(57)【要約】【課題】中性ガスや陽イオンが衝突しても、電子放出パネル構成要素からガスが放出されることを防止し得る構造を有する電子放出パネルを提供する。【解決手段】電子放出パネルＣＰは、支持体１０、帯状の第１電極１１、支持体１０及び第１電極１１上に設けられた絶縁層１２上に形成された帯状の第２電極１３、並びに、第１電極１１と第２電極１３とが重複する重複部分ＥＡに設けられ、第１電極１１及び第２電極１３への電圧の印加によって電子放出が制御される電子放出部１５を少なくとも具備し、少なくとも、第２電極１３の露出した部分の表面は薄膜５０によって被覆されており、薄膜５０を構成する材料のガス吸着能は、第２電極１３を構成する材料のガス吸着能よりも低い。【選択図】  図１
2006318836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）支持体、
（Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数の帯状の第１電極、
（Ｃ）支持体及び第１電極上に設けられた絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数の帯状の第２電極、並びに、
（Ｄ）第１電極と第２電極とが重複する重複部分に設けられ、第１電極及び第２電極への電圧の印加によって電子放出が制御される電子放出部、
を少なくとも具備し、
少なくとも、第２電極の露出した部分の表面は、薄膜によって被覆されており、
薄膜を構成する材料のガス吸着能は、第２電極を構成する材料のガス吸着能よりも低いことを特徴とする電子放出パネル。
【請求項２】
第２電極と第２電極との間に位置する絶縁層の部分は、前記薄膜によって被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の電子放出パネル。
【請求項３】
電子放出部を取り囲むように、層間絶縁層を介して、第２電極及び絶縁層の上方には収束電極が形成されており、
収束電極の表面は、前記薄膜によって被覆されており、
薄膜を構成する材料のガス吸着能は、収束電極を構成する材料のガス吸着能よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の電子放出パネル。
【請求項４】
薄膜を構成する材料は、カーボン系材料であることを特徴とする請求項１に記載の電子放出パネル。
【請求項５】
第２電極の表面上における薄膜の厚さは、１ｎｍ乃至２０ｎｍであることを特徴とする請求項４に記載の電子放出パネル。
【請求項６】
薄膜の比抵抗値は、１×１０-2Ω・ｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の電子放出パネル。
【請求項７】
第１電極、絶縁層、第２電極、及び、電子放出部によって、冷陰極電界電子放出素子が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子放出パネル。
【請求項８】
電子放出部は、前記薄膜によって被覆されていることを特徴とする請求項７に記載の電子放出パネル。
【請求項９】
電子放出パネルと、アノード電極及び蛍光体層が設けられたアノードパネルとが、それらの周縁部で接合され、電子放出パネルとアノードパネルによって挟まれた空間が真空状態となっている平面型表示装置であって、
電子放出パネルは、
（Ａ）支持体、
（Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数の帯状の第１電極、
（Ｃ）支持体及び第１電極上に設けられた絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数の帯状の第２電極、並びに、
（Ｄ）第１電極と第２電極とが重複する重複部分に設けられ、第１電極及び第２電極への電圧の印加によって電子放出が制御される電子放出部、
を少なくとも具備し、
少なくとも、第２電極の露出した部分の表面は、薄膜によって被覆されており、
薄膜を構成する材料のガス吸着能は、第２電極を構成する材料のガス吸着能よりも低いことを特徴とする平面型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出パネル及び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電子放出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電子放出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）を備えた電子放出パネル（以下、カソードパネルＣＰと呼ぶ場合がある）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１５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１６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】
こ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１５及び図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とが重複する重複部分が、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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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であり、以下、単に、空間と呼ぶ）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。空間は高真空（例えば、１×１０-3Ｐａ以下）となっている。
【００１０】
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。
【００１１】
