レンズ以外の平坦部分１３２による絶縁層１２１となる現像後パターン１１９の形成とが同時に行えるため、エミッタの形状と絶縁層１２１となる現像後パターン１１９のアライメントを行うことなく、高精度、高スループットに形成できる。したがって、精度上の誤差に起因する不良の発生やスループットの低下を防ぐことができる。
【０２４４】
また、光源１と、カソード電極膜としての導電膜１１２、及びエミッタ形成層１１３が形成されたガラス基板１１１の間に配置されたマイクロレンズアレイ１１５によってエミッタの形状と一致した強度分布を作製し、ガラス基板１１１側からエミッタ形成層１１３上のネガレジスト１１４を露光してエミッタの形状を作製する。その後、エッチングによってエミッタ形成層１１３にエミッタの形状を転写することにより、マイクロレンズアレイ１１５の配置と一致した高精細にマトリクス状に規則正しく配置された尖鋭なエミッタの形状を作製できる。
【０２４５】
したがって、電界放出ディスプレイ動作時において、電子を放出するエミッタ１２３が損傷することを防ぎ、輝度ムラが発生することを抑制し、輝度を向上させることが可能となる。
【０２４６】
また、モリブデン（Ｍｏ）等の金属をガラス基板１１１に対して垂直蒸着することによって、エミッタ１２３と絶縁層１２１となる現像後パターン１１９上のゲート電極膜１２４とを同時に作製できる。さらに、エミッタ１２３は絶縁膜で形成された円錐形状１２０上に蒸着させるため、エミッタ全体を蒸着して作製する時間と比較して大幅に短縮できる。これより、製造工程全体のスループットを向上させることができる。
【０２４７】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的手段に含まれる。
【０２４８】
【発明の効果】
本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、以上のように、ベースプレートとなる基板上に、カソード電極を形成するための透明導電膜を形成する第１の工程と、上記透明導電膜上に感光性材料を塗布する第２の工程と、光源からの光を均一な光強度分布の平行光としてマイクロレンズアレイに入射し、上記マイクロレンズアレイによって上記感光性材料中に集光してエミッタの形状に対応した開口部を形成すべく露光する第３の工程と、上記開口部内に、それぞれエミッタを形成する第４の工程とを有する方法である。
【０２４９】
それゆえ、マイクロレンズアレイの配置と一致した、高精細にマトリクス状に規則正しく配置された尖鋭なエミッタを形成することができる。したがって、電界放電ディスプレイ動作時において、電子を放出するエミッタが損傷することを防ぎ、輝度ムラが発生することを抑制し、輝度を向上させることが可能となる。
【０２５０】
しかも、エミッタの形状に対応した開口部は、感光性材料を露光することのみで作製されるため、回転蒸着法等の工程が省略でき、作製工程全体のスループットを向上させることができる。さらに、その際に必要な高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止する。
【０２５１】
また、均一な光強度分布の平行光を用いることにより大面積の基板を用いて製造できるため製造効率が向上する。
【０２５２】
この結果、煩雑な作製工程や複雑な光学系を必要とすることなく、規則正しく配置された尖鋭なエミッタを高精度かつ生産性に優れた方法で形成し得る電界放出ディスプレイの製造方法を提供することができるという効果を奏する。
【０２５３】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記感光性材料は、ポジレジストである方法である。
【０２５４】
それゆえ、高解像度が得られ、尖鋭な形状のエミッタを形成するための開口を形成することが可能である。したがって、電界放電ディスプレイ動作時において、電界放出効率の向上や消費電力の減少が可能となるという効果を奏する。
【０２５５】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記光源とベースプレートとなる透明の基板との間にマイクロレンズアレイを配置し、上記基板側から感光性材料を露光する方法である。
【０２５６】
それゆえ、エミッタの形状に対応した開口部は、感光性材料を露光することのみで作製されるため、回転蒸着法等の工程が省略でき、確実に作製工程全体のスループットを向上させることができる。さらに、その際に必要な高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止することができるという効果を奏する。
【０２５７】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記課題を解決するために、ベースプレートとなる基板上に、カソード電極を形成するための導電膜を形成し、上記導電膜上にエミッタを形成するためのエミッタ形成層を形成する第１の工程と、上記エミッタ形成層上に感光性材料を塗布する第２の工程と、光源からの光を均一な光強度分布の平行光としてマイクロレンズアレイに入射し、上記マイクロレンズアレイによって上記感光性材料中に集光してエミッタの形状に対応した強度分布を与えて上記感光性材料を露光する第３の工程と、上記感光性材料を現像除去し、エミッタ形成層上にエミッタの形状を露出させる第４の工程と、上記エミッタの形状を上記エミッタ形成層に転写する第５の工程とを有する方法である。
