(57)【要約】【課題】  電子放出部から放出された電子を集束させて画面の色純度を高め，さらに電子放出部に対する電子加速電極電圧の影響力を遮断することができるとともに，製造効率を高めることができる，電子放出素子用カソード基板，これを備えた電子放出素子，及びその製造方法を提供する。【解決手段】  基板上に形成された電子放出部１２からの電子放出を制御する少なくとも一つの駆動電極１０を有する電子放出素子用カソード基板において，少なくとも一つの駆動電極１０が表面に形成される第１絶縁層８と，電子放出部１２から放出された電子を集束させるためのフォーカシング電極１８と，少なくとも一つの駆動電極１０とフォーカシング電極１８との間に位置する第２絶縁層１６と，を備え，第１絶縁層８及び第２絶縁層１６は，異種物質からなることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上部に形成された電子放出部からの電子放出を制御する少なくとも一つの駆動電極を有する電子放出素子用カソード基板において；
前記少なくとも一つの駆動電極が接触して形成されている第１絶縁層と，
前記電子放出部から放出された電子を集束させるためのフォーカシング電極と，
前記少なくとも一つの駆動電極と前記フォーカシング電極との間に位置する第２絶縁層と，
を備え，
前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は，異種物質からなることを特徴とする，電子放出素子用カソード基板。
【請求項２】
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層とは，所定の食刻液に対して相違した食刻率を有することを特徴とする，請求項１に記載の電子放出素子用カソード基板。
【請求項３】
前記第２絶縁層の食刻液に対する前記第１絶縁層の食刻率は，前記第２絶縁層の食刻率の１／３以下であることを特徴とする，請求項２に記載の電子放出素子用カソード基板。
【請求項４】
前記第２絶縁層の食刻液に対する前記第１絶縁層の食刻率は，前記第２絶縁層の食刻率の３倍以上であることを特徴とする，請求項２に記載の電子放出素子用カソード基板。
【請求項５】
前記少なくとも一つの駆動電極と前記第２絶縁層とは，所定の食刻液に対して相違した食刻率を有することを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の電子放出素子用カソード基板。
【請求項６】
前記第２絶縁層の食刻液に対する前記駆動電極の食刻率は，前記第２絶縁層の食刻率の１／１０以下であることを特徴とする，請求項５に記載の電子放出素子用カソード基板。
【請求項７】
前記電子放出部は，グラファイト，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，カーボンナノチューブ，Ｃ６０，及びシリコンナノワイヤからなる群から選択される少なくとも１種を含む材料からなることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の電子放出素子用カソード基板。
【請求項８】
互いに対向して配置される第１基板及び第２基板と，
前記第１基板上に，第１絶縁層を介在して互いに絶縁された状態で配置され，駆動時に所定の駆動電圧が印加される第１電極及び第２電極と，
前記第１電極または前記第２電極のいずれか一方の電極に連結される電子放出部と，
前記電子放出部上部に，前記電子放出部が露出するように形成され，前記電子放出部から放出された電子を集束させるためのフォーカシング電極と，
前記第１電または前記第２電極のいずれか一方の電極と前記フォーカシング電極との間に配置され，前記第１絶縁層と異なる物質からなる第２絶縁層と，
前記第２基板上に形成される蛍光層と，
前記蛍光層の一面に形成される少なくとも一つのアノード電極と，
を備えることを特徴とする，電子放出素子。
【請求項９】
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層とは，所定の食刻液に対して相違した食刻率を有することを特徴とする，請求項８に記載の電子放出素子。
【請求項１０】
前記第１電極または前記第２電極のいずれか一方の電極と前記第２絶縁層とは，所定の食刻液に対して相違した食刻率を有することを特徴とする，請求項８または９に記載の電子放出素子。
【請求項１１】
前記第１基板上に，前記第１電極，前記第１絶縁層，及び前記第２絶縁層が順次形成され，前記第１電極と前記第２電極とは，互いに直交するストライプパターンに形成されていることを特徴とする，請求項８〜１０のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項１２】
前記電子放出部は，前記第２電極の一側縁部に位置し，前記第２電極の側面と一側面が接触して形成されることを特徴とする，請求項１１に記載の電子放出素子。
【請求項１３】