ところで、電子のアノード電極２４への衝突に起因してアノード電極２４から放出された中性ガスや、空間内での中性ガスと電子との衝突によって生成した陽イオンが、ゲート電極１３等のカソードパネルを構成する構成要素（以下、カソードパネル構成要素と呼ぶ）に衝突する。そして、このような中性ガスや陽イオンがカソードパネル構成要素に衝突するといった現象によって、以下に説明する問題が引き起こされる。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−２１０２２５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
即ち、これらの中性ガスや陽イオンの衝突がトリガーとなって、種々のガスがカソードパネル構成要素から空間に放出される。そして、これらのガスが電子放出部１５に付着すると、電子放出部表面の仕事関数が変動し、その結果、電子放出部１５からの電子放出量が変動するといった問題が発生する。
【００１４】
カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとを組み立てた表示装置において、電子放出領域ＥＡから蛍光体層２２に向けて電子ビーム（加速電圧９キロボルト、ビーム電流２μＡ／ｃｍ2）を放出したときのカソードパネルＣＰ及びアノードパネルＡＰからのガス放出量を四重極質量分析装置にて測定した結果の一例を、図１７に示す。測定の結果、質量「２」（Ｈ2）、質量「１５」（ＣＨ3）、質量「１６」（ＣＨ4）、質量「１８」（Ｈ2Ｏ）、質量「２８」（ＣＯ又はＮ2）、質量「４４」（ＣＯ2）が主に検出された。また、質量「４０」（Ａｒ）も僅かに検出され、質量「３２」（Ｏ2）は極微量検出された。質量「１８」（Ｈ2Ｏ）に関しては、電子ビームのオフからオンへの変化に伴う上昇が少ないので、電子ビームのオフ時に空間内に残留している成分が主体であると考えられる。一方、その他に関しては、電子ビームのオフからオンへの変化に伴い大きな上昇が求められるので、電子ビームの衝突がトリガーとなって、これらのガスがカソードパネル構成要素及び／又はアノードパネル構成要素（例えば、アノード電極）から空間に放出されていると考えられる。尚、カソードパネル構成要素の内、ゲート電極１３がカソードパネルＡＰの主たる面積を占めている。
【００１５】
また、図１８に、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おける電子放出部１５の電子放出特性の変化を示す。カソードパネルＣＰを製造し、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、次いで、チップ管からＣＨ4ガス等のガスを空間に導入し、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することで、電子放出部１５の電子放出特性の変化を評価した。図１８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。
【００１６】
このような電子放出部１５の電子放出特性の変化は、電子放出部１５へのガス付着量に依存する。電子放出部１５に付着するガス量が表示装置の有効領域内において均一ならば、輝度の変動は有効領域内にて均一である。しかしながら、実際にはそうではなく、当初は均一な電子放出分布を有していた表示装置にあっても、時間の経過と共に、電子放出分布が不均一な分布となる（図６における従来例に関する模式図参照）。尚、図６において、縦軸は、アノード電極から電子放出部へと流れるアノード電流の当初の値を「１」としたときの所定時間経過後のアノード電流値の相対値であり、横軸は、有効領域における電子放出部の相対的な位置を示し、垂直な点線はスペーサ４０を表す。
【００１７】
ところで、以下のような構造を有する平面型表示装置が、特開２００１−２１０２２５から周知である。即ち、第１パネルと第２パネルとが真空層を挟んで対向配置され、画素が配列されて成る有効領域を有する平面型表示装置であって、
第１パネル及び第２パネルの少なくとも一方の有効領域に、真空層の真空度を維持するためのゲッターが設けられており、第１パネルは、有効領域に冷陰極電界電子放出素子を備え、第２パネルは、有効領域にアノード電極と蛍光体層とを備え、
冷陰極電界電子放出素子は、
支持体上に設けられた絶縁層、
絶縁層上に設けられたゲート電極、
ゲート電極を貫通し、且つ、絶縁層に設けられた開口部、並びに、
開口部内に設けられた電子放出部、
から成り、
ゲッターは、ゲート電極上及び／又は隣り合うゲート電極の間の絶縁層上に設けられている平面型表示装置である。
【００１８】
ここで、ゲッターは、表面に凹凸を有し、若しくは多孔質体から成る支持部材と、支持部材の表面に沿って支持部材上に形成されたガス捕捉層とから構成され、支持部材は、ゲート電極上及び／又は隣り合うゲート電極の間の絶縁層上に設けられている。更には、ガス捕捉層の構成材料として、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム−アルミニウム合金、ジルコニウム−バナジウム−アルミニウム合金、ジルコニウム−バナジウム−鉄合金、ジルコニウム粉末とグラファイト粉末の混合物、あるいはマグネシウムのように、真空層内で固体状態を保ったままゲッタリング機能を発揮する所謂非蒸発型の材料が挙げられている。
【００１９】
このように、ゲッターが、ゲート電極上及び／又は隣り合うゲート電極の間の絶縁層上に設けられていることは、空間内に存在するガスを捕捉するといった観点からは望ましい。しかしながら、前述した中性ガスや陽イオンがゲッターに衝突すると、ゲッターによって捕捉されていたガスがゲッターから放出されてしまう場合がある。あるいは又、前述した中性ガスや陽イオンがカソードパネル構成要素に衝突する結果、ガスが発生し、このガスは、表示装置の内部表面における衝突及び脱離を繰り返して最終的にゲッターに一部が吸収されるものの、かなりの部分は電子放出部１５に吸着されてしまう。そして、このような現象が発生すると、上述したように、電子放出部からの電子放出量が変動する結果、表示装置における電子放出分布が不均一な分布になるといった問題が発生する。
【００２０】
従って、本発明の目的は、電子放出部を備えた電子放出パネルに中性ガスや陽イオンが衝突しても、電子放出パネルを構成する構成要素からガスが放出されることを防止し得る構造を有する電子放出パネル、及び、係る電子放出パネルを備えた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】
【００２１】
上記の目的を達成するための本発明の電子放出パネルは、
（Ａ）支持体、
（Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数の帯状の第１電極、
