(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード基板と、前記カソード基板の一方の面に対向して配置されると共に前記カソード基板に対向した面に蛍光体を塗布した第１アノード電極を有する第１アノード基板と、前記カソード基板の他方の面に対向して配置されると共に前記カソード基板に対向した面に蛍光体を塗布した第２アノード電極を有する第２アノード基板を有する真空外囲器を備え、
前記カソード基板は、前記第１アノード電極及び前記第２アノード電極に各々対向する電子源を両面に形成したことを特徴とする両面発光型蛍光発光装置。
【請求項２】
前記電子源は、前記カソード基板上に形成されたカソード電極と、前記カソード電極上に形成されたエミッタからなることを特徴とする請求項１記載の両面発光型蛍光発光装置。
【請求項３】
前記電子源は、前記カソード基板上に形成されたカソード電極と、前記カソード電極上に絶縁層を介して形成されたゲート電極と、前記カソード電極と前記ゲート電極とが重なる領域又は交差する領域の所定領域の前記絶縁層と前記ゲート電極に開口部を形成し、該開口部内の前記カソード電極上に形成されたエミッタからなることを特徴とする請求項１記載の両面発光型蛍光発光装置。
【請求項４】
前記エミッタは、高融点金属又はＳｉ又は金属化合物又はカーボン材料又はナノカーボン（カーボンナノチューブ，カーボンナノファイバー，グラファイトナノファイバー，ナノホーン）又はダイヤモンドライクカーボン又はカーボン薄膜からなる電界電子放出電子源又はそのアレイであることを特徴とする請求項２又は３記載の両面発光型蛍光発光装置。
【請求項５】
前記カソード基板は、少なくとも気密容器内の基板の１部に貫通孔部を有することを特徴とする請求項１記載の両面発光型蛍光発光装置。
【請求項６】
前記貫通孔部にゲッターを配設したことを特徴とする請求項５記載の両面発光型蛍光発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カソード基板を挟んで対向した第１アノード基板及び第２アノード基板に、蛍光体を被着したアノード電極をそれぞれ形成した両面発光型蛍光発光装置に関する。特に、表示装置として使用される両面発光型蛍光表示装置に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
以下、両面発光型蛍光表示装置を例にして説明を行う。
従来、両面発光型蛍光表示装置として、基板と蓋にそれぞれ蛍光体を塗布したアノード電極を形成し、それぞれのアノード電極に別々のグリッドを配置し、両グリッドの間にフィラメントを張架した３極管構造のものが知られている（特公昭５６−１１９８８号参照）。
【０００３】
図８は、従来の両面発光型蛍光表示装置の断面図である。
基板１０１と蓋１０２から外囲器が構成されている。基板１０１には、蛍光体１０３を塗布した棒状セグメント電極（アノード電極）１０４からなる第１表示部を形成し、その第１表示部に金属製の立体構造グリッド１０５を対向配置している。蓋１０２には、蛍光体１０６を塗布した日の字状７セグメント電極（アノード電極）１０７からなる第２表示部を形成し、その第２表示部に金属製の立体構造グリッド１０８を対向配置している。両グリッド１０５，１０８の間に、表面に電子放出物質を被着した細長い線状の酸化物カソードフィラメント（熱陰極）１０９を張架している。フィラメント１０９は、基板１０１に固定された金属製の立体構造を有するフィラメント支持部材１１０に取り付けている。グリッド１０５，１０８は、フィラメント１０９から両セグメント電極１０４，１０７への電子を制御する。これにより、各セグメント電極１０４，１０７に塗布した蛍光体１０３，１０６からの発光を、蓋１０２を通して外囲器の片側の面から観察している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した特公昭５６−１１９８８号に記載された両面発光型蛍光表示装置には、次のような問題点があった。
【０００５】
▲１▼  各表示部（セグメント電極）に対向させて金属製の立体構造グリッドを配置しているため、部品数が多くなり、構造が複雑で、かつ蛍光表示装置の薄型化、軽量化が困難。
▲２▼  蛍光表示装置を組み立てる際、グリッドとアノード電極との位置合わせが難しい等、製造工程が複雑。
▲３▼  金属製の立体構造グリッドによる無駄な消費電力（無効電流）が多くなる。
▲４▼  フィラメント（熱陰極）は振動に弱く、表示装置の大型化が困難。
▲５▼  フィラメント（熱陰極）は線状電子源であり、フィラメント直下にある蛍光体の発光とフィラメントから離れた位置にある蛍光体の発光に違いが生じるため、発光部に輝度ムラが生じる。
【０００６】
本発明は、以上説明した問題点に鑑みて成されたものであり、部品点数がより少なく、構造が簡単であり、製造がより容易で、消費電力がより少なく、表示装置の大型化が容易で、発光部の輝度ムラを低減した両面発光型蛍光発光装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された両面発光型蛍光発光装置は、