隣接する前記第２電極間に，前記電子放出部から所定間隔を置いて位置し，前記第１電極と同一の駆動電圧を受ける対向電極をさらに備えることを特徴とする，請求項１１または１２のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項１４】
前記第２絶縁層及び前記フォーカシング電極は，前記対向電極の上部で，前記対向電極の少なくとも一部を露出させるように形成されることを特徴とする，請求項１３に記載の電子放出素子。
【請求項１５】
前記第２絶縁層の食刻液に対する前記第１絶縁層の食刻率は，前記第２絶縁層の食刻率の１／３以下であることを特徴とする，請求項１１〜１４のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項１６】
前記第２絶縁層の食刻液に対する前記第２電極の食刻率は，前記第２絶縁層の食刻率の１／１０以下であることを特徴とする，請求項１１〜１５のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項１７】
前記第２絶縁層の食刻液に対する前記対向電極の食刻率は，前記第２絶縁層の食刻率の１／１０以下であることを特徴とする，請求項１１〜１６のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項１８】
前記第１電極は，後面露光用開口部を有することを特徴とする，請求項１１〜１７のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項１９】
前記第１基板上に，前記第２電極，前記第１絶縁層，及び前記第１電極が順次形成され，前記第１電極と前記第２電極とが互いに直交するストライプパターンに形成されていることを特徴とする，請求項８〜１０のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項２０】
前記第１電極と前記第２電極との交差領域の，前記第１電極及び前記第１絶縁層には少なくとも一つの第１開口部が形成され，前記電子放出部は，前記第１開口部により露出された前記第２電極上に形成されることを特徴とする，請求項１９に記載の電子放出素子。
【請求項２１】
前記第２絶縁層及び前記フォーカシング電極には第２開口部が形成され，前記第２開口部は前記少なくとも一つの第１開口部に対応していることを特徴とする，請求項２０に記載の電子放出素子。
【請求項２２】
前記第２絶縁層の食刻液に対する前記第１絶縁層の食刻率は，前記第２絶縁層の食刻率の１／３以下であることを特徴とする，請求項１９〜２１のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項２３】
前記第２絶縁層の食刻液に対する前記第１絶縁層の食刻率は，前記第２絶縁層の食刻率の３倍以上であることを特徴とする，請求項１９〜２１のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項２４】
前記第２絶縁層の食刻液に対する前記第１電極の食刻率は，前記第２絶縁層の食刻率の１／１０以下であることを特徴とする，請求項１９〜２３のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項２５】
前記第１電極と前記第２電極との交差領域の，前記第１電極及び前記第１絶縁層には少なくとも一つの第１開口部が形成され，前記第２電極は，前記第１開口部に対応して後面露光用開口部を有し，前記電子放出部は，前記後面露光用開口部の位置に形成されることを特徴とする，請求項１９に記載の電子放出素子。
【請求項２６】
前記電子放出部は，グラファイト，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，カーボンナノチューブ，Ｃ６０，及びシリコンナノワイヤからなる群から選択される少なくとも１種を含む材料からなることを特徴とする，請求項８〜２５のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項２７】
前記フォーカシング電極は，金属膜または金属プレートのいずれかからなることを特徴とする，請求項８〜２６のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項２８】
電子放出部を有する電子放出素子の製造方法において；
（ａ）第１基板上部に，第１絶縁層を介在して，前記電子放出部からの電子放出を制御する複数の駆動電極を形成する段階と，
（ｂ）前記駆動電極上に，所定の食刻液に対して前記第１絶縁層と異なる食刻率を有する第２絶縁層を形成する段階と，
（ｃ）前記第２絶縁層上に前記電子放出部から放出される電子を集束させるためのフォーカシング電極を形成する段階と，
（ｄ）前記第２絶縁層を食刻液または食刻ガスで食刻して，一つの前記駆動電極の一部を露出させる段階と，
を含むことを特徴とする，電子放出素子の製造方法。
【請求項２９】