（Ｃ）支持体及び第１電極上に設けられた絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数の帯状の第２電極、並びに、
（Ｄ）第１電極と第２電極とが重複する重複部分に設けられ、第１電極及び第２電極への電圧の印加によって電子放出が制御される電子放出部、
を少なくとも具備し、
少なくとも、第２電極の露出した部分の表面は、薄膜によって被覆されており、
薄膜を構成する材料のガス吸着能は、第２電極を構成する材料のガス吸着能よりも低いことを特徴とする。
【００２２】
上記の目的を達成するための本発明の平面型表示装置は、電子放出パネルと、アノード電極及び蛍光体層が設けられたアノードパネルとが、それらの周縁部で接合され、電子放出パネルとアノードパネルによって挟まれた空間が真空状態となっている平面型表示装置であって、
電子放出パネルは、
（Ａ）支持体、
（Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数の帯状の第１電極、
（Ｃ）支持体及び第１電極上に設けられた絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数の帯状の第２電極、並びに、
（Ｄ）第１電極と第２電極とが重複する重複部分に設けられ、第１電極及び第２電極への電圧の印加によって電子放出が制御される電子放出部、
を少なくとも具備し、
少なくとも、第２電極の露出した部分の表面は、薄膜によって被覆されており、
薄膜を構成する材料のガス吸着能は、第２電極を構成する材料のガス吸着能よりも低いことを特徴とする。
【００２３】
本発明の電子放出パネルあるいは平面型表示装置（以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）において、ガス吸着能を、以下のように定義する。即ち、化学吸着の場合、ガス吸着量と平衡圧の関係において、或る平衡圧以上で吸着量はほぼ飽和する。この平衡圧でのガス吸着量をガス吸着能と定義する。あるいは、ガス吸着量が平衡圧と共に僅かに増加傾向がある場合には、適当な平衡圧でのガス吸着量をガス吸着能と定義する。そして、ガス吸着能は、
（１）容器内に或る圧力（ｐ1）のＣＯ2ガスを充填する。
（２）このＣＯ2ガスが吸着されると容器内の圧力は減少し、或る圧力（ｐ2）で平衡状態となる。
（３）このとき（平衡圧：ｐ2）の容器表面のガス吸着量は、（容器容積）×（ｐ1−ｐ2）で表される。
（４）操作（１）〜（３）を繰り返す。
といった方法で測定することができる。
【００２４】
本発明において、第２電極と第２電極との間に位置する絶縁層の部分は、薄膜によって被覆されていることが望ましく、これによって、絶縁層に中性ガスや陽イオンが衝突しても、絶縁層からガスが放出されることを防止することができる。
【００２５】
あるいは又、本発明において、
電子放出部を取り囲むように、層間絶縁層を介して、第２電極及び絶縁層の上方には収束電極が形成されており、
収束電極の表面は、薄膜によって被覆されており、
薄膜を構成する材料のガス吸着能は、収束電極を構成する材料のガス吸着能よりも低い構成とすることができる。そして、このような構成を採用することによって、収束電極に中性ガスや陽イオンが衝突しても、収束電極からガスが放出されることを防止することができる。
【００２６】
以上の好ましい構成、形態を含む本発明にあっては、限定するものではないが、薄膜を構成する材料（以下、薄膜構成材料と呼ぶ場合がある）をカーボン系材料とすることが望ましい。ここで、カーボン系材料として、アモルファスカーボン、グラファイト、ダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、例えばカーボンを６０重量％以上含んだＳｉＣを例示することができる。薄膜は、結晶性であってもよいし、非晶性であってもよい。薄膜の形成方法として、スパッタリング法や真空蒸着法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）を挙げることができる。
【００２７】
尚、一般に、粒子状の物質が集合した粒子状物質集合体によって第２電極の露出した部分の表面を被覆したのでは、粒子状物質集合体のガス吸着能が高く、粒子状物質集合体に電子が衝突したとき、粒子状物質集合体からのガス放出が発生し易い。それ故、少なくとも、第２電極の露出した部分の表面を、薄膜によって被覆することが重要である。
【００２８】
そして、薄膜構成材料をカーボン系材料とする場合、第２電極の表面上における薄膜の厚さは、薄膜の形成に起因して第１電極と第２電極との間や第２電極相互間に短絡が発生することを確実に防止するといった観点から、１ｎｍ乃至２０ｎｍであることが望ましく、あるいは又、薄膜の比抵抗値は、１×１０-2Ω・ｍ以上であることが望ましい。尚、薄膜の比抵抗値の上限として、１×１０14Ω・ｍを例示することができる。
【００２９】
更には、以上の好ましい構成、形態を含む本発明にあっては、限定するものではないが、第１電極、絶縁層、第２電極、及び、電子放出部によって、冷陰極電界電子放出素子が構成されていることが好ましく、この場合、電子放出部は薄膜によって被覆されていることが一層好ましい。このように、電子放出部を薄膜によって被覆することで、たとえ、電子放出部の近傍にガスが到達しても、電子放出部におけるガス吸着に起因した電子放出部表面の仕事関数の変動を抑制することができ、結果として、電子放出部からの電子放出量の変動を抑制することができるので、平面型表示装置における輝度変化を抑えることができる。尚、冷陰極電界電子放出素子を備えた平面型表示装置は、冷陰極電界電子放出表示装置と呼ばれる。また、平面型表示装置として、その他、金属／絶縁膜／金属型素子（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。
【００３０】
尚、本発明において、電子放出パネルは、「第１電極と第２電極とが重複する重複部分に設けられ、第１電極及び第２電極への電圧の印加によって電子放出が制御される電子放出部」を備えているが、この重複部分に設けられた電子放出部が１つの場合、第１電極、絶縁層、第２電極、及び、電子放出部によって、１つの冷陰極電界電子放出素子が構成されており、この重複部分に設けられた電子放出部がＮ個の場合、第１電極、絶縁層、第２電極、及び、電子放出部によって、Ｎ個の冷陰極電界電子放出素子が構成されている。
【００３１】