カソード基板と、前記カソード基板の一方の面に対向して配置されると共に前記カソード基板に対向した面に蛍光体を塗布した第１アノード電極を有する第１アノード基板と、前記カソード基板の他方の面に対向して配置されると共に前記カソード基板に対向した面に蛍光体を塗布した第２アノード電極を有する第２アノード基板を有する真空外囲器を備え、前記カソード基板は、前記第１アノード電極及び前記第２アノード電極に各々対向する電子源（面状カソード）を両面に形成したことを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載された両面発光型蛍光発光装置は、請求項１記載の両面発光型蛍光発光装置において、
前記電子源（面状カソード）は、前記カソード基板上に形成されたカソード電極と、前記カソード電極上に形成されたエミッタからなることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載された両面発光型蛍光発光装置は、請求項１記載の両面発光型蛍光発光装置において、
前記電子源（面状カソード）は、前記カソード基板上に形成されたカソード電極と、前記カソード電極上に絶縁層を介して形成されたゲート電極と、前記カソード電極と前記ゲート電極とが重なる領域又は交差する領域の所定領域の前記絶縁層と前記ゲート電極に開口部を形成し、該開口部内の前記カソード電極上に形成されたエミッタからなることを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載された両面発光型蛍光発光装置は、請求項２又は３記載の両面発光型蛍光発光装置において、
前記エミッタは、高融点金属又はＳｉ又は金属化合物又はカーボン材料又はナノカーボン（カーボンナノチューブ，カーボンナノファイバー，グラファイトナノファイバー，ナノホーン）又はダイヤモンドライクカーボン又はカーボン薄膜からなる電界電子放出電子源又はそのアレイであることを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載された両面発光型蛍光発光装置は、請求項１記載の両面発光型蛍光発光装置において、
前記カソード基板は、少なくとも気密容器内の基板の１部に貫通孔部を有することを特徴としている。
【００１２】
請求項６に記載された両面発光型蛍光発光装置は、請求項５記載の両面発光型蛍光発光装置において、
前記貫通孔部にゲッターを配設したことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は図示の構成に限定されるわけではなく、様々な設計変更が可能である。
【００１４】
図１乃至図４を参照して、本発明の第１の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の両面発光型蛍光発光装置の全体構造を示す平面図である。
図２は、図１に示す両面発光型蛍光発光装置のＡ−Ａ方向の断面図である。
図３は、図１に示す両面発光型蛍光発光装置のＢ−Ｂ方向の断面図である。
尚、図１乃至図３では、カソード基板１，第１アノード基板２，第２アノード基板３，スペーサー部材４からなる外囲器のみを図示している。
【００１５】
図１に示すように、両面発光型蛍光発光装置は、内部が真空状態とされた薄型パネル状の外囲器を有している。外囲器は、カソード基板１と、前記カソード基板１の一方の面に微小な間隔をおいて対向配置された第１アノード基板２と、前記カソード基板１の他方の面（第１アノード基板２と反対側の面）に微小な間隔をおいて対向配置された第２アノード基板３と、３つの基板１，２，３の外周部分をスペーサー部材４により封着した構造となっている。
【００１６】
各基板１，２，３は、ガラス等の透光性及び絶縁性を有する基板等からなる。透光性が不要な基板については、セラミックス等の絶縁性を有する基板等でも良い。また、スペーサー部材４は、例えば側面板と低融点ガラス等の接着剤からなる封着剤（封着剤のみでも良い）からなる。
【００１７】
図１乃至図３に示すように、３つの基板１，２，３は、カソード基板１を基準として、各アノード基板２，３をそれぞれ異なった方向に所定間隔ずらした状態で封着されている。これは、各基板上に形成されたカソード電極やアノード電極に接続され、各電極を外囲器の外部に引き出して給電端子とするカソード配線やアノード配線を異なった方向に引き出し可能とし、配線し易くするためである。また、カソード基板１の大きさは、アノード基板２，３の大きさよりも大きくなっている。
【００１８】
ここで、カソード基板１の両面に形成された不図示のカソード配線は、図２の紙面垂直方向（スペーサー部材４で囲まれた領域からはみ出た基板部分）から外部へ引き出されている。
また、アノード基板２の内面（カソード基板１に対向する面）に形成された不図示のアノード配線は、図２の紙面右方向（スペーサー部材４で囲まれた領域からはみ出た基板部分）から外部へ引き出されている。