前記（ｄ）段階の後，露出された一つの前記駆動電極部位に電子放出部を形成する段階をさらに含むことを特徴とする，請求項２８に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３０】
前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層を形成するとき，前記第１絶縁層を，前記第２絶縁層の食刻液に対して前記第２絶縁層の食刻率の１／３以下の食刻率を有する物質で形成することを特徴とする，請求項２９に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３１】
前記電子放出部を形成するとき，グラファイト，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，カーボンナノチューブ，Ｃ６０，及びシリコンナノワイヤからなる群から選択される少なくとも１種の物質に有機物を混合してペーストを製造し，前記ペーストをスクリーン印刷してから焼成する段階を含むことを特徴とする，請求項２９または３０のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３２】
前記（ｄ）段階の後，（ｅ）前記第１絶縁層を部分食刻して他の一つの駆動電極の一部を露出させる段階と，（ｆ）前記（ｅ）段階で露出された前記他の一つの駆動電極部位に電子放出部を形成する段階とをさらに含むことを特徴とする，請求項２８に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３３】
前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層を形成するとき，前記第１絶縁層を，前記第２絶縁層の食刻液に対して前記第２絶縁層の食刻率の１／３以下の食刻率を有する物質で形成することを特徴とする，請求項３２に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３４】
前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層を形成するとき，前記第１絶縁層を，前記第２絶縁層の食刻液に対して前記第２絶縁層の食刻率の３倍以上の食刻率を有する物質で形成することを特徴とする，請求項３２に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３５】
前記第２絶縁層及び前記第１絶縁層を部分食刻するとき，同一食刻液または食刻ガスにより，前記第２絶縁層及び前記第１絶縁層を一度の工程で食刻することを特徴とする，請求項３４に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３６】
前記（ａ）段階で前記駆動電極を形成するとき，前記駆動電極は，前記第２絶縁層の食刻液に対して前記第２絶縁層の食刻率の１／１０以下の食刻率を有する物質で形成することを特徴とする，請求項２８〜３５のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３７】
前記電子放出部を形成するとき，グラファイト，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，カーボンナノチューブ，Ｃ６０，及びシリコンナノワイヤからなる群から選択される少なくとも１種の物質に有機物を混合してペーストを製造し，前記ペーストをスクリーン印刷してから焼成する段階を含むことを特徴とする，請求項３２〜３６のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３８】
前記（ｃ）段階で前記フォーカシング電極を形成するとき，前記第２絶縁層上に導電膜を形成し，これをパターニングする段階を含むことを特徴とする，請求項２８〜３７のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項３９】
前記（ｃ）段階で前記フォーカシング電極を形成するとき，金属プレートに開口部を加工し，前記金属プレートを前記第２絶縁層上に付着する段階を含むことを特徴とする，請求項２８〜３７のいずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷陰極を用いる電子放出素子に係り，電子放出部を備える電子放出素子用カソード基板，電子放出素子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に，電子放出素子は，電子源の種類によって，熱陰極（ｈｏｔ  ｃａｔｈｏｄｅ）を用いる方式と，冷陰極（ｃｏｌｄ  ｃａｔｈｏｄｅ）を用いる方式とに分類できる。ここで，冷陰極を用いる方式の電子放出素子としては，電界放出アレイ（ｆｉｅｌｄ  ｅｍｉｔｔｅｒ  ａｒｒａｙ：ＦＥＡ）型，表面伝導エミッション（ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ：ＳＣＥ）型，金属−絶縁層−金属（ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ−ｍｅｔａｌ：ＭＩＭ）型，及び金属−絶縁層−半導体（ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＭＩＳ）型などが知られている。
