(57)【要約】【課題】第１絶縁層及び第２絶縁層が積層された構造の安定性を確保して電子放出部のエミッション特性及び電子ビーム集束効率を向上させることが可能な電子放出素子を提供する。【解決手段】基板１０と，前記基板１０上に，第１絶縁層１２を介在して互いに絶縁状態で配置されるカソード電極１１及びゲート電極１３と，前記カソード電極１１に電気的に連結される電子放出部１６と，前記電子放出部１６を開放させるように，前記電子放出部１６上に形成される集束電極１５と，前記カソード電極１１及び前記ゲート電極１３のなかでいずれか１電極と前記集束電極１５間に配置される第２絶縁層１４とを含み，前記第１絶縁層１２と前記第２絶縁層１４がそれぞれ１μｍ以上の厚さを有し，前記第１絶縁層１２が前記第２絶縁層１４の軟化温度より３０℃以上高い軟化温度を有する。【選択図】図１
2006066376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と，
前記基板上に，第１絶縁層を介在して互いに絶縁状態で配置されるカソード電極及びゲート電極と，
前記カソード電極に電気的に連結される電子放出部と，
前記電子放出部を開放させるように，前記電子放出部上に形成される集束電極と，
前記カソード電極及び前記ゲート電極のなかでいずれか１電極と前記集束電極間に配置される第２絶縁層と，
を含み，
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層がそれぞれ１μｍ以上の厚さを有し，
前記第１絶縁層が前記第２絶縁層の軟化温度より３０℃以上高い軟化温度を有することを特徴とする，電子放出素子。
【請求項２】
前記第１絶縁層が前記第２絶縁層の焼成温度より高い軟化温度を有することを特徴とする，請求項１に記載の電子放出素子。
【請求項３】
前記第１絶縁層が３μｍ以上の厚さを有し，前記第２絶縁層が５μｍ以上の厚さを有することを特徴とする，請求項１に記載の電子放出素子。
【請求項４】
前記第１基板に前記カソード電極，前記第１絶縁層及び前記ゲート電極が順次形成され，前記第１絶縁層と前記ゲート電極が，前記カソード電極の一部表面を露出させるそれぞれの開口部を有し，前記露出したカソード電極上に前記電子放出部が位置することを特徴とする，請求項１に記載の電子放出素子。
【請求項５】
前記第１基板に前記ゲート電極，前記第１絶縁層及び前記カソード電極が順次形成され，前記電子放出部が前記カソード電極の一側縁部と接触するように位置することを特徴とする，請求項１に記載の電子放出素子。
【請求項６】
前記電子放出部が，カーボンナノチューブ，黒鉛，黒鉛ナノファイバ，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，Ｃ６０，及びシリコンナノワイヤからなる群から選択される少なくとも１種の物質を含むことを特徴とする，請求項１に記載の電子放出素子。
【請求項７】
前記基板から所定の間隔を置いて対向配置されるほかの基板に形成される少なくとも一つのアノード電極と，前記アノード電極のいずれか一面に形成される蛍光層と，をさらに含むことを特徴とする，請求項１に記載の電子放出素子。
【請求項８】
基板と，
前記基板上に，第１絶縁層を介在して互いに絶縁状態で配置されるカソード電極及びゲート電極と，
前記カソード電極に電気的に連結される電子放出部と，
前記電子放出部を開放させるように，前記電子放出部上に形成される集束電極と，
前記カソード電極及び前記ゲート電極のなかでいずれか１電極と前記集束電極間に配置される第２絶縁層と，
を含み，
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層がそれぞれ１μｍ以上の厚さを有し，
前記第１絶縁層が前記第２絶縁層の焼成温度より５０℃以上高い焼成温度を有することを特徴とする，電子放出素子。
【請求項９】
前記第１絶縁層が前記第２絶縁層の焼成温度より高い軟化温度を有することを特徴とする，請求項８に記載の電子放出素子。
【請求項１０】
前記第１絶縁層が３μｍ以上の厚さを有し，前記第２絶縁層が５μｍ以上の厚さを有することを特徴とする，請求項８に記載の電子放出素子。
【請求項１１】
前記第１基板に前記カソード電極，前記第１絶縁層及び前記ゲート電極が順次形成され，  前記第１絶縁層と前記ゲート電極が，前記カソード電極の一部表面を露出させるそれぞれの開口部を有し，前記露出したカソード電極上に前記電子放出部が位置することを特徴とする，請求項８に記載の電子放出素子。