ここで、１つ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）は、より具体的には、
（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（第１電極に相当する）、
（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（第２電極に相当する）、
（ｄ）カソード電極とゲート電極の重複する重複部分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、カソード電極及びゲート電極への電圧の印加によって電子放出が制御される電子放出部、
から成る。
【００３２】
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。
【００３３】
第１電極（カソード電極）の射影像と第２電極（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、平面型表示装置（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、電子放出パネルにおいて、第１電極と第２電極とが重複する重複部分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。
【００３４】
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部分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。
【００３５】
尚、この場合、薄膜を、上記の工程（３）と工程（４）との間で形成してもよいし、上記の工程（５）の完了後に形成してもよい。
【００３６】
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部分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。
【００３７】
尚、この場合、薄膜を、上記の工程（４）と工程（５）との間で形成してもよいし、上記の工程（５）の完了後に形成してもよい。
【００３８】
電界放出素子には収束電極が備えられていてもよい。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、第１電極と第２電極とが重複する重複部分に設けられた電子放出部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、複数の電子放出部に共通の収束効果を及ぼすことができる。
【００３９】
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、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、例えば帯状のゲート電極を形成することが可能である。カソード電極も上述した材料から構成することができ、上述した方法で形成することができる。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
電子放出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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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膜を形成してもよいし、前述した薄膜構成材料から成るアノード電極被覆層を形成してもよい。アノード電極被覆層の厚さとして、１×１０-9ｍ乃至２×１０-7ｍを例示することができる。アノード電極被覆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法等を挙げることができる。
【００４９】
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。
【００５０】
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（電子放出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。
【００５１】
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。
【００５２】
平面型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。
【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。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】
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の、隔壁が、複数、設けられていることが好ましい。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
平面型表示装置（冷陰極電界電子放出表示装置）にあっては、第１電極（カソード電極）及び第２電極（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。
【００６０】
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。実動作時、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〜１５キロボルトとすることができる。あるいは又、アノードパネルと電子放出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。
【００６１】
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。
【００６２】
電子放出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、電子放出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。
【００６３】
