(57)【要約】【課題】スペーサの表面に電子が衝突してスペーサ表面に吸着したガスが放出された場合であっても、電子放出部において電子放出特性が劣化することを確実に抑制することができ、しかも、簡素な構造を有するスペーサを提供する。【解決手段】電子を放出する電子放出源が支持体に複数、形成されて成る第１パネルと、電子放出源から放出された電子が衝突する蛍光体層及びアノード電極が基板に形成されて成る第２パネルとが、それらの周縁部において接合され、第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間が真空に保持される平面型表示装置において使用され、第１パネルと第２パネルとの間に配置されるスペーサ４０であって、ゲッター効果を有する微粒子４２から成る微粒子層４１が表面に形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を放出する電子放出源が支持体に複数、形成されて成る第１パネルと、電子放出源から放出された電子が衝突する蛍光体層及びアノード電極が基板に形成されて成る第２パネルとが、それらの周縁部において接合され、第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間が真空に保持される平面型表示装置において使用され、第１パネルと第２パネルとの間に配置されるスペーサであって、
ゲッター効果を有する微粒子から成る微粒子層が表面に形成されていることを特徴とするスペーサ。
【請求項２】
微粒子は、金属若しくは合金から成ることを特徴とする請求項１に記載のスペーサ。
【請求項３】
微粒子は、鉛（Ｐｂ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、及び、モリブデン（Ｍｏ）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属若しくはその合金から成ることを特徴とする請求項２に記載のスペーサ。
【請求項４】
微粒子の表面の一部分は、酸化膜又は窒化膜で被覆されていることを特徴とする請求項３に記載のスペーサ。
【請求項５】
微粒子の平均粒径は、１×１０-8ｍ乃至１×１０-5ｍであることを特徴とする請求項３に記載のスペーサ。
【請求項６】
微粒子は、ケイ素（Ｓｉ）から成ることを特徴とする請求項１に記載のスペーサ。
【請求項７】
微粒子の表面の一部分は、酸化膜又は窒化膜で被覆されていることを特徴とする請求項６に記載のスペーサ。
【請求項８】
微粒子は、炭素（Ｃ）から成ることを特徴とする請求項１に記載のスペーサ。
【請求項９】
微粒子の表面の一部分は、有機膜で被覆されていることを特徴とする請求項８に記載のスペーサ。
【請求項１０】
微粒子層は、多孔質状であり、その比抵抗は１０5Ω／□〜１０12Ω／□であることを特徴とする請求項１に記載のスペーサ。
【請求項１１】
電子を放出する電子放出源が支持体に複数、形成されて成る第１パネルと、電子放出源から放出された電子が衝突する蛍光体層及びアノード電極が基板に形成されて成る第２パネルとが、それらの周縁部において接合され、第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間が真空に保持された平面型表示装置であって、
ゲッター効果を有する微粒子から成る微粒子層が表面に形成されたスペーサが、第１パネルと第２パネルとの間に配置されていることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項１２】
微粒子は、金属若しくは合金から成ることを特徴とする請求項１１に記載の平面型表示装置。
【請求項１３】
微粒子は、鉛（Ｐｂ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、及び、モリブデン（Ｍｏ）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属若しくはその合金から成ることを特徴とする請求項１２に記載の平面型表示装置。
【請求項１４】
微粒子の表面の一部分は、酸化膜又は窒化膜で被覆されていることを特徴とする請求項１３に記載の平面型表示装置。
【請求項１５】
微粒子の平均粒径は、１×１０-8ｍ乃至１×１０-5ｍであることを特徴とする請求項１３に記載の平面型表示装置。
【請求項１６】
微粒子は、ケイ素（Ｓｉ）から成ることを特徴とする請求項１１に記載の平面型表示装置。
【請求項１７】
微粒子の表面の一部分は、酸化膜又は窒化膜で被覆されていることを特徴とする請求項１６に記載の平面型表示装置。
【請求項１８】
微粒子は、炭素（Ｃ）から成ることを特徴とする請求項１１に記載の平面型表示装置。
【請求項１９】
微粒子の表面の一部分は、有機膜で被覆されていることを特徴とする請求項１８に記載の平面型表示装置。
【請求項２０】
微粒子層は、多孔質状であり、その比抵抗は１０5Ω／□〜１０12Ω／□であることを特徴とする請求項１１に記載の平面型表示装置。
【請求項２１】
電子放出源から放出された電子を微粒子層に衝突させることによって微粒子を活性化させることで、ゲッター効果を生じさせることを特徴とする請求項１１に記載の平面型表示装置。
【請求項２２】
平面型表示装置は冷陰極電界電子放出表示装置であることを特徴とする請求項１１に記載の平面型表示装置。
【請求項２３】
第２パネルにおいて、蛍光体層は基板表面に形成されており、アノード電極は蛍光体層上に形成されており、
蛍光体層が形成された基板の部分を基板に垂直な仮想平面で切断したときの、該蛍光体層の表面形状は略「Ｖ」字状であることを特徴とする請求項１１に記載の平面型表示装置。
【請求項２４】
蛍光体層が形成された基板の部分を基板に垂直な仮想平面で切断したときの、該基板の部分の表面形状は略「Ｖ」字状であることを特徴とする請求項２３に記載の平面型表示装置。
【請求項２５】
略「Ｖ」字状の表面形状のアスペクト比は０．８７以上であることを特徴とする請求項２４に記載の平面型表示装置。
【請求項２６】
電子を放出する電子放出源を複数、備えた第１パネルと、電子放出源から放出された電子が衝突する蛍光体層及びアノード電極を備えた第２パネルとが、それらの周縁部において接合されて成り、ゲッター効果を有する微粒子から成る微粒子層が表面に形成されたスペーサを備えた平面型表示装置の組立方法であって、
第１パネルと第２パネルとの間にスペーサを配置し、第１パネルと第２パネルとをそれらの周縁部において接合し、第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間を排気して真空とした後、電子放出源から電子を放出させてスペーサの微粒子層に衝突させることによって微粒子を活性化させることで、ゲッター効果を生じさせることを特徴とする平面型表示装置の組立方法。
【請求項２７】
アノード電極に印加する電圧を制御することで、電子放出源から電子を放出させてスペーサの微粒子層に衝突させることを特徴とする請求項２６に記載の平面型表示装置の組立方法。
【請求項２８】
電子放出源には、電子放出源から放出される電子の軌道を制御する収束電極が備えられており、
収束電極に印加する電圧を制御することでスペーサの微粒子層に衝突させることを特徴とする請求項２６に記載の平面型表示装置の組立方法。
【請求項２９】
電子を放出する電子放出源が支持体に複数、形成されて成る第１パネルと、電子放出源から放出された電子が衝突する蛍光体層及びアノード電極が基板に形成されて成る第２パネルとが、それらの周縁部において接合され、第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間が真空に保持された平面型表示装置であって、
第２パネルにおいて、蛍光体層は基板表面に形成されており、アノード電極は蛍光体層上に形成されており、
蛍光体層が形成された基板の部分を基板に垂直な仮想平面で切断したときの、該蛍光体層の表面形状は略「Ｖ」字状であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項３０】
蛍光体層が形成された基板の部分を基板に垂直な仮想平面で切断したときの、該基板の部分の表面形状は略「Ｖ」字状であることを特徴とする請求項２９に記載の平面型表示装置。
【請求項３１】
略「Ｖ」字状の表面形状のアスペクト比は０．８７以上であることを特徴とする請求項３０に記載の平面型表示装置。
【請求項３２】
平面型表示装置は冷陰極電界電子放出表示装置であることを特徴とする請求項２９に記載の平面型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、文字や画像等の情報を表示する平面型表示装置において使用されるスペーサ、係るスペーサが組み込まれた平面型表示装置及びその組立方法、並びに、蛍光体層の表面形状に特徴を有する平面型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在主流の陰極線管（ＣＲＴ）に代わる画像表示装置として、平面型（フラットパネル形式）の表示装置が種々検討されている。このような平面型の表示装置として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）を例示することができる。また、電子放出素子を組み込んだ平面型表示装置の開発も進められている。ここで、電子放出素子として、冷陰極電界電子放出素子、金属／絶縁膜／金属型素子（ＭＩＭ素子も呼ばれる）、表面伝導型電子放出素子が知られており、これらの冷陰極電子源から構成された電子放出素子を組み込んだ平面型表示装置は、高解像度、高輝度のカラー表示、及び、低消費電力の観点から注目を集めている。
【０００３】
冷陰極電界電子放出素子を組み込んだ平面型表示装置である冷陰極電界電子放出表示装置（以下、表示装置と略称する場合がある）は、一般に、２次元マトリクス状に配列された各画素に対応した電子放出領域を有するカソードパネルと、電子放出領域から放出された電子との衝突により励起されて発光する蛍光体層を有するアノードパネルとが、真空層を介して対向配置された構成を有する。電子放出領域には、通常、１又は複数の冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と略称する場合がある）が設けられている。電界放出素子として、スピント型、扁平型、エッジ型、平面型等を挙げることができる。
【０００４】
一例として、スピント型電界放出素子を有する表示装置の概念的な一部端面図を図２に示し、カソードパネルＣＰ及びアノードパネルＡＰを分解したときのカソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰの一部分の模式的な分解斜視図を図３に示す。この表示装置を構成するスピント型電界放出素子は、支持体１０に形成されたカソード電極１１と、支持体１０及びカソード電極１１上に形成された絶縁層１２と、絶縁層１２上に形成されたゲート電極１３と、ゲート電極１３及び絶縁層１２に設けられた開口部１４（ゲート電極１３に設けられた第１開口部１４Ａと、絶縁層１２に設けられた第２開口部１４Ｂ）と、開口部１４の底部に位置するカソード電極１１上に形成された円錐形の電子放出部１５から構成されている。
【０００５】
あるいは又、略平面状の電子放出部１５Ａを有する、所謂扁平型電界放出素子を有する表示装置の概念的な一部端面図を図４に示す。この電界放出素子は、支持体１０上に形成されたカソード電極１１と、支持体１０及びカソード電極１１上に形成された絶縁層１２と、絶縁層１２上に形成されたゲート電極１３と、ゲート電極１３及び絶縁層１２に設けられた開口部１４（ゲート電極１３に設けられた第１開口部１４Ａ、及び、絶縁層１２に設けられた第２開口部１４Ｂ）と、開口部１４の底部に位置するカソード電極１１上に形成された電子放出部１５Ａから構成されている。電子放出部１５Ａは、例えば、マトリックスに一部分が埋め込まれた多数のカーボン・ナノチューブから構成されている。
【０００６】
これらの表示装置において、カソード電極１１は、第１方向に延びる帯状であり、ゲート電極１３は、第１方向とは異なる第２方向に延びる帯状である（図３参照）。一般に、カソード電極１１とゲート電極１３とは、これらの両電極１１，１３の射影像が互いに直交する方向に各々帯状に形成されている。帯状のカソード電極１１と帯状のゲート電極１３とが重複する重複領域が、電子放出領域ＥＡであり、１サブピクセルに相当する。そして、係る電子放出領域ＥＡが、カソードパネルＣＰの有効領域（実際の表示部分として機能する領域）内に、通常、２次元マトリックス状に配列されている。
【０００７】
一方、アノードパネルＡＰは、基板２０上に所定のパターンを有する蛍光体層２２（具体的には、赤色発光蛍光体層２２Ｒ、緑色発光蛍光体層２２Ｇ、及び、青色発光蛍光体層２２Ｂ）が形成され、蛍光体層２２がアノード電極２４で覆われた構造を有する。尚、これらの蛍光体層２２の間は、カーボン等の光吸収性材料から成る光吸収層（ブラックマトリックス）２３で埋め込まれており、表示画像の色濁り、光学的クロストークの発生を防止している。尚、図中、参照番号２１は隔壁を表し、参照番号１４０は従来のスペーサを表し、参照番号２５はスペーサ保持部を表し、参照番号２６は枠体を表し、参照番号１６は収束電極を表す。図３及び図４においては、隔壁やスペーサ、スペーサ保持部、収束電極の図示を省略した。
【０００８】
アノード電極２４は、蛍光体層２２からの発光を反射させる反射膜としての機能の他、蛍光体層２２から反跳した電子、あるいは、蛍光体層２２から放出された２次電子（以下、これらの電子を総称して、後方散乱電子と呼ぶ）を反射させる反射膜としての機能、蛍光体層２２の帯電防止といった機能を有する。また、隔壁２１は、後方散乱電子が他の蛍光体層２２に衝突し、所謂光学的クロストーク（色濁り）が発生することを防止する機能を有する。
【０００９】
１サブピクセルは、カソードパネル側の電子放出領域ＥＡと、これらの電界放出素子の一群に対面したアノードパネル側の蛍光体層２２とによって構成されている。有効領域には、係る画素が、例えば数十万〜数百万個ものオーダーにて配列されている。
【００１０】
そして、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとを、電子放出領域ＥＡと蛍光体層２２とが対向するように配置し、周縁部において枠体２６を介して接合した後、排気し、封止することによって、表示装置を作製することができる。アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体２６とによって囲まれた空間は高真空（例えば、１×１０-3Ｐａ以下）となっている。
【００１１】
従って、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとの間にスペーサ１４０を配設しておかないと、大気圧によって表示装置が損傷を受けてしまう。尚、従来のスペーサ１４０の表面には、通常、例えば、ＣｒＯxやＣｒＡｌxＯyから成る帯電防止膜（図示せず）が形成されている。
【００１２】
カソード電極１１には相対的に負電圧がカソード電極制御回路３１から印加され、ゲート電極１３には相対的に正電圧がゲート電極制御回路３２から印加され、アノード電極２４にはゲート電極１３よりも更に高い正電圧がアノード電極制御回路３３から印加される。係る表示装置において表示を行う場合、例えば、カソード電極１１にカソード電極制御回路３１から走査信号を入力し、ゲート電極１３にゲート電極制御回路３２からビデオ信号を入力する。あるいは、カソード電極１１にカソード電極制御回路３１からビデオ信号を入力し、ゲート電極１３にゲート電極制御回路３２から走査信号を入力する。カソード電極１１とゲート電極１３との間に電圧を印加した際に生ずる電界により、量子トンネル効果に基づき電子放出部１５，１５Ａから電子が放出され、この電子がアノード電極２４に引き付けられ、アノード電極２４を通過して蛍光体層２２に衝突する。その結果、蛍光体層２２が励起されて発光し、所望の画像を得ることができる。つまり、この冷陰極電界電子放出表示装置の動作は、基本的に、ゲート電極１３に印加される電圧、及び、カソード電極１１に印加される電圧によって制御される。
【００１３】
図２５、図２６、図２７に、スペーサ１４０の近傍に位置する１サブピクセルにおける電子あるいは電子ビームの軌道を模式的に示す。尚、図２５、図２６、図２７にあっては、アノード電極や光吸収層（ブラックマトリックス）の図示を省略している。また、ゲート電極１３は図面の紙面垂直方向に延び、カソード電極１１は図面の紙面と平行な方向に延びる。
【００１４】
図２５に示すように、アノードパネルＡＰにおけるアノード電極（図示せず）を通過し、蛍光体層２２に衝突した電子の一部は、図２６に示すように、蛍光体層２２で後方散乱され、後方散乱電子の一部はスペーサ１４０に衝突する。
【００１５】
ところで、このような後方散乱電子は様々な問題を引き起こす。
【００１６】
