(57)【要約】【課題】有効領域の最外周に位置する電子放出領域構成部材とアノード電極との間で放電が生じ難い構造を有する平面型表示装置を提供する。【解決手段】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、これらのパネルＣＰ，ＡＰによって挟まれた空間が真空となっている平面型表示装置において、電子放出領域ＥＡを構成し、印加される電位が規定された電子放出領域構成部材の内、この空間に露出し、且つ、支持体１０の縁部に最も近接した電子放出領域最外周構成部材（例えば、収束電極１７）の射影像に、アノード電極２４の射影像は含まれ、電子放出領域最外周構成部材の縁部（収束電極１７の縁部１７Ａ）の射影像と、該電子放出領域最外周構成部材の該縁部に対応するアノード電極２４の縁部２４Ａの射影像との間の距離をＬ1、支持体１０と基板２０との間の距離をｄとしたとき、Ｌ1／ｄ≧０．３を満足する。【選択図】  図１
2006331734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体上に形成された複数の電子放出領域を備えたカソードパネルと、少なくとも蛍光体層及びアノード電極が基板上に形成されたアノードパネルとが、それらの周縁部で接合され、カソードパネルとアノードパネルによって挟まれた空間が真空となっている平面型表示装置であって、
電子放出領域を構成し、印加される電位が規定された電子放出領域構成部材の内、該空間に露出し、且つ、支持体の縁部に最も近接した電子放出領域最外周構成部材の射影像に、アノード電極の射影像は含まれ、
支持体の縁部と対向する該電子放出領域最外周構成部材の縁部の射影像と、該電子放出領域最外周構成部材の該縁部に対応するアノード電極の縁部の射影像との間の距離をＬ1、支持体と基板との間の距離をｄとしたとき、
Ｌ1／ｄ≧０．３
を満足することを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２】
Ｌ1／ｄ≧０．５を満足することを特徴とする請求項１に記載の平面型表示装置。
【請求項３】
電子放出領域は、
（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）支持体及びカソード電極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）ゲート電極とカソード電極の重複した重複領域である電子放出領域に設けられた開口部の底部に露出したカソード電極上に形成された電子放出部、及び、
（Ｅ）ゲート電極及び絶縁層上に形成された層間絶縁層上に、電子放出領域を取り囲むように形成された収束電極、
を備え、
前記電子放出領域最外周構成部材は、収束電極であることを特徴とする請求項１に記載の平面型表示装置。
【請求項４】
支持体上に形成された複数の電子放出領域を備えたカソードパネルと、少なくとも蛍光体層及びアノード電極が基板上に形成されたアノードパネルとが、それらの周縁部で接合され、カソードパネルとアノードパネルによって挟まれた空間が真空となっている平面型表示装置であって、
最外周に位置する電子放出領域の射影像は、アノード電極の射影像に含まれ、
該最外周に位置する電子放出領域の射影像と、該最外周に位置する電子放出領域に対応するアノード電極の部分の縁部の射影像との間の距離をＬ2、支持体と基板との間の距離をｄとしたとき、
Ｌ2／ｄ≧１．５
を満足することを特徴とする平面型表示装置。
【請求項５】
１．８≧Ｌ2／ｄを満足することを特徴とする請求項４に記載の平面型表示装置。
【請求項６】
電子放出領域は、
（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）支持体及びカソード電極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）ゲート電極とカソード電極の重複した重複領域である電子放出領域に設けられた開口部の底部に露出したカソード電極上に形成された電子放出部、及び、
（Ｅ）ゲート電極及び絶縁層上に形成された層間絶縁層上に、電子放出領域を取り囲むように形成された収束電極、
を備えていることを特徴とする請求項４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、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、電子放出素子を備えたカソードパネル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素子とも呼ばれる）、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備えたカソードパネル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】
電子放出素子としての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、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）を備えたカソードパネルＣＰと、電界放出素子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、高真空（例えば、１×１０-3Ｐａ以下）に維持された空間を介して対向配置された構成を有する。ここで、カソードパネルＣＰは、２次元マトリッ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し、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。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従来の表示装置の概念的な一部端面図を図１４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１５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と、絶縁層１２及びゲート電極１３上に形成された層間絶縁層１６と、層間絶縁層１６に設けられた第３開口部１４Ｃと、層間絶縁層１６上に形成された収束電極１７から構成されている。尚、図１５においては、収束電極１７、層間絶縁層１６及び第３開口部１４Ｃの図示を省略している。
【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従来の表示装置の概念的な一部端面図を図１６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と、絶縁層１２及びゲート電極１３上に形成された層間絶縁層１６と、層間絶縁層１６に設けられた第３開口部１４Ｃと、層間絶縁層１６上に形成された収束電極１７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（例えば、Ｘ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（例えば、Ｙ方向）に延びる帯状である（図１４〜図１６参照）。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。第３開口部１４Ｃは、電子放出領域ＥＡを取り囲むように設けられている。ここで、電子放出領域ＥＡを構成し、印加される電位が規定された電子放出領域構成部材は、カソード電極１１、ゲート電極１３及び収束電極１７である。
【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４０はスペーサを表し、参照番号２５はスペーサ保持部を表し、参照番号２６は枠体を表す。図１５及び図１６においては、隔壁やスペーサ、スペーサ保持部の図示を省略した。