【請求項１２】
前記第１基板に前記ゲート電極，前記第１絶縁層及び前記カソード電極が順次形成され，前記電子放出部が前記カソード電極の一側縁部と接触するように位置することを特徴とする，請求項８に記載の電子放出素子。
【請求項１３】
前記電子放出部が，カーボンナノチューブ，黒鉛，黒鉛ナノファイバ，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，Ｃ６０，及びシリコンナノワイヤからなる群から選択される少なくとも１種の物質を含むことを特徴とする，請求項８に記載の電子放出素子。
【請求項１４】
前記基板から所定の間隔を置いて対向配置されるほかの基板に形成される少なくとも一つのアノード電極と，前記アノード電極のいずれか一面に形成される蛍光層と，をさらに含むことを特徴とする，請求項８に記載の電子放出素子。
【請求項１５】
基板と，
前記基板上に，第１絶縁層を介在して互いに絶縁状態で配置されるカソード電極及びゲート電極と，
前記カソード電極に電気的に連結される電子放出部と，
前記電子放出部を開放させるように，前記電子放出部上に形成される集束電極と，
前記カソード電極及び前記ゲート電極のなかでいずれか１電極と前記集束電極間に配置される第２絶縁層と，
を含み，
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層がそれぞれ１μｍ以上の厚さを有し，
前記第１絶縁層が前記第２絶縁層の軟化温度より３０℃以上高い軟化温度と，前記第２絶縁層の焼成温度より５０℃以上高い焼成温度とを有し，
前記第１絶縁層の軟化温度が前記第２絶縁層の焼成温度より高いことを特徴とする，電子放出素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子放出素子に係り，より詳しくは電子ビーム集束のための集束電極を備えた電子放出素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷陰極を電子源として使用する方式の電子放出素子として，電界放出アレー（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ａｒｒａｙ；ＦＥＡ）型，表面伝導エミッタ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｍｉｔｔｅｒ；ＳＣＥ）型，及び金属／絶縁層／金属（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ；ＭＩＭ）型などが知られている。
【０００３】
このうち，ＦＥＡ型は，仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が低いか，あるいは縦横比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）が高い物質を電子源として使用する場合，真空中で電界により易く電子が放出する原理を用いるもので，モリブデン（Ｍｏ）又はシリコン（Ｓｉ）などを主材質とする先端の尖っているチップ構造物であるが，カーボンナノチューブ，黒鉛，ダイアモンド状カーボンのようなカーボン系物質を電子源として適用した例が開発されている。
【０００４】
前記チップ構造物は，尖っている先端に電界が集中して電子放出が容易な利点があるが，半導体工程により製作されるため，製造工程が複雑であり，素子が大型化するに従い均一な品質を得にくい欠点がある。
【０００５】
したがって，近年チップ構造物の代替物として前述したカーボン系物質を用いようとする試みがなされている。特に，カーボンナノチューブは先端の曲率半径がおよそ１００Åと極めて微細であって１〜１０Ｖ／μｍの低電界でも電子を良好に放出するので，理想的な電子放出物質として期待されている。カーボンナノチューブを用いる電子放出素子に関連した従来技術として冷陰極電界放出表示装置がある（例えば，特許文献１，２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６０６２９３１号明細書
【特許文献２】米国特許第６０９７１３８号明細書
【０００７】
一方，通常のＦＥＡ型電子放出素子は，第１基板上にカソード電極が形成され，カソード電極に電子放出部が形成され，カソード電極上に電子放出部を露出させる開口部がそれぞれ設けられた絶縁層とゲート電極が形成され，第２基板上にアノード電極と蛍光層が形成された構造となっている。