同様に、アノード基板３の内面に形成された不図示のアノード配線は、図２の紙面左方向（スペーサー部材４で囲まれた領域からはみ出た基板部分）から外部へ引き出されている。
【００１９】
勿論、各基板１，２，３は、同じ大きさの基板を使用しても良いし、その相対的な位置をずらさないで封着しても良い。
また、各アノード基板２，３に形成された各アノード配線を外囲器の外部へ引き出す方向は、互いに異なる方向でも良いし、同一方向でも良い。同様に、カソード基板１に形成された両面の各カソード配線を外囲器の外部へ引き出す方向は、互いに異なる方向でも良いし、同一方向でも良い。
【００２０】
以下、図４に基づいて、本発明の第１の実施の形態の具体的な構成を、その作成手順に沿って説明する。本発明の第１の実施の形態で使用する電子源は面状カソードであり、２極管構造を有している。
【００２１】
図４は、図３０示す両面発光型蛍光発光装置の部分拡大断面図である。
図４に示すように、最初に、絶縁性及び透光性を有するガラス基板からなるカソード基板１の一方の表面１Ａ上に、ストライプ状のカソード電極５を形成する。カソード電極５は、例えば膜厚０．２μｍのＮｂ（ニオブ）膜等からなり、スパッタ法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより形成される。カソード電極５は、不図示のカソード配線により外囲器の外側に引き出されている。カソード配線の材質及び製法は、カソード電極と同様である。
【００２２】
次に、カソード電極５の上に、ストライプ状又は（カソード電極５上の所望部分を露出させるような開口部を有する）ベタ状の絶縁層６を積層形成する。絶縁層６は、例えば膜厚０．５μｍのＳｉＯ２−Ｘ（１＞Ｘ≧０）膜やＳｉＮ膜などからなり、スパッタ法やＣＶＤ法などにより形成される。また、絶縁層６は、例えばガラスフリット材の塗布により形成することも可能である。
尚、絶縁層６は、必要に応じて設ければ良く、設けなくとも良い。
【００２３】
次に、カソード電極５の上に、ストライプ状又はドット状のエミッタ７を形成する。エミッタ７は、例えば多層カーボンナノチューブ又は単層カーボンナノチューブ，カーボンナノファイバー，グラファイトナノファイバー，ナノホーンなどのナノカーボンからなる。エミッタ７は、例えばナノカーボンを有機溶剤に分散して作成した印刷ペーストを使用して、印刷法により形成される。
尚、エミッタ７は、電着法又はスプレーにより、カソード電極５の上に塗布することも可能である。又、エミッタ７は、ダイヤモンドライクカーボンやカーボン薄膜などを使用することも可能である。
【００２４】
同様にして、絶縁性及び透光性を有するガラス基板からなるカソード基板１の他方の表面１Ｂの上に、カソード電極８（不図示のカソード配線を含む），絶縁層９，エミッタ１０をそれぞれ形成する。各構成要素の材質及び製法は、上記と同一である。
【００２５】
尚、カソード基板１については、他の作成方法でも作成可能である。
例えば、カソード基板１の一方の表面１Ａ上に、触媒金属からなるカソード電極５を形成する。次に、カソード基板１の他方の表面１Ｂ上に、触媒金属からなるカソード電極８を形成する。そして、ＣＶＤ法により、カソード電極５上にエミッタ７を選択成長させて形成することも可能である。勿論、カソード電極５，８上に、触媒金属層を別途形成して、その触媒金属層上にエミッタ７を選択成長させることも可能である。
【００２６】
次に、上記カソード基板１の作成とは別の工程において、第１アノード電極１１を有する第１アノード基板２及び第２アノード電極１３を有する第２アノード基板３の作成が行われる。
【００２７】
まず、第１アノード基板２の上に、ストライプ状の第１アノード電極１１を形成する。第１アノード電極１１は、例えば膜厚０．１μｍ乃至数μｍのＩＴＯ（インジウムと錫の酸化物）又はメッシュ状等の透光部を有するＡｌ（アルミニウム）などからなり、スパッタ法やＥＢ蒸着法などにより形成される。第１アノード電極１１は、不図示のアノード配線により外囲器の外部へ引き出されている。
アノード配線の材質及び製法は、アノード電極と同様である。
【００２８】
次に、第１アノード電極１１の上に、蛍光体１２を被着形成する。蛍光体１２は、ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体等からなり、印刷法により形成される。
そして、第１アノード電極１１，蛍光体１２がパターニングされた第１アノード基板の大気焼成を行い、更にその後真空焼成を行う。これにより、第１アノード電極１１を有する第１アノード基板２の作成が完了する。
【００２９】
上記の第１アノード電極１１を有する第１アノード基板２の作成と同様にして、第２アノード電極１３を有する第２アノード基板３の作成が行われる。
【００３０】