【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。尚、カラー表示の表示装置においては、１画素（１ピクセル）は、赤色発光サブピクセル、緑色発光サブピクセル、及び、青色発光サブピクセルの組から構成されている。
【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、カソードパネルＣＰに取り付けられたチップ管（図示せず）を介して、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰによって挟まれた空間（より具体的には、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰと枠体２６とによって囲まれた空間）を排気し、チップ管を封じ切ることによって、表示装置を作製することができる。
【００１１】
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、収束電極１７には収束電極制御回路（図示せず）から相対的に負電圧（例えば、０ボルト）が印加され、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（アノード電圧）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及びゲート電極１３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。
【００１２】
図１７に、有効領域の最外周に位置する電子放出領域から放出された電子ビームの軌道を模式的に示す。尚、図１７にあっては、光吸収層（ブラック・マトリックス）の図示を省略している。ゲート電極１３は図面の紙面垂直方向（Ｙ方向）に延び、カソード電極１１は図面の紙面と平行な方向（Ｘ方向）に延びる。
【００１３】
通常、電子放出領域構成部材の内、上述した空間に露出し、且つ、支持体１０の縁部に最も近接した電子放出領域構成部材の縁部の射影像（例えば、収束電極１７の縁部１７Ａの射影像）と、この縁部に対応するアノード電極２４の縁部２４Ａの射影像とは重なっている。即ち、支持体１０の縁部と対向する電子放出領域構成部材の縁部の射影像と、この電子放出領域構成部材のこの縁部に対応するアノード電極２４の縁部２４Ａの射影像との間の距離をＬ1としたとき、Ｌ1＝０である。
【００１４】
ところで、電子放出素子が設けられた電子源と、電子放出素子から放出された電子を照射させるために電子源に真空雰囲気中で対向配置され、電子放出素子から放出された電子を加速するための加速電極を備えた電子被照射部材とを有する電子線発生装置が、特開平９−２７２６４から周知である。そして、この電子線発生装置にあっては、電子源と電子被照射部材との間の真空雰囲気を維持するための外囲器の一部をなす支持枠を有し、電子被照射部材の内面及び支持枠の内面に加速電極と電気的に接続された導電膜が形成されている。そして、電子放出素子の電子放出部から見て、電子源の面に垂直な方向に対する角度をθとしたとき、ｔａｎθ≦２を満たす範囲内の部材が電位規定されている。ここで、この部材は、具体的には、加速電極、並びに、電子被照射部材の内面及び支持枠の内面に加速電極と電気的に接続された導電膜である。
【００１５】
【特許文献１】特開平９−２７２６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図１７に示した状態にあっては、電子放出領域構成部材の内、上述した空間に露出し、且つ、支持体１０の縁部に最も近接した電子放出領域構成部材の縁部（例えば、収束電極１７の縁部１７Ａ）は、アノード電極２４によって形成された電界が最も集中する部位であり、放電のトリガーとなり易い部位である。更には、支持体１０の縁部に最も近接した電子放出領域構成部材の縁部は、カソードパネルＣＰの製造時、電子放出領域構成部材の他の部分と比較してプロセスの不安定さが大きい部位である。即ち、支持体１０の搬送時、接触等によって異物が付着する可能性が高いし、メカニカル的なマスクによる擦れや傷が発生し易いし、プロセス条件が不均一、不安定になり易く、その結果、傷、膜厚の変動、膜質の変動、膜の剥がれ等が発生し易いし、縁部が鋭角になり易い。そして、これらの結果、支持体１０の縁部に最も近接した電子放出領域構成部材の縁部は、放電のトリガーとなり易い。従って、このような電子放出領域構成部材の縁部に、アノード電極２４によって形成された電界が集中し難い構造とすることが望ましい。
【００１７】
また、図１７に示すように、有効領域の最外周に位置する電子放出領域から放出され、アノードパネルＡＰにおけるアノード電極２４を通過し、有効領域の最外周に位置する蛍光体層２２に衝突した電子の一部は、図１７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、有効領域の外側に位置する露出したガラス基板から成る基板２０の部分に衝突し、基板２０が帯電状態となる。そして、基板２０が帯電状態となる結果、基板２０と電子放出領域を構成する電子放出領域構成部材（例えば、収束電極１７）との間に放電が発生し、電子放出領域構成部材に損傷が発生する虞がある。
【００１８】
特開平９−２７２６４に開示された技術にあっては、電子被照射部材の内面及び支持枠の内面に、加速電極と電気的に接続された導電膜を形成しなければならないため、構造や製造プロセスが複雑になるといった問題がある。
【００１９】
従って、本発明の第１の目的は、有効領域の最外周に位置する電子放出領域構成部材とアノード電極との間で放電が生じ難い構造を有する平面型表示装置を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、有効領域の最外周に位置する電子放出領域から放出され、有効領域の最外周に位置する蛍光体層に衝突した電子の一部が、蛍光体層で後方散乱されても、有効領域の外側に位置する露出した基板の部分には衝突し難い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】
【００２０】
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、
支持体上に形成された複数の電子放出領域を備えたカソードパネルと、少なくとも蛍光体層及びアノード電極が基板上に形成されたアノードパネルとが、それらの周縁部で接合され、カソードパネルとアノードパネルによって挟まれた空間が真空となっている平面型表示装置であって、
電子放出領域を構成し、印加される電位が規定された電子放出領域構成部材の内、該空間に露出し、且つ、支持体の縁部に最も近接した電子放出領域最外周構成部材の射影像に、アノード電極の射影像は含まれ、
支持体の縁部と対向する該電子放出領域最外周構成部材の縁部の射影像と、該電子放出領域最外周構成部材の該縁部に対応するアノード電極の縁部の射影像との間の距離をＬ1、支持体と基板との間の距離をｄとしたとき、
Ｌ1／ｄ≧０．３、好ましくは、Ｌ1／ｄ≧０．５
を満足することを特徴とする。尚、Ｌ1／ｄの上限値は特に限定はないが、Ｌ1の値が大きくなると平面型表示装置の寸法が大きくなるので、実用的には、例えば、
１．０≧Ｌ1
とすることが好ましい。
【００２１】
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、
支持体上に形成された複数の電子放出領域を備えたカソードパネルと、少なくとも蛍光体層及びアノード電極が基板上に形成されたアノードパネルとが、それらの周縁部で接合され、カソードパネルとアノードパネルによって挟まれた空間が真空となっている平面型表示装置であって、
最外周に位置する電子放出領域の射影像は、アノード電極の射影像に含まれ、
該最外周に位置する電子放出領域の射影像と、該最外周に位置する電子放出領域に対応するアノード電極の部分の縁部の射影像との間の距離をＬ2、支持体と基板との間の距離をｄとしたとき、