【０００８】
このようなＦＥＡ型電子放出素子において，カソード電極とゲート電極に所定の駆動電圧を印加すると，両電極間の電位差により，電子放出部の周囲に電界が形成され，これから電子が放出され，放出された電子は，アノード電極に印加された高電圧（およそ，数百〜数千ボルト）に引かれて第２基板に向かい，蛍光層に衝突して蛍光層を発光させる。
【０００９】
前述した電子放出素子においては，絶縁層を十分な厚さに形成することが電子放出特性上有利な点がある。なぜならば，絶縁層が十分な厚さに形成されて，ゲート電極が電子放出部から十分な高さに位置するとき，電子放出部から電子ビームの拡散を抑制しながら電子を良好に放出させることができるからである。
【００１０】
それにもかかわらず，前述した電子放出素子においては，第１基板の電子放出部から放出された電子が第２基板に進行するとき，電子ビームの拡散が発生するため，放出された電子の一部が当該画素に対応する蛍光層でない隣接画素のほかの蛍光層に到達して蛍光層を発光させることにより，画面の色再現性を低下させる問題がある。
【００１１】
これを解決するため，従来の電子放出素子においては，第１基板のゲート電極上に，絶縁層を介して，電子ビーム制御のための集束電極を形成した構造を適用している。説明の便宜上，カソード電極とゲート電極間に位置する絶縁層を第１絶縁層とし，ゲート電極と集束電極間に位置する絶縁層を第２絶縁層とすると，第２絶縁層はゲート電極と集束電極間を絶縁させて両電極間の通電を防止し，集束電極が電子放出部に対して一定の高さを確保するようにする役割をする。この際，集束電極と第２絶縁層にはそれぞれ開口部が形成されて電子ビームの移動経路を提供する。
【００１２】
したがって，電子放出部から放出された電子が第２絶縁層と集束電極の開口部を通過するに従い，集束電極の（−）電位により電子の発散角が減少してビーム拡散が防止されるので，集束がなされる。
【００１３】
このような電子放出素子において，より優れた電子ビーム集束効率を得るためには，ゲート電極と集束電極を絶縁させる第２絶縁層を十分な厚さに形成して，集束電極が電子放出部に対して大きな高さを確保するようにする必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし，前記絶縁層を全て厚く形成すると，第１絶縁層と第２絶縁層が積層された構造の安定性が低下するため，電子ビームの集束効率を向上させることに限界がある。これは，一つの絶縁層を形成した状態でほかの絶縁層を形成すると，後に形成される絶縁層の焼成温度により，先に形成された絶縁層とゲート電極の変形または崩壊をきたすからである。
【００１５】
したがって，本発明は前記のような従来の問題点を解消するためになされたもので，その目的とするところは，第１絶縁層及び第２絶縁層が積層された構造の安定性を確保して電子放出部のエミッション特性及び電子ビーム集束効率を向上させることが可能な電子放出素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するため，本発明のある観点によれば，基板と，前記基板上に，第１絶縁層を介在して互いに絶縁状態で配置されるカソード電極及びゲート電極と，前記カソード電極に電気的に連結される電子放出部と，前記電子放出部を開放させるように，前記電子放出部上に形成される集束電極と，前記カソード電極及び前記ゲート電極のなかでいずれか１電極と前記集束電極間に配置される第２絶縁層とを含み，前記第１絶縁層と前記第２絶縁層がそれぞれ１μｍ以上の厚さを有し，前記第１絶縁層が前記第２絶縁層の軟化温度より３０℃以上高い軟化温度を有する電子放出素子を提供する。
【００１７】
また，前記目的を達成するため，本発明のほかの観点によれば，基板と，前記基板上に，第１絶縁層を介在して互いに絶縁状態で配置されるカソード電極及びゲート電極と，前記カソード電極に電気的に連結される電子放出部と，前記電子放出部を開放させるように，前記電子放出部上に形成される集束電極と，前記カソード電極及び前記ゲート電極のなかでいずれか１電極と前記集束電極間に配置される第２絶縁層とを含み，前記第１絶縁層と前記第２絶縁層がそれぞれ１μｍ以上の厚さを有し，前記第１絶縁層が前記第２絶縁層の焼成温度より５０℃以上高い焼成温度を有する電子放出素子を提供する。
【００１８】