電子放出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段階で電子放出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段階で電子放出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、電子放出パネルとアノードパネルによって挟まれた空間（より具体的には、電子放出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であり、以下、単に、空間と呼ぶ場合がある）は、接合と同時に真空となる。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。
【００６４】
排気を行う場合、排気は、電子放出パネル及び／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、電子放出パネル及び／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。
【００６５】
ここで、空間は真空となっているので、アノードパネルと電子放出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。
【００６６】
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。
【００６７】
尚、スペーサの表面にも、アノード電極において説明したと同様に、抵抗体膜を形成してもよいし、前述した薄膜構成材料から成るスペーサ被覆層を形成してもよい。ここで、スペーサ被覆層の厚さとして、１ｎｍ乃至２０ｎｍを例示することができる。あるいは又、スペーサ被覆層のシート抵抗値として１×１０4Ω・ｍ以上を例示することができる。更には、スペーサ被覆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法等を挙げることができる。
【００６８】
平面型表示装置には、空間に連通し、内部にゲッターが配置されたゲッター室が備えられていることが望ましい。これによって、空間に放出されたガスをゲッターで捕捉することができ、空間における真空度の劣化を防止することができる。ゲッターを構成するゲッター材料として、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、Ｚｒ−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｚｒ−Ｖ−Ｆｅ合金、Ｔｉ−Ｚｒ−Ａｌ合金、Ｔｉ−Ｍｎ−Ｖ合金、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、所謂非蒸発型のゲッター材料；バリウム（Ｂａ）、Ｂａ−Ａｌといった、所謂蒸発型のゲッター材料を挙げることができる。尚、非蒸発型のゲッター材料と蒸発型のゲッター材料を併用することもできる。
【発明の効果】
【００６９】
本発明にあっては、ガスを吸着し易い第２電極の露出した部分の表面は、第２電極を構成する材料のガス吸着能よりも低いガス吸着能を有する薄膜によって被覆されているので、電子放出部を備えた電子放出パネルに中性ガスや陽イオンが衝突しても、電子放出パネルを構成する第２電極からガスが電子放出パネルとアノードパネルによって挟まれた空間に放出されることを抑制することができる。その結果、電子放出部の電子放出特性の変化やバラツキ発生を抑えることができ、安定した高品質の、しかも、経時変化が少なく、均一性の高い画像を表示し得る平面型表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
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】
【００７１】
実施例１は、本発明の電子放出パネル及び平面型表示装置に関する。具体的には、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）である。
【００７２】
模式的な一部端面図を図１に示すように、実施例１の表示装置は、電子放出パネル（以下、カソードパネルＣＰと呼ぶ場合がある）と、アノード電極２４及び蛍光体層２２が設けられたアノードパネルＡＰとが、それらの周縁部で接合され、電子放出パネル（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状態（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、後述する薄膜が図示されていないことを除き、図１６に示したと同様である。
【００７３】
そして、電子放出パネル（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（図１にＸ方向にて示す）に延びる複数の帯状の第１電極（以下、カソード電極１１と呼ぶ場合がある）、
（Ｃ）支持体１０及び第１電極（カソード電極１１）上に設けられた絶縁層１２上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向（図１にＹ方向にて示す）に延びる複数の帯状の第２電極（以下、ゲート電極１３と呼ぶ場合がある）、並びに、
（Ｄ）第１電極（カソード電極１１）と第２電極（ゲート電極１３）とが重複する重複部分（電子放出領域ＥＡと呼ぶ場合がある）に設けられ、第１電極（カソード電極１１）及び第２電極（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電子放出部１５、
を具備している。
【００７４】
ここで、実施例１にあっては、第１電極（カソード電極１１）、絶縁層１２、第２電極（ゲート電極１３）、及び、電子放出部１５によって、スピント型の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。即ち、スピント型電界放出素子は、
（ａ）支持体１０に形成されたカソード電極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上に形成されたゲート電極１３、
（ｄ）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）、及び、
（ｅ）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。
【００７５】