【０００３】
前記ＭＩＭ型とＭＩＳ型の電子放出素子は，それぞれ金属／絶縁層／金属（ＭＩＭ）と金属／絶縁層／半導体（ＭＩＳ）構造になった電子放出部を形成し，絶縁層を介在して位置する両金属間に，または金属及び半導体間に電圧を印加するとき，高い電子電位を有する金属または半導体から低い電子電位を有する金属側に電子が移動及び加速されながら放出される原理を用いる。
【０００４】
前記ＳＣＥ型電子放出素子は，一側基板上に対向して配置された第１電極と第２電極との間に導電薄膜を形成し，この導電薄膜に微細亀裂を提供することにより，電子放出部を形成し，両電極に電圧を印加して導電薄膜の表面に電流が流れるとき，電子放出部から電子が放出される原理を用いる。
【０００５】
そして，前記ＦＥＡ型電子放出素子は，仕事関数（ｗｏｒｋ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が低いか，または縦横比（ａｓｐｅｃｔ  ｒａｔｉｏ）の高い物質を電子源として使用する場合，真空中で電界により容易に電子が放出される原理を用いるものであって，モリブデン（Ｍｏ）またはシリコン（Ｓｉ）などを主材質とする先端の尖っているチップ構造物，あるいはカーボンナノチューブ，黒鉛，ダイアモンド状カーボンのようなカーボン系物質を電子源として適用した例が開発されている。
【０００６】
このように，冷陰極を用いる電子放出素子は，真空容器を構成する両基板のうち，第１基板上に，電子放出部と，電子放出部の電子放出を制御する駆動電極とを備え，第２基板上に，蛍光層と，第１基板側から放出された電子が蛍光層に向かって効率よく加速されるようにするアノード電極とを備えることにより，所定の発光または表示作用をする。
【０００７】
ところが，幾つかの電子放出素子においては，電子放出部から放出された電子が第２基板に向かう時，所定の傾斜角に広がりながら進行するので，外面の色純度を低める結果をもたらすことがあった。また，第２基板に設けられたアノード電極に高電圧を印加する時，この高電圧が電子放出部に影響を及ぼして，予期せぬ電子放出を引き起こす不具合があった。
【０００８】
したがって，このような問題が予想される電子放出素子において，これを解決するための方案の１つとして，第１基板と第２基板との間にグリッド基板を配置する構造が提案された。グリッド基板は複数のビーム通過孔が形成された金属簿板であって，第１基板と第２基板との間で両基板と一定間隔を置いて位置し，電子放出素子の駆動時，数十〜数百ボルトの（＋）直流電圧を受ける。グリッド基板は，電子放出部から広がりながら進行する電子を遮断するとともに，アノード電極の高電圧による予期せぬ電子放出を遮断する役割をする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら，電子放出素子がグリッド基板を備える場合，従来のグリッド基板は，薄い金属板からなり，複数の下部スペーサによって第１基板状構造物と一定の間隔を維持し，複数の上部スペーサによって第２基板状構造物と一定の間隔を維持しながら二枚の基板の間に配置されるので，組立過程でその取扱い及び整列が非常に難しいため，製造収率が低下し，製造原価が上昇するなどの問題が発生する。
【００１０】
そこで，本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，電子放出部から放出された電子を集束させて画面の色純度を高め，さらに電子放出部に対する電子加速電極電圧の影響力を遮断することができるとともに，製造効率を高めることができる，電子放出素子用カソード基板，これを備えた電子放出素子，及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板上部に形成された電子放出部からの電子放出を制御する少なくとも一つの駆動電極を有する電子放出素子用カソード基板において；少なくとも一つの駆動電極が接触して形成されている第１絶縁層と，電子放出部から放出された電子を集束させるためのフォーカシング電極と，少なくとも一つの駆動電極とフォーカシング電極との間に位置する第２絶縁層と，を備え，第１絶縁層及び第２絶縁層は，異種物質からなることを特徴とする，電子放出素子用カソード基板が提供される。
【００１２】
電子放出素子用カソード基板において，第２絶縁層上にフォーカシング電極を備えることにより，第２絶縁層が駆動電極とフォーカシング電極とを絶縁し，電子放出素子の駆動時には，電子放出部から放出された電子を集束させて画面の色純度を高めることができ，また，電子放出素子用カソード基板に対向して設けられるアノード基板に印加された高電圧が電子放出部に及ぼす影響を遮断することができる。また，フォーカシング電極は，組立過程が難しい従来のグリッド基板と異なり，第２絶縁層上に容易に形成できるので，製造原価を低減することができる。