前記第１絶縁層は前記第２絶縁層の焼成温度より高い軟化温度を有することがよい。
【００１９】
前記第１絶縁層は３μｍ以上の厚さを有し，前記第２絶縁層は５μｍ以上の厚さを有することがよい。
【００２０】
前記電子放出部は，カーボンナノチューブ，黒鉛，黒鉛ナノファイバ，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，Ｃ６０，及びシリコンナノワイヤからなる群から選択される少なくとも１種の物質を含むことがよい。
【００２１】
前記電子放出素子は，前記基板から所定の間隔を置いて対向配置されるほかの基板に形成される少なくとも一つのアノード電極と，前記アノード電極のいずれか一面に形成される蛍光層とをさらに含むことがよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上のような本発明による電子放出素子は，第１及び第２絶縁層が積層された構造の安定性を確保することができる。また，第１絶縁層の厚さにより電子放出部のエミッション効率を向上させ，第２絶縁層層の厚さにより電子ビーム集束効率を向上させるともに，電子放出部に対するアノード電界の遮蔽効果を一層増大させることができる。したがって，本発明による電子放出素子は，電子ビーム集束効率を向上させて画面の色再現性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】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
図１は本発明の第１実施形態による電子放出素子の部分分解斜視図，図２は図１の組立状態を示す部分断面図である。
【００２５】
図１及び図２に示すように，本発明の電子放出素子は，内部空間部が形成されるように所定の間隔を置いて平行に配置される第１基板１０及び第２基板２０を含む。この基板のうち，第１基板１０には電子放出のための構成が提供され，第２基板２０には，電子により可視光を放出して所定の発光又は表示を行う構成が提供される。
【００２６】
より具体的に，第１基板１０には，カソード電極１１が第１方向（図面のｙ方向）に沿ってストライプパターンに形成され，カソード電極１１を覆うよう，第１基板１０の全面に第１絶縁層１２が形成され，第１絶縁層１２上には，第１方向と交差する第２方向に沿ってストライプパターンにゲート電極１３が形成される。
【００２７】
そして，カソード電極１１とゲート電極１３が交差する部分を画素領域と定義すると，画素領域のカソード電極１１上には電子放出部１６が形成され，第１絶縁層１２とゲート電極１３には，電子放出部１６が露出するように，電子放出部１６に対応する開口部１２ａ，１３ａがそれぞれ形成される。
【００２８】
図１においては，画素領域ごとに三つの電子放出部１６が位置し，第１絶縁層１２とゲート電極１３の開口部１２ａ，１３ａの形状が方形である場合を示したが，電子放出部１６の数と第１絶縁層１２及びゲート電極１３の開口部１２ａ，１３ａの形状は図示の例に限定されず多様に変形可能である。
【００２９】
この実施形態において，電子放出部１６は，真空中で電界が加わると電子を放出する物質，例えばカーボン系物質又はナノメートル（ｎｍ）サイズの物質からなる。電子放出部１６として使用するのに適した物質としては，カーボンナノチューブ，黒鉛，黒鉛ナノファイバ，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，Ｃ６０，及びシリコンナノワイヤのなかでいずれか１種又はこれらの混合物質がある。
【００３０】
前記電子放出部１６の製造方法としては，スクリーン印刷，化学気相蒸着，スパッタリング又はカーボンナノチューブの直接成長法などを適用することができる。このうち，スクリーン印刷方法により製造された電子放出部はおよそ３μｍの厚さを有し，そのほかの方法で製造された電子放出部はそれより小さい厚さに形成される。
【００３１】
前記ゲート電極１３及び第１絶縁層１２上には第２絶縁層１４と集束電極１５が形成され，第２絶縁層１４と集束電極１５にも，電子放出部１６が露出するように，開口部１４ａ，１５ａがそれぞれ形成される。第２絶縁層１４と集束電極１５は，図１に示すように，画素ごとに一つの開口部を形成することができるが，ほかの実施例においては，それぞれの電子放出部１６に対応する開口部を形成することもできる。後者の場合，第２絶縁層１４と集束電極１５の開口部１４ａ，１５ａは第１絶縁層１２及びゲート電極１３の開口部１２ａ，１３ａと一対一に対応して配置される。