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。
【００７６】
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％）から成るスペーサ４０が配置されている。
【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７〜図１２に示す。尚、図１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８あるいは図１０に示す構成としている。また、図７〜図１２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７、図８、図９、図１０参照）、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１１及び図１２参照）。尚、図１１に示す蛍光体層２２にあっては、蛍光体層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを、図１１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】
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〜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。
【００７９】
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。
【００８０】
そして、少なくとも、第２電極（ゲート電極１３）の露出した部分の表面は［実施例１にあっては、より具体的には、第２電極（ゲート電極１３）の露出した部分の表面、第２電極（ゲート電極１３）と第２電極（ゲート電極１３）との間に位置する絶縁層１２の部分、及び、電子放出部１５］は、薄膜５０によって被覆されている。ここで、薄膜を構成する材料（薄膜構成材料）のガス吸着能は、第２電極（ゲート電極１３）を構成する材料のガス吸着能よりも低い。具体的には、薄膜５０は、カーボン系材料、より具体的には、第２電極（ゲート電極１３）の表面上における厚さが５ｎｍ、電気抵抗値２．５×１０3Ω・ｍ-2のアモルファスカーボンから成り、第２電極（ゲート電極１３）を構成する材料は遷移金属の一種であるクロム（Ｃｒ）であり、電子放出部１５を構成する材料は遷移金属の一種であるモリブデン（Ｍｏ）である。
【００８１】
薄膜構成材料であるアモルファスカーボンのＣＯ2ガスのガス吸着能と、第２電極（ゲート電極１３）を構成する材料であり、遷移金属の一種であるクロム（Ｃｒ）のＣＯ2ガスのガス吸着能を調べた結果である等温吸着線を、図５に示す。尚、図５において、横軸は平衡圧（単位：任意）であり、縦軸はＣＯ2ガス吸着量（単位：任意）であり、点線「Ｃ」はアモルファスカーボンの等温吸着線を示し、実線「Ｃｒ」はクロム（Ｃｒ）の等温吸着線を示す。図５からも、薄膜構成材料であるアモルファスカーボンのガス吸着能は、第２電極（ゲート電極１３）を構成する材料であり、遷移金属の一種であるクロム（Ｃｒ）のガス吸着能よりも低い。尚、Ｏ2ガス及びＣＯガスについても同様な傾向を示した。更には、遷移金属の一種であるモリブデン（Ｍｏ）に関しても、同様な傾向が得られた。
【００８２】
以下、実施例１の平面型表示装置の組立方法を説明する。
【００８３】
［工程−１００］
先ず、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、１つの電子放出部のみを図示した。
【００８４】
［工程−１００Ａ］
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。
【００８５】
［工程−１００Ｂ］
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。
【００８６】
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。
【００８７】
［工程−１００Ｃ］
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１３の（Ａ）に示す構造を得ることができる。
【００８８】
［工程−１００Ｄ］
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１３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。
【００８９】
［工程−１００Ｅ］
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１４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。
【００９０】
［工程−１００Ｆ］
その後、図１４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（図１４の（Ｃ）参照）、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。
【００９１】
［工程−１００Ｇ］
次に、薄膜５０を形成すべきでないカソードパネルＣＰの部分をレジスト層（図示せず）で覆う。そして、レジスト層で覆われていないカソードパネルＣＰの全面に、第２電極（ゲート電極１３）の表面上における厚さが５ｎｍとなるように、カーボン系材料、より具体的には、アモルファスカーボンから成る薄膜５０を、ＤＣ型スパッタリング装置を用いて、スパッタリング法に基づき、支持体１０に対して垂直方向から堆積させる。尚、この工程において、電子放出部１５も薄膜５０によって覆われる。薄膜５０の厚さを５ｎｍと薄くし、しかも、支持体１０に対して垂直方向から薄膜５０を堆積させ、更には、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ているので、薄膜５０によってゲート電極１３とカソード電極１１とが短絡することは無い。
【００９２】
こうして、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、形成されて成るカソードパネルＣＰを得ることができる。一方、電子放出源（具体的には、スピント型電界放出素子）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に形成されて成るアノードパネルＡＰとを準備する。