以上のようにして、アドレス可能な面状のカソードを有するカソード基板１と、第１アノード電極１１を有する第１アノード基板２及び第２アノード電極１３を有する第２アノード基板３が作成されると、対向するカソード基板１と第１アノード基板２との間及びカソード基板１と第２アノード基板３との間の外周部にスペーサー部材４を介して、各エミッタ７，１０（冷陰極である電界放出カソード）と各アノード電極１１，１３が所定の位置関係で対向するように位置合わせする。
【００３１】
この位置合わせされたカソード基板１と第１アノード基板２及び第２アノード基板３を適当な治具を用いて上下から押圧しながら、例えば二酸化炭素ガス雰囲気中で、例えば４５０℃の所定温度に加熱焼成する。これにより、カソード基板１と第１アノード基板２との間及びカソード基板１と第２アノード基板３との間の外周部が互いに封着して外囲器が組み立てられる。
【００３２】
その後、外囲器の内部が所定の真空状態になるまで排気処理を行う。この排気処理は、第１アノード基板２及び第２アノード基板３、又はカソード基板１と第１アノード基板２の間のスペーサー部材４及びカソード基板１と第２アノード基板３との間のスペーサー部材４のそれぞれに設けた不図示の排気孔を通して行われる。この排気処理後、排気孔は、別部材である排気蓋等により封止され、外囲器が気密に保たれる。
【００３３】
その後、エミッタ７，１０から電子を放出させて蛍光体層１２，１４を試験的に所定時間発光駆動するエージング処理を行う。これにより、図１乃至図４に示す両面発光型蛍光発光装置が完成する。
【００３４】
次に、本発明の第１の実施の形態の両面発光型蛍光発光装置の画素選択構造（選択的な電子放出構造）について、説明を行う。
まず、カソード基板１の一方の表面１Ａ上に形成されたカソード電極５は、所定方向にストライプ状（線状）に形成された複数のカソード電極群から構成されている。また、第１アノード基板２上の第１アノード電極１１は、対向するカソード電極５と交差する方向にストライプ状に形成された複数のアノード電極群から構成されている。
【００３５】
複数のカソード電極群と複数のアノード電極群には、選択的に電圧を印加することが可能である。そして、各群の所定のカソード電極及びアノード電極に同時に電圧を印加すると、両電極間の電界により、両電極の交差する領域にあるエミッタから選択的に電子を放出させることができる。
このカソード電極５と第１アノード電極１１からなるマトリクス構造により、第１アノード基板２上の画素領域（発光する蛍光体の領域）が選択される。
【００３６】
同様にして、カソード基板１の他方の表面１Ｂ上に形成されたカソード電極８は、所定方向にストライプ状に形成された複数のカソード電極群から構成されている。また、第２アノード基板３上の第２アノード電極１３は、対向するカソード電極８と交差する方向にストライプ状に形成した複数のアノード電極群から構成されている。
【００３７】
複数のカソード電極群と複数のアノード電極群には、選択的に電圧を印加することが可能である。そして、各群の所定のカソード電極及びアノード電極に同時に電圧を印加すると、両電極間の電界により、両電極の交差する領域にあるエミッタから選択的に電子を放出させることができる。
このカソード電極８と第２アノード電極１３からなるマトリクス構造により、第２アノード基板３上の画素領域が選択される。
【００３８】
尚、カソード基板１の一方の表面１Ａ上に形成されたカソード電極５は、他方の表面１Ｂ上に形成されたカソード電極８と同じ方向にストライプ状に形成されていても良いし、異なる方向にストライプ状に形成されていても良い。
【００３９】
また、本発明の第１の実施の形態の両面発光型蛍光発光装置の発光（表示）観察面について説明を行う。この発光観察面は、片面の場合と両面の場合の２つのパターンがある。
【００４０】
まず、初めに両面から観察する２つのケースについて説明する。
（１）カソード基板１が非透光性であり、第１アノード基板２及び第２アノード基板３が透光性を有する場合については、第１アノード基板２の外側（第１アノード電極１１を形成した面の反対側）から第１アノード電極１１の上に被着形成された蛍光体１２表面からの発光を、蛍光体１２と第１アノード電極１１と第１アノード基板２を通して観察する。
【００４１】
また、第２アノード基板３の外側（第２アノード電極１３を形成した面の反対側）から第２アノード電極１３の上に被着形成された蛍光体１４表面からの発光を、蛍光体１４と第２アノード電極１３と第２アノード観基板３を通して観察する。
【００４２】
ここで、カソード基板１が非透光性を有する場合とは、カソード基板１自体が非透光性を有するか、又はカソード基板１上の構成要素である各カソード電極５，８及びエミッタ７，１０（絶縁層を形成した場合には絶縁層６，９）が非透光性を有する場合である。
例えば、カソード基板１にセラミック基板等を使用した場合が該当する。又は、カソード電極等を非透光性材料により形成した場合が該当する。
【００４３】
また、第１アノード基板２及び第２アノード基板３が透光性を有する場合とは、各アノード基板２，３自体が透光性を有すると共に、各アノード基板２，３上の各構成要素であるアノード電極１１，１３及び蛍光体１２，１４が透光性を有する場合である。