【００３２】
ここで，第１絶縁層１２は，電子放出部１６のエミッション効率を向上させるため，１μｍ以上，好ましくは約３μｍ以上の厚さを有するように形成される。そして，第２絶縁層１４は，集束電極１５の電子ビーム集束効率の向上と電子放出部１６に対するアノード電界の遮蔽効果のため，１μｍ以上，好ましくは約５μｍ以上の厚さを有するように形成される。第１絶縁層１２は少なくとも電子放出部１６の厚さより大きい厚さを有するように形成され，電子放出部１６がスクリーン印刷法により製造される場合，その厚さを３μｍ以上に大きく形成することが好ましい。
【００３３】
図面には，集束電極１５が第１基板１０の全面に形成される場合を示したが，集束電極１５を所定パターンに区分して複数に備えることもできる。この場合，第２絶縁層１４と集束電極１５には，第１基板１０上に電子放出部１６が露出するように，前述したものと同一の開口部１４ａ，１５ａが形成される。
【００３４】
前記実施形態においては，ゲート電極１３が第１絶縁層１２を介在してカソード電極１１上に位置する場合を説明したが，図３に示すように，第１基板１０からゲート電極１３’が第１絶縁層１２を介在してカソード電極１１’の下部に位置する実施形態も可能である。この場合，電子放出部１６はカソード電極１１’の一側縁部と接触するように形成される。
【００３５】
図３に示す構造においても，第１絶縁層１２とカソード電極１１’上に第２絶縁層１４と集束電極１５が形成され，第２絶縁層１４と集束電極１５に，電子放出部１６を露出させるそれぞれの開口部１４ａ，１５ａが形成される。
【００３６】
この実施形態の電子放出素子においては，電子放出部１６に対してゲート電極１３と集束電極１５が十分な高さを確保するように，第１絶縁層１２及び第２絶縁層１４が前述した厚さを有しながらも相違した熱特性を有する異種物質からなる。
【００３７】
特に，この実施形態の電子放出素子において，第１絶縁層１２は，第２絶縁層１４のフリット（ｆｒｉｔ）が融け始める温度，いわゆる軟化温度（ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｔｓ）より約３０℃以上高い軟化温度を有する絶縁物質からなる。これは，第１絶縁層１２の形成後に第２絶縁層１４を形成するとき，第１絶縁層１２の崩壊または変形を抑制して，第１絶縁層１２と第２絶縁層１４の積層構造を安定化させるためである。
【００３８】
また，第１絶縁層１２及び第２絶縁層１４の積層構造が安定性を有するように，第１絶縁層１２が第２絶縁層１４の焼成温度より約５０℃以上高い焼成温度を有する絶縁物質からなる。この際，物質の焼成温度は通常軟化温度より約５０℃高い温度に設定するが，物質によってはこれと違うように設定することもできる。
【００３９】
一方，第１絶縁層１２は第２絶縁層１４の焼成温度より５０℃以上高い焼成温度を有するとともに第２絶縁層１４の軟化温度より３０℃以上高い軟化温度を有する絶縁物質から構成可能である。この場合，第１絶縁層１２の軟化温度が第２絶縁層１４の焼成温度より高いことが好ましい。
【００４０】
このような第１絶縁層１２と第２絶縁層１４は，ＰｂＯ，ＳｉＯ２，Ｂ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２のように，フリットを主成分とする酸化物質からそれぞれ構成され，各物質の組成比を適切に変化させると，前述したような焼成温度と軟化温度の相違した第１絶縁層１２と第２絶縁層１４を形成することができる。
【００４１】
図４〜図６は第１絶縁層１２及び第２絶縁層１４の焼成温度によるゲート電極１３の変形程度を示す図である。
【００４２】
図４は第１絶縁層１２及び第２絶縁層１４が５５０℃の同一焼成温度を有する場合，図５は第１絶縁層１２が５５０℃，第２絶縁層１４が５７０℃の焼成温度を有する場合，図６は第１絶縁層１２が５２０℃，第２絶縁層１４が５７０℃の焼成温度を有する場合を示す。
【００４３】
図面に示すように，第１絶縁層１２及び第２絶縁層１４の焼成温度が同一な図４の場合と，第２絶縁層１４より第１絶縁層１２の焼成温度が２０℃高い図５の場合は，ゲート電極１３の変形が大きいが，第２絶縁層１４より第１絶縁層１２の焼成温度が５０℃高い図６の場合は，ゲート電極１３の変形が最も小さいことが確認できる。図４及び図５において，楕円で示す部分がゲート電極の皺部を示す。