Ｌ2／ｄ≧１．５、好ましくは、１．８≧Ｌ2／ｄ≧１．５
を満足することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る平面型表示装置（以下、これらを総称して、本発明の平面型表示装置と呼ぶ場合がある）において、電子放出領域を構成する電子放出素子として、冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と略称する）、金属／絶縁膜／金属型素子（ＭＩＭ素子）、表面伝導型電子放出素子を挙げることができる。即ち、平面型表示装置として、冷陰極電界電子放出素子を備えた平面型表示装置（冷陰極電界電子放出表示装置）、ＭＩＭ素子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を挙げることができる。
【００２３】
ここで、電子放出領域を構成する電子放出素子を電界放出素子とする場合、より具体的には、電子放出領域は、
（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）支持体及びカソード電極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）ゲート電極とカソード電極の重複した重複領域である電子放出領域に設けられた開口部（ゲート電極に設けられた第１開口部と、絶縁層に設けられた第２開口部から成る）の底部に露出したカソード電極上に形成された電子放出部、及び、
（Ｅ）ゲート電極及び絶縁層上に形成された層間絶縁層上に、電子放出領域を取り囲むように形成された収束電極、
を備えている。そして、前記電子放出領域最外周構成部材は、収束電極である構成とすることができる。尚、電子放出領域に設けられた電子放出部は、１つの場合もあるし、複数の場合もある。
【００２４】
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に負電圧（例えば、０ボルト）が印加される。収束電極は、必ずしも、カソード電極とゲート電極とが重複する重複領域である電子放出領域に設けられた電子放出部あるいは電子放出領域のそれぞれを取り囲むように個別に形成されている必要はなく、例えば、電子放出部あるいは電子放出領域の所定の配列方向に沿って延在させてもよいし、電子放出部あるいは電子放出領域の全てを１つの収束電極で取り囲む構成としてもよく（即ち、収束電極を、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の全体を覆う薄い１枚のシート状の構造としてもよく）、これによって、複数の電子放出部あるいは電子放出領域に共通の収束効果を及ぼすことができる。尚、層間絶縁層には第３開口部が設けられており、この第３開口部は、電子放出領域に設けられた開口部に連通している。収束電極は電子放出領域を取り囲むように形成されているが、より具体的には、第３開口部が、電子放出領域を取り囲むように、あるいは、電子放出部を取り囲むように、形成されている。
【００２５】
本発明の第１の態様に係る平面型表示装置において、平面型表示装置を、上述した電界放出素子を備えた冷陰極電界電子放出表示装置とする場合、電子放出領域を構成し、印加される電位が規定された電子放出領域構成部材は、カソード電極、ゲート電極、及び、収束電極である。そして、このような構成にあっては、これらの電子放出領域構成部材の内、上述した空間に露出し、且つ、支持体の縁部に最も近接した電子放出領域最外周構成部材は、通常、収束電極であり、更には、支持体の縁部と対向する電子放出領域最外周構成部材の縁部とは、最も外側に位置する収束電極の縁部である。
【００２６】
但し、収束電極は必須ではない。収束電極を設けない場合、層間絶縁層の形成も不要である。収束電極を有していない電界放出素子を備えた冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、印加される電位が規定された電子放出領域構成部材は、カソード電極、及び、ゲート電極である。そして、このような構成にあっては、これらの電子放出領域構成部材の内、上述した空間に露出し、且つ、支持体の縁部に最も近接した電子放出領域最外周構成部材は、通常、ゲート電極であり、更には、支持体の縁部と対向する電子放出領域最外周構成部材の縁部とは、最も外側に位置するゲート電極の縁部（ゲート電極の延在方向の両端部、及び、最も外側に位置するゲート電極の延在方向に沿った外縁部）である。
【００２７】
本発明の第１の態様に係る平面型表示装置において、電子放出領域最外周構成部材の射影像にアノード電極の射影像が含まれるとは、より具体的には、電子放出領域最外周構成部材とアノード電極とが対向する関係に配置されており、電子放出領域最外周構成部材の全体としての大きさ（電子放出領域最外周構成部材の最外周輪郭線によって囲まれる領域の大きさ）が、アノード電極全体の大きさよりも大きいことを意味する。尚、アノード電極には、例えば、アノード電極を取り囲む基板の部分（平面型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である無効領域）に位置するアノード電極給電部を介してアノード電極制御回路からアノード電圧が印加される場合もあり、この場合には、アノード電極給電部もアノード電極に包含される。即ち、電子放出領域最外周構成部材の縁部に対応するアノード電極の縁部とは、アノード電極それ自体の縁部である場合もあるし、アノード電極給電部の縁部である場合もある。尚、アノード電極給電部を外部配線と接続するために、アノード電極給電部から突出した給電点を基板に設ける場合があるが、このような給電点はアノード電極には含めない。
【００２８】
本発明の第２の態様に係る平面型表示装置において、最外周に位置する電子放出領域の射影像がアノード電極の射影像に含まれるとは、より具体的には、２次元マトリックス状に配列された電子放出領域とアノード電極とが対向する関係に配置されており、２次元マトリックス状に配列された電子放出領域の全体としての大きさが、アノード電極全体の大きさよりも小さいことを意味する。最外周に位置する電子放出領域の射影像と、最外周に位置する電子放出領域に対応するアノード電極の部分の縁部の射影像との間の距離Ｌ2を規定するにあたり、最外周に位置する電子放出領域の射影像における距離Ｌ2の基準点は、最外周に位置する電子放出領域の射影像の中心点である。
【００２９】
本発明の平面型表示装置において、支持体と基板との間の距離ｄとは、具体的には、カソードパネルを構成する支持体とアノードパネルを構成する基板との間の最短距離を意味する。そして、ｄの値として、具体的には、０．５ｍｍ≦ｄ≦１０ｍｍを例示することができる。
【００３０】
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（略平面状の電子放出部が、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。
【００３１】
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、カソード電極とゲート電極とが重複する重複領域は電子放出領域に該当し、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。
【００３２】
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。但し、収束電極の形成工程は除外している。
（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。
【００３３】
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。但し、収束電極の形成工程は除外している。
（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。