【００１３】
第１絶縁層と第２絶縁層とは，所定の食刻液（エッチング液）に対して相違した食刻率（エッチングレート）を有するとよい。例えば，第２絶縁層の食刻液に対する第１絶縁層の食刻率は，第２絶縁層の食刻率の１／３以下であることができる。この場合，第２絶縁層を部分食刻して開口部を形成するとき，第１絶縁層がともに食刻されて損傷するのを防止することができる。
【００１４】
また，第２絶縁層の食刻液に対する第１絶縁層の食刻率は，第２絶縁層の食刻率の３倍以上であることもできる。この場合には，一度の食刻工程で第２絶縁層の開口部及び第１絶縁層の開口部を形成することができるので工程を簡略化することができる。
【００１５】
さらに，少なくとも一つの駆動電極と前記第２絶縁層とは，所定の食刻液に対して相違した食刻率を有するとよい。例えば，第２絶縁層の食刻液に対する駆動電極の食刻率は，第２絶縁層の食刻率の１／１０以下であることができ，第２絶縁層を部分食刻して開口部を形成するとき，駆動電極がともに食刻されて損傷するのを防止することができる。
【００１６】
ここで，電子放出部は，電界が加わると電子を放出する物質であり，グラファイト，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，カーボンナノチューブ，Ｃ６０，及びシリコンナノワイヤからなる群から選択される少なくとも１種を含む材料からなることができる。
【００１７】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，互いに対向して配置される第１基板及び第２基板と，第１基板上に，第１絶縁層を介在して互いに絶縁された状態で配置され，駆動時に所定の駆動電圧が印加される第１電極及び第２電極と，第１電極または第２電極のいずれか一方の電極に連結される電子放出部と，電子放出部上部に，電子放出部が露出するように形成され，電子放出部から放出された電子を集束させるためのフォーカシング電極と，第１電または第２電極のいずれか一方の電極とフォーカシング電極との間に配置され，第１絶縁層と異なる物質からなる第２絶縁層と，第２基板上に形成される蛍光層と，蛍光層の一面に形成される少なくとも一つのアノード電極と，を備えることを特徴とする，電子放出素子が提供される。
【００１８】
電子放出素子において，第２絶縁層上にフォーカシング電極を備えることにより，電子放出素子の駆動時には，電子放出部から放出された電子を集束させて画面の色純度を高めることができ，また，アノード基板に印加された高電圧が電子放出部に及ぼす影響を遮断し，アノード電圧による予期せぬ電子放出を効果的に抑制することができる。また，フォーカシング電極は，組立過程が難しい従来のグリッド基板と異なり，第２絶縁層上に容易に形成できるので，製造原価を低減することができる。
【００１９】
第１絶縁層と第２絶縁層とは，所定の食刻液に対して相違した食刻率を有するとよい。また，第１電極または第２電極のいずれか一方の電極と第２絶縁層とは，所定の食刻液に対して相違した食刻率を有するとよい。これにより，第２絶縁層を部分食刻して開口部を形成するとき，第１絶縁層と第１電極または第２電極とが，ともに食刻されて損傷するのを防止することができる。
【００２０】
第１基板上に，第１電極，第１絶縁層，及び第２絶縁層が順次形成され，第１電極と第２電極とは，互いに直交するストライプパターンに形成されることができる。また，電子放出部は，第２電極と連結される場合には，第２電極の一側縁部に位置し，第２電極の側面と一側面が接触して形成されてもよい。
【００２１】
ここで，隣接する第２電極間に，電子放出部から所定間隔を置いて位置し，第１電極と同一の駆動電圧を受ける対向電極をさらに備えるとよい。対向電極は，電子放出素子の駆動時，第１電極と駆動電極とに所定の駆動電圧が印加されて電子放出部の周囲に電界を形成するとき，それ自体も電子放出部に向けて電子放出のための電界をさらに形成する役割をすることができる。
【００２２】
第２絶縁層及びフォーカシング電極は，対向電極の上部で，対向電極の少なくとも一部を露出させるように形成されるとよい。これにより，電子放出素子の駆動時，対向電極と対面する電子放出部の一側縁部から電子が集中的に放出されるので，第２絶縁層の開口部とフォーカシング電極の開口部とを介して電子をアノード基板に向けて通過させることができる。
【００２３】
第２絶縁層の食刻液に対する第１絶縁層の食刻率は，第２絶縁層の食刻率の１／３以下であることができる。この場合，第２絶縁層を部分食刻して開口部を形成するとき，第１絶縁層がともに食刻されて損傷するのを防止することができる。
【００２４】
第２絶縁層の食刻液に対する第２電極の食刻率は，第２絶縁層の食刻率の１／１０以下であることができる。この場合，第２絶縁層を部分食刻して開口部を形成するとき，第２電極がともに食刻されて損傷するのを防止することができる。