【００４４】
ついで，第１基板１０に対向する第２基板２０の一面には蛍光層２１とアノード電極２３が形成される。アノード電極２３は，外部から数十〜数千ボルトの（＋）電圧を受け，第１基板１０側から放出された電子を蛍光層２１に向けて加速させる役割をする。
【００４５】
この実施形態において，蛍光層２１は赤色，緑色又は青色で構成され，各蛍光層２１間には，画面のコントラスト向上のための黒色層２２が位置する。蛍光層２１と黒色層２２上には，蒸着による金属膜（例えば，アルミニウム膜）からなるアノード電極２３が形成される。金属膜から形成されるアノード電極２３は，蛍光層２１からアノード電極２３に反射された電子を再反射させて画面の輝度を向上させる役割も兼ねている。
【００４６】
一方，アノード電極２３は金属膜でない透明導電膜，例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ
Ｏｘｉｄｅ）から構成できる。この場合，第２基板２０上に，透明導電膜からなるアノード電極（図示せず）が先に形成され，その上に蛍光層２１と黒色層２２が形成されるが，必要に応じて蛍光層２１と黒色層２２上に金属膜（図示せず）を形成して画面の輝度を高めることができる。このようなアノード電極２３は第２基板２０の全面に形成し，あるいは所定のパターンに区分して複数に形成することができる。
【００４７】
前記のような構成の第１基板１０と第２基板２０は，集束電極１５とアノード電極２３が対面する状態で，所定の間隔を置いてその周囲に塗布されるフリットのようなシール物質により接合され，その間に形成される内部空間を排気させて真空状態に維持することにより電子放出素子を構成する。この際，第１基板１０と第２基板２０間の非発光領域には多数のスペーサ３０が配置されて，両基板間の間隔を一定に維持させる。
【００４８】
このように構成される電子放出素子は，カソード電極１１とゲート電極１３に駆動電圧を印加すると，両電極間の電圧差により電子放出部１６の周囲に電界が形成され，これから電子が放出され，放出された電子は，集束電極１５に印加された電圧，例えば数十ボルトの（−）電圧により発散角が減少して集束され，集束された電子はアノード電極２３に印加された高電圧に引かれて第２基板２０に進行して当該画素の蛍光層２１に到達し，この蛍光層２１を発光させる。
【００４９】
この際，第１絶縁層１２が１μｍ以上，好ましくは３μｍ以上の厚さを有し，第２絶縁層１４が１μｍ以上，好ましくは５μｍ以上の厚さを有する膜で構成されるので，電子放出部１６に対してゲート電極１３と集束電極１５が十分な高さを有するだけでなく，第１絶縁層１２及び第２絶縁層１４の焼成温度及び軟化温度の差により安定した積層構造を有するため，電子ビームの集束効率が向上する利点が期待される。
【００５０】
ついで，図７Ａ〜図７Ｄに基づいて本発明の実施形態による電子放出素子の製造方法を説明する。
【００５１】
図７Ａに示すように，第１基板１０上に第１方向に沿ってストライプパターンにカソード電極１１を形成し，カソード電極１１を覆うように第１基板１０の全面に第１絶縁層１２を形成する。ここで，第１絶縁層１２は，スクリーン印刷，ラミネーティング及びドクターブレードなどにより，１μｍ以上，好ましくは３μｍ以上の厚さに形成する。
【００５２】
また，第１絶縁層１２は後に形成される第２絶縁層１４とは熱特性が異なる物質からなるが，好ましくは第２絶縁層１４の焼成温度より約５０℃以上高い焼成温度を有する酸化物質，又は第２絶縁層の軟化温度より約３０℃以上高い軟化温度を有する酸化物質で形成することができる。
【００５３】
また，第１絶縁層１２は第２絶縁層１４の焼成温度より５０℃以上高い焼成温度を有するとともに第２絶縁層１４の軟化温度より３０℃以上高い軟化温度を有する絶縁物質から構成可能である。この場合，第１絶縁層１２の軟化温度が第２絶縁層１４の焼成温度より高いことが好ましい。
【００５４】
その後，第１絶縁層１２上に，例えばクロム（Ｃｒ）のような金属材質からなったゲート電極物質層を形成し，フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程によりゲート電極物質層をパタニングすることで，カソード電極１１と交差する第２方向に沿ってストライプパターンに形成して，カソード電極１１との交差領域，すなわち画素領域に開口部１３ａを有するゲート電極１３を形成する。
【００５５】