【００３４】
カソード電極、ゲート電極、収束電極の構成材料として、クロム（Ｃｒ）、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）、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）等の遷移金属を含む各種の金属；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、化学的気相成長法（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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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物理的気相成長法（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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。また、第３開口部（層間絶縁層に形成された開口部）の平面形状も、矩形、丸みを帯びた矩形、円形、楕円形、多角形、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開口部の形成あるいは第３開口部も、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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薄膜を形成してもよい。抵抗体薄膜を形成することによって、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。抵抗体薄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抵抗体材料、ＳｉＮ、アモルファスシリコン等の半導体抵抗体材料、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。抵抗体薄膜の形成方法として、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、収束電極は収束電極制御回路に接続され、アノード電極はアノード電極給電部を介して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。実動作時、アノード電極制御回路の出力電圧であってアノード電極に印加されるアノード電圧ｖAは、通常、一定であり、例えば、５キロボルト〜１５キロボルトとすることができる。あるいは又、ｖA／ｄ（単位：キロボルト／ｍｍであり、支持体と基板との間の距離ｄは、０．５ｍｍ≦ｄ≦１０ｍｍを満足する）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。
【００４６】
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。
【００４７】
本発明の平面型表示装置にあっては、アノードパネルを構成する基板として、あるいは又、カソードパネルを構成する支持体として、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。
【００４８】
平面型表示装置において、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）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。
【００４９】
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層によって電気的に接続されている必要がある。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抵抗体材料；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抵抗体材料を挙げることができる。抵抗体層のシート抵抗値として、１×１０-3Ω／□乃至１×１０10Ω／□、好ましくは１×１０Ω／□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。尚、アノード電極を全体として１つのアノード電極から構成する場合にあっても、また、アノード電極を複数のアノード電極ユニットから構成する場合にあっても、係るアノード電極全体の表面上に抵抗体層を形成してもよい。
【００５０】
アノード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、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；メタルマスク印刷法；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、抵抗体層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抵抗体層をパターニングしてもよいし、あるいは、抵抗体層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、抵抗体層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として、５×１０-8ｍ（５０ｎｍ）乃至５×１０-7ｍ（０．５μｍ）、好ましくは８×１０-8ｍ（８０ｎｍ）乃至３×１０-7ｍ（０．３μｍ）を例示することができる。
【００５１】
アノード電極の構成材料は、平面型表示装置の構成によって適宜選択すればよい。即ち、平面型表示装置が透過型（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、平面型表示装置が反射型（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、抵抗体層を形成する場合、抵抗体層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、抵抗体層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。
【００５２】
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。蛍光体層の配列様式はドット状である。具体的には、平面型表示装置がカラー表示の場合、蛍光体層の配置、配列として、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。即ち、直線状に配列された蛍光体層の１列は、全てが赤色発光単位蛍光体層で占められた列、緑色発光単位蛍光体層で占められた列、及び、青色発光単位蛍光体層で占められた列から構成されていてもよいし、赤色発光単位蛍光体層、緑色発光単位蛍光体層、及び、青色発光単位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、単位蛍光体層とは、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（蛍光体領域）であると定義する。また、１画素（１ピクセル）は、１つの赤色発光単位蛍光体層、１つの緑色発光単位蛍光体層、及び、１つの青色発光単位蛍光体層の集合から構成され、１サブピクセルは、１つの単位蛍光体層（１つの赤色発光単位蛍光体層、あるいは、１つの緑色発光単位蛍光体層、あるいは、１つの青色発光単位蛍光体層）から構成される。
【００５３】