【００２５】
第２絶縁層の食刻液に対する対向電極の食刻率は，第２絶縁層の食刻率の１／１０以下であることができる。上記と同様に，第２絶縁層を部分食刻して開口部を形成するとき，対向電極がともに食刻されて損傷するのを防止することができる。
【００２６】
第１電極は，後面露光用開口部を有するとよい。電子放出部を感光性ペーストを用いて形成する場合，第１基板上部から紫外線を照射して露光を行うと，電子放出部の底面まで紫外線が到達し得ないために電子放出部の接着力が低下し，パターン精度が低下することがあり得るが，後面露光用開口部により，第１基板の底面から紫外線を照射することができるので，電子放出部のパターン精度を向上させることができる。
【００２７】
または，第１基板上に，第２電極，第１絶縁層，及び第１電極が順次形成され，第１電極と第２電極とが互いに直交するストライプパターンに形成されていることもできる。この時，第１電極と第２電極との交差領域の，第１電極及び第１絶縁層には少なくとも一つの第１開口部が形成され，電子放出部は，第１開口部により露出された第２電極上に形成することができる。
【００２８】
また，第２絶縁層及びフォーカシング電極には第２開口部が形成され，第２開口部は，少なくとも一つの第１開口部に対応して形成することができる。電子放出部から放出された電子が第２絶縁層及びフォーカシング電極の第２開口部を介して電子をアノード基板に向けて通過させることができる。
【００２９】
第２絶縁層の食刻液に対する第１絶縁層の食刻率は，第２絶縁層の食刻率の１／３以下であることを特徴とする。この場合，第２絶縁層を部分食刻して開口部を形成するとき，第１絶縁層がともに食刻されて損傷するのを防止することができる。
【００３０】
第２絶縁層の食刻液に対する第１絶縁層の食刻率は，第２絶縁層の食刻率の３倍以上であることを特徴とする。この場合には，一度の食刻工程で第２絶縁層の開口部及び第１絶縁層の開口部を形成することができるので工程を簡略化することができる。
【００３１】
第２絶縁層の食刻液に対する第１電極の食刻率は，第２絶縁層の食刻率の１／１０以下である。この場合，第２絶縁層を部分食刻して開口部を形成するとき，第１電極がともに食刻されて損傷するのを防止することができる。
【００３２】
第２電極は，第１開口部に対応して後面露光用開口部を有し，電子放出部は後面露光用開口部の位置に形成されてもよい。電子放出部を感光性ペーストを用いて形成する場合，第１基板上部から紫外線を照射して露光を行うと，電子放出部の底面まで紫外線が到達し得ないために電子放出部の接着力が低下し，パターン精度が低下することがあり得るが，後面露光用開口部により，第１基板の底面から紫外線を照射することができるので，電子放出部のパターン精度を向上させることができる。
【００３３】
電子放出部は，電界が加わると電子を放出する物質であり，グラファイト，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，カーボンナノチューブ，Ｃ６０，及びシリコンナノワイヤからなる群から選択される少なくとも１種を含む材料からなる。
【００３４】
フォーカシング電極は，第２絶縁層上に金属を蒸着またはスパッタリングした金属膜からなってもよいし，または開口部が加工された金属プレートを第２絶縁層上に付着してもよい。
【００３５】
さらに，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，電子放出部を有する電子放出素子の製造方法において；（ａ）第１基板上部に，第１絶縁層を介在して，電子放出部からの電子放出を制御する複数の駆動電極を形成する段階と，（ｂ）駆動電極上に，所定の食刻液に対して第１絶縁層と異なる食刻率を有する第２絶縁層を形成する段階と，（ｃ）第２絶縁層上に電子放出部から放出される電子を集束させるためのフォーカシング電極を形成する段階と，（ｄ）第２絶縁層を食刻液または食刻ガスで食刻して，一つの駆動電極の一部を露出させる段階と，を含むことを特徴とする，電子放出素子の製造方法が提供される。
【００３６】
電子放出素子において，第２絶縁層上にフォーカシング電極を備えることにより，第２絶縁層が駆動電極とフォーカシング電極とを絶縁し，電子放出素子の駆動時には，電子放出部から放出された電子を集束させて画面の色純度を高めることができ，また，第１基板に対向するアノード基板に印加された高電圧が電子放出部に及ぼす影響を遮断することができる。この時，第１絶縁層と第２絶縁層とが異なる食刻率を有することにより，各層の損傷を防いだり，工程を簡略化したりすることができる。また，フォーカシング電極は，組立過程が難しい従来のグリッド基板と異なり，第２絶縁層上に容易に形成できるので，製造原価を低減することができる。
【００３７】
（ｄ）段階の後，露出された一つの駆動電極部位に電子放出部を形成する段階をさらに含むことにより，電子放出部を形成することができる。
【００３８】