即ち、第１の問題として、色純度の低下を挙げることができる。後方散乱電子は、本来発光させようとしている蛍光体層に隣接する蛍光体層に再衝突し、係る蛍光体層を発光させる。特に、単色表示時に異なる色が発光することが色純度低下を引き起こし、画質低下といった非常に大きな問題を生じさせる。隔壁２１が設けられているが、このような問題を解決するには十分ではない。従って、後方散乱電子量を低減することが重要である。また、スペーサ１４０の近傍にあっては、スペーサ１４０の近傍に位置する蛍光体層２２等からの後方散乱電子に起因した色純度低下がスペーサ１４０の存在によって抑制されるために、色ムラとしてスペーサが認識されてしまう。
【００１７】
第２の問題として、スペーサ１４０がチャージアップする（帯電する）ことによって、電子ビーム軌道が変化する結果、スペーサ１４０が視認されてしまうといった問題を挙げることができる。
【００１８】
即ち、スペーサ１４０の近傍において、後方散乱電子の一部はスペーサ１４０に衝突する。一般に、絶縁耐圧に優れているセラミック材料やガラス等の材料は、全２次電子放出係数（ＴＳＥＥＹ）の値が比較的高く、スペーサ１４０に電子が衝突する広いエネルギー領域で、全２次電子放出係数の値は１を超える値である。ここで、全２次電子放出係数（ＴＳＥＥＹ）は、２次電子放出係数（ＳＥＥＣ）と反射電子係数（ＢＣ）の和で表される。そして、図２８に示すように、全２次電子放出係数は、電子ビームのエネルギーの関数であり、概ね全ての物質において４５０ｅＶ付近で最大値を取る。また、物質の表面に入射する入射角θによっても、全２次電子放出係数は変化する。ここで、図２８には、入射角θが０度、３０度、６０度、８０度における、電子ビームのエネルギーと全２次電子放出係数（ＴＳＥＥＹ）の関係を示している。図２８からも、電子がスペーサ１４０に斜めから入射した場合には、全２次電子放出係数の値は大きくなることが判る。
【００１９】
図２９の（Ａ）に、スペーサ１４０に衝突する電子のエネルギー分布を示し、図２９の（Ｂ）に、スペーサ１４０に衝突する電子の角度分布を示す。１０ｋｅＶのエネルギーを有する電子ビームを蛍光体層２２に照射した場合の後方散乱電子は、一旦、カソードパネルＣＰ側に向かうが、電界はアノードパネルＡＰ側が正になっているので、後述するように、所謂、放物線軌道を取る。このため、電子は、スペーサ１４０に対して様々なエネルギー分布（図２９の（Ａ）参照）及び様々な角度で入射（衝突）する（図２９の（Ｂ）参照）。理想的には、スペーサ１４０の表面の全２次電子放出係数が１であれば、スペーサ１４０の表面においてチャージアップは生じない。しかしながら、様々な角度、様々なエネルギーでスペーサ１４０に入射（衝突）する電子に対して、全２次電子放出係数を１にすることは殆ど不可能である。尚、帯電防止膜は、十分に機能しているとは云い難い。
【００２０】
その結果、スペーサ１４０の表面では正の帯電が生じ、この正の帯電により、スペーサ１４０の近傍にあっては、平行な電界が曲げられ、電子ビーム軌道が湾曲する。更には、この電子ビーム軌道の湾曲により、一層、電子がスペーサ１４０に衝突するようになり、スペーサ１４０においては、更にチャージアップが増大し、更に一層、電子ビーム軌道が曲がる（図２７参照）。このような状態になると、電子ビームが所望の蛍光体層２２に衝突せず、スペーサ１４０近傍の電子ビーム軌道の乱れにより、形成される画像がスペーサ１４０の近傍で歪み、画像形成に深刻な影響を及ぼす。
【００２１】
更には、第３の問題として、後方散乱電子がスペーサ１４０に衝突すると、スペーサ１４０の抵抗値が変動するという問題を挙げることができる。先に述べたように、一般に、スペーサ１４０の表面には帯電防止膜として、ＣｒＯxやＣｒＡｌxＯyから成る遷移金属酸化膜を塗布するが、この遷移金属酸化膜が電子ビームにより還元作用を受ける結果、抵抗が変動する場合がある。あるいは又、電子ビーム衝撃により帯電防止膜の表面に炭化物系の導電性物質が付着する結果、抵抗が変動する場合がある。
【００２２】
また、第４の問題として、スペーサ１４０に電子が衝突すると、スペーサ１４０からガスが放出され、係るガスの分子等が電子放出部１５，１５Ａの表面に付着し、あるいは、吸着し、電子放出部１５，１５Ａにおける電子放出特性を劣化させるという問題がある。
【００２３】
【特許文献１】特開平１１−２５０８３９号
【特許文献２】特開２００１−２１６９２５
【特許文献３】特開２００２−１５０９７７
【特許文献４】特開２００３−２２７４４
【特許文献５】特開２０００−２１９９０１
【特許文献６】特開２００２−３３８９５９
【特許文献７】特開昭４９−１０７１７３号公報
【特許文献８】特開平３−２６６３３９号公報
【特許文献９】特開平６−２３１７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
後方散乱電子量を低減する方法の１つとして、アノード電極２４の上にカーボン等の原子量の小さな物質を塗布する方法が、例えば、特開昭４９−１０７１７３号公報、特開平３−２６６３３９号公報、特開平６−２３１７０１号公報から周知である。カーボンのような原子量の小さな物質は電子の反射率を低減する効果を有する。カーボン膜厚は厚いほど効果的である。しかしながら、カーボン膜厚を厚くすると、電子放出源から放出され、カーボン膜厚を通過し、蛍光体層に衝突する電子のエネルギー損失が大きくなり、発光効率が低下してしまう。一方、カーボン膜厚が薄いと後方散乱電子量を低減する効果が失われてしまう。
【００２５】
先に述べたように、従来においては、隔壁２１を設けることにより後方散乱電子を出来る限り遮蔽している。ところで、後方散乱電子は、１次電子エネルギーと同一エネルギーを最大とした図３０の（Ａ）に示すようなエネルギー分布を有し、しかも、図３０の（Ｂ）に示すようなコサイン型の散乱角度分布を有する。
【００２６】
また、
後方散乱電子の初速                  ：ｖ0
基板と成す散乱角                    ：θ
電子の単位電荷                      ：ｅ
電子の質量                          ：ｍe
アノード電極と電子放出部との間の距離：ｄ
アノード電極への印加電圧            ：ＶA
としたとき、時間ｔが経過した後の後方散乱電子の軌道は、以下の式で表すことができる。ここで、Ｘ（ｔ）は、時間ｔが経過した後の後方散乱電子のＸ座標を示し、Ｚ（ｔ）は、時間ｔが経過した後の後方散乱電子のＺ座標を示し、Ｘ軸は基板２０の表面上に位置し、Ｚ軸は基板２０の表面に垂直であり、座標の原点は電子が衝突した位置である。
【００２７】
Ｘ（ｔ）＝ｖ0・ｔ・ｃｏｓ（θ）
Ｚ（ｔ）＝ｖ0・ｔ・ｓｉｎ（θ）−（１／２）（ｅ／ｍe）（ＶA／ｄ）ｔ2
【００２８】
また、後方散乱電子の最大散乱高さＺhは、アノード電極を基準面としたとき、以下の式で表すことができる。尚、弾性散乱時、ｖ02＝２（ｅ／ｍe）ＶAとする。
【００２９】
Ｚh＝（１／２）（ｍe／ｅ）（ｄ／ＶA）ｖ02・ｓｉｎ2（θ）
＜ｄ・ｓｉｎ2（θ）
【００３０】
更には、後方散乱電子の最大散乱距離Ｘsは、以下の式で表すことができる。
【００３１】
Ｘs＝（ｍe／ｅ）（ｄ／ＶA）ｖ0・ｓｉｎ（２θ）
【００３２】
ここで、θ＝４５度のとき、
Ｘs＜（ｍe／ｅ）（ｄ／ＶA）ｖ02
＜２ｄ
である。
【００３３】
以上の計算結果から、後方散乱電子の最大散乱距離Ｘsは、散乱角（θ）が４５度において最大となり、弾性散乱時には、アノード電極と電子放出部との間の距離ｄの２倍にまで後方散乱電子は到達する。一方、後方散乱電子の最大散乱高さＺhは、散乱角（θ）が９０度において最大となり、弾性散乱時には、電子放出源にまで後方散乱電子は到達する。
【００３４】
従って、隔壁２１によって後方散乱電子を遮蔽するには、隔壁と隔壁との間の距離をＬ1、隔壁高さをＨ1としたとき、隔壁アスペクト比（Ｈ1／Ｌ1）を十分に大きくする必要がある。電子放出部から放出され、蛍光体層２２に衝突する電子のエネルギーを９ｋｅＶとしたときの、隔壁アスペクト比と後方散乱電子放出比との関係を図３１に示す。図３１から、９０％の後方散乱電子を遮蔽する場合には、隔壁アスペクト比は約５となる。即ち、隔壁と隔壁との間の距離を１００μｍとしたとき、隔壁２１の高さは約５００μｍが必要とされる。しかしながら、このような高さの隔壁を形成するための適切なプロセスは見当たらない。
【００３５】
例えば、特開平１１−２５０８３９号公報に開示された技術にあっては、アノード電極上にスリット構造を有するコレクター電極を設けて、コレクター電極に適切な電位を与えることによって、後方散乱電子が他の蛍光体層に入射することを防いでいる。後方散乱電子を遮蔽する効果は優れているが、コレクター電極を形成する上でのアライメント精度やコストが問題である。
【００３６】
また、特開２００１−２１６９２５や特開２００２−１５０９７７には、蛍光体の発光効率を上昇させ、輝度を向上させ、あるいは又、蛍光体層に衝突する電子の電流密度を低く保ち、輝度の経時的な低下を抑制するために、蛍光体層を凹んだ形状とした平面型表示装置が開示されているが、これらの特許公開公報にあっては、スペーサに衝突する後方散乱電子の量を低減するといった観点からの議論はなされていない。
【００３７】
カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとによって挟まれた空間のガスをゲッターで除去する技術は、周知である。しかしながら、通常、ゲッターは、表示装置の無効領域（有効領域を取り囲み、表示に寄与しない領域）において、最大、数カ所に配置されているだけである。従って、ゲッターから遠く離れた所に位置するスペーサから放出されたガスをゲッターで確実に吸着することは困難である。それ故、たとえ、スペーサから放出されるガスが極微量であっても、スペーサ近傍に位置する電子放出部とスペーサから離れた場所に位置する電子放出部とでは、スペーサから放出されたガスの影響の度合いが異なる。その結果、スペーサの近傍に位置する電子放出部とスペーサから離れた場所に位置する電子放出部とでは電子放出特性の変化（劣化）状態に差が生じ、輝度に不均一が生じる。
【００３８】
特開２００３−２２７４４には、粉末射出成形によって成形された非蒸発型ゲッターをスペーサの一部に圧入、固定する技術が開示されているが、このような構造のスペーサは、構造が複雑になる。
【００３９】
従って、本発明の第１の目的は、スペーサの表面に電子が衝突してスペーサ表面に吸着したガスが放出された場合であっても、電子放出部において電子放出特性が劣化することを確実に抑制することができ、しかも、簡素な構造を有する、文字や画像等の情報を表示する平面型表示装置において使用されるスペーサ、係るスペーサが組み込まれた平面型表示装置及びその組立方法を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、蛍光体層から飛び出し、スペーサに衝突し、あるいは又、隣接する蛍光体層に侵入する後方散乱電子の量を確実に低減し得る構造を有する平面型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
上記の第１の目的を達成するための本発明のスペーサは、電子を放出する電子放出源が支持体に複数、形成されて成る第１パネルと、電子放出源から放出された電子が衝突する蛍光体層及びアノード電極が基板に形成されて成る第２パネルとが、それらの周縁部において接合され、第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間が真空に保持される平面型表示装置において使用され、第１パネルと第２パネルとの間に配置されるスペーサであって、
ゲッター効果を有する微粒子から成る微粒子層が表面に形成されていることを特徴とする。
【００４１】
上記の第１の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る平面型表示装置は、電子を放出する電子放出源が支持体に複数、形成されて成る第１パネルと、電子放出源から放出された電子が衝突する蛍光体層及びアノード電極が基板に形成されて成る第２パネルとが、それらの周縁部において接合され、第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間が真空に保持された平面型表示装置であって、
ゲッター効果を有する微粒子から成る微粒子層が表面に形成されたスペーサが、第１パネルと第２パネルとの間に配置されていることを特徴とする。
【００４２】
上記の第１の目的を達成するための本発明の平面型表示装置の組立方法は、電子を放出する電子放出源を複数、備えた第１パネルと、電子放出源から放出された電子が衝突する蛍光体層及びアノード電極を備えた第２パネルとが、それらの周縁部において接合されて成り、ゲッター効果を有する微粒子から成る微粒子層が表面に形成されたスペーサを備えた平面型表示装置の組立方法であって、
第１パネルと第２パネルとの間にスペーサを配置し、第１パネルと第２パネルとをそれらの周縁部において接合し、第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間を排気して真空とした後、電子放出源から電子を放出させてスペーサの微粒子層に衝突させることによって微粒子を活性化させることで、ゲッター効果を生じさせることを特徴とする。
【００４３】
本発明のスペーサ、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置あるいは本発明の平面型表示装置の組立方法において、微粒子がゲッター効果を有するとは、微粒子の表面に化学結合が可能な化学手が多く存在し、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素等の常温で安定した気体を成すガス成分を、表面において化学結合せしめて、吸着する性質を有することを意味する。一般に、微粒子の集合体を密閉された真空容器に封入し、少なくとも０．１Ｐａ以下の真空中に放置した場合、一般的な微粒子にあっては、表面に吸着したガスが真空中に放出されるため、密閉された真空容器の圧力は徐々に上昇する。一方、ゲッター効果を有する微粒子の場合には、密閉された真空容器内部の圧力は、真空容器内の気体がこの微粒子によって吸着されるため、徐々に低下する。このように、ある真空度（０．１Ｐａ以下）において、微粒子のガス放出量よりガス吸収量が大きい場合、『微粒子がゲッター効果を有する』と定義する。
【００４４】
本発明のスペーサ、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置あるいは本発明の平面型表示装置の組立方法において、微粒子層の厚さは、ゲッター効果の確実な発揮といった観点から、限定するものではないが、０．１μｍ乃至３０μｍであることが好ましい。
【００４５】
本発明の平面型表示装置の組立方法にあっては、電子放出源から電子を放出させてスペーサの微粒子層に衝突させることによって微粒子を活性化させることでゲッター効果を生じさせるときにも、第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間を排気し続けることが好ましく、この場合には、ゲッター効果を生じさせた後に、第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間を適切な方法で封じることが望ましい。
【００４６】
本発明のスペーサ、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置あるいは本発明の平面型表示装置の組立方法において、微粒子は、金属若しくは合金から成ることが好ましく、この場合、微粒子として、鉛（Ｐｂ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、及び、モリブデン（Ｍｏ）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属若しくはその合金を挙げることができる。ここで、合金として、例えば、Ｚｒ−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｚｒ−Ｖ−Ｆｅ合金、Ｔｉ−Ｚｒ−Ａｌ合金、Ｔｉ−Ｍｎ−Ｖ合金を挙げることができる。あるいは又、この場合、微粒子の表面の一部分は、酸化膜又は窒化膜で被覆されていることが、例えば、微粒子層をスペーサの表面に大気雰囲気中で形成するとき、微粒子層を構成する微粒子が不要なガスを吸着することを防止するといった観点から好ましい。即ち、一般に、金属をナノオーダー（１μｍ以下）の微粒子にした場合、極めて反応活性な状態となる。例えば、モリブデン（Ｍｏ）の微粒子の場合、空気中の酸素と直ちに反応して酸化されてしまう。そのため、表面を不活性な状態にしてスペーサに付着させる必要がある。従って、スペーサの表面に微粒子層を形成する前における微粒子の表面の全てを、酸化膜又は窒化膜（あるいは、後述するように、微粒子を炭素（Ｃ）から構成する場合には、有機膜）によって被覆し、微粒子の表面を不活性な状態としておくことが望ましい。但し、このように微粒子の表面の全てを酸化膜、窒化膜又は有機膜で被覆した状態としたままでは、微粒子の表面を不活性な状態のままとなってしまう。従って、微粒子の表面を酸化膜、窒化膜又は有機膜で被覆した後、最終的に、酸化膜、窒化膜又は有機膜の一部を除去することが、微粒子がゲッターとしての機能を果たす上で必要とされる。尚、このような酸化膜、窒化膜又は有機膜の一部の除去は、上述した活性化の処理によって行うことができる。あるいは又、この場合、微粒子の平均粒径は、１×１０-8ｍ乃至１×１０-5ｍであることが、微粒子にゲッター効果を確実に発揮させるといった観点から好ましい。