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。あるいは又、赤色発光蛍光体スラリー、緑色発光蛍光体スラリー、青色発光蛍光体スラリーを順次塗布した後、各蛍光体スラリーを順次露光、現像して、各蛍光体層を形成してもよいし、スクリーン印刷法やインクジェット法、フロート塗布法、沈降塗布法、蛍光体フィルム転写法等により各蛍光体層を形成してもよい。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。
【００５４】
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。
【００５５】
本発明において、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２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に、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２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に、隔壁が設けられていることが望ましい。
【００５６】
格子状の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、キャスティング法、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（硬化）を行う方法である。キャスティング法（型押し成形法）とは、ペースト状とした有機材料あるいは無機材料から成る隔壁形成用材料層を型（キャスト）から基板上に押し出すことで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。サンドブラスト形成法とは、例えば、スクリーン印刷やメタルマスク印刷法、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。隔壁を形成した後、隔壁を研磨し、隔壁頂面の平坦化を図ってもよい。
【００５７】
隔壁形成用材料として、例えば、感光性ポリイミド樹脂や、酸化コバルト等の金属酸化物により黒色に着色した鉛ガラス、ＳｉＯ2、低融点ガラスペーストを例示することができる。隔壁の表面（頂面及び側面）には、隔壁に電子線が衝突して隔壁からガスが放出されることを防止するための層（例えば、ＳｉＮから成る）を形成してもよい。
【００５８】
格子状の隔壁における蛍光体層を取り囲む部分の平面形状（隔壁側面の射影像の内側輪郭線に相当し、一種の開口領域である）として、矩形形状、円形形状、楕円形状、長円形状、三角形形状、五角形以上の多角形形状、丸みを帯びた三角形形状、丸みを帯びた矩形形状、丸みを帯びた多角形等を例示することができる。これらの平面形状（開口領域の平面形状）が２次元マトリックス状に配列されることにより、格子状の隔壁が形成される。この２次元マトリックス状の配列は、例えば井桁様に配列されるものでもよいし、千鳥様に配列されるものでもよい。
【００５９】
蛍光体層からの光を吸収する光吸収層が、隣り合う蛍光体層の間、あるいは、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。
【００６０】
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。
【００６１】
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によって挟まれた空間は、接合と同時に高真空となる。あるいは、三者の接合終了後、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。
【００６２】
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、平面型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。
【００６３】
ここで、空間は真空となっているので、アノードパネルとカソードパネルとの間にスペーサを配設しておかないと、大気圧によって平面型表示装置が損傷を受けてしまう。
【００６４】
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。
【００６５】
スペーサの表面には、帯電防止膜が設けられていてもよい。帯電防止膜を構成する材料は、その２次電子放出係数が１に近いことが好ましく、帯電防止膜を構成する材料として、グラファイト等の半金属、酸化物、ホウ化物、炭化物、硫化物、及び、窒化物等を用いることができる。例えば、グラファイト等の半金属及びＭｏＳｅ2等の半金属元素を含む化合物、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｒＡｌxＯy、Ｎｄ2Ｏ3、ＬａxＢａ2-xＣｕＯ4、ＬａxＢａ2-xＣｕＯ4、ＬａxＹ1-xＣｒＯ3等の酸化物、ＡｌＢ2、ＴｉＢ2等のホウ化物、ＳｉＣ等の炭化物、ＭｏＳ2、ＷＳ2等の硫化物、及び、ＢＮ、ＴｉＮ、ＡｌＮ等の窒化物等を挙げることができるし、更には、例えば、特表２００４−５００６８８号公報等に記載されている材料等を用いることもできる。帯電防止膜は、単一の種類の材料から成るものであってもよいし、複数の種類の材料から成るものであってもよいし、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。帯電防止膜は、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等、周知の方法に基づき形成することができる。
【発明の効果】
【００６６】
本発明の第１の態様に係る平面型表示装置にあっては、電子放出領域を構成し、印加される電位が規定された電子放出領域構成部材の内、空間に露出し、且つ、支持体の縁部に最も近接した電子放出領域最外周構成部材の射影像に、アノード電極の射影像は含まれ、しかも、支持体の縁部と対向する電子放出領域最外周構成部材の縁部の射影像と、電子放出領域最外周構成部材の縁部に対応するアノード電極の縁部の射影像との間の距離をＬ1、支持体と基板との間の距離をｄとしたとき、Ｌ1／ｄ≧０．３を満足する。即ち、アノード電極の縁部と電子放出領域最外周構成部材の縁部との位置関係は、電子放出領域最外周構成部材の縁部がアノード電極の縁部よりも、所定の距離Ｌ1だけ飛び出している関係にある。従って、電子放出領域最外周構成部材の縁部にはアノード電極によって形成された電界が集中し難い構造である。製造プロセスによっては、電子放出領域最外周構成部材の縁部は放電のトリガーとなり易い部位であるものの、アノード電極によって形成された電界が集中し難いが故に、放電発生を抑制することができる。
【００６７】
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、最外周に位置する電子放出領域の射影像は、アノード電極の射影像に含まれ、しかも、最外周に位置する電子放出領域の射影像と、最外周に位置する電子放出領域に対応するアノード電極の部分の縁部の射影像との間の距離をＬ2、支持体と基板との間の距離をｄとしたとき、Ｌ2／ｄ≧１．５を満足する。即ち、最外周に位置する電子放出領域とアノード電極の縁部との位置関係は、最外周に位置する電子放出領域がアノード電極の縁部よりも、所定の距離Ｌ2だけ、引っ込んでいる関係にある。従って、最外周に位置する電子放出領域から放出され、アノードパネルにおける蛍光体層に衝突した電子の一部は、蛍光体層で後方散乱されるが、後方散乱電子の大部分はアノード電極に再衝突するだけであり、後方散乱電子が露出した基板に衝突することを防止することができる。その結果、基板が帯電状態となることがなく、基板と電子放出領域との間に放電が発生し、電子放出領域構成部材に損傷が発生するといった現象の発生を確実に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