【００９３】
［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。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。
【００９４】
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（図示せず）を配置しておき、このゲッター室内にＢａ蒸発型ゲッター（図示せず）が設置されている点は、従来の表示装置と同様である。
【００９５】
従来の技術にあっては、電子放出部を備えた電子放出パネル（カソードパネルＣＰ）に中性ガスや陽イオンが衝突する結果、第２電極であるゲート電極１３から、更には、絶縁層１２からのガスの放出によって、電子放出部１５へガスが吸着し、当初は均一な電子放出分布を有していた表示装置にあっても、時間の経過と共に電子放出部１５の電子放出特性が変化し、あるいは、ばらつき、電子放出分布が不均一な分布となる（図６における従来例に関する模式図参照）。一方、実施例１にあっては、第２電極であるゲート電極１３は、更には、絶縁層１２は、薄膜５０によって被覆されているので、中性ガスや陽イオンの衝突に起因して第２電極であるゲート電極１３や絶縁層１２からガスが放出されることを抑制することができる。それ故、電子放出部１５へガスが吸着することを抑制できる。しかも、電子放出部１５も薄膜５０で被覆されているので、電子放出部１５へガスが吸着することを一層確実に抑制することができる。その結果、当初、均一な電子放出分布を有していた表示装置は、時間が経過しても、電子放出部１５の電子放出特性に変化やバラツキが生じ難く、均一な電子放出分布を維持することが可能となる（図６における実施例１に関する模式図参照）。従って、電子放出部の電子放出特性の変化やバラツキ発生を抑えることができ、安定した高品質の、しかも、経時変化が少なく、均一性の高い画像を表示し得る平面型表示装置を提供することができる。
【００９６】
尚、実施例１にあっては、電子放出部を備えた電子放出パネルに中性ガスや陽イオンが衝突してガスが発生したとしても、ガス発生量は僅かであり、この発生ガスは、表示装置の内部表面における衝突及び脱離を繰り返して最終的にはゲッターに吸収される。従来の技術にあっては、ガス発生量が多く、この発生ガスは、表示装置の内部表面における衝突及び脱離を繰り返して最終的にゲッターに一部が吸収されるものの、かなりの部分は電子放出部１５に吸着されてしまう。
【実施例２】
【００９７】
実施例２は、実施例１の変形である。模式的な一部端面図を図２に示すように、実施例２においては、第１電極（カソード電極１１）と第２電極（ゲート電極１３）とが重複する重複部分である電子放出領域ＥＡに設けられた電子放出部を取り囲むように（より具体的には、電子放出領域ＥＡを取り囲むように）、層間絶縁層１７を介して、第２電極（ゲート電極１３）及び絶縁層１２の上方には収束電極１６が形成されている。そして、収束電極１６の表面は、実施例１と同じ薄膜５０によって被覆されている。ここで、実施例１と同様に、薄膜構成材料のガス吸着能は、収束電極を構成する材料（具体的には、クロム）のガス吸着能よりも低い。実施例２にあっては、具体的には、電子放出部の全てを１つ（１枚）の収束電極１６で取り囲む構成としており、これによって、全ての電子放出部に共通の収束効果を及ぼすことができる。
【００９８】
尚、収束電極１６を設ける場合、［工程−１００Ｂ］と同様の工程に続き、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、例えば、［工程−１００Ｂ］と同様の工程において絶縁層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−１００Ｃ］と同様の工程を行えばよい。尚、収束電極のパターニングに依存して、１又は複数の電界放出素子、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る。
【００９９】
また、［工程−１００Ｇ］と同様の工程において、薄膜５０を形成すべきでないカソードパネルＣＰの部分をレジスト層（図示せず）で覆う。そして、レジスト層で覆われていないカソードパネルＣＰの全面に、第２電極（ゲート電極１３）の表面上における厚さが５ｎｍとなるように、カーボン系材料、より具体的には、アモルファスカーボンから成る薄膜５０を、ＤＣ型スパッタリング装置を用いて、スパッタリング法に基づき、支持体１０に対して垂直方向から堆積させる。尚、この工程において、収束電極１６及び電子放出部１５も薄膜５０によって覆われる。薄膜５０の厚さを５ｎｍと薄くし、しかも、支持体１０に対して垂直方向から薄膜５０を堆積させ、更には、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ているので、薄膜５０によって、ゲート電極１３とカソード電極１１とが短絡することは無いし、収束電極１６とゲート電極１３とが短絡することも無い。
【実施例３】
【０１００】
実施例３も、実施例１の変形である。模式的な一部端面図を図３に示すように、実施例３における電子放出パネル（カソードパネルＣＰ）は、実施例１における電子放出パネル（カソードパネルＣＰ）と同じ構成、構造を有する。実施例３が実施例１と相違する点は、アノードパネルＡＰを構成するアノード電極２４の表面がアノード電極被覆層５１によって覆われ、スペーサ４０の側面がスペーサ被覆層５２によって覆われている点にある。
【０１０１】
尚、アノード電極２４には、例えば、５キロボルト乃至１５キロボルト程度の電圧が印加される。そして、スペーサ４０の高さは、耐電圧を考慮して０．５ｍｍ乃至３ｍｍ程度とされている。ところで、スペーサ４０の下端部分は、図示していないが、定電圧源に（収束電極１６が設けられている場合には収束電極１６に）接続されている。また、スペーサ４０の上端部分はアノード電極２４と接している。従って、スペーサ４０全体の電気抵抗が小さい場合、スペーサ４０における消費電力が大きくなる。従って、スペーサ４０全体の電気抵抗は出来るだけ高抵抗であることが望ましい。それ故、スペーサ被覆層５２のシート抵抗値は、１×１０4Ω・ｍ以上であることが望ましく、具体的には、スペーサ被覆層５２をダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）から形成することが望ましい。尚、スペーサ被覆層５２の厚さは、１ｎｍ乃至２０ｎｍであればよい。ダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）等のカーボン系材料は、２次電子放出率（ＳＥＥＣ）が小さいので、スペーサ４０の帯電防止膜としても最適である。