【００４７】
あるいは又、本発明のスペーサ、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置あるいは本発明の平面型表示装置の組立方法において、微粒子はケイ素（Ｓｉ）から成ることが好ましく、この場合、微粒子の表面の一部は、酸化膜又は窒化膜で被覆されていることが、上述したとおりの観点から好ましい。あるいは又、この場合、微粒子の平均粒径は、１×１０-8ｍ乃至１×１０-5ｍであることが、微粒子にゲッター効果を確実に発揮させるといった観点から好ましい。
【００４８】
あるいは又、本発明のスペーサ、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置あるいは本発明の平面型表示装置の組立方法において、微粒子は炭素（Ｃ）、具体的には、例えば、カーボンファイバー及びグラファイトから成る群から選択された少なくとも１種類の炭素から成ることが好ましく、この場合、微粒子の表面の一部は、有機膜、例えば、エチレングリコール、フォトレジスト材料、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、塩化ビニール、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、フッ素樹脂等で被覆されていることが、上述したとおりの観点から好ましい。あるいは又、この場合、微粒子の平均粒径は、１×１０-8ｍ乃至１×１０-5ｍであることが、微粒子にゲッター効果を確実に発揮させるといった観点から好ましい。
【００４９】
ここで、微粒子の形状は真球に近い程好ましいが、柱状及び多角形等の任意の形状とすることもできる。微粒子の形状を任意の形状とする場合、微粒子の平均体積を求め、係る平均体積に相当する球の直径を微粒子の平均粒径とすればよい。
【００５０】
以上の種々の好ましい形態を含む本発明のスペーサ、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置あるいは本発明の平面型表示装置の組立方法において、微粒子層は、多孔質状であり、その比抵抗は、微粒子と微粒子の接触する面積で決まるが、１０5Ω／□〜１０12Ω／□であることが、微粒子層におけるガス吸着面積を大とし、且つ、微粒子層を介して第２パネルから第１パネルへと過剰な電流が流れることを防止するといった観点から好ましい。
【００５１】
以上の種々の好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る平面型表示装置にあっては、電子放出源から放出された電子を微粒子層に衝突させることによって微粒子を活性化させることで、ゲッター効果を生じさせることが、組立工程の簡素化といった観点から好ましい。
【００５２】
本発明のスペーサ、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置あるいは本発明の平面型表示装置の組立方法において、電子放出源から放出された電子を微粒子層に衝突させることによって微粒子を活性化させることで、ゲッター効果を生じさせることができるが、これは、電子が微粒子の表面に形成された酸化膜、窒化膜あるいは有機膜と衝突する結果、これらの酸化膜、窒化膜あるいは有機膜が除去される（例えば、酸化膜が還元される結果、活性な微粒子表面の少なくとも一部分が露出し、窒化膜がＮＨ3、ＮＯ、ＮＯ2の形態となって除去される結果、活性な微粒子表面の少なくとも一部分が露出し、有機膜がＣＨx等の形態となって除去される結果、活性な微粒子表面の少なくとも一部分が露出する）ためである。酸化膜、窒化膜あるいは有機膜の膜厚は、限定するものではないが、１ｎｍ〜１０ｎｍ程度であることが望ましい。
【００５３】
また、以上の種々の好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る平面型表示装置にあっては、更に、上記の第２の目的を達成するために、第２パネルにおいて、蛍光体層は基板表面に形成されており、アノード電極は蛍光体層上に形成されており；蛍光体層が形成された基板の部分を基板に垂直な仮想平面で切断したときの、該蛍光体層の表面形状は略「Ｖ」字状であることが好ましい。そして、この場合、蛍光体層が形成された基板の部分を基板に垂直な仮想平面で切断したときの、該基板の部分の表面形状は略「Ｖ」字状であることが望ましく、更には、略「Ｖ」字状の表面形状のアスペクト比は、０．２９以上（傾斜角３０度以上）、好ましくは０．８７以上（傾斜角６０度以上）であることが望ましい。
【００５４】
尚、略「Ｖ」字状の表面形状のアスペクト比とは、略「Ｖ」字状の表面形状の上端部分の開口した長さ（距離）をＬ0、略「Ｖ」字状の表面形状の深さをＤ0としたとき、（Ｄ0／Ｌ0）で表すことができる。また、略「Ｖ」字状の表面形状を有する区画は、１つのサブピクセルを構成する蛍光体層の領域に１つ、形成されていてもよいし、複数、形成されていてもよい。後者の場合であって、係る区画の平面形状が、凹んだ円錐形状、凹んだ楕円錐形状、凹んだ角錐（三角錐、四角錐を含む多角錐）形状の場合、１つのサブピクセルを構成する蛍光体層の単位面積当たりの区画の数として、２個／ｍｍ2乃至２０００個／ｍｍ2を例示することができる。あるいは又、後者の場合であって、係る区画の平面形状が溝状である場合、１つのサブピクセルを構成する蛍光体層の単位長さ当たりの区画（溝）の本数として、２本／ｍｍ乃至４０本／ｍｍを例示することができる。更には、略「Ｖ」字状の表面形状を有する基板の部分の平面形状として、円形、楕円形を例示することができる。即ち、基板の係る部分の形状として、凹んだ円錐形状、凹んだ楕円錐形状、凹んだ角錐形状（三角錐、四角錐を含む多角錐）を例示することができる。後述する本発明の第２の態様に係る平面型表示装置においても同様である。尚、隔壁を設ける場合、（隔壁高さＨ1）／（隔壁と隔壁との間の距離Ｌ1）の値である隔壁アスペクト比（Ｈ1／Ｌ1）は３未満であることが望ましく、また、蛍光体層の頂面から隔壁の頂面までの高さの差は、１０μｍ以上、２００μｍ以下であることが望ましい。
【００５５】
以上の種々の好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る平面型表示装置の組立方法にあっては、アノード電極に印加する電圧を制御することで、電子放出源から電子を放出させてスペーサの微粒子層に衝突させることが好ましく、あるいは又、電子放出源には、電子放出源から放出される電子の軌道を制御する収束電極が備えられており、収束電極に印加する電圧を制御することでスペーサの微粒子層に衝突させることが好ましい。
【００５６】
上記の第２の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る平面型表示装置は、電子を放出する電子放出源が支持体に複数、形成されて成る第１パネルと、電子放出源から放出された電子が衝突する蛍光体層及びアノード電極が基板に形成されて成る第２パネルとが、それらの周縁部において接合され、第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間が真空に保持された平面型表示装置であって、
第２パネルにおいて、蛍光体層は基板表面に形成されており、アノード電極は蛍光体層上に形成されており、
蛍光体層が形成された基板の部分を基板に垂直な仮想平面で切断したときの、該蛍光体層の表面形状は略「Ｖ」字状であることを特徴とする。
【００５７】
本発明の第２の態様に係る平面型表示装置にあっては、蛍光体層が形成された基板の部分を基板に垂直な仮想平面で切断したときの、該基板の部分の表面形状が略「Ｖ」字状であることが望ましく、更には、略「Ｖ」字状の表面形状のアスペクト比は、０．２９以上（傾斜角３０度以上）、好ましくは０．８７以上（傾斜角６０度以上）であることが望ましい。
【００５８】
以上の種々の好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る平面型表示装置あるいは本発明の平面型表示装置の組立方法、本発明の第２の態様に係る平面型表示装置にあっては、平面型表示装置を、冷陰極電界電子放出表示装置とすることができるし、あるいは又、金属／絶縁膜／金属型素子（ＭＩＭ素子も呼ばれる）が組み込まれた平面型表示装置、表面伝導型電子放出素子が組み込まれた平面型表示装置とすることもできる。
【００５９】
本発明において、スペーサは、例えばセラミックスやガラスから構成することができる。スペーサをセラミックスから構成する場合、セラミックスとして、ムライトやアルミナ、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ジルコニア、コーディオライト、硼珪酸塩バリウム、珪酸鉄、ガラスセラミックス材料、これらに、酸化チタンや酸化クロム、酸化鉄、酸化バナジウム、酸化ニッケルを添加したもの等を例示することができる。この場合、所謂グリーンシートを成形して、グリーンシートを焼成し、係るグリーンシート焼成品を切断することによってスペーサを製造することができる。また、スペーサを構成するガラスとして、ソーダライムガラスを挙げることができる。スペーサは、例えば、隔壁と隔壁との間に挟み込んで固定すればよく、あるいは又、例えば、アノードパネルにスペーサ保持部を形成し、スペーサ保持部によって固定すればよい。スペーサの表面に微粒子層を形成する具体的な方法については、後述する。
【００６０】
ここで、平面型表示装置を、冷陰極電界電子放出表示装置とする場合、冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と略称する）は、
（ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる帯状のカソード電極、
（ｂ）カソード電極及び支持体上に形成された絶縁層、
（ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる帯状のゲート電極、
（ｄ）カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置するゲート電極及び絶縁層の部分に設けられ、底部にカソード電極が露出した開口部、及び、
（ｅ）開口部の底部に露出したカソード電極上に設けられた電子放出部、
から成る。
【００６１】
電界放出素子の型式は特に限定されず、スピント型電界放出素子（円錐形の電子放出部が、開口部の底部に位置するカソード電極の上に設けられた電界放出素子）や扁平型電界放出素子（略平面の電子放出部が、開口部の底部に位置するカソード電極の上に設けられた電界放出素子）を挙げることができる。
【００６２】
カソード電極の射影像とゲート電極の射影像とは直交することが、即ち、第１の方向と第２の方向とは直交することが、冷陰極電界電子放出表示装置の構造の簡素化といった観点から好ましい。そして、カソードパネルにおいては、電子放出領域が２次元マトリックス状に配列されており、各電子放出領域には、１又は複数の電界放出素子が設けられている。
【００６３】
電界放出素子は、一般に、以下の方法で製造することができる。
（１）支持体上にカソード電極を形成する工程、
（２）全面（支持体及びカソード電極上）に絶縁層を形成する工程、
（３）絶縁層上にゲート電極を形成する工程、
（４）カソード電極とゲート電極との重複領域におけるゲート電極及び絶縁層の部分に開口部を形成し、開口部の底部にカソード電極を露出させる工程、
（５）開口部の底部に位置するカソード電極上に電子放出部を形成する工程。
【００６４】
あるいは又、電界放出素子は、以下の方法で製造することもできる。
（１）支持体上にカソード電極を形成する工程、
（２）カソード電極上に電子放出部を形成する工程、
（３）全面（支持体及び電子放出部上、あるいは、支持体、カソード電極及び電子放出部上）に絶縁層を形成する工程、
（４）絶縁層上にゲート電極を形成する工程、
（５）カソード電極とゲート電極との重複領域におけるゲート電極及び絶縁層の部分に開口部を形成し、開口部の底部に電子放出部を露出させる工程。
【００６５】
先に説明したように、電界放出素子には収束電極が備えられていてもよい。即ち、例えばゲート電極及び絶縁層上には更に層間絶縁層が設けられ、層間絶縁層上に収束電極が設けられている電界放出素子、あるいは又、ゲート電極の上方に収束電極が設けられている電界放出素子とすることもできる。ここで、収束電極とは、開口部から放出され、アノード電極へ向かう放出電子の軌道を収束させ、以て、輝度の向上や隣接画素間の光学的クロストークの防止を可能とするための電極である。アノード電極とカソード電極との間の電位差が数キロボルトのオーダーであって、アノード電極とカソード電極との間の距離が比較的長い、所謂高電圧タイプの冷陰極電界電子放出表示装置において、収束電極は特に有効である。収束電極には、収束電極制御回路から相対的な負電圧（例えば、０ボルト）が印加される。収束電極は、必ずしも各電界放出素子毎に設けられている必要はなく、例えば、電界放出素子の所定の配列方向に沿って延在させることにより、複数の電界放出素子に共通の収束効果を及ぼすこともできる。
【００６６】
スピント型電界放出素子にあっては、電子放出部を構成する材料として、モリブデン、モリブデン合金、タングステン、タングステン合金、チタン、チタン合金、ニオブ、ニオブ合金、タンタル、タンタル合金、クロム、クロム合金、及び、不純物を含有するシリコン（ポリシリコンやアモルファスシリコン）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料を挙げることができる。スピント型電界放出素子の電子放出部は、真空蒸着法の他、例えばスパッタリング法やＣＶＤ法によっても形成することができる。
【００６７】
扁平型電界放出素子にあっては、電子放出部を構成する材料として、カソード電極を構成する材料よりも仕事関数Φの小さい材料から構成することが好ましく、どのような材料を選択するかは、カソード電極を構成する材料の仕事関数、ゲート電極とカソード電極との間の電位差、要求される放出電子電流密度の大きさ等に基づいて決定すればよい。電界放出素子におけるカソード電極を構成する代表的な材料として、タングステン（Φ＝４．５５ｅＶ）、ニオブ（Φ＝４．０２〜４．８７ｅＶ）、モリブデン（Φ＝４．５３〜４．９５ｅＶ）、アルミニウム（Φ＝４．２８ｅＶ）、銅（Φ＝４．６ｅＶ）、タンタル（Φ＝４．３ｅＶ）、クロム（Φ＝４．５ｅＶ）を例示することができる。電子放出部は、これらの材料よりも小さな仕事関数Φを有していることが好ましく、その値は概ね３ｅＶ以下であることが好ましい。係る材料として、炭素（Φ＜１ｅＶ）、セシウム（Φ＝２．１４ｅＶ）、ＬａＢ6（Φ＝２．６６〜２．７６ｅＶ）、ＢａＯ（Φ＝１．６〜２．７ｅＶ）、ＳｒＯ（Φ＝１．２５〜１．６ｅＶ）、Ｙ2Ｏ3（Φ＝２．０ｅＶ）、ＣａＯ（Φ＝１．６〜１．８６ｅＶ）、ＢａＳ（Φ＝２．０５ｅＶ）、ＴｉＮ（Φ＝２．９２ｅＶ）、ＺｒＮ（Φ＝２．９２ｅＶ）を例示することができる。仕事関数Φが２ｅＶ以下である材料から電子放出部を構成することが、一層好ましい。尚、電子放出部を構成する材料は、必ずしも導電性を備えている必要はない。
【００６８】
あるいは又、扁平型電界放出素子において、電子放出部を構成する材料として、係る材料の２次電子利得δがカソード電極を構成する導電性材料の２次電子利得δよりも大きくなるような材料から適宜選択してもよい。即ち、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属；ゲルマニウム（Ｇｅ）等の半導体；炭素やダイヤモンド等の無機単体；及び酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、フッ化バリウム（ＢａＦ2）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）等の化合物の中から、適宜選択することができる。尚、電子放出部を構成する材料は、必ずしも導電性を備えている必要はない。
【００６９】