【０２５８】
それゆえ、エミッタの形状をエミッタ形成層に直接作製するため、回転蒸着法等の工程が省略でき、作製工程全体のスループットを向上させることができる。さらに、その際に必要な高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止する。
【０２５９】
また、マイクロレンズアレイの配置と一致した、高精細にマトリクス状に規則正しく配置された尖鋭なエミッタの形状を作製できる。したがって、電界放電ディスプレイ動作時において、電子を放出するエミッタが損傷することを防ぎ、輝度ムラが発生することを抑制し、輝度を向上させることが可能となる。
【０２６０】
この結果、煩雑な作製工程や複雑な光学系を必要とすることなく、規則正しく配置された尖鋭なエミッタを高精度かつ生産性に優れた方法で形成し得る電界放出ディスプレイの製造方法を提供することができるという効果を奏する。
【０２６１】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記感光性材料は、ネガレジストである。
【０２６２】
上記の発明によれば、感光性材料をネガレジストとすることにより、レジストを露光により硬化させる方法によって、高解像度が得られ、尖鋭な形状のエミッタを形成することが可能である。したがって、電界放電ディスプレイ動作時において、電界放出効率の向上や消費電力の減少が可能となる。
【０２６３】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記第５の工程におけるエミッタの形状をエミッタ形成層に転写する工程はドライエッチングであり、感光性材料に対するエミッタ形成層のエッチングの選択比を１よりも大きくする方法である。
【０２６４】
それゆえ、ドライエッチングによりエミッタの形状をエミッタ形成層に転写する。この結果、異方性の高い、精度の良好な転写が可能であり、尖鋭な円錐形状のエミッタを作製できる。また、感光性材料に対するエミッタ形成層の選択比を１よりも大きくすることによって、より先鋭なエミッタが得られる。
【０２６５】
したがって、電界放出ディスプレイ動作時において、電子を放出するエミッタが損傷することを防ぎ、輝度ムラが発生することを抑制し、輝度を向上させることが可能となるという効果を奏する。
【０２６６】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記光源とベースプレートとなる透明の基板との間にマイクロレンズアレイを配置し、上記基板側から感光性材料を露光する方法である。
【０２６７】
それゆえ、マイクロレンズアレイの集光スポットの強度分布に対応して感光性材料中に尖鋭な円錐形状を形成することができる。したがって、電界放電ディスプレイ動作時において、電界放出効率の向上や消費電力の減少が可能となるという効果を奏する。
【０２６８】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記導電膜は透明導電膜であり、かつ前記エミッタ形成層は透明絶縁膜である一方、前記第５の工程にてエミッタの形状をエミッタ形成層に転写後、さらに、導電性材料を上記透明絶縁膜からなる上記エミッタの形状に堆積してエミッタを作製する第６の工程を有している。
【０２６９】
それゆえ、回転蒸着法等の工程が省略できる。また、エミッタ全体を蒸着して作製する時間と比較して大幅に短縮できる。
【０２７０】
したがって、製造工程全体のスループットを向上させることができる。また、エミッタ形成時に必要であった高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止することができるという効果を奏する。
【０２７１】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記導電膜及びエミッタ形成層のいずれもが透明導電膜である一方、前記第５の工程にてエミッタの形状を上記透明導電膜からなるエミッタ形成層に転写してエミッタを形成する方法である。
【０２７２】
それゆえ、回転蒸着法等の工程が省略できる。また、エミッタ形成時における蒸着工程の必要がない。
【０２７３】
したがって、作製工程全体のスループットを向上させることができる。また、エミッタ形成時に必要であった高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止することができるという効果を奏する。
【０２７４】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記光源とベースプレートとなる基板上に形成した前記感光性材料との間にマイクロレンズアレイを配置し、上記基板上に形成された感光性材料側から該感光性材料を露光する方法である。
【０２７５】
それゆえ、導電膜、エミッタ形成層及び感光性材料層を順次形成した基板の感光性材料側から感光性材料を露光することによって、導電膜及びエミッタ形成層を作製するための導電性材料又は絶縁性材料は、光の透過性に関係無く様々な材料が使用できる。
【０２７６】
したがって、導電特性又は絶縁特性の優れた材料を使用することができ、電界放出効率のよい電界放出ディスプレイの作製が可能となるという効果を奏する。