【０１０２】
一方、アノード電極被覆層５１に関しては、ガス吸着特性の観点からは、膜厚や抵抗値に特段の制約は無い。しかしながら、アノード電極被覆層５１の膜厚を厚くすると、電子線のエネルギー損失による輝度低下を引き起こす。従って、輝度の観点から、アノード電極被覆層５１の膜厚は、１ｎｍ乃至２０ｎｍ程度と薄い方が望ましい。一方、後方散乱電子による色純度の低下あるいはスペーサ４０付近における色度ムラの観点からは、アノード電極被覆層５１の膜厚は、５０ｎｍ乃至２００ｎｍ程度が適当である。実施例３にあっては、アノード電極被覆層５１の膜厚を１５０ｎｍとした。
【実施例４】
【０１０３】
実施例４は、実施例２の変形であり、実施例２と実施例３との組合せに関する。模式的な一部端面図を図４に示すように、実施例４における電子放出パネル（カソードパネルＣＰ）は、実施例２における電子放出パネル（カソードパネルＣＰ）と同じ構成、構造を有する。実施例４が実施例２と相違する点は、アノードパネルＡＰを構成するアノード電極２４の表面、及び、スペーサ４０の側面のそれぞれが、実施例３と同様に、アノード電極被覆層５１、及び、スペーサ被覆層５２によって覆われている点にある。実施例３において説明したこの相違点を除き、実施例４の電子放出パネル及び平面型表示装置は、実施例２において説明した電子放出パネル及び平面型表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【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、電子放出パネル、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】
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。
【０１０６】
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源を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】図１は、実施例１の電子放出パネル及び平面型表示装置であるカソードパネル及び冷陰極電界電子放出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２の電子放出パネル及び平面型表示装置であるカソードパネル及び冷陰極電界電子放出表示装置の模式的な一部端面図である。
【図３】図３は、実施例３の電子放出パネル及び平面型表示装置であるカソードパネル及び冷陰極電界電子放出表示装置の模式的な一部端面図である。
【図４】図４は、実施例４の電子放出パネル及び平面型表示装置であるカソードパネル及び冷陰極電界電子放出表示装置の模式的な一部端面図である。
【図５】図５は、薄膜を構成する材料であるアモルファスカーボンのＣＯ2ガスのガス吸着能と、第２電極を構成する材料であるクロム（Ｃｒ）のＣＯ2ガスのガス吸着能を調べた結果である等温吸着線を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例１の冷陰極電界電子放出表示装置及び従来の冷陰極電界電子放出表示装置において、時間の経過に依る電子放出分布の変化状態を模式的に示す図である。
【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１３】図１３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１４】図１４の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、図１３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１５】図１５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１６】図１６は、従来の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１７】図１７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に電子ビームを照射したときのカソードパネルからのガス放出量を四重極質量分析装置にて測定した結果の一例を示すグラフである。
【図１８】図１８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おけるガス吸着と電子放出部の電子放出特性の変化の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０８】
ＣＰ・・・電子放出パネル（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・・・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、５０・・・薄膜、５１・・・アノード電極被覆層、５２・・・スペーサ被覆層
【図１】
2006318836.tif 000003
【図２】
2006318836.tif 000004
【図３】
2006318836.tif 000005
【図４】
2006318836.tif 000006
【図５】
2006318836.tif 000007
【図６】
2006318836.tif 000008
【図７】
2006318836.tif 000009
【図８】
2006318836.tif 000010
【図９】
2006318836.tif 000011
【図１０】
2006318836.tif 000012
【図１１】
2006318836.tif 000013
【図１２】
2006318836.tif 000014
【図１３】
2006318836.tif 000015
【図１４】
2006318836.tif 000016
【図１５】
2006318836.tif 000017
【図１６】
2006318836.tif 000018
【図１８】
2006318836.tif 000019
【図１７】
2006318836.tif 000020