あるいは又、扁平型電界放出素子にあっては、特に好ましい電子放出部の構成材料として、炭素、より具体的にはアモルファスダイヤモンドやグラファイト、カーボン・ナノチューブ構造体、ＺｎＯウィスカー、ＭｇＯウィスカー、ＳｎＯ2ウィスカー、ＭｎＯウィスカー、Ｙ2Ｏ3ウィスカー、ＮｉＯウィスカー、ＩＴＯウィスカー、Ｉｎ2Ｏ3ウィスカー、Ａｌ2Ｏ3ウィスカーを挙げることができる。電子放出部をこれらから構成する場合、５×１０6Ｖ／ｍ以下の電界強度にて、冷陰極電界電子放出表示装置に必要な放出電子電流密度を得ることができる。また、電子放出部を構成する材料が電気抵抗体であれば、各電子放出部から得られる放出電子電流を均一化することができ、よって、冷陰極電界電子放出表示装置に組み込まれた場合の輝度ばらつきの抑制が可能となる。更に、これらの材料は、冷陰極電界電子放出表示装置内の残留ガスのイオンによるスパッタ作用に対して極めて高い耐性を有するので、電界放出素子の長寿命化を図ることができる。
【００７０】
カーボン・ナノチューブ構造体として、具体的には、カーボン・ナノチューブ及び／又はグラファイト・ナノファイバーを挙げることができる。より具体的には、カーボン・ナノチューブから電子放出部を構成してもよいし、グラファイト・ナノファイバーから電子放出部を構成してもよいし、カーボン・ナノチューブとグラファイト・ナノファイバーの混合物から電子放出部を構成してもよい。カーボン・ナノチューブやグラファイト・ナノファイバーは、巨視的には、粉末状であってもよいし、薄膜状であってもよいし、場合によっては、カーボン・ナノチューブ構造体は円錐状の形状を有していてもよい。カーボン・ナノチューブやグラファイト・ナノファイバーは、周知のアーク放電法やレーザアブレーション法といったＰＶＤ法、プラズマＣＶＤ法やレーザＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、気相合成法、気相成長法といった各種のＣＶＤ法によって製造、形成することができる。
【００７１】
カソード電極、ゲート電極、収束電極の構成材料として、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属；これらの金属元素を含む合金（例えばＭｏＷ）あるいは化合物（例えばＴｉＮ等の窒化物や、ＷＳｉ2、ＭｏＳｉ2、ＴｉＳｉ2、ＴａＳｉ2等のシリサイド）；シリコン（Ｓｉ）等の半導体；ダイヤモンド等の炭素薄膜；ＩＴＯ（酸化インジウム−錫）、酸化インジウム、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物を例示することができる。また、これらの電極の形成方法として、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法といった蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法やイオンプレーティング法とエッチング法との組合せ；スクリーン印刷法；メッキ法（電気メッキ法や無電解メッキ法）；リフトオフ法；レーザアブレーション法；ゾル−ゲル法等を挙げることができる。スクリーン印刷法やメッキ法によれば、直接、例えば帯状のカソード電極やゲート電極を形成することが可能である。
【００７２】
絶縁層や層間絶縁層の構成材料として、ＳｉＯ2、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、ＳｉＯＮ、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低融点ガラス、ガラスペーストといったＳｉＯ2系材料；ＳｉＮ系材料；ポリイミド等の絶縁性樹脂を、単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。絶縁層や層間絶縁層の形成には、ＣＶＤ法、塗布法、スパッタリング法、スクリーン印刷法等の公知のプロセスが利用できる。
【００７３】
第１開口部（ゲート電極に形成された開口部）あるいは第２開口部（絶縁層に形成された開口部）の平面形状（支持体表面と平行な仮想平面で開口部を切断したときの形状）は、円形、楕円形、矩形、多角形、丸みを帯びた矩形、丸みを帯びた多角形等、任意の形状とすることができる。第１開口部の形成は、例えば、異方性エッチング、等方性エッチング、異方性エッチングと等方性エッチングの組合せによって行うことができ、あるいは又、ゲート電極の形成方法に依っては、第１開口部を直接形成することもできる。第２開口部の形成も、例えば、異方性エッチング、等方性エッチング、異方性エッチングと等方性エッチングの組合せによって行うことができる。
【００７４】
電界放出素子においては、電界放出素子の構造に依存するが、１つの開口部内に１つの電子放出部が存在してもよいし、１つの開口部内に複数の電子放出部が存在してもよいし、ゲート電極に複数の第１開口部を設け、係る第１開口部と連通する１つの第２開口部を絶縁層に設け、絶縁層に設けられた１つの第２開口部内に１又は複数の電子放出部が存在してもよい。
【００７５】
電界放出素子において、カソード電極と電子放出部との間に抵抗体層を設けてもよい。抵抗体層を設けることによって、電界放出素子の動作安定化、電子放出特性の均一化を図ることができる。抵抗体層を構成する材料として、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）やＳｉＣＮといったカーボン系材料、ＳｉＮ、アモルファスシリコン等の半導体材料、酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）、酸化タンタル、窒化タンタル等の高融点金属酸化物を例示することができる。抵抗体層の形成方法として、スパッタリング法や、ＣＶＤ法やスクリーン印刷法を例示することができる。１つの電子放出部当たりの電気抵抗値は、概ね１×１０6〜１×１０11Ω、好ましくは数十ギガΩとすればよい。
【００７６】
カソードパネルを構成する支持体として、あるいは又、アノードパネルを構成する基板として、ガラス基板、表面に絶縁膜が形成されたガラス基板、石英基板、表面に絶縁膜が形成された石英基板、表面に絶縁膜が形成された半導体基板を挙げることができるが、製造コスト低減の観点からは、ガラス基板、あるいは、表面に絶縁膜が形成されたガラス基板を用いることが好ましい。ガラス基板として、高歪点ガラス、ソーダガラス（Ｎａ2Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ2）、硼珪酸ガラス（Ｎａ2Ｏ・Ｂ2Ｏ3・ＳｉＯ2）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2）、鉛ガラス（Ｎａ2Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ2）を例示することができる。
【００７７】
冷陰極電界電子放出表示装置において、アノード電極と蛍光体層の構成例として、（１）基板上に、アノード電極を形成し、アノード電極の上に蛍光体層を形成する構成、（２）上述したように、基板上に、蛍光体層を形成し、蛍光体層上にアノード電極を形成する構成、を挙げることができる。尚、（１）の構成において、蛍光体層の上に、アノード電極と導通した所謂メタルバック膜を形成してもよい。また、（２）の構成において、アノード電極の上にメタルバック膜を形成してもよい。
【００７８】
アノード電極は、全体として１つのアノード電極から構成されていてもよいし、複数のアノード電極ユニットから構成されていてもよい。後者の場合、アノード電極ユニットとアノード電極ユニットとは抵抗体膜によって電気的に接続されている必要がある。抵抗体膜を構成する材料として、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）やＳｉＣＮといったカーボン系材料；ＳｉＮ系材料；酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）、酸化タンタル、窒化タンタル、酸化クロム、酸化チタン等の高融点金属酸化物；アモルファスシリコン等の半導体材料を挙げることができる。抵抗体膜のシート抵抗値として、１×１０-1Ω／□乃至１×１０10Ω／□、好ましくは１×１０3Ω／□乃至１×１０8Ω／□を例示することができる。アノード電極ユニットの数（Ｑ）は２以上であればよく、例えば、直線状に配列された蛍光体層の列の総数をｑ列としたとき、Ｑ＝ｑとし、あるいは、ｑ＝ｋ・Ｑ（ｋは２以上の整数であり、好ましくは１０≦ｋ≦１００、一層好ましくは２０≦ｋ≦５０）としてもよいし、一定の間隔をもって配設されるスペーサの数に１を加えた数とすることができるし、ピクセルの数あるいはサブピクセルの数と一致した数、あるいは、ピクセルの数あるいはサブピクセルの数の整数分の一とすることもできる。また、各アノード電極ユニットの大きさは、アノード電極ユニットの位置に拘わらず同じとしてもよいし、アノード電極ユニットの位置に依存して異ならせてもよい。
【００７９】
アノード電極（アノード電極ユニットを包含する）は、導電材料層を用いて形成すればよい。導電材料層の形成方法として、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法といった蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法といった各種のＰＶＤ法；各種のＣＶＤ法；スクリーン印刷法；リフトオフ法；ゾル−ゲル法等を挙げることができる。即ち、導電材料から成る導電材料層を形成し、リソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、この導電材料層をパターニングしてアノード電極を形成することができる。あるいは又、アノード電極のパターンを有するマスクやスクリーンを介して導電材料をＰＶＤ法やスクリーン印刷法に基づき形成することによって、アノード電極を得ることもできる。尚、抵抗体膜も同様の方法で形成することができる。即ち、抵抗体材料から抵抗体膜を形成し、リソグラフィ技術及びエッチング技術に基づきこの抵抗体膜をパターニングしてもよいし、あるいは、抵抗体膜のパターンを有するマスクやスクリーンを介して抵抗体材料のＰＶＤ法やスクリーン印刷法に基づく形成により、抵抗体膜を得ることができる。基板上（あるいは基板上方）におけるアノード電極の平均厚さ（後述するように隔壁を設ける場合、隔壁の頂面上におけるアノード電極の平均厚さ）として、３×１０-8ｍ（３０ｎｍ）乃至１．５×１０-7ｍ（１５０ｎｍ）、好ましくは５×１０-8ｍ（５０ｎｍ）乃至１×１０-7ｍ（１００ｎｍ）を例示することができる。
【００８０】
アノード電極の構成材料は、冷陰極電界電子放出表示装置の構成によって適宜選択すればよい。即ち、冷陰極電界電子放出表示装置が透過型（アノードパネルが表示面に相当する）であって、且つ、基板上にアノード電極と蛍光体層がこの順に積層されている場合には、基板は元より、アノード電極自身も透明である必要があり、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料を用いる。一方、冷陰極電界電子放出表示装置が反射型（カソードパネルが表示面に相当する）である場合、及び、透過型であっても基板上に蛍光体層とアノード電極とがこの順に積層されている場合には、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属；これらの金属元素を含む合金あるいは化合物（例えばＴｉＮ等の窒化物や、ＷＳｉ2、ＭｏＳｉ2、ＴｉＳｉ2、ＴａＳｉ2等のシリサイド）；シリコン（Ｓｉ）等の半導体；ダイヤモンド等の炭素薄膜；ＩＴＯ（酸化インジウム−錫）、酸化インジウム、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物を例示することができる。尚、抵抗体膜を形成する場合、抵抗体膜の抵抗値を変化させない導電材料からアノード電極を構成することが好ましく、例えば、抵抗体膜をシリコンカーバイド（ＳｉＣ）から構成した場合、アノード電極をモリブデン（Ｍｏ）から構成することが好ましい。
【００８１】
蛍光体層は、単色の蛍光体粒子から構成されていても、３原色の蛍光体粒子から構成されていてもよい。また、蛍光体層の配列様式は、ドット状であっても、帯状であってもよい。尚、ドット状や帯状の配列様式においては、隣り合う蛍光体層の間の隙間がコントラスト向上を目的とした光吸収層（ブラックマトリックス）で埋め込まれていてもよい。
【００８２】
冷陰極電界電子放出表示装置がカラー表示の場合、直線状に配列された蛍光体層の１列は、全てが赤色発光蛍光体層で占められた列、緑色発光蛍光体層で占められた列、及び、青色発光蛍光体層で占められた列から構成されていてもよいし、赤色発光蛍光体層、緑色発光蛍光体層、及び、青色発光蛍光体層が順に配置された列から構成されていてもよい。ここで、蛍光体層とは、アノードパネル上において１つの輝点を生成する蛍光体層であると定義する。また、１画素（１ピクセル）は、１つの赤色発光蛍光体層、１つの緑色発光蛍光体層、及び、１つの青色発光蛍光体層の集合から構成され、１サブピクセルは、１つの蛍光体層（１つの赤色発光蛍光体層、あるいは、１つの緑色発光蛍光体層、あるいは、１つの青色発光蛍光体層）から構成される。更には、アノード電極ユニットにおける１サブピクセルに相当する大きさとは、１つの蛍光体層を囲むアノード電極ユニットの大きさを意味する。
【００８３】
蛍光体層は、発光性結晶粒子（例えば、粒径５〜１０ｎｍ程度の蛍光体粒子）から調製された発光性結晶粒子組成物を使用し、例えば、赤色の感光性の発光性結晶粒子組成物（赤色蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、赤色発光蛍光体層を形成し、次いで、緑色の感光性の発光性結晶粒子組成物（緑色蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、緑色発光蛍光体層を形成し、更に、青色の感光性の発光性結晶粒子組成物（青色蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、青色発光蛍光体層を形成する方法にて形成することができる。基板上における蛍光体層の平均厚さは、限定するものではないが、３μｍ乃至２０μｍ、好ましくは５μｍ乃至１０μｍであることが望ましい。
【００８４】
発光性結晶粒子を構成する蛍光体材料としては、従来公知の蛍光体材料の中から適宜選択して用いることができる。カラー表示の場合、色純度がＮＴＳＣで規定される３原色に近く、３原色を混合した際の白バランスがとれ、残光時間が短く、３原色の残光時間がほぼ等しくなる蛍光体材料を組み合わせることが好ましい。赤色発光蛍光体層を構成する蛍光体材料として、（Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ）、（Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ）、（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｅｕ）、（Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕ）、（Ｚｎ3（ＰＯ4）2：Ｍｎ）を例示することができるが、中でも、（Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ）、（Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ）を用いることが好ましい。また、緑色発光蛍光体層を構成する蛍光体材料として、（ＺｎＳｉＯ2：Ｍｎ）、（Ｓｒ4Ｓｉ3Ｏ8Ｃｌ4：Ｅｕ）、（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）、（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ）、［（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ］、（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｔｂ）、（Ｙ2ＳｉＯ5：Ｔｂ）、［Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｔｂ］、（ＺｎＢａＯ4：Ｍｎ）、（ＧｂＢＯ3：Ｔｂ）、（Ｓｒ6ＳｉＯ3Ｃｌ3：Ｅｕ）、（ＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｍｎ）、（ＳｃＢＯ3：Ｔｂ）、（Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ）、（ＺｎＯ：Ｚｎ）、（Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ）、（ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ）を例示することができるが、中でも、（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）、（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ）、［（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ］、（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｔｂ）、［Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｔｂ］、（Ｙ2ＳｉＯ5：Ｔｂ）を用いることが好ましい。更には、青色発光蛍光体層を構成する蛍光体材料として、（Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ）、（ＣａＷＯ4：Ｐｂ）、ＣａＷＯ4、ＹＰ0.85Ｖ0.15Ｏ4、（ＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｅｕ）、（Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ）、（Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｓｎ）、（ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ）、（ＺｎＳ：Ａｇ）、ＺｎＭｇＯ、ＺｎＧａＯ4を例示することができるが、中でも、（ＺｎＳ：Ａｇ）、（ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ）を用いることが好ましい。