【００４４】
例えば、各アノード基板２，３にガラス基板等を使用した場合が該当する。
また、アノード電極１１，１３を透光性材料により形成するか、アノード電極１１，１３を非透光性材料によりメッシュ状等の光が透過するようにパターン形成するか、若しくはアノード電極１１，１３を光が透過するように薄い膜で形成した場合が該当する。
それから、蛍光体１２，１４を、カソード電極５，８側の各表面における発光が直接又は間接的に透過し易いように、蛍光体粒子層が２〜３層程度で形成した場合などが該当する。
【００４５】
（２）カソード基板１，第１アノード基板２，第２アノード基板３のすべてが透光性を有する場合については、各アノード基板２，３の両側からそれぞれ、各アノード電極１１，１３の上に被着形成された蛍光体１２，１４からの発光を重ねて観察することができる。
例えば、日の字パターンの表示（数字表示）を行う場合、対向する基板上の対応する同じ位置にそれぞれ日の字パターンを、同じ大きさ又は異なる大きさで形成すると共に、蛍光体１２，１４の発光色を変えれば（例えば緑色と赤色を呈するものにする）、カラーシフト表示（緑色の表示，赤色の表示，緑色と赤色の混合色による表示）が可能となる。
【００４６】
また、例えば、ドットマトリクスパターンの表示（グラフィック表示）を行う場合、第１アノード電極１１の上に被着形成されたドット状の蛍光体１２のドットピッチ（各蛍光体ドットの上下左右の各方向の配置間隔）を、３００ｄｐｉとする。同様に、第２アノード電極１３の上に被着形成されたドット状の蛍光体１４のドットピッチを、３００ｄｐｉとする。そして、各蛍光体１２，１４のピッチを対向する基板上で各々ずらして配置する（例えば、第１アノード基板の外側から発光を観察した場合、蛍光体１２と蛍光体１２の間から蛍光体１４が見えるように配置する）と、６００ｄｐｉの高精細表示が可能となる。
【００４７】
ここで、カソード基板１が透光性を有する場合とは、カソード基板１自体が透光性を有すると共に、カソード基板１上の各構成要素であるカソード電極５，８及びエミッタ７，１０（絶縁層を形成した場合には絶縁層６，９）が透光性を有する場合である。
【００４８】
例えば、カソード基板１にガラス基板等を使用した場合が該当する。
また、カソード電極等を透光性材料により形成するか、カソード電極等を非透光性材料によりメッシュ状等の光が透過するようにパターン形成するか、若しくは、カソード電極等を光が透過するように薄い膜で形成した場合が該当する。
また、第１アノード基板２及び第２アノード基板３が透光性を有する場合については、（１）の場合と同様である。
【００４９】
次に、片面から観察する２つのケースについて説明する。
（３）第２アノード基板３が非透光性であり、カソード基板１及び第１アノード基板２が透光性を有する場合については、第１アノード基板の外側から、各アノード電極１１，１３の上に被着形成された蛍光体１２，１４からの発光を重ねて観察する。この場合、上記（２）の場合と同様に、カラーシフト表示又は高精細表示が可能となる。
【００５０】
ここで、カソード基板１が透光性を有する場合については、（１）と同様である。また、第１アノード基板２が透光性を有する場合についても、（１）と同様である。
第２アノード基板３が非透光性を有する場合とは、第２アノード基板３自体が非透光性を有するか、又は第２アノード基板３上の構成要素であるアノード電極１３が非透光性を有するか、又は蛍光体１４が非透光性を有する場合である。
【００５１】
例えば、第２アノード基板３にセラミック基板等を使用した場合が該当する。
又は、アノード電極等を非透光性材料により形成するか、若しくは蛍光体１４を、その表面における発光が直接又は間接的に透過し難いように、蛍光体粒子層を厚く形成した場合などが該当する。
【００５２】
（４）第１アノード基板２が非透光性であり、カソード基板１及び第２アノード基板３が透光性を有する場合については、上記（３）の場合と同様である。
【００５３】
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の第２の実施の形態を説明する。
尚、両面発光型蛍光発光装置の全体構造を示す平面図については、図１と同じである。
図５は、図１に示す両面発光型蛍光発光装置のＡ−Ａ方向の断面図である。
図６は、図１に示す両面発光型蛍光発光装置のＢ−Ｂ方向の断面図である。
尚、図５及び図６は、カソード基板１，第１アノード基板２，第２アノード基板３，スペーサー部材４から構成される外囲器と、カソード基板１に設けられた空隔部１９と、ゲッター２０のみを図示している。
【００５４】
図５及び図６に示すように、両面発光型蛍光発光装置の基本的な構成等については、本発明の第１の実施の形態の図２及び図３と同様である。このため、第１の実施の形態と同一の構成要素には、同一番号を付して説明を行う。
ここで、第１の実施例と大きく異なる点は、カソード基板に空隔部を形成している点と、カソード基板の構造が異なる点である。
【００５５】