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】
【００６９】
実施例１は、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置に関する。具体的には、実施例１あるいは後述する実施例２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）である。
【００７０】
模式的な一部端面図を図１あるいは図２に示すように、実施例１あるいは後述する実施例２の表示装置は、支持体１０上に形成された複数の電子放出領域ＥＡを備えたカソードパネルＣＰと、少なくとも蛍光体層２２及びアノード電極２４が基板２０上に形成されたアノードパネルＡＰとが、それらの周縁部で接合され、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰによって挟まれた空間が真空（圧力：例えば１０-3Ｐａ以下）となっている平面型表示装置である。尚、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１５に示したと同様である。
【００７１】
そして、電子放出領域ＥＡ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）支持体１０及びカソード電極１１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）ゲート電極１３とカソード電極１１の重複した重複領域である電子放出領域ＥＡ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）の底部に露出したカソード電極１１上に形成された電子放出部１５，１５Ａ、及び、
（Ｅ）ゲート電極１３及び絶縁層１２上に形成された層間絶縁層１６上に、電子放出領域ＥＡを取り囲むように形成された収束電極１７、
を備えている。
【００７２】
ここで、図１に示した表示装置にあっては、電子放出部１５は円錐形であり、この電子放出部１５によって、スピント型冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と呼ぶ）が構成されている。一方、図２に示した表示装置にあっては、電子放出部１５Ａによって、扁平型電界放出素子が構成されており、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。後述する実施例２においても、同様とすることができる。電子放出部１５，１５Ａにあっては、カソード電極１１及びゲート電極１３への電圧の印加によって電子放出が制御される。
【００７３】
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１あるいは図２にＸ方向にて示す）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１あるいは図２にＹ方向にて示す）に延びる帯状である。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の有効領域内に、通常、２次元マトリックス状に配列されている。１サブピクセルに相当する電子放出領域ＥＡには、１又は複数の電界放出素子が設けられている。
【００７４】
尚、収束電極１７は、第２絶縁層１６上に、第２絶縁層１６の全面を覆うように形成されており、電界放出素子全体に共通の収束効果を及ぼす構造となっている。また、層間絶縁層１６には、開口部１４と連通した第３開口部１４Ｃが、電子放出領域ＥＡを取り囲むように設けられている。
【００７５】
一方、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（Ａｌ）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。また、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとの間には、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3，純度９９．８重量％）から成るスペーサ４０が配置されている。
【００７６】
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。
【００７７】
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６〜図１１に示す。尚、図１あるいは図２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７あるいは図９に示す構成としている。また、図６〜図１１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６、図７、図８、図９参照）、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１０及び図１１参照）。尚、図１０に示す蛍光体層２２にあっては、蛍光体層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを、図１０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。
【００７８】
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。尚、カラー表示の表示装置においては、１画素（１ピクセル）は、赤色発光サブピクセル、緑色発光サブピクセル、及び、青色発光サブピクセルの組から構成されている。
【００７９】
実施例１あるいは後述する実施例２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、収束電極１７は収束電極制御回路（図示せず）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〜１５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。
【００８０】
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、収束電極１７には収束電極制御回路（図示せず）から相対的に負電圧（例えば、０ボルト）が印加され、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。
【００８１】
実施例１の表示装置において、電子放出領域ＥＡを構成し、印加される電位が規定された電子放出領域構成部材は、カソード電極１１、ゲート電極１３及び収束電極１７である。そして、空間に露出し、且つ、支持体１０の縁部に最も近接した電子放出領域最外周構成部材は、収束電極１７である。
【００８２】
実施例１の表示装置においては、収束電極１７の射影像に、アノード電極２４の射影像は含まれる。即ち、電子放出領域最外周構成部材である収束電極１７とアノード電極２４とは、対向する関係に配置されており、電子放出領域最外周構成部材である収束電極１７の全体としての大きさは、アノード電極２４全体の大きさよりも大きい。そして、支持体１０の縁部と対向する電子放出領域最外周構成部材の縁部（実施例１にあっては、収束電極１７の縁部１７Ａ）の射影像と、電子放出領域最外周構成部材の縁部（収束電極１７の縁部１７Ａ）に対応するアノード電極２４の縁部２４Ａの射影像との間の距離をＬ1、支持体と基板との間の距離をｄとしたとき、Ｌ1／ｄ≧０．３を満足する。より具体的には、以下に述べる試験を行い、実施例１の表示装置にあっては、ｄ＝２．０ｍｍ、Ｌ1＝１．０ｍｍ、Ｌ1／ｄ＝０．５とした。
【００８３】