【０２７７】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記エミッタ形成層は導電膜であるとともに、前記第５の工程にてエミッタの形状を上記導電膜に転写してエミッタを形成する方法である。
【０２７８】
それゆえ、回転蒸着法等の工程が省略できる。また、エミッタ形成時において蒸着の必要がない。
【０２７９】
したがって、作製工程全体のスループットを向上させることができる。また、エミッタ形成時に必要であった高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止することができるという効果を奏する。
【０２８０】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、以上のように、ベースプレートとなる基板上に、カソード電極を形成するための導電膜を形成し、上記導電膜上にエミッタを形成するためのエミッタ形成層を形成し、さらに、上記エミッタ形成層上にカーボンナノチューブを生成するための触媒層を形成する第７の工程と、上記触媒層上に感光性材料を塗布する第８の工程と、光源からの光を均一な光強度分布の平行光としてマイクロレンズアレイに入射し、上記マイクロレンズアレイによって上記感光性材料中に集光してエミッタの形状に対応した強度分布を与えて上記感光性材料を露光する第９の工程と、上記感光性材料を現像除去し、触媒層上にエミッタの形状を露出させる第１０の工程と、上記エミッタの形状を上記エミッタ形成層及び上記触媒層に転写する第１１の工程と、上記触媒層上にカーボンナノチューブを生成する第１２の工程とを有する方法である。
【０２８１】
それゆえ、エミッタの形状をエミッタ形成層に直接作製するため、回転蒸着法等の工程が省略でき、作製工程全体のスループットを向上させることができる。
【０２８２】
さらに、その際に必要な高解像度の露光装置等の高価な装置や、高精度の移動や回転を行う機構が必要なくなるため、コストアップを防止することができる。
【０２８３】
さらに、エミッタ形成層上にカーボンナノチューブを生成するための触媒層を形成し、エミッタの触媒層にカーボンナノチューブを生成することによって、金属エミッタと比較してエミッタの先端をより尖鋭にすることができ、電界放出効率の向上や消費電力の減少が可能となる。また、カーボンナノチューブは化学的安全性に優れているため、エミッタの性能を高め、寿命を長くすることが可能である。
【０２８４】
さらに、触媒層に直接カーボンナノチューブを生成できるため、別に作製したカーボンナノチューブを接着剤等で固定するプロセスを省略できる。そのため、生産効率が上がり、コストダウンにつながるという効果を奏する。
【０２８５】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記エミッタ形成層は導電膜であり、かつ前記触媒層は金属薄膜である一方、前記第１１の工程にて、エミッタの形状を導電膜及び金属薄膜に転写し、エミッタの先端部を触媒層で形成する方法である。
【０２８６】
それゆえ、エミッタの先端部を触媒層で形成することにより、カーボンナノチューブをエミッタの先端部のみに選択的に生成させることが可能である。そのため、不要な部分にカーボンナノチューブが付着することを防ぐことができ、均一な輝度分布を作ることが可能となるという効果を奏する。
【０２８７】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記マイクロレンズアレイは、レンズ部分とレンズ部分との間に間隔が設けられているとともに、上記レンズ部分は、光源からの光を感光性材料中に集光してエミッタの形状を形成する一方、上記間隔は、光源からの光を透過して設定された絶縁層の形状を形成すべく平坦部分として形成されている方法である。
【０２８８】
それゆえ、エミッタと絶縁層を同時に形成することが可能であるため、マスクを用いての開口部の形成が不要であり、また、エミッタ形成時の回転蒸着法の工程も省略できる。さらに、エミッタと絶縁層とのアライメントの必要がない。
【０２８９】
したがって、高精度なエミッタを高スループットで製造することが可能であるという効果を奏する。
【０２９０】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造方法は、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において、前記導電膜は透明導電膜であり、かつ前記エミッタ形成層は透明絶縁膜である一方、前記第５の工程にて前記エミッタの形状と前記絶縁層の形状とを上記透明絶縁膜からなるエミッタ形成層に転写後、さらに、導電性材料を上記透明絶縁膜側から堆積してエミッタ及びゲート電極膜を形成する工程を有している方法である。
【０２９１】
それゆえ、エミッタとカソード電極膜とを同時に形成することがきる。さらに、エミッタ全体を蒸着して作製する時間と比較して大幅に短縮できる。したがって、製造工程全体のスループットを向上させることができるという効果を奏する。
【０２９２】
また、本発明の電界放出ディスプレイの製造装置は、上記課題を解決するために、上記記載の電界放出ディスプレイの製造方法において露光工程に使用される電界放出ディスプレイの製造装置であって、感光性材料の感度波長を含む波長を出射する光源と、上記光源から出射された光を平行光に変換するレンズと、上記光源からの平行光を集光し、ベースプレートとなる基板上に塗布された感光性材料に、複数のエミッタの形状を形成するマイクロレンズアレイとを有するものである。