図７は、図６に示す両面発光型蛍光発光装置の部分拡大断面図である。
図７に基づいて、本発明の第２の実施の形態の具体的な構成を、その作成手順に沿って説明する。本発明の第２の実施の形態で使用する面状のカソード（冷陰極である電界放出カソード）は、３極管構造を有している。
【００５６】
図７に示すように、最初に絶縁性を有するガラス基板からなるカソード基板１の一方の表面１Ａの上に、ストライプ状のカソード電極５を形成する。カソード電極５は、例えば膜厚０．２μｍのＮｂ膜からなり、スパッタ法又はＣＶＤ法により形成される。カソード電極５は、不図示のカソード配線により外囲器の外側に引き出されている。カソード配線の材質及び製法は、カソード電極と同様である。
【００５７】
次に、カソード電極５の上に、ストライプ状又は（カソード電極５上の所望部分のみに）ドット状の触媒金属層１５を積層形成する。触媒金属層１５は、数１００ｎｍ（例えば１５０ｎｍ）の膜厚のＦｅ（鉄），Ｎｉ（ニッケル），Ｃｏ（コバルト）Ｚｎ（亜鉛）等の金属膜からなり、スパッタ法や電子線蒸着法により形成される。そして、レジスト→光露光→現像→エッチング→レジスト除去の工程を経て、カソード電極５と触媒金属層１５を所定の形状にパターニングする。
尚、カソード電極５自体を、触媒金属層とすることも可能である。
【００５８】
次に、触媒金属層１５の上に絶縁層６を積層形成する。絶縁層６は、例えば膜厚０．５μｍのＳｉＯ２−Ｘ（１＞Ｘ≧０）膜やＳｉＮ膜などからなり、スパッタ法やＣＶＤ法などにより形成される。
【００５９】
次に、絶縁層６の上にゲート電極１６を積層形成する。ゲート電極１６は、後工程で形成されるカーボン薄膜（エミッタ７）よりも高く位置して空間的かつ電気的に絶縁された状態で絶縁層６の上に形成される。ゲート電極１６は、例えば膜厚０．４μｍのＴｉ膜からなり、スパッタ法又はＣＶＤ法により形成される。
【００６０】
次に、触媒金属層１５をエッチストップ層として利用し、触媒金属層１５の表面が露出するように、絶縁層６及びゲート電極１６に例えば丸，角，ストライプ形状のエミッタ穴をエッチング加工する。エミッタ穴は、フォトリソ法とエッチングの時間制御により所望の大きさに形成される。具体的に、エミッタ穴は、蛍光体１２の１画素に対して複数個設けられ、１μｍ乃至数１００μｍ（好ましくは１μｍ乃至数１０μｍ）の外形で形成される。その後、ゲート電極１６を、所定形状にパターニングする。
【００６１】
同様にして、カソード基板１の他方の表面１Ｂの上に、カソード電極８，絶縁層９，触媒金属層１７，ゲート電極１８をそれぞれ形成する。
【００６２】
次に、カソード基板１の両面のエミッタ穴内に露出した触媒金属層１５，１７の上に、エミッタ７，１０となるカーボン薄膜をＣＶＤ法により、同時に選択成長させる。このカーボン薄膜は、電子放出面がカソード基板１の各表面１Ａ，１Ｂと直交する鉛直方向に整列した状態で触媒金属層１５，１７の上に気相成長して形成される。エミッタ７，１０となるカーボン薄膜は、例えばカーボンナノチューブ，カーボンナノファイバー，グラファイトナノファイバー，ナノホーン，ダイヤモンドライクカーボンなどを含む膜からなる。
【００６３】
エミッタ７，１０となるカーボン薄膜を形成するにあたっては、例えば触媒熱ＣＶＤ（ヒーター板使用），プラズマＣＶＤ，熱フィラメントＣＶＤ等の手法が採用される。原料ガスには例えば二酸化炭素，一酸化炭素などと水素ガスの組み合わせやアセチレン，メタン等の炭化水素系ガスが使用される。その際、カソード基板１を所定の温度に加熱する場合もある。これにより、カソード基板１には、カーボン薄膜からなるエミッタ７，１０を有するカソード（冷陰極である電界放出型カソード）が形成される。そして、カソード電極５，８とゲート電極１６，１８との間の電界により、カーボン薄膜から電子を放出させることができる。
【００６４】
次に、上記カソード基板１の作成とは別の工程において、第１アノード電極１１を有する第１アノード基板２及び第２アノード電極１３を有する第２アノード基板３の作成が行われる。第１アノード基板２及び第２アノード基板３の作成については、本発明の第１の実施の形態と同様である。
【００６５】
以上のようにして、アドレス可能な面状のカソードを有するカソード基板１と、第１アノード電極１１を有する第１アノード基板２及び第２アノード電極１３を有する第２アノード基板３が作成されると、対向するカソード基板１と第１アノード基板２との間及びカソード基板１と第２アノード基板３との間の外周部にスペーサー部材４を介して、エミッタ７，１０と各アノード電極１１，１３が所定の位置関係で対向するように位置合わせする。
【００６６】
この位置合わせされたカソード基板１と第１アノード基板２及び第２アノード基板３を適当な治具を用いて上下から押圧しながら、例えば二酸化炭素ガス雰囲気中で、例えば４５０℃の所定温度で加熱焼成する。これにより、カソード基板１と第１アノード基板２との間及びカソード基板１と第２アノード基板３との間の外周部が互いに封着して外囲器が組み立てられる。
【００６７】