即ち、電子放出領域最外周構成部材の縁部（実施例１にあっては、収束電極１７の縁部１７Ａ）に傷等が生じないように十分に注意を払って表示装置を試作した。尚、試作表示装置の全てにおいて、支持体１０と基板２０との間の距離ｄを２．０ｍｍ、一定とし、Ｌ1の値を変化させた。アノード電極２４を、平均厚さ０．３μｍのアルミニウム（Ａｌ）から構成した。また、カソードパネルＣＰを完成させた後、収束電極１７の縁部１７Ａに、メタルピンセットを用いて故意に傷を付けた。こうして得られた各表示装置の放電開始電圧を測定した。その結果を図３に示す。収束電極１７の縁部１７Ａに傷の無い表示装置にあっては、Ｌ1／ｄ＝０でも、放電開始電圧は約２０キロボルトであった（図３の黒三角印参照）。一方、図３から、収束電極１７の縁部１７Ａに傷が付けられた表示装置にあっては、Ｌ1／ｄ＝０では、放電開始電圧（図３の黒四角印参照）は約７キロボルトに低下した。そして、収束電極１７の縁部１７Ａに傷が付けられた表示装置にあっては、Ｌ1／ｄの値が大きくなる程、放電開始電圧（図３の黒四角印参照）は高くなることが判った。更には、収束電極１７の縁部１７Ａに傷が付けられた表示装置にあっても、放電開始電圧１０キロボルト以上を確保するためには、Ｌ1／ｄの値を０．３以上とする必要があることが判明した。更には、製造プロセスのバラツキ等を考慮すると、Ｌ1／ｄの値を０．５以上とすることが好ましい。
【００８４】
以下、支持体等の模式的な一部端面図である図１２の（Ａ）、（Ｂ）、図１３の（Ａ）、（Ｂ）を参照して、実施例１の平面型表示装置の組立方法を説明するが、後述する実施例２の表示装置も同様の方法で得ることができる。
【００８５】
先ず、例えば、スピント型電界放出素子を製造する。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、便宜上、１つの電界放出素子のみを図示した。
【００８６】
［工程−１００］
具体的には、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。
【００８７】
［工程−１１０］
次に、絶縁層１２上に、ゲート電極用導電材料層（例えば、クロム層）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、クロム（Ｃｒ）から成り、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。
【００８８】
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。
【００８９】
［工程−１２０］
その後、ゲート電極１３及び絶縁層１２の上に更に層間絶縁層１６を設け、層間絶縁層１６上に収束電極１７を設ける。具体的には、例えば、感光性ポリイミド樹脂を全面に形成し、係る感光性ポリイミド樹脂を露光、現像、焼成することで、第３開口部１４Ｃが設けられた層間絶縁層１６を得ることができる。その後、支持体１０を回転させながら、斜め真空蒸着法によって、層間絶縁層１６上に収束電極１７を形成する。収束電極１７は、第３開口部１４Ｃの上部側面まで延在する。次に、レジスト層を設け、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１２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１２の（Ａ）に示す構造を得ることができる。
【００９０】
［工程−１３０］
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、及び、収束電極１７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１２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、収束電極１７、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。
【００９１】
［工程−１４０］
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１３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。
【００９２】
［工程−１５０］
その後、リフトオフ法にて剥離層１８を収束電極１７、ゲート電極１３及び絶縁層１２の表面から剥離し、収束電極１７、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、図１３の（Ｂ）に示す構造を有するスピント型電界放出素子を得ることができる。
【００９３】
このようにして、電界放出素子が支持体１０に複数、形成されて成るカソードパネルＣＰを得ることができる。一方、周知の方法に基づき、蛍光体層２２、アノード電極２４等が基板２０に形成されて成るアノードパネルＡＰとを準備する。
【００９４】
［工程−１６０］
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。その後、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体２６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、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２６とに囲まれた空間を真空にすることができる。
【００９５】
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。
【００９６】
従来の技術にあっては、収束電極１７の縁部１７Ａの射影像と、収束電極１７の縁部１７Ａに対応するアノード電極２４の縁部２４Ａの射影像との間の距離をＬ1としたとき、Ｌ1＝０であり、収束電極１７の縁部１７Ａは、アノード電極２４によって形成された電界が最も集中する部位であり、放電のトリガーとなり易い部位である。
【００９７】
一方、実施例１の表示装置にあっては、支持体１０の縁部と対向する電子放出領域最外周構成部材の縁部（収束電極１７の縁部１７Ａ）の射影像と、電子放出領域最外周構成部材の縁部（収束電極１７の縁部１７Ａ）に対応するアノード電極２４の縁部２４Ａの射影像との間の距離Ｌ1と、支持体と基板との間の距離ｄとは、Ｌ1／ｄ≧０．３の関係を満足するので、電子放出領域最外周構成部材の縁部（収束電極１７の縁部１７Ａ）には、アノード電極によって形成された電界が集中し難い。従って、たとえ、電子放出領域最外周構成部材の縁部（収束電極１７の縁部１７Ａ）に放電のトリガーとなるような傷等が生じたとしても、アノード電極２４によって形成された電界が集中し難いが故に、放電発生を効果的に抑制することができる。
【実施例２】
【００９８】
実施例２は、本発明の第２の態様に係る平面型表示装置に関する。
【００９９】
実施例２の表示装置の端部の領域の模式的な一部端面図を図４に示すが、実施例２の表示装置も、実施例１の表示装置と同様に、支持体１０上に形成された複数の電子放出領域ＥＡを備えたカソードパネルＣＰと、少なくとも蛍光体層２２及びアノード電極２４が基板上に形成されたアノードパネルＡＰとが、それらの周縁部で接合され、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰによって挟まれた空間が真空となっている。
【０１００】
そして、実施例２の表示装置にあっては、最外周に位置する電子放出領域の射影像は、アノード電極の射影像に含まれる。より具体的には、２次元マトリックス状に配列された電子放出領域ＥＡとアノード電極２４とは、対向する関係に配置されており、２次元マトリックス状に配列された電子放出領域ＥＡの全体としての大きさは、アノード電極２４全体の大きさよりも小さい。更には、最外周に位置する電子放出領域ＥＡの射影像と、最外周に位置する電子放出領域ＥＡに対応するアノード電極２４の部分の縁部２４Ａの射影像との間の距離Ｌ2（最外周に位置する電子放出領域ＥＡの射影像の中心点からアノード電極２４の部分の縁部２４Ａの射影像までの距離Ｌ2）は、支持体１０と基板２０との間の距離をｄとしたとき、Ｌ2／ｄ≧１．５を満足する。具体的には、実施例２の表示装置にあっては、ｄ＝２．０ｍｍ、Ｌ2＝３．６ｍｍとした。