【００８５】
アノードパネルには、更に、蛍光体層から反跳した電子、あるいは、蛍光体層から放出された二次電子が他の蛍光体層に入射し、所謂光学的クロストーク（色濁り）が発生することを防止するための、あるいは又、蛍光体層から反跳した電子、あるいは、蛍光体層から放出された二次電子が隔壁を越えて他の蛍光体層に向かって侵入したとき、これらの電子が他の蛍光体層と衝突することを防止するための、隔壁が、複数、設けられていることが好ましい。
【００８６】
隔壁の平面形状としては、格子形状（井桁形状）、即ち、１サブピクセルに相当する、例えば平面形状が略矩形（ドット状）の蛍光体層の四方を取り囲む形状を挙げることができ、あるいは、略矩形あるいは帯状の蛍光体層の対向する二辺と平行に延びる帯状形状を挙げることができる。隔壁を格子形状とする場合、１つの蛍光体層の領域の四方を連続的に取り囲む形状としてもよいし、不連続に取り囲む形状としてもよい。隔壁を帯状形状とする場合、連続した形状としてもよいし、不連続な形状としてもよい。隔壁を形成した後、隔壁を研磨し、隔壁の頂面の平坦化を図ってもよい。
【００８７】
隔壁の形成方法として、スクリーン印刷法、ドライフィルム法、感光法、サンドブラスト形成法を例示することができる。ここで、スクリーン印刷法とは、隔壁を形成すべき部分に対応するスクリーンの部分に開口が形成されており、スクリーン上の隔壁形成用材料をスキージを用いて開口を通過させ、基板上に隔壁形成用材料層を形成した後、係る隔壁形成用材料層を焼成する方法である。ドライフィルム法とは、基板上に感光性フィルムをラミネートし、露光及び現像によって隔壁形成予定部位の感光性フィルムを除去し、除去によって生じた開口に隔壁形成用の材料を埋め込み、焼成する方法である。感光性フィルムは焼成によって燃焼、除去され、開口に埋め込まれた隔壁形成用の材料が残り、隔壁となる。感光法とは、基板上に感光性を有する隔壁形成用材料層を形成し、露光及び現像によってこの隔壁形成用材料層をパターニングした後、焼成を行う方法である。サンドブラスト形成法とは、例えば、スクリーン印刷やロールコーター、ドクターブレード、ノズル吐出式コーター等を用いて隔壁形成用材料層を基板上に形成し、乾燥させた後、隔壁を形成すべき隔壁形成用材料層の部分をマスク層で被覆し、次いで、露出した隔壁形成用材料層の部分をサンドブラスト法によって除去する方法である。
【００８８】
蛍光体層からの光を吸収する光吸収層が隔壁と基板との間に形成されていることが、表示画像のコントラスト向上といった観点から好ましい。ここで、光吸収層は、所謂ブラックマトリックスとして機能する。光吸収層を構成する材料として、蛍光体層からの光を９９％以上吸収する材料を選択することが好ましい。このような材料として、カーボン、金属薄膜（例えば、クロム、ニッケル、アルミニウム、モリブデン等、あるいは、これらの合金）、金属酸化物（例えば、酸化クロム）、金属窒化物（例えば、窒化クロム）、耐熱性有機樹脂、ガラスペースト、黒色顔料や銀等の導電性粒子を含有するガラスペースト等の材料を挙げることができ、具体的には、感光性ポリイミド樹脂、酸化クロムや、酸化クロム／クロム積層膜を例示することができる。尚、酸化クロム／クロム積層膜においては、クロム膜が基板と接する。光吸収層は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法とエッチング法との組合せ、真空蒸着法やスパッタリング法、スピンコーティング法とリフトオフ法との組合せに、スクリーン印刷法、リソグラフィ技術等、使用する材料に依存して適宜選択された方法にて形成することができる。
【００８９】
冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、カソード電極及びゲート電極に印加された電圧によって生じた強電界が電子放出部に加わる結果、量子トンネル効果により電子放出部から電子が放出される。そして、この電子は、アノードパネルに設けられたアノード電極によってアノードパネルへと引き付けられ、蛍光体層に衝突する。そして、蛍光体層への電子の衝突の結果、蛍光体層が発光し、画像として認識することができる。
【００９０】
冷陰極電界電子放出表示装置において、カソード電極はカソード電極制御回路に接続され、ゲート電極はゲート電極制御回路に接続され、アノード電極はアノード電極制御回路に接続されている。尚、これらの制御回路は周知の回路から構成することができる。実作動時、アノード電極制御回路の出力電圧ｖAは、通常、一定であり、例えば、５キロボルト〜１２キロボルトとすることができる。あるいは又、アノードパネルとカソードパネルとの間の距離をｄ（但し、０．５ｍｍ≦ｄ≦１０ｍｍ）としたとき、ｖA／ｄ（単位：キロボルト／ｍｍ）の値は、０．５以上２０以下、好ましくは１以上１０以下、一層好ましくは５以上１０以下を満足することが望ましい。
【００９１】
冷陰極電界電子放出表示装置の実動作時、カソード電極に印加する電圧ｖC及びゲート電極に印加する電圧ｖGに関しては、階調制御方式として電圧変調方式を採用した場合、
（１）カソード電極に印加する電圧ｖCを一定とし、ゲート電極に印加する電圧ｖGを変化させる方式
（２）カソード電極に印加する電圧ｖCを変化させ、ゲート電極に印加する電圧ｖGを一定とする方式
（３）カソード電極に印加する電圧ｖCを変化させ、且つ、ゲート電極に印加する電圧ｖGも変化させる方式がある。
【００９２】
カソードパネルとアノードパネルとを周縁部において接合するが、接合は接着層を用いて行ってもよいし、あるいは、ガラスやセラミックス等の絶縁剛性材料から成る枠体と接着層とを併用して行ってもよい。枠体と接着層とを併用する場合には、枠体の高さを適宜選択することにより、接着層のみを使用する場合に比べ、カソードパネルとアノードパネルとの間の対向距離をより長く設定することが可能である。尚、接着層の構成材料としては、フリットガラスが一般的であるが、融点が１２０〜４００゜Ｃ程度の所謂低融点金属材料を用いてもよい。係る低融点金属材料としては、Ｉｎ（インジウム：融点１５７゜Ｃ）；インジウム−金系の低融点合金；Ｓｎ80Ａｇ20（融点２２０〜３７０゜Ｃ）、Ｓｎ95Ｃｕ5（融点２２７〜３７０゜Ｃ）等の錫（Ｓｎ）系高温はんだ；Ｐｂ97.5Ａｇ2.5（融点３０４゜Ｃ）、Ｐｂ94.5Ａｇ5.5（融点３０４〜３６５゜Ｃ）、Ｐｂ97.5Ａｇ1.5Ｓｎ1.0（融点３０９゜Ｃ）等の鉛（Ｐｂ）系高温はんだ；Ｚｎ95Ａｌ5（融点３８０゜Ｃ）等の亜鉛（Ｚｎ）系高温はんだ；Ｓｎ5Ｐｂ95（融点３００〜３１４゜Ｃ）、Ｓｎ2Ｐｂ98（融点３１６〜３２２゜Ｃ）等の錫−鉛系標準はんだ；Ａｕ88Ｇａ12（融点３８１゜Ｃ）等のろう材（以上の添字は全て原子％を表す）を例示することができる。
【００９３】
カソードパネルとアノードパネルと枠体の三者を接合する場合、三者を同時に接合してもよいし、あるいは、第１段階でカソードパネル又はアノードパネルのいずれか一方と枠体とを接合し、第２段階でカソードパネル又はアノードパネルの他方と枠体とを接合してもよい。三者同時接合や第２段階における接合を高真空雰囲気中で行えば、カソードパネルとアノードパネルと枠体と接着層とにより囲まれた空間は、接合と同時に真空となる。あるいは、三者の接合終了後、カソードパネルとアノードパネルと枠体と接着層とによって囲まれた空間を排気し、真空とすることもできる。接合後に排気を行う場合、接合時の雰囲気の圧力は常圧／減圧のいずれであってもよく、また、雰囲気を構成する気体は、大気であっても、あるいは窒素ガスや周期律表０族に属するガス（例えばＡｒガス）を含む不活性ガスであってもよい。
【００９４】
排気を行う場合、排気は、カソードパネル及び／又はアノードパネルに予め接続されたチップ管を通じて行うことができる。チップ管は、典型的にはガラス管を用いて構成され、カソードパネル及び／又はアノードパネルの無効領域（冷陰極電界電子放出表示装置としての実用上の機能を果たす中央部の表示領域である有効領域を額縁状に包囲する領域）に設けられた貫通部の周囲に、フリットガラス又は上述の低融点金属材料を用いて接合され、空間が所定の真空度に達した後、熱融着によって封じ切られる。尚、封じ切りを行う前に、冷陰極電界電子放出表示装置全体を一旦加熱してから降温させると、空間に残留ガスを放出させることができ、この残留ガスを排気により空間外へ除去することができるので好適である。
【発明の効果】
【００９５】
本発明のスペーサ、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置あるいは本発明の平面型表示装置の組立方法にあっては、スペーサの表面にゲッター効果を有する微粒子から成る微粒子層が形成されているので、スペーサに電子が衝突してスペーサ表面に吸着したガスが放出されても、係るガスは直ちに微粒子層によって捕捉される。それ故、簡素な構造であるにも拘わらず、電子放出部において電子放出特性が劣化することを確実に抑制することができる。また、本発明の第２の態様に係る平面型表示装置にあっては、蛍光体層が形成された基板の部分を基板に垂直な仮想平面で切断したときの蛍光体層の表面形状は略「Ｖ」字状であるが故に、蛍光体層から飛び出し、スペーサに衝突し、あるいは又、隣接する蛍光体層に侵入する後方散乱電子の量を確実に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９６】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【実施例１】
【００９７】
実施例１は、本発明のスペーサ、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置及びその組立方法に関する。実施例１における平面型表示装置は冷陰極電界電子放出表示装置（以下、表示装置と略称する）であり、この表示装置を構成する第１パネル（カソードパネルＣＰ）及び第２パネル（アノードパネルＡＰ）は、図２及び図３あるいは図４を参照して説明した表示装置におけるカソードパネルＣＰ及びアノードパネルＡＰと同じ構成、構造を有する。尚、以下の説明においては、第１パネルをカソードパネルＣＰと呼び、第２パネルをアノードパネルＡＰと呼ぶ。即ち、実施例１の表示装置にあっては、電子を放出する電子放出源に相当するスピント型電界放出素子や扁平型電界放出素子が支持体１０に複数、形成されて成る第１パネル（カソードパネルＣＰ）と、電子放出源（スピント型電界放出素子や扁平型電界放出素子）から放出された電子が衝突する蛍光体層２２及びアノード電極２４が基板２０に形成されて成る第２パネル（アノードパネルＡＰ）とが、それらの周縁部において接合され、第１パネル（カソードパネルＣＰ）と第２パネル（アノードパネルＡＰ）とによって挟まれた空間が真空に保持されている。
【００９８】
スピント型電界放出素子が形成されたカソードパネルＣＰ及びアノードパネルＡＰの概念的な一部端面図を図２に示し、扁平型電界放出素子が形成されたカソードパネルＣＰ及びアノードパネルＡＰの概念的な一部端面図を図４に示すが、カソードパネルＣＰは、
（Ａ）支持体１０、
（Ｂ）支持体１０上に形成され、第１の方向に延びる帯状の複数のカソード電極１１、
（Ｃ）カソード電極１１及び支持体１０上に形成された絶縁層１２、
（Ｄ）絶縁層１２上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる帯状の複数のゲート電極１３、
（Ｅ）カソード電極１１とゲート電極１３の重複する重複領域に位置するゲート電極１３及び絶縁層１２の部分に設けられ、底部にカソード電極１１が露出した複数の開口部１４（ゲート電極１３に設けられた第１開口部１４Ａと、絶縁層１２に設けられた第２開口部１４Ｂ）、及び、
（Ｆ）カソード電極１１とゲート電極１３の重複する重複領域に位置し、開口部１４の底部に露出したカソード電極１１上に設けられた電子放出部１５，１５Ａを有する電子放出領域ＥＡ、
を具備している。
【００９９】
また、冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と略称する）は、
（ａ）支持体１０上に形成され、第１の方向に延びる帯状のカソード電極１１、
（ｂ）カソード電極１１及び支持体１０上に形成された絶縁層１２、
（ｃ）絶縁層１２上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる帯状のゲート電極１３、
（ｄ）カソード電極１１とゲート電極１３の重複する重複領域に位置するゲート電極１３及び絶縁層１２の部分に設けられ、底部にカソード電極１１が露出した開口部１４（ゲート電極１３に設けられた第１開口部１４Ａと、絶縁層１２に設けられた第２開口部１４Ｂ）、及び、
（ｅ）開口部１４の底部に露出したカソード電極１１上に設けられた電子放出部１５，１５Ａ、
から成る。ここで、電子放出部１５は、円錐形の電子放出部であり、電子放出部１５Ａは、例えば、マトリックスに一部が埋め込まれた多数のカーボン・ナノチューブから構成されている。
【０１００】
尚、カソードパネルＣＰにおいて、カソード電極１１は、第１方向（図面の紙面と平行な方向）に延びる帯状であり、ゲート電極１３は、第１方向とは異なる第２方向（図面の紙面に垂直な方向）に延びる帯状である（図３も参照）。一般に、カソード電極１１とゲート電極１３とは、これらの両電極１１，１３の射影像が互いに直交する方向に各々帯状に形成されている。１サブピクセルに相当する電子放出領域ＥＡには、複数の電界放出素子が設けられている。また、収束電極１６が、電界放出素子の所定の配列方向に沿って層間絶縁層１７上に設けられており、複数の電界放出素子に共通の収束効果を及ぼすことができる。
【０１０１】
実施例１の表示装置は、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとによって挟まれた空間は真空状態（圧力：例えば１０-3Ｐａ以下）とされている。カソードパネルＣＰ及びアノードパネルＡＰを分解したときのカソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰの一部分の模式的な分解斜視図は、図３に示したと同様である。
【０１０２】
アノードパネルＡＰは、基板２０、並びに、この基板２０上に形成された蛍光体層２２（カラー表示の場合、赤色発光蛍光体層２２Ｒ、緑色発光蛍光体層２２Ｇ、青色発光蛍光体層２２Ｂ）、及び、蛍光体層２２を覆うアノード電極２４から構成されている。即ち、アノードパネルＡＰは、より具体的には、基板２０、基板２０上に形成された隔壁２１と隔壁２１との間の基板２０上に形成され、多数の蛍光体粒子から成る蛍光体層２２（赤色発光蛍光体層２２Ｒ、緑色発光蛍光体層２２Ｇ、青色発光蛍光体層２２Ｂ）、及び、蛍光体層２２上に形成されたアノード電極２４を備えている。アノード電極２４は、有効領域を覆う薄い１枚のシート状であり、アノード電極制御回路３３に接続されている。アノード電極２４は、厚さ約７０ｎｍのアルミニウムから成り、隔壁２１及び蛍光体層２２を覆う状態で設けられている。蛍光体層２２と蛍光体層２２との間であって、隔壁２１と基板２０との間には、表示画像の色濁り、光学的クロストークの発生を防止するために、光吸収層（ブラックマトリックス）２３が形成されている。
【０１０３】
そして、第１パネルであるカソードパネルＣＰと第２パネルであるアノードパネルＡＰとの間には、スペーサ４０が配置されている。