図７Ｂに示すように，ゲート電極１３を覆うように，第１絶縁層１２上に第２絶縁層１２上に第２絶縁層１４を形成する。ここで，第２絶縁層１４は，第１絶縁層１２と同様に，スクリーン印刷，ラミネーティング及びドクターブレードなどにより，１μｍ以上，好ましくは５μｍ以上の厚さに形成される。
【００５６】
その後，第２絶縁層１４上に集束電極１５を形成し，フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程により，ゲート電極１３の開口部１３ａに対する部分の集束電極１５を食刻することで，集束電極１５に開口部１５ａを形成する。
【００５７】
図７Ｃに示すように，集束電極１５の開口部１５ａにより露出した第２絶縁層１４を食刻して，第２絶縁層１４に開口部１４ａを形成し，ゲート電極１３の開口部１３ａにより露出した第１絶縁層１２を食刻して第１絶縁層１２に開口部１２ａを形成する。これにより，電子放出部１６が形成されるカソード電極１１の一部表面を露出させる。
【００５８】
図７Ｄに示すように，露出したカソード電極１１上に電子放出部１６を形成する。
【００５９】
前記電子放出部１６は，粉末状の電子放出物質にビークルとバインダなどの有機物を混合し印刷することにより，適切な粘度を有するペースト状の電子放出物質を形成し，露出したカソード電極１１上に前記電子放出物質をスクリーン印刷した後，転造及び焼成過程により形成することができる。ほかの方法として，前記電子放出部１６は化学気相蒸着，スパッタリング又はカーボンナノチューブの直接成長法などにより形成することができる。
【００６０】
このように，この実施形態による製造方法においては，第１絶縁層１２及び第２絶縁層１４を焼成温度及び／又は軟化温度の相違した絶縁物質で形成するため，後に形成される第２絶縁層１４の形成により，第１絶縁層１２とゲート電極１３の崩壊または変形が生じない。
【００６１】
前述した実施形態においては，電子放出部１６が，電界が印加されると電子を放出する物質から形成され，カソード電極とゲート電極からなる駆動電極が電子放出を制御するＦＥＡ型いついて説明したが，本発明はこのようなＦＥＡ型に限定されず多様に変形実施可能である。
【００６２】
前記で本発明の好ましい実施形態を説明したが，本発明はこの実施形態に限定されるものではなく，特許請求範囲，発明の詳細な説明及び添付図面により決定される範囲内でいろいろに変形して実施することができ，このような変形実施形態も本発明の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態による電子放出素子の部分分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による電子放出素子の部分断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態による電子放出素子の部分断面図である。
【図４】電子放出素子の第１絶縁層及び第２絶縁層の焼成温度によるゲート電極の変形程度を示す電子顕微鏡写真である。
【図５】電子放出素子の第１絶縁層及び第２絶縁層の焼成温度によるゲート電極の変形程度を示す電子顕微鏡写真である。
【図６】電子放出素子の第１絶縁層及び第２絶縁層の焼成温度によるゲート電極の変形程度を示す電子顕微鏡写真である。
【図７Ａ】本発明の第１実施形態による電子放出素子の製造方法を示す各製造段階を概略図である。
【図７Ｂ】本発明の第１実施形態による電子放出素子の製造方法を示す各製造段階を概略図である。
【図７Ｃ】本発明の第１実施形態による電子放出素子の製造方法を示す各製造段階を概略図である。
【図７Ｄ】本発明の第１実施形態による電子放出素子の製造方法を示す各製造段階を概略図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０  第１基板
１１，１１’  カソード電極
１２  第１絶縁層
１２ａ  第１絶縁層の開口部
１３，１３’  ゲート電極
１３ａ  ゲート電極の開口部
１４  第２絶縁層
１４ａ  第２絶縁層の開口部
１５  集束電極
１５ａ  集束電極の開口部
１６  電子放出部
２０  第２基板
２１  蛍光層
２２  黒色層
２３  アノード電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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