その後、外囲器の内部が所定の真空状態になるまで排気処理を行う。
ここで、カソード基板１は、空隔部１９を有している。そして、外囲器内は、この空隔部１９を通して連通している。このため、この排気処理は、第１アノード基板２又は第２アノード基板３の一方に設けた不図示の排気孔１つのみ、又はカソード基板１と第１アノード基板２の間のスペーサー部材４又はカソード基板１と第２アノード基板３との間のスペーサー部材４に設けた不図示の排気孔１つのみを通して行うことが可能となる。
【００６８】
更に、この空隔部１９にゲッター２０を配置すれば、ゲッター２０を配置する場所（空間）を他に設ける必要性がなくなる。これは、特に薄型の蛍光発光装置に好適である。ゲッター１９は、蒸発型ゲッター又は非蒸発型ゲッターが使用可能である。また、ゲッター１９は、リング状のゲッターや棒状のゲッターなどが使用可能である。
【００６９】
この排気処理後、排気孔は、別部材である排気蓋等により封止され、外囲器が気密に保たれる。
その後、本発明の第１の実施の形態と同様にして、エージング処理を行う。これにより、図５乃至図７に示す両面発光型蛍光発光装置が完成する。
【００７０】
次に、本発明の第２の実施の形態の両面発光型蛍光発光装置の画素選択構造（選択的な電子放出構造）について、説明を行う。
まず、カソード基板１の一方の表面１Ａ上に形成されたカソード電極５は、所定方向にストライプ状（線状）に形成された複数のカソード電極群から構成されている。また、カソード基板１上のゲート電極１６は、カソード基板１上のカソード電極５と交差する方向にストライプ状に形成された複数のゲート電極群から構成されている。カソード電極５及びゲート電極１６と対向する第１アノード基板２上の第１アノード電極１１は、ベタ状（パターン化されていない状態）に形成されている。また、第１アノード電極１１上の蛍光体１２は、ベタ状又は所定パターン状に形成されている。
【００７１】
複数のカソード電極群と複数のゲート電極群には、選択的に電圧を印加することが可能である。そして、各群の所定のカソード電極及びゲート電極に同時に電圧を印加すると、両電極間の電界により、両電極の交差する領域にあるエミッタから選択的に電子を放出させることができる。
このカソード電極５とゲート電極１６からなるマトリクス構造により、第１アノード基板２上の画素領域が選択される。
尚、第１アノード電極１１は、カソード電極５又はゲート電極１６と同じ方向にストライプ状に形成されていても良い。
【００７２】
また、カソード電極５とゲート電極１６を同じ方向にストライプ状に形成された複数のカソード電極群とゲート電極群から構成し、第１アノード基板２上の第１アノード電極１１を、カソード電極５及びゲート電極１６と交差する方向にストライプ状に形成されたアノード電極群から構成して、マトリクス構造としても良い。
このカソード電極５及びゲート電極１６と第１アノード電極１１からなるマトリクス構造によっても、第１アノード基板２上の画素領域が選択可能とされる。
【００７３】
同様にして、カソード基板１の他方の表面１Ｂ上に形成されたカソード電極８は、所定方向にストライプ状（線状）に形成されたカソード電極群から構成されている。また、カソード基板１上のゲート電極１８は、カソード基板１上のカソード電極８と交差する方向にストライプ状に形成されたゲート電極群から構成されている。カソード電極８及びゲート電極１８と対向する第２アノード基板３上の第２アノード電極１３は、ベタ状に形成されている。また、第２アノード電極１３上の蛍光体１４は、ベタ状又は所定パターン状に形成されている。
【００７４】
複数のカソード電極群と複数のゲート電極群には、選択的に電圧を印加することが可能である。そして、各群の所定のカソード電極及びゲート電極に同時に電圧を印加すると、両電極間の電界により、両電極の交差する領域にあるエミッタから選択的に電子を放出させることができる。
このカソード電極８とゲート電極１８からなるマトリクス構造により、第２アノード基板３上の画素領域が選択可能とされる。
尚、第２アノード電極１３は、カソード電極８又はゲート電極１８と同じ方向にストライプ状に形成されていても良い。
【００７５】
また、カソード電極８とゲート電極１８を同じ方向にストライプ状に形成されたカソード電極群及びゲート電極群から構成し、第２アノード基板３上の第２アノード電極１３を、カソード電極８及びゲート電極１８と交差する方向にストライプ状に形成されたアノード電極群から構成して、マトリクス構造としても良い。
このカソード電極８及びゲート電極１８と第２アノード電極１３からなるマトリクス構造によっても、第２アノード基板３上の画素領域が選択可能とされる。
尚、カソード基板１の一方の表面１Ａ上に形成されたカソード電極５は、他方の表面１Ｂ上に形成されたカソード電極８と同じ方向にストライプ状に形成されていても良いし、異なる方向にストライプ状に形成されていても良い。
【００７６】