【０１０４】
隔壁２１とスペーサ４０と蛍光体層２２の配置状態の一例を模式的に図５〜図１０に示す。尚、図２あるいは図４に示すアノードパネルＡＰの模式的な一部端面図における蛍光体層等の配列を、図６あるいは図８に示す構成としている。また、図５〜図１０においてはアノード電極の図示を省略している。隔壁２１の平面形状としては、格子形状（井桁形状）、即ち、１サブピクセルに相当する、例えば平面形状が略矩形の蛍光体層２２の四方を取り囲む形状（図５、図６、図７、図８参照）、あるいは、略矩形の（あるいは帯状の）蛍光体層２２の対向する二辺と平行に延びる帯状形状を挙げることができる（図９及び図１０参照）。尚、図９に示す蛍光体層２２にあっては、蛍光体層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを、図９の上下方向に延びる帯状とすることもできる。隔壁２１の一部は、スペーサ４０を保持するためのスペーサ保持部２５としても機能する。
【０１０５】
実施例１の表示装置において、カソード電極１１はカソード電極制御回路３１に接続され、ゲート電極１３はゲート電極制御回路３２に接続され、アノード電極２４はアノード電極制御回路３３に接続されている。これらの制御回路は周知の回路から構成することができる。表示装置の実動作時、アノード電極制御回路３３の出力電圧ｖAは、通常、一定であり、例えば、５キロボルト〜１２キロボルトとすることができる。一方、表示装置の実動作時、カソード電極１１に印加する電圧ｖC及びゲート電極１３に印加する電圧ｖGに関しては、
（１）カソード電極１１に印加する電圧ｖCを一定とし、ゲート電極１３に印加する電圧ｖGを変化させる方式
（２）カソード電極１１に印加する電圧ｖCを変化させ、ゲート電極１３に印加する電圧ｖGを一定とする方式
（３）カソード電極１１に印加する電圧ｖCを変化させ、且つ、ゲート電極１３に印加する電圧ｖGも変化させる方式
のいずれを採用してもよい。
【０１０６】
表示装置の実動作時、カソード電極１１には相対的に負電圧がカソード電極制御回路３１から印加され、ゲート電極１３には相対的に正電圧がゲート電極制御回路３２から印加され、アノード電極２４にはゲート電極１３よりも更に高い正電圧がアノード電極制御回路３３から印加される。係る表示装置において表示を行う場合、例えば、カソード電極１１にカソード電極制御回路３１から走査信号を入力し、ゲート電極１３にゲート電極制御回路３２からビデオ信号を入力する。尚、カソード電極１１にカソード電極制御回路３１からビデオ信号を入力し、ゲート電極１３にゲート電極制御回路３２から走査信号を入力してもよい。カソード電極１１とゲート電極１３との間に電圧を印加した際に生ずる電界により、量子トンネル効果に基づき電子放出部１５，１５Ａから電子が放出され、この電子がアノード電極２４に引き付けられ、アノード電極２４を通過して蛍光体層２２に衝突する。その結果、蛍光体層２２が励起されて発光し、所望の画像を得ることができる。つまり、この表示装置の動作は、基本的に、ゲート電極１３に印加される電圧ｖG、及びカソード電極１１に印加される電圧ｖCによって制御される。
【０１０７】
図１にスペーサ４０の模式的な断面図を示すが、実施例１においては、スペーサ４０は、例えば、１２ｋＶの絶縁耐圧が確保できる材料から選択されており、具体的には、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3，純度９９．８％）から成る。スペーサ４０の長さは１００ｍｍ、高さは３ｍｍ、厚さは５０μｍである。スペーサ４０の表面には、ゲッター効果を有する微粒子４２から成る微粒子層４１が形成されている。具体的には、微粒子４２は、ガスアトマイズ法で製造された球状粉末の微粒子であり、微粒子４２の一部分の表面は、酸化膜４３（図面には、被膜４３と表示する）で被覆されている。微粒子４２は、より具体的には、平均粒径０．５μｍ、純度９９．９８％のチタン（Ｔｉ）から成る。スペーサ４０の頂面及び底面には、接触電極４４，４５が設けられている。接触電極４４はアノード電極２４と接触し、接触電極４５は収束電極１６と接触し、これによって、スペーサ４０を所定の電位に保持することができる。
【０１０８】
尚、図１においては、微粒子４２の表面の全てが、被膜４３で被覆されているように図示しているが、実際には、微粒子４２の一部分の表面が被膜４３で被覆されている。また、図１において、微粒子層４１においては、微粒子４２が、あたかも、最密充填構造にて積層されているように図示しているが、実際には、微粒子４２は、或る程度、ランダムに積層されている。また、図１以外の図面においては、微粒子層４１等の図示は省略している。
【０１０９】
スペーサ４０の表面における微粒子層４１の形成は、図１１に概念図を示すプラズマアーク装置を使用し、以下に説明するプラズマ溶射法に基づき行った。
【０１１０】
このプラズマアーク装置は、ステンレス鋼から作製された真空チャンバー１０１と、ターボ分子ポンプ１０２（排気能力３０００リットル／秒）と、ドライポンプ１０３とを備えており、真空チャンバー１０１内の到達真空度は約１×１０-5Ｐａである。そして、このプラズマアーク装置には、アーク放電を起こす部分が設置されている。具体的には、アーク電極陰極１０８とアーク電極陽極１０９との間に、アーク放電電源１１０から高電圧（０．８ｋＶ）を印加してアーク放電を起こさせる。アーク放電を安定して維持するために、アーク・キャリアガス（アルゴンガス）をガス供給ノズル１１１からアーク電極陰極１０８とアーク電極陽極１０９との間に導入する。
【０１１１】
一方、微粒子４２は、微粒子／ガス混合槽１０４に封入されており、アルゴンガスから成る原料キャリアガスを微粒子／ガス混合槽１０４に導入することで、微粒子４２が微粒子／ガス混合槽１０４内で舞い上がり、原料キャリアガスと微粒子４２とが混合された状態が作り出される。そして、この原料キャリアガスと微粒子４２との混合体が、微粒子供給ノズル１１２から真空チャンバー１０１内に供給される。そして、微粒子４２は、アーク・プラズマ流１１３によって高温に加熱され、スペーサ４０に向かって輸送される。
【０１１２】
アーク・プラズマ流を広い面積に亙り均一化し、スペーサ４０付近まで微粒子４２を高い励起状態で輸送することを目的として、真空チャンバー１０１には誘導コイル１１４が巻かれており、誘導コイル１１４には高周波電源１１５から高周波（１３．５６ＭＨｚ）が印加される。
【０１１３】
スペーサ４０は試料台１０５の上に配置されており、試料台１０５を８００゜Ｃまで加熱できるようにヒータ１０６が設置され、ヒータコントローラー１０７によって一定温度になるように制御される。試料台１０５には、約２０個のスペーサ４０を載置することができる。
【０１１４】
以下、スペーサ４０の表面に微粒子層４１を形成する方法を説明するが、最初に、スペーサ４０の一方の表面に微粒子層４１を形成し、次いで、スペーサ４０の他方の表面に微粒子層４１を形成する。微粒子コーティングのプロセス条件を以下の表１に例示する。
【０１１５】
［表１］
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【０１１６】
［工程−Ａ］（クリーニング工程）
先ず、プラズマ溶射時に微粒子４２がスペーサ４０の表面に密着性良く付着できるように、スペーサ４０を真空チャンバー１０１内に搬入し、ターボ分子ポンプ１０２及びドライポンプ１０３を作動させて真空チャンバー１０１を真空とした後、予め頂面及び底面に接触電極４４，４５が設けられたスペーサ４０を洗浄し、スペーサ４０の表面の自然酸化膜や有機物の汚染物質を除去する。
【０１１７】
［工程−Ｂ］（プラズマ溶射工程）
次いで、アーク電極陰極１０８及びアーク電極陽極１０９にアーク放電電源１１０から高電圧（０．８ｋＶ）を印加してアーク放電を起こさせ、アーク・キャリアガス（アルゴンガス）をガス供給ノズル１１１からアーク電極陰極１０８とアーク電極陽極１０９との間に導入し、微粒子／ガス混合槽１０４内からの原料キャリアガスと微粒子４２との混合体を微粒子供給ノズル１１２から真空チャンバー１０１内に供給する。微粒子４２は、アーク・プラズマ流１１３によって高温に加熱され、スペーサ４０に向かって輸送され、スペーサ４０の表面に堆積する。このプラズマ流の雰囲気を水素ガス雰囲気とすることで、微粒子４２の表面に存在する薄い自然酸化膜が還元され、除去される。また、雰囲気ガスにより、微粒子４２が僅かな酸素によって酸化されることを防止している。この状態では、微粒子４２の表面に酸化膜が存在しない状態で、スペーサ４０の表面に微粒子４２は付着する。成膜レートを０．０５ｎｍ／秒とする。このようにして、スペーサ４０の一方の表面に微粒子層４１を形成し、次いで、スペーサ４０の他方の表面に微粒子層４１を形成する。
【０１１８】
［工程−Ｃ］（真空引き）
その後、微粒子４２の表面に吸着した雰囲気ガス（水素ガス）等のガスを除去する。
【０１１９】
［工程−Ｄ］（表面酸化）
次に、真空チャンバー１０１内にプロセスガスとして酸素ガスを導入することで微粒子４２の表面に酸化膜４３を形成する。このときの酸化レートを、０．１ｎｍ／秒程度とする。このように、微粒子４２の表面を酸化して微粒子４２の表面に酸化膜４３を形成することで、微粒子４２の表面を不活性化させる。これによって、微粒子４２を空気に晒したときに、更なる酸化の進行を防止することができる。
【０１２０】
［工程−Ｅ］（真空引き）
その後、真空チャンバー１０１を真空引きすることで、微粒子４２の表面に吸着した酸素ガス及び水素ガスを脱離させる。次いで、スペーサ４０の温度を５０゜Ｃ程度まで降温してから、スペーサ４０を真空チャンバー１０１から搬出する。
【０１２１】
得られたスペーサ４０において、微粒子層４１の膜厚は１μｍであり、比抵抗率は約１０5Ω／□、ＢＥＴ法にて測定した比表面積は約５００ｍ2／グラムであった。
【０１２２】
以下、実施例１の平面型表示装置の組立方法を説明する。
【０１２３】
［工程−１００］
電子を放出する電子放出源に相当する電界放出素子が支持体１０に複数、形成されて成る第１パネル（カソードパネルＣＰ）と、電子放出源（スピント型電界放出素子や扁平型電界放出素子）から放出された電子が衝突する蛍光体層２２及びアノード電極２４が基板２０に形成されて成る第２パネル（アノードパネルＡＰ）とを準備する。電界放出素子の形成方法については、後述する。また、上述したとおり、スペーサ４０を作製しておく。
【０１２４】
［工程−１１０］
そして、表示装置の組み立てを行う。具体的には、アノードパネルＡＰの有効領域に設けられたスペーサ保持部２５にスペーサ４０を取り付け、蛍光体層２２と電子放出領域ＥＡとが対向するようにアノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとを配置し、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰ（より具体的には、基板２０と支持体１０）とを、セラミックスやガラスから作製された枠体２６を介して、周縁部において接合する。接合に際しては、枠体２６とアノードパネルＡＰとの接合部位、及び、枠体２６とカソードパネルＣＰ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ＡＰとカソードパネルＣＰと枠体２６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゜Ｃで１０〜３０分の本焼成を行う。
【０１２５】
［工程−１２０］
その後、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体とフリットガラス（図示せず）とによって囲まれた空間を貫通孔（図示せず）及びチップ管（図示せず）を通じて排気し、空間の圧力が１０-5Ｐａ程度に達した時点で、アノード電極２４、カソード電極１１、ゲート電極１３、収束電極１６に、表２に例示する電圧を印加して、電界放出素子を構成する電子放出部１５，１５Ａから電子を放出させた。このようにアノード電極２４に印加する電圧を、通常の作動状態における電圧（例えば、１０キロボルト〜１２キロボルト）よりも低くすることによって、通常の作動時よりも、電子ビームの広がりが大きくなる結果、電子放出部１５，１５Ａから放出された電子の一部は、スペーサ４０に直接、衝突する。このようにスペーサ４０に電子が、直接、衝突することで、スペーサ４０の表面に形成された微粒子層４１における微粒子４２の表面の酸化膜４３が徐々に還元されて、微粒子４２の活性な表面が露出する。尚、併せて、収束電極１６に印加する電圧を制御することで、電子放出源である電子放出部１５，１５Ａから放出された電子をスペーサ４０の微粒子層４１に一層多量に衝突させることができる。即ち、収束電極１６に正の電圧を印加して、電子ビームの広がりを一層大きくしてもよい。このように、電子放出部１５，１５Ａから放出される電子ビームを利用して微粒子４２を活性化させることで、ゲッター効果を生じさせることができる。それ故、微粒子４２を活性化させるための加熱処理等の活性化処理は不要である。
【０１２６】
［表２］
アノード電極：０．８キロボルト
カソード電極：０ボルト
ゲート電極  ：２５ボルト（デューティ０．３％の矩形波）
収束電極    ：０ボルト（表示装置の動作時の印加電圧）
【０１２７】
［工程−１３０］
その後、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体とフリットガラス（図示せず）とによって囲まれた空間を貫通孔（図示せず）及びチップ管（図示せず）を通じた排気を更に行った後、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ＡＰとカソードパネルＣＰと枠体とに囲まれた空間を真空にすることができる。
【０１２８】
あるいは又、例えば、枠体とアノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとの貼り合わせを高真空雰囲気中で行ってもよい。あるいは又、表示装置の構造に依っては、枠体無しで、接着層のみによってアノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとを貼り合わせてもよい。その後、必要な外部回路との配線接続を行い、実施例１の表示装置を完成させる。尚、表示装置の無効領域に、別途、ゲッター室を配置しておき、このゲッター室内にＢａ蒸発型ゲッターが設置されている点は、従来の表示装置と同様である。
【０１２９】
スペーサ４０の表面に微粒子層４１を形成することでゲッター効果を発揮するが、更に、以下の作用、効果を得ることができる。
【０１３０】
即ち、スペーサ４０の表面に、微粒子層４１に基づくミクロな凹凸を形成することができる。このミクロな凹凸に入射する電子の入射角は、凹凸が存在しない場合と比較して、小さな値となる。それ故、このミクロな凹凸は、スペーサ４０の全２次電子放出係数（ＴＳＥＥＹ）の値を下げ、スペーサ４０におけるチャージアップ（帯電）の発生を抑制する（図１３の（Ａ）参照）。図２８に示したように、全２次電子放出係数（ＴＳＥＥＹ）の最大値は、電子エネルギー４５０ｅＶ付近にあり、最大値は、Ｔｉから成る微粒子層４１をスペーサ４０の表面に形成することで約２．５から１．５に低減されている。これにより、スペーサ４０の表面に電子が衝突しても、よりチャージアップが生じ難い。また、スペーサ４０の表面の全２次電子放出係数が１以上の場合、スペーサ４０の表面が正にチャージアップするので、スペーサ４０の表面で反射した電子は、再度、スペーサ４０の表面に引き寄せられ、衝突し、２次電子を放出する。このように、スペーサ４０の表面を沿うように電子が流れるのと同時に電子が増殖していく。即ち、所謂２次電子雪崩が発生し、この２次電子雪崩が顕著となった場合、沿面放電を引き起こし、スペーサ４０の耐圧が著しく低下する。スペーサ４０の表面のミクロな凹凸は、この２次電子雪崩の発生を抑制する働きもする。
【０１３１】
また、微粒子４２の集合体によって抵抗体を形成することができる。微粒子４２を層状（膜状）とした場合の抵抗値は、微粒子４２と微粒子４２との接触面積で決定され、微粒子４２の層としての抵抗値は、接触面積の総和で決定される。そのため、微粒子４２自体の抵抗値が変化しても、接触面積が変化しなければ、抵抗値は変化しない。従って、微粒子４２の集合体による層（薄膜）の抵抗値は、電子ビームの照射（衝突）に対して極めて安定している。
【０１３２】
スペーサ４０の表面に形成された微粒子層４１のゲッター能力を、以下に説明する方法に基づき測定した。測定には、図１２に概念図を示す測定装置を用いた。この測定装置は、真空チャンバー１２１と、ターボ分子ポンプ１２５（排気能力３０００リットル／秒）と、ドライポンプ１２６とを備えており、ゲートバルブ１２４を介して、真空チャンバー１２１は真空に排気される。真空チャンバー１２１到達真空度は、Ｂ−Ａ真空計１２７で測定されるが、真空チャンバー１２１内の到達真空度は約１×１０-5Ｐａである。真空チャンバー１２１内が、真空チャンバー１２１の壁面に吸着したガスによって影響を受けることを出来る限り抑制するために、真空チャンバー１２１内を１５０゜Ｃに加熱できるような構造となっている。試料台を兼用したヒータ１２３の上に、スペーサ４０が配置される。