【０２９３】
それゆえ、光源からの光を平行光とすることによって、均一な光強度分布が得られ、面積の大きい基板を用いることが可能である。また、マイクロレンズアレイを用いることによって、一度に複数のエミッタを形成することが可能となる。このため、電界放出ディスプレイの製造効率が向上する。
【０２９４】
したがって、煩雑な作製工程や複雑な光学系を必要とすることなく、規則正しく配置された尖鋭なエミッタを高精度かつ生産性に優れた方法で形成し得る電界放出ディスプレイの製造装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｊ）は、本発明における電界放出ディスプレイの製造方法の実施の形態を示すものであり、製造工程を示す断面図である。
【図２】上記電界放出ディスプレイの製造方法においてエミッタの円錐形状を作製するために使用する製造装置としての露光装置を示す構造図である。
【図３】（ａ）は上記露光装置のマイクロレンズアレイを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】（ａ）〜（ｊ）は、本発明における電界放出ディスプレイの製造方法の他の実施の形態を示すものであり、製造工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｉ）は、本発明における電界放出ディスプレイの製造方法のさらに他の実施の形態を示すものであり、製造工程を示す断面図である。
【図６】上記電界放出ディスプレイの製造方法においてエミッタの円錐形状を作製するために使用する製造装置としての露光装置を示す構造図である。
【図７】（ａ）〜（ｊ）は、本発明における電界放出ディスプレイの製造方法のさらに他の実施の形態を示すものであり、製造工程を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は、本発明における電界放出ディスプレイの製造方法のさらに他の実施の形態を示すものであり、製造工程を示す断面図である。
【図９】（ａ）は上記電界放出ディスプレイの製造方法においてエミッタの円錐形状を作製するために使用する製造装置としての露光装置のマイクロレンズアレイを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図１０】（ａ）〜（ｋ）は、本発明における電界放出ディスプレイの製造方法のさらに他の実施の形態を示すものであり、製造工程を示す断面図である。
【図１１】従来の電界放出ディスプレイの構成を示す断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｅ）は、従来の電界放出ディスプレイの製造方法における製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１・７１                        光源
４・７４                        マイクロレンズアレイ
５・７５                        ガラス基板（ベースプレート、基板）
６・７６                        カソード電極形成層
７・７７                        感光性材料
１５・３２・４７・７８・１１１    ガラス基板（ベースプレート、基板）
１６・３３・４８ａ・７９・１１２  導電膜（透明導電膜、導電膜）
１７                              ポジレジスト（感光性材料）
１８・３６・５０・８２・１１５    マイクロレンズアレイ
２２・３８・３９・４５・５３      エミッタ
２９・４３・６０・９０・１２１    絶縁層
３０・４６・６１・９１・１２４    ゲート電極膜
３４・１１３                      エミッタ形成層（絶縁膜）
３５・４９・８１・１１４          ネガレジスト（感光性材料）
８４・１２３                      エミッタ
１３１                            レンズ部分
１３２                            平坦部分
１４１                            ガラス基板（ベースプレート、基板）
１４２                            導電膜（透明導電膜、導電膜）
１４６                            マイクロレンズアレイ
【図１】
2004241368.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004241368.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004241368.tif 000007
【図６】
2004241368.tif 000008
【図７】
2004241368.tif 000009
【図８】
2004241368.tif 000010
【図９】
2004241368.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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