また、ゲート電極については、各カソード電極に対応して１つ配置した構造を例示したが、更に絶縁層等を介して２つ以上設けることも可能である。ゲート電極を２つ以上形成した場合、カソード電極とゲート電極をマトリクス構造にするには、カソード電極と少なくともゲート電極の１つがマトリクス状になっていれば良い。
【００７７】
また、本発明の第２の実施の形態の両面発光型蛍光発光装置の発光（表示）観察面については、絶縁層６，９及びゲート電極１６，１８が増えたことを除いて、本発明の第１の実施の形態の両面発光型蛍光発光装置と同様である。
【００７８】
尚、上記の各実施の形態では、面状カソードとして、カーボンナノチューブ，カーボンナノファイバー，グラファイトナノファイバー，ナノホーン、ダイヤモンドライクカーボン、カーボン薄膜などを含む膜からなる冷陰極を示した。これ以外にも、スピント型，蒸着エミッタ，Ｓｉ（シリコン）エッチングコーンエミッタ，ＭＩＭ（金属−絶縁層−金属）型，ＰＮ接合型，表面伝導型，エッジエミッタ等の平面型などの冷陰極電子源又はそのアレイを使用することも可能である。
また、それらの材料として、高融点金属，金属化合物，カーボン材料などを使用することが可能である。
更に、面状カソードの形成方法としても、種々の製造方法を用いることが可能である。
【００７９】
【発明の効果】
本発明の両面発光型蛍光発光装置によれば、次のような効果が得られる。
請求項１に記載の両面発光型蛍光発光装置によれば、部品点数がより少なく、構造が簡単で、製造がより容易で、消費電力がより少なく、表示装置の大型化が容易で、発光部の輝度ムラを低減した両面発光型蛍光発光装置を提供できる。
【００８０】
請求項２に記載の両面発光型蛍光発光装置によれば、カソードから選択的に電子を引き出すことが可能となり、より消費電力が少ない両面発光型蛍光発光装置を提供できる。
【００８１】
請求項３に記載の両面発光型蛍光発光装置によれば、少なくとも１つ以上のゲート電極を設けたことにより、より低電圧でカソードから選択的に電子を引き出すことが可能（例えばアノード電極の電圧をより低くすることができる）となり、更に消費電力が少ない両面発光型蛍光発光装置を提供できる。
【００８２】
請求項４に記載の両面発光型蛍光発光装置によれば、カソード（エミッタ）が、冷陰極であるため、熱陰極に比べて消費電力が少ない等の利点がある。
また、カソード（エミッタ）をカソード基板の両面に形成できるため、製造が容易である。特に、フレキシビリティーを有する印刷法、又はカソードを同時形成可能なＣＶＤ法により作成すれば、更に製造が容易となる。
更に、大型ディスプレイの作成も容易である。
【００８３】
請求項５に記載の両面発光型蛍光発光装置によれば、外囲器の内部を一度に（同時に）真空排気できるため、製造が容易である。
【００８４】
請求項６に記載の両面発光型蛍光発光装置によれば、ゲッターを配置する空間を別途設ける必要がなくなる。装置全体をより薄型にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の両面発光型蛍光発光装置の全体構造を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の両面発光型蛍光発光装置の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の両面発光型蛍光発光装置の断面図である。
【図４】図３の両面発光型蛍光発光装置の部分拡大断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の両面発光型蛍光発光装置の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の両面発光型蛍光発光装置の断面図である。
【図７】図６の両面発光型蛍光発光装置の部分拡大断面図である。
【図８】従来の両面発光型蛍光表示装置の断面図である。
【符号の説明】
１…カソード基板、
１Ａ，１Ｂ…カソード基板の表面、
２…第１アノード基板、
３…第２アノード基板、
４…側面部材、
５，８…カソード電極、
６，９…絶縁層、
７，１０…エミッタ層、
１１…第１アノード電極、
１２，１４…蛍光体、
１３…第２アノード電極、
１５，１７…触媒金属層、
１６，１８…ゲート電極、
１９…空隔部、
２０…ゲッター、
１０１…基板、
１０２…蓋、
１０３，１０６…蛍光体、
１０４…棒状セグメント電極、
１０５，１０８…グリッド、
１０７…日の字状セグメント電極、
１０９…フィラメント、
１１０…フィラメント支持部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004680406.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004680406.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004680406.tif 000008
【図８】
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