【０１３３】
真空チャンバー１２１内の圧力をガスの種類に依らず正確に測定できるように、キャパシタンスマノメータ１２８（１００ミリトル・ヘッド）も設置されている。また、各ガスを分析する目的で、四重極質量分析装置１２９が設置されている。更には、スペーサ４０に電子ビームを照射するための電子ビームガン１２２が設置されている。真空チャンバー１２１内には、マスフローコントローラーを介して、Ｏ2ガス、ＣＨ4ガス、ＣＯガス、ＣＯ2ガス、Ｈ2ガスが別々に導入できるようになっている。
【０１３４】
このような測定装置を使用して、スペーサ４０の表面に形成された微粒子層４１のゲッター能力を測定する。
【０１３５】
先ず、スペーサ４０を、試料台を兼用したヒータ１２３に載置する。そして、真空チャンバー１２１を真空引きする。真空チャンバー１２１の到達圧力を１×１０-4Ｐａ程度とする。同時に、ガス溜めタンク用バルブ１３４を開き、ガス溜めタンク１３２も真空引きする。そして、真空チャンバー１２１、スペーサ４０、及び、ガス溜めタンク１３２を加熱して、水分等の吸着ガスを排気する。ここで、真空チャンバー１２１及びガス溜めタンク１３２の加熱温度、加熱時間を１５０゜Ｃ、５時間、スペーサ４０の加熱温度、加熱時間を３００゜Ｃ、５時間とした。その後、真空チャンバー１２１、ガス溜めタンク１３２及びスペーサ４０の温度がほぼ室温になるまで放置する。この状態での真空チャンバー１２１の到達圧力は１×１０-5Ｐａ程度以下である。そして、キャパシタンスマノメーター１２８の零点を合わせる。また、ガス溜めタンク用バルブ１３４を閉にする。
【０１３６】
ＣＨ4ガスに対する吸着性能を測定する場合、ＣＨ4ガスのガスバルブ１３０を開にし、マスフローコントローラー１３１を１０ｓｃｃｍに設定し、ＣＨ4ガスをガス溜めタンク１３２に導入する。そして、ガス溜めタンク用のキャパシタンスマノメーター１３３の圧力表示が１３３Ｐａになるまで、ＣＨ4ガスをガス溜めタンク１３２に導入し、ガス溜めタンク１３２がこの圧力に達した後、ガスバルブ１３０を閉じる。この状態では、ガス溜めタンク１３２内にＣＨ4ガスが溜められたことになる。
【０１３７】
次に、真空チャンバー１２１内の圧力を１×１０-5Ｐａ以下に保持した状態で電子ビームガン１２２を作動させてスペーサ４０の表面に電子を照射して、スペーサ４０の表面に形成された微粒子層４１に電子を衝突させることによって微粒子４２を活性化させることで、ゲッター効果を生じさせる。電子ビーム照射条件を、以下の表３に例示する。尚、電子ビームエネルギー及び照射時間は、予め、試験を行い、決定しておく。
【０１３８】
［表３］
電子ビームエネルギー：１０ｋｅＶ，０．１ｍＡ／ｃｍ2
照射時間            ：１００秒
【０１３９】
その後、電子ビームガン１２２の作動を中止し、スペーサ４０の表面への電子の照射を中止する。次いで、１０分間、真空引きした後（真空度１×１０-5Ｐａ）、ゲートバルブ１２４を閉じ、ガス溜めタンク用バルブ１３４を開にすると、瞬時、真空チャンバー１２１内にガス溜めタンク１３２内のＣＨ4ガスが導入され、真空チャンバー１２１は、或る平衡圧力に達する。このときの状態を、時刻ｔ＝０秒、チャンバー圧力（キャパシタンスマノメーター１２８の読み値）＝Ｐ0［Ｐａ］とする。真空チャンバー１２１内の圧力は、時間の経過と共に、ゲッター効果を有する微粒子４２にガスが吸着されていくことで、低下していく。ｔ秒が経過した後のチャンバー圧力を関数Ｐ（ｔ）、スペーサ４０への電子照射面積をＡ（ｍ2）、真空チャンバー１２１の容積をＶ（ｍ3）とすると、単位面積当たりのゲッター能力Ｓ（単位：ｍ3・秒-1・ｍ-2）、及び、単位面積当たりのゲッターガス量Ｌ（単位：Ｐａ・ｍ3・ｍ-2）は、以下の式で表すことができる。
【０１４０】
Ｓ＝｛Ｖ／（Ａ・ｔ）｝・ｌｎ（Ｐ0／Ｐ（ｔ））
Ｌ＝Ｖ｛Ｐ0−Ｐ（ｔ）｝／Ａ
【０１４１】
尚、測定中、真空チャンバー１２１内が、不純物なく、正常に、測定ガス（ＣＨ4）で満たされているか、四重極質量分析装置１２９で監視する。
【０１４２】
このようにして、他のガスに対するゲッター能力も測定することができる。
【０１４３】
図１３の（Ｂ）に、微粒子層４１への電子ビームのドーズ量と、単位面積当たりのゲッター能力Ｓとの関係の一例を示す。図１３の（Ｂ）から、約０．１Ｃ／ｃｍ程度の電子ビームのドーズ量で、微粒子４２を十分に活性化させ、ゲッター効果を生じさせることが判る。
【０１４４】
図１４には、上述した方法に基づき、スペーサ４０の表面に形成された微粒子層４１のゲッター能力を測定した結果を示す。Ｔｉ微粒子４２から成る微粒子層４１にあっては、Ｏ2＞ＣＯ＞ＣＯ2＞Ｎ2  の順番で吸着能力が大きく、また、吸着量が大きくなると吸着能力は低下する。Ｈ2ガスについては、他のガスと異なった傾向を示している。
【０１４５】
また、図１５には、電子放出部１５をＭｏから構成したスピント型電界放出素子を備えた表示装置に実施例１のスペーサ４０を組み込んだときの、電子放出部１５の電子放出特性の変化を示す。電子放出部１５の電子放出特性の変化は、先ず、［工程−１００］〜［工程−１３０］を実行して、第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間を１×１０-5Ｐａまで排気した後、チップ管を封じ切らずに、チップ管からＣＨ4ガス等のガスを第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間に導入し、第１パネルと第２パネルとによって挟まれた空間の圧力を１×１０-3Ｐａとする。その後、チップ管を加熱溶融により封じ切り、得られた表示装置を実際に動作させて、輝度変化を測定した。図１５からも明らかなように、特に酸素ガスの影響が大きく、微量な酸素ガスの存在でも著しく電子放出特性が劣化する。劣化傾向の大きい順番は、Ｏ2＞ＣＯ＞ＣＯ2である。一方、ＣＨ4ガスは殆ど影響がなく、Ｈ2ガスによって、逆に、電子放出特性が活性化される。
【０１４６】
図１６の（Ｂ）に示すように、従来の表示装置におけるスペーサ（表面に厚さ１０ｎｍのＣｒ2Ｏ3膜を成膜）は、表面に電子が衝突したとき、スペーサの表面に吸着していたガスを放出する。一方、図１６の（Ａ）に示すように、実施例１のスペーサ４０に電子が衝突した場合には、スペーサ４０から放出されるガスは、Ｈ2ガスが最も多いものの、Ｏ2ガスやＣＯガス等の電子放出特性を劣化させるガスの放出は減少している。尚、図１６の（Ａ）及び（Ｂ）に示した測定値は、第１パネル（カソードパネルＣＰ）と第２パネル（アノードパネルＡＰ）とを真空容器中でスペーサ４０を組み込んで対向した状態に配置し、カソード電極１１、ゲート電極１３、アノード電極２４に実際の動作時の電圧を印加し、真空容器に接続された四重極質量分析装置を用いてガスの分析を行って得られた値である。
【０１４７】
従来の技術にあっては、スペーサからのガスに起因した電子放出部の電子放出特性劣化は、スペーサに近い場所ほど多く、スペーサから離れる程、小さくなる。そのため、スペーサの近くに位置する電界放出素子と、スペーサから離れた所に位置する電界放出素子とでは、電子放出特性に差が生じ、表示装置の動作時間が長くなる程、この差は拡がってゆく（図１７の（Ｂ）の模式図を参照）。そして、この電子放出特性の差は、表示装置においては、スペーサ付近で輝度が暗くなるという問題を引き起こす。本発明にあっては、スペーサ４０の表面にガス吸着層（ゲッター層）として機能する微粒子層４１が存在するので、スペーサ４０に電子が衝突したときにスペーサ４０から放出されるガスを確実に低減することができ、スペーサの近くに位置する電界放出素子と、スペーサから離れた所に位置する電界放出素子とでも、電子放出特性に差が生じ難い（図１７の（Ａ）の模式図を参照）。特に、電界放出素子を劣化させる酸素（Ｏ2）ガスや一酸化炭素（ＣＯ）ガス等の放出ガスを著しく減らすことができる（図１４、図１６の（Ａ）参照）。その結果、全面に均一な画像を提供することができ、しかも、画像の均一性の経時変化を抑制することができる。
【実施例２】
【０１４８】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例１においては、スペーサ４０の表面における微粒子層４１の形成をプラズマ溶射法に基づき行った。一方、実施例２においては、市販の微細配線用の導電性インクを用いて行う。
【０１４９】
具体的には、平均粒径１００ｎｍのチタン（Ｔｉ）から成り、ガス中蒸発法に基づき製造され、精製された微粒子４２が、有機溶剤中で独立した状態で分散され、有機溶剤中で凝集していない状態の導電性インクを使用する。ここで、ガス中蒸発法とは、真空雰囲気のチャンバー内にヘリウムガスを導入し、その中で金属を蒸発させ、不活性ガスとの衝突により冷却され、凝縮された金属微粒子４２が孤立状態にある段階で有機溶剤の蒸気を導入して、金属微粒子４２の表面の被覆を行う方法であり、例えば、特開２０００−２１９９０１に開示されている。そして、係る導電性インクを、スペーサ４０上にスピンコーティング法で１．５μｍの厚さに塗布する。尚、塗布方法として、その他、インクジェット法、スリットコーティング法、ディスペンサー法を挙げることができる。次に、１００゜Ｃのホットプレート上にスペーサ４０を置き、３分間、導電性インクを乾燥させた後、真空ベーク炉（到達圧力：５×１０-5Ｐａ）に搬入し、３５０゜Ｃで３０分間、真空度１×１０-4Ｐａにて導電性インクを焼成する。このような操作を、スペーサの両面に対して行い、スペーサの両面に微粒子層４１を形成することができる。
【０１５０】
以上の点を除き、実施例２におけるスペーサ、平面型表示装置及びその組立方法は、実質的に実施例１におけるスペーサ、平面型表示装置及びその組立方法と同じとすることができるので詳細な説明は省略する。
【実施例３】
【０１５１】
実施例３も、実施例１の変形である。実施例３においては、微粒子４２はケイ素（Ｓｉ）から成り、微粒子４２の表面の一部分は酸化膜である被膜４３で被覆されている。微粒子４２は、より具体的には、平均粒径０．５μｍ、純度９９．９９％のシリコン（Ｓｉ）から成る。以下、このような微粒子４２の製造方法の概要を説明する。尚、スペーサ４０の表面における微粒子層４１の形成は、図１１に概念図を示したプラズマアーク装置を使用し、実施例１と同じプラズマ溶射法に基づき行った。
【０１５２】
市販の純度９９．９９％のシリコン（Ｓｉ）粉末（平均粒径：２００メッシュ以下）を用い、表１に例示したプロセス条件により、実施例１の［工程−Ａ］〜［工程−Ｅ］に基づき、スペーサを作製した。得られたスペーサ４０において、微粒子層４１の膜厚は３μｍであり、微粒子の平均粒径は０．５μｍ、微粒子の表面を被覆した酸化膜の厚さは約２０ｎｍであった。
【０１５３】
以上の点を除き、実施例３におけるスペーサ、平面型表示装置及びその組立方法は、実質的に実施例１におけるスペーサ、平面型表示装置及びその組立方法と同じとすることができるので詳細な説明は省略する。
【実施例４】
【０１５４】
実施例４も、実施例１の変形である。実施例４においては、微粒子４２は炭素（Ｃ）から成り、微粒子４２の表面の一部分は有機膜である被膜４３で被覆されている。微粒子４２は、より具体的には、平均粒径０．５μｍ、純度９９．９９％の球状化黒鉛粉末から成る。以下、このような微粒子４２の製造方法の概要を説明する。尚、スペーサ４０の表面における微粒子層４１の形成は、図１１に概念図を示したプラズマアーク装置を使用し、以下の表４に例示するプロセス条件に基づくプラズマ溶射法に基づき行った。
【０１５５】
［表４］
2006210258.tif 000004
【０１５６】
［工程−Ａ’］（クリーニング工程）
先ず、実施例１の［工程−Ａ］と同様にして、スペーサ４０の表面の自然酸化膜や有機物の汚染物質を除去する。
【０１５７】
［工程−Ｂ’］（プラズマ溶射工程）
次いで、実施例１の［工程−Ｂ］と同様にして、微粒子４２をスペーサ４０の表面に堆積させる。
【０１５８】
［工程−Ｃ’］（真空引き）
その後、微粒子４２の表面に吸着した雰囲気ガス（水素ガス）等のガスを除去する。
【０１５９】
［工程−Ｄ’］（有機膜被覆）
次に、真空チャンバー１０１内にプロセスガスとしてＣ6Ｈ6ガスを導入することで微粒子４２の表面に有機膜から成る被膜４３を形成する。このように、微粒子４２の表面を有機膜から成る皮膜４３で被覆することによって、微粒子４２の表面を不活性化させる。これによって、微粒子４２を空気に晒したときに、酸化の進行を防止することができる。
【０１６０】
［工程−Ｅ’］（真空引き）
その後、真空チャンバー１０１を真空引きすることで、微粒子４２の表面に吸着した酸素ガス及び水素ガスを脱離させる。次いで、スペーサ４０の温度を５０゜Ｃ程度まで降温してから、スペーサ４０を真空チャンバー１０１から搬出する。
【０１６１】
得られたスペーサ４０において、微粒子層４１の膜厚は３μｍであり、微粒子の平均粒径は０．５μｍ、微粒子の表面を被覆した酸化膜の厚さは約１０ｎｍであった。
【０１６２】
以上の点を除き、実施例４におけるスペーサ、平面型表示装置及びその組立方法は、実質的に実施例１におけるスペーサ、平面型表示装置及びその組立方法と同じとすることができるので詳細な説明は省略する。
【実施例５】
【０１６３】
実施例５は、本発明の第２の態様に係る平面型表示装置に関する。この実施例５の平面型表示装置にあっては、実施例１〜実施例４における平面型表示装置と同様に、電子を放出する電子放出源に相当するスピント型電界放出素子や扁平型電界放出素子が支持体１０に複数、形成されて成る第１パネル（カソードパネルＣＰ）と、電子放出源（スピント型電界放出素子や扁平型電界放出素子）から放出された電子が衝突する蛍光体層２２及びアノード電極２４が基板２０に形成されて成る第２パネル（アノードパネルＡＰ）とが、それらの周縁部において接合され、第１パネル（カソードパネルＣＰ）と第２パネル（アノードパネルＡＰ）とによって挟まれた空間が真空に保持されている。また、第２パネル（アノードパネルＡＰ）において、蛍光体層２２は基板２０の表面に形成されており、アノード電極２４は蛍光体層２２上に形成されている。
【０１６４】
但し、図１８あるいは図１９に模式的な一部端面図を示すように、実施例１〜実施例４におけるアノードパネルと異なり、蛍光体層２２が形成された基板２０の部分を基板２０に垂直な仮想平面で切断したときの、蛍光体層２２の表面形状は略「Ｖ」字状である。より具体的には、蛍光体層２２が形成された基板２０の部分を基板２０に垂直な仮想平面で切断したときの、基板２０の部分の表面形状は略「Ｖ」字状である。実施例５にあっては、略「Ｖ」字状の表面形状のアスペクト比（Ｄ0／Ｌ0）を０．８７とした。即ち、蛍光体層２２が形成された基板２０の部分を基板２０に垂直な仮想平面で切断したときの、基板２０の部分の傾斜角は６０度である。ここで、略「Ｖ」字状の表面形状を有する基板２０の部分の平面形状は円形である。即ち、基板２０の係る部分の形状は、凹んだ円錐形状である。図１８に示す例にあっては、略「Ｖ」字状の表面形状を有する区画は、１つのサブピクセルを構成する蛍光体層の領域に１つ、形成されている。一方、図１９に示す例にあっては、略「Ｖ」字状の表面形状を有する区画は、１つのサブピクセルを構成する蛍光体層の領域に３つ、形成されている。即ち、１つのサブピクセルを構成する蛍光体層の単位面積当たりの区画の数はサブピクセルサイズが２００μｍ×６００μｍの場合、２５個／ｍｍ2である。また、隔壁２１にあっては、（隔壁高さＨ1）／（隔壁と隔壁との間の距離Ｌ1）の値である隔壁アスペクト比（Ｈ1／Ｌ1）は０．５であり、蛍光体層２２の頂面２２Ａから隔壁２１Ａの頂面までの高さの差は１００μｍである。
【０１６５】
蛍光体層に入射する電子ビームの入射角度を０度、３０度、６０度としたときの、後方散乱電子の振る舞いを図２０に示す。図２０からも明らかなように、入射角度）（図２０では、傾斜角度で表す）が大きくなるに従い、カソードパネル側に散乱する電子は減少するが、アノードパネルの表面と平行な方向に散乱する電子は増加する。
【０１６６】
蛍光体層２２が形成された基板２０の部分を基板２０に垂直な仮想平面で切断したときの、蛍光体層２２の表面形状を略「Ｖ」字状としたときの、後方散乱電子分布を図２１に示す。一次電子は、基板２０の表面に均等に垂直に入射するとした。傾斜角度が大きくなるほど後方散乱電子の放出が抑制される。傾斜角度３０度で約１０％、６０度で約４０％、後方散乱電子の放出が低減される。相対する傾斜面が互いに後方散乱電子を遮蔽するが故に、後方散乱電子の放出の低減を図ることができる。
【０１６７】
更に、隔壁２１を併用した場合の散乱電子放出比を図２２に示す。従来の技術にあっては、後方散乱電子を９０％遮蔽するための隔壁アスペクト比は、図３１に示したように、約５であったが、図２２から、実施例５にあっては、略「Ｖ」字状の表面形状のアスペクト比（Ｄ0／Ｌ0）を０．８７（傾斜角６０度）としたときには、曲線「Ｃ」に示すように、隔壁アスペクト比を約２まで小さくすることができる。