【０１０１】
以上の点を除き、実施例２の表示装置の構成、構造は、実施例１において説明した表示装置の構成、構造と同じとすることができるので、詳細な説明は省略する。
【０１０２】
アノード電極２４への印加電圧を９キロボルト、支持体１０と基板２０との間の距離ｄを２．０ｍｍとして、電子放出領域から放出された電子が蛍光体層２２に衝突して（より具体的には、図５のＸ＝０．０ｍｍ，Ｙ＝０．０ｍｍの位置にある蛍光体層２２の部分に衝突して）、後方散乱され、再び蛍光体層２２に衝突するときの電子の再衝突位置をシミュレーションした結果を、図５に示す。種々の試験により、最低９０％の後方散乱電子が到達する領域をアノード電極でカバーすれば帯電による放電が抑制できることが判った。従って、図５から、最外周に位置する電子放出領域ＥＡの射影像と、この最外周に位置する電子放出領域ＥＡに対応するアノード電極２４の部分の縁部２４Ａの射影像との間の距離Ｌ2（図５におけるＸ及びＹの値）が、Ｌ2／ｄ≧１．５を満足していれば、即ち、図５におけるＸ及びＹの値が３．０ｍｍ以上であれば、帯電による放電が抑制できる。更には、図５におけるＸ及びＹの値を最大３．６ｍｍ程度（Ｌ2／ｄ＝１．８）とすることで、帯電による放電を確実に抑制しつつ、表示装置の寸法が大きくなることを抑制することができる。
【０１０３】
云い換えれば、最外周に位置する電子放出領域ＥＡから放出され、アノードパネルＡＰにおける蛍光体層２２に衝突した電子の一部は、蛍光体層２２で後方散乱されるが、殆どの後方散乱電子はアノード電極２４に再衝突するだけであり、後方散乱電子が露出した基板２０に衝突することを防止することができる。その結果、基板２０が帯電状態となることがなく、基板２０と電子放出領域ＥＡとの間に放電が発生し、電子放出領域構成部材（例えば、収束電極１７）に損傷が発生するといった現象の発生を確実に回避することができる。
【０１０４】
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。
【０１０５】
図１あるいは図２に示したように、実施例１の表示装置におけるＬ1／ｄ≧０．３と、実施例２の表示装置におけるＬ2／ｄ≧１．５の両方を満足する表示装置としてもよい。即ち、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置と本発明の第２の態様に係る平面型表示装置とを組み合わせてもよい。
【０１０６】
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。
【０１０７】
収束電極は、実施例１にて説明した方法にて形成するだけでなく、例えば、厚さ数十μｍの４２％Ｎｉ−Ｆｅアロイから成る金属板の両面に、例えばＳｉＯ2から成る絶縁膜を形成した後、各画素に対応した領域にパンチングやエッチングすることによって開口部を形成することで収束電極を作製することもできる。そして、カソードパネル、金属板、アノードパネルを積み重ね、両パネルの外周部に枠体を配置し、加熱処理を施すことによって、金属板の一方の面に形成された絶縁膜と絶縁層１２とを接着させ、金属板の他方の面に形成された絶縁膜とアノードパネルとを接着し、これらの部材を一体化させ、その後、真空封入することで、表示装置を完成させることもできる。
【０１０８】
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部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対向電極がマトリックス状に形成されて成る。対向電極を跨るように炭素薄膜が形成されている。そして、一対の対向電極の内の一方の対向電極に行方向配線あるいは列方向配線（第１電極）が接続され、一対の対向電極の内の他方の対向電極に列方向配線あるいは行方向配線（第２電極）が接続された構成を有する。第１電極及び第２電極から一対の対向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領域を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】図１は、実施例１あるいは実施例２の平面型表示装置の模式的な一部端面図である。
【図２】図２は、実施例１あるいは実施例２の平面型表示装置の変形例の模式的な一部端面図である。
【図３】図３は、実施例１において試作した平面型表示装置におけるＬ1／ｄと放電開始電圧の関係を測定した結果を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例２の平面型表示装置の端部の領域の模式的な一部端面図である。
【図５】図５は、アノード電極への印加電圧を９キロボルト、支持体と基板との間の距離ｄを２．０ｍｍとして、電子放出領域から放出された電子が蛍光体層に衝突して、後方散乱され、再び蛍光体層に衝突するときの電子の再衝突位置をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【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、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１２】図１２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１３】図１３の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、図１２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１４】図１４は、スピント型冷陰極電界電子放出素子を有する従来の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１５】図１５は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するカソードパネル及びアノードパネルを分解したときの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１６】図１６は、扁平型冷陰極電界電子放出素子を有する従来の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１７】図１７は、従来の冷陰極電界電子放出表示装置において、有効領域の最外周に位置する電子放出領域から放出された電子ビームの軌道を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１１０】
ＡＰ・・・アノードパネル、ＣＰ・・・カソードパネル、ＥＡ・・・電子放出領域、１０・・・支持体、１１・・・カソード電極、１２・・・絶縁層、１３・・・ゲート電極、１４・・・開口部、１４Ａ・・・第１開口部、１４Ｂ・・・第２開口部、１５，１５Ａ・・・電子放出部、１６・・・層間絶縁層、１７・・・収束電極、１７Ａ・・・収束電極の縁部、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・・・光吸収層（ブラック・マトリックス）、２４・・・アノード電極、２４Ａ・・・アノード電極の縁部、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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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５】
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