【０１６８】
図１８及び図１９に示した例にあっては、基板２０の表面に凹んだ円錐形状を設けているが、このような表面形状は、フォトリソグラフィ技術とサンドブラスト法とによるガラス基板の加工、フォトリソグラフィ技術とサンドブラスト法とウエットエッチングとによるガラス基板の加工といった方法に基づき得ることができる。
【０１６９】
また、基板２０の表面に凹んだ円錐形状を設ける代わりに、基板２０の表面を平坦な状態としておき、蛍光体層２２の表面に凹んだ円錐形状等を形成してもよい。蛍光体層２２の表面における凹んだ円錐形状は、例えば、ガラスペーストを印刷法等に基づき塗布した後に、フォトリソグラフィ技術とサンドブラスト法との組み合わせに基づき加工することで得ることができる。
【０１７０】
更には、アノード電極２４は、蛍光体層２２と直接接して形成されていてもよいし、蛍光体層２２の上方に隙間を空けて形成されていてもよい。具体的には、例えば、特開２００２−３３８９５９に開示された方法に基づき、アノードパネルを作製すればよい。
【０１７１】
また、実施例１〜実施例４において説明したスペーサ４０と実施例５において説明したアノードパネルＡＰの特徴を組み合わせてもよい。
【０１７２】
［スピント型電界放出素子の製造方法］
以下、スピント型電界放出素子の製造方法を、カソードパネルＣＰを構成する支持体１０等の模式的な一部端面図である図２３の（Ａ）、（Ｂ）及び図２４の（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。
【０１７３】
このスピント型電界放出素子は、基本的には、円錐形の電子放出部１５を金属材料の垂直蒸着により形成する方法によって得ることができる。即ち、ゲート電極１３に設けられた第１開口部１４Ａに対して蒸着粒子は垂直に入射するが、第１開口部１４Ａの開口端付近に形成されるオーバーハング状の堆積物による遮蔽効果を利用して、第２開口部１４Ｂの底部に到達する蒸着粒子の量を漸減させ、円錐形の堆積物である電子放出部１５を自己整合的に形成する。ここでは、不要なオーバーハング状の堆積物の除去を容易とするために、ゲート電極１３及び絶縁層１２上に剥離層１８を予め形成しておく方法について説明する。尚、電界放出素子の製造方法を説明するための図面においては、１つの電子放出部のみを図示した。
【０１７４】
［工程−Ａ０］
先ず、例えばガラス基板から成る支持体１０の上に、例えばポリシリコンから成るカソード電極用導電材料層をプラズマＣＶＤ法にて成膜した後、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づきカソード電極用導電材料層をパターニングして、帯状のカソード電極１１を形成する。その後、全面にＳｉＯ2から成る絶縁層１２をＣＶＤ法にて形成する。
【０１７５】
［工程−Ａ１］
次に、絶縁層１２上に、ゲート電極用導電材料層（例えば、Ａｌ層）をスパッタリング法にて成膜し、次いで、ゲート電極用導電材料層をリソグラフィ技術及びドライエッチング技術にてパターニングすることによって、帯状のゲート電極１３を得ることができる。帯状のカソード電極１１は、図面の紙面左右方向に延び、帯状のゲート電極１３は、図面の紙面垂直方向に延びている。
【０１７６】
ゲート電極１３を、真空蒸着法等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法、電気メッキ法や無電解メッキ法といったメッキ法、スクリーン印刷法、レーザアブレーション法、ゾル−ゲル法、リフトオフ法等の公知の薄膜形成と、必要に応じてエッチング技術との組合せによって形成してもよい。スクリーン印刷法やメッキ法によれば、直接、例えば帯状のゲート電極を形成することが可能である。
【０１７７】
［工程−Ａ２］
その後、再びレジスト層を形成し、エッチングによってゲート電極１３に第１開口部１４Ａを形成し、更に、絶縁層に第２開口部１４Ｂを形成し、第２開口部１４Ｂの底部にカソード電極１１を露出させた後、レジスト層を除去する。こうして、図２３の（Ａ）に示す構造を得ることができる。
【０１７８】
［工程−Ａ３］
次に、支持体１０を回転させながらゲート電極１３上を含む絶縁層１２上にニッケル（Ｎｉ）を斜め真空蒸着することにより、剥離層１８を形成する（図２３の（Ｂ）参照）。このとき、支持体１０の法線に対する蒸着粒子の入射角を十分に大きく選択することにより（例えば、入射角６５度〜８５度）、第２開口部１４Ｂの底部にニッケルを殆ど堆積させることなく、ゲート電極１３及び絶縁層１２の上に剥離層１８を形成することができる。剥離層１８は、第１開口部１４Ａの開口端から庇状に張り出しており、これによって第１開口部１４Ａが実質的に縮径される。
【０１７９】
［工程−Ａ４］
次に、全面に例えば導電材料としてモリブデン（Ｍｏ）を垂直蒸着する（入射角３度〜１０度）。このとき、図２４の（Ａ）に示すように、剥離層１８上でオーバーハング形状を有する導電材料層１９が成長するに伴い、第１開口部１４Ａの実質的な直径が次第に縮小されるので、第２開口部１４Ｂの底部において堆積に寄与する蒸着粒子は、次第に第１開口部１４Ａの中央付近を通過するものに限られるようになる。その結果、第２開口部１４Ｂの底部には円錐形の堆積物が形成され、この円錐形の堆積物が電子放出部１５となる。
【０１８０】
［工程−Ａ５］
その後、図２４の（Ｂ）に示すように、リフトオフ法にて剥離層１８をゲート電極１３及び絶縁層１２の表面から剥離し、ゲート電極１３及び絶縁層１２の上方の導電材料層１９を選択的に除去する。次いで、絶縁層１２に設けられた第２開口部１４Ｂの側壁面を等方的なエッチングによって後退させることが、ゲート電極１３の開口端部を露出させるといった観点から、好ましい。尚、等方的なエッチングは、ケミカルドライエッチングのようにラジカルを主エッチング種として利用するドライエッチング、あるいはエッチング液を利用するウェットエッチングにより行うことができる。エッチング液としては、例えば４９％フッ酸水溶液と純水の１：１００（容積比）混合液を用いることができる。こうして、スピント型電界放出素子を得ることができる。
【０１８１】
尚、収束電極１６を設ける場合には、［工程−Ａ１］に続き、ゲート電極１３及び絶縁層１２の上に更に層間絶縁層１７を設け、層間絶縁層１７上に収束電極１６を設ければよい。具体的には、収束電極１６の形成は、例えば、［工程−Ａ１］において絶縁層１２上に帯状のゲート電極１３を形成した後、全面に層間絶縁層１７を形成し、次いで、層間絶縁層１７上にパターニングされた収束電極１６を形成した後、収束電極１６、層間絶縁層１７に第３開口部を設け、更に、ゲート電極１３に第１開口部１４Ａを設けるといった［工程−Ａ２］を行えばよい。尚、収束電極のパターニングに依存して、１又は複数の電子放出部、あるいは、１又は複数の画素に対応する収束電極ユニットが集合した形式の収束電極とすることもでき、あるいは又、有効領域を１枚のシート状の導電材料で被覆した形式の収束電極とすることもできる。
【０１８２】
以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明した平面型表示装置、カソードパネルやアノードパネル、冷陰極電界電子放出表示装置や冷陰極電界電子放出素子の構成、構造は例示であり、適宜変更することができるし、アノードパネルやカソードパネル、冷陰極電界電子放出表示装置や冷陰極電界電子放出素子の製造方法も例示であり、適宜変更することができる。更には、アノードパネルやカソードパネルの製造において使用した各種材料も例示であり、適宜変更することができる。表示装置においては、専らカラー表示を例にとり説明したが、単色表示とすることもできる。
【０１８３】
電界放出素子においては、専ら１つの開口部に１つの電子放出部が対応する形態を説明したが、電界放出素子の構造に依っては、１つの開口部に複数の電子放出部が対応した形態、あるいは、複数の開口部に１つの電子放出部が対応する形態とすることもできる。あるいは又、ゲート電極に複数の第１開口部を設け、絶縁層に係る複数の第１開口部に連通した複数の第２開口部を設け、１又は複数の電子放出部を設ける形態とすることもできる。
【０１８４】
表面伝導型電界放出素子と通称される電界放出素子から電子放出源を構成することもできる。この表面伝導型電界放出素子は、例えばガラスから成る支持体上に酸化錫（ＳｎＯ2）、金（Ａｕ）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）／酸化錫（ＳｎＯ2）、カーボン、酸化パラジウム（ＰｄＯ）等の導電材料から成り、微小面積を有し、所定の間隔（ギャップ）を開けて配された一対の電極がマトリックス状に形成されて成る。それぞれの電極の上には炭素薄膜が形成されている。そして、一対の電極の内の一方の電極に行方向配線が接続され、一対の電極の内の他方の電極に列方向配線が接続された構成を有する。一対の電極に電圧を印加することによって、ギャップを挟んで向かい合った炭素薄膜に電界が加わり、炭素薄膜から電子が放出される。係る電子をアノードパネル上の蛍光体層に衝突させることによって、蛍光体層が励起されて発光し、所望の画像を得ることができる。あるいは又、金属／絶縁膜／金属型素子から電子放出源を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【図１】図１は、実施例１のスペーサの模式的な断面図である。
【図２】図２は、スピント型冷陰極電界電子放出素子を有する冷陰極電界電子放出表示装置の概念的な一部端面図である。
【図３】図３は、冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソードパネルとアノードパネルの一部分の模式的な分解斜視図である。
【図４】図４は、扁平型冷陰極電界電子放出素子を有する冷陰極電界電子放出表示装置の概念的な一部端面図である。
【図５】図５は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体層の配置を模式的に示す配置図である。
【図６】図６は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体層の配置を模式的に示す配置図である。
【図７】図７は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体層の配置を模式的に示す配置図である。
【図８】図８は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体層の配置を模式的に示す配置図である。
【図９】図９は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体層の配置を模式的に示す配置図である。
【図１０】図１０は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体層の配置を模式的に示す配置図である。
【図１１】図１１は、実施例１において、スペーサの表面に微粒子層を形成するためのプラズマ溶射法の実行に適したプラズマアーク装置の概念図である。
【図１２】図１２は、スペーサの表面に形成された微粒子層のゲッター能力を測定するのに適した測定装置の概念図である。
【図１３】図１３の（Ａ）は、スペーサの表面にミクロな凹凸を形成したときの、即ち、微粒子層を形成したときの全２次電子放出係数（ＴＳＥＥＹ）と、微粒子層を形成しないときの全２次電子放出係数（ＴＳＥＥＹ）の値を示すグラフであり、図１３の（Ｂ）は、微粒子層への電子ビームのドーズ量と単位面積当たりのゲッター能力Ｓとの関係の一例を示すグラフである。
【図１４】図１４は、実施例１において説明した方法に基づき、スペーサの表面に形成された微粒子層のゲッター能力を測定した結果を示すグラフである。
【図１５】図１５は、電子放出部をＭｏから構成したスピント型冷陰極電界電子放出素子を備えた冷陰極電界電子放出表示装置に実施例１のスペーサを組み込んだときの、電子放出部の電子放出特性の変化を示すグラフである。
【図１６】図１６の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１及び従来の技術において、スペーサの表面に電子が衝突したときのスペーサからのガス放出量を測定した結果を示すグラフである。
【図１７】図１７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、スペーサの近くに位置する冷陰極電界電子放出素子と、スペーサから離れた所に位置する冷陰極電界電子放出素子とでの、電子放出特性に生じる差を模式的に示す図である。
【図１８】図１８は、実施例５の平面型表示装置を構成する第２パネル（アノードパネル）の模式的な一部端面図である。
【図１９】図１９は、実施例５の平面型表示装置を構成する第２パネル（アノードパネル）の変形例の模式的な一部端面図である。
【図２０】図２０は、蛍光体層に入射する電子ビームの入射角度を０度、３０度、６０度としたときの、後方散乱電子の振る舞い示す図である。
【図２１】図２１は、蛍光体層が形成された基板の部分を基板に垂直な仮想平面で切断したときの蛍光体層の表面形状を略「Ｖ」字状としたときの、後方散乱電子分布を示す図である。
【図２２】図２２は、実施例５において、隔壁を併用した場合の散乱電子放出比を示す図である。
【図２３】図２３の（Ａ）及び（Ｂ）は、スピント型冷陰極電界電子放出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図２４】図２４の（Ａ）及び（Ｂ）は、図２３の（Ｂ）に引き続き、スピント型冷陰極電界電子放出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図２５】図２５は、スペーサの近傍における電子ビームの軌道を模式的に示す図である。
【図２６】図２６は、スペーサの近傍における電子ビームの軌道を模式的に示す図である。
【図２７】図２７は、スペーサの近傍における電子ビームの軌道を模式的に示す図である。
【図２８】図２８は、電子ビームのエネルギーと全２次電子放出係数（ＴＳＥＥＹ）の関係を示すグラフである。
【図２９】図２９の（Ａ）及び（Ｂ）は、スペーサに衝突する電子のエネルギー分布、及び、スペーサに衝突する電子の角度分布を示すグラフである。
【図３０】図３０の（Ａ）は、後方散乱電子のエネルギー分布を示すグラフであり、図３０の（Ｂ）は、後方散乱電子の散乱角度分布を示すグラフである。
【図３１】図３１は、電子放出部から放出され、蛍光体層に衝突する電子のエネルギーを９ｋｅＶとしたときの、隔壁アスペクト比と後方散乱電子放出比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１８６】
ＣＰ・・・カソードパネル、ＡＰ・・・アノードパネル、１０・・・支持体、１１・・・カソード電極、１２・・・絶縁層、１３・・・ゲート電極、１４，１４Ａ，１４Ｂ・・・開口部、１５，１５Ａ・・・電子放出部、１６・・・収束電極、１７・・・層間絶縁層、１８・・・剥離層、１９・・・導電材料層、２０・・・基板、２１・・・隔壁、２２，２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ・・・蛍光体層、２３・・・ブラックマトリックス、２４・・・アノード電極、２５・・・スペーサ保持部、２６・・・枠体、３１・・・カソード電極制御回路、３２・・・ゲート電極制御回路、３３・・・アノード電極制御回路、４０・・・スペーサ、４１・・・微粒子層、４２・・・微粒子、４３・・・酸化膜（被膜）、４４，４５・・・接触電極、１０１・・・真空チャンバー、１０２・・・ターボ分子ポンプ、１０３・・・ドライポンプ、１０４・・・微粒子／ガス混合槽、１０５・・・試料台、１０６・・・ヒータ、１０７・・・ヒータコントローラー、１０８・・・アーク電極陰極、１０９・・・アーク電極陽極、１１０・・・アーク放電電源、１１１・・・ガス供給ノズル、１１２・・・微粒子供給ノズル、１１３・・・アーク・プラズマ流、１１４・・・誘導コイル、１１５・・・高周波電源、１２１・・・真空チャンバー、１２２・・・電子ビームガン、１２３・・・試料台を兼用したヒータ、１２４・・・ゲートバルブ、１２５・・・ターボ分子ポンプ、１２６・・・ドライポンプ、１２７・・・Ｂ−Ａ真空計、１２８・・・キャパシタンスマノメータ、１２９・・・四重極質量分析装置、１３０・・・ガスバルブ、１３１・・・マスフローコントローラー、１３２・・・ガス溜めタンク、１３３・・・キャパシタンスマノメーター、１３４・・・ガス溜めタンク用バルブ
【図１】
2006210258.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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