第１絶縁層及び第２絶縁層を形成するとき，第１絶縁層を，第２絶縁層の食刻液に対して第２絶縁層の食刻率の１／３以下の食刻率を有する物質で形成するとよい。この場合，第２絶縁層を部分食刻して開口部を形成するとき，第１絶縁層がともに食刻されて損傷するのを防止することができる。
【００３９】
また，電子放出部を形成するとき，電界が加わると電子を放出する物質であるグラファイト，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，カーボンナノチューブ，Ｃ６０，及びシリコンナノワイヤからなる群から選択される少なくとも１種の物質に有機物を混合してペーストを製造し，ペーストをスクリーン印刷してから焼成する段階を含むことができる。
【００４０】
また，（ｄ）段階の後，（ｅ）段階として，第１絶縁層を部分食刻して他の一つの駆動電極の一部を露出させる段階と，（ｆ）段階として，（ｅ）段階で露出された他の一つの駆動電極部位に電子放出部を形成する段階とをさらに含むとよい。こうして，他の駆動電極部位に電子放出部を形成することもできる。
【００４１】
第１絶縁層及び第２絶縁層を形成するとき，第１絶縁層を，第２絶縁層の食刻液に対して第２絶縁層の食刻率の１／３以下の食刻率を有する物質で形成することができる。この場合，第２絶縁層を部分食刻して開口部を形成するとき，第１絶縁層がともに食刻されて損傷するのを防止することができる。
【００４２】
第１絶縁層及び第２絶縁層を形成するとき，第１絶縁層を，第２絶縁層の食刻液に対して第２絶縁層の食刻率の３倍以上の食刻率を有する物質で形成してもよい。この場合には，一度の食刻工程で第２絶縁層の開口部及び第１絶縁層の開口部を形成することができる。つまり，第２絶縁層及び第１絶縁層を部分食刻するとき，同一食刻液または食刻ガスにより，第２絶縁層及び第１絶縁層を一度の工程で食刻することができ，工程を簡略化することができる。
【００４３】
（ａ）段階で駆動電極を形成するとき，駆動電極は，第２絶縁層の食刻液に対して第２絶縁層の食刻率の１／１０以下の食刻率を有する物質で形成するとよい。この場合，第２絶縁層を部分食刻して開口部を形成するとき，駆動電極がともに食刻されて損傷するのを防止することができる。
【００４４】
電子放出部を形成するとき，電界が加わると電子を放出する物質であるグラファイト，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，カーボンナノチューブ，Ｃ６０，及びシリコンナノワイヤからなる群から選択される少なくとも１種の物質に有機物を混合してペーストを製造し，ペーストをスクリーン印刷してから焼成する段階を含むことができる。
【００４５】
また，（ｃ）段階でフォーカシング電極を形成するとき，第２絶縁層上に導電膜を形成し，これをパターニングする段階を含んでもよいし，金属プレートに開口部を加工し，金属プレートを第２絶縁層上に付着する段階を含んでもよい。つまり，フォーカシング電極は，第２絶縁層上に蒸着された金属膜からなってもよいし，第２絶縁層上に付着された金属プレートからなってもよく，製造工程を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００４６】
以上詳述したように本発明によれば，フォーカシング電極を第２絶縁層上に備えることにより，製造工程を容易にして電子放出部から放出された電子を集束させて画面の色純度を高めることができ，電子放出部に対する電子加速電極電圧の影響力を遮断してアノード電圧による予期せぬ電子放出を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４８】
（第１の実施の形態）
図１及び図２に示すように，電子放出素子は，任意の大きさを有するカソード基板１００とアノード基板２００を，内部空間部が形成されるように，所定の間隔で実質的に平行に配置し，これらを１つに接合することにより，電子放出素子の外形である真空容器を構成している。
【００４９】
カソード基板１００は，電子放出のための構成を備えて電子を放出する側の基板を意味し，アノード基板２００は，電子により可視光を放出して発光面をなすか，または所定のイメージを表示する側の基板を意味する。カソード基板１００及びアノード基板２００の構成をより具体的に説明すると次のようである。
【００５０】
まず，第１基板２上には，第１電極（または駆動電極）であるゲート電極６が第１基板２の一方向（例えば図面のＹ軸方向）にストライプパターンに形成され，ゲート電極６を覆うように，第１基板２の全面に第１絶縁層８が形成される。第１絶縁層８上には，第２電極（または駆動電極）であるカソード電極１０がゲート電極６と直交する方向に複数形成される。
【００５１】
そして，カソード電極１０には，このカソード電極１０に電気的に連結されるように，一部がカソード電極１０と接触する電子放出部１２が形成される。本実施の形態において，ゲート電極６とカソード電極１０の交差領域を画素領域と定義すると，電子放出部１２は，第１基板２上に設定される画素領域に対応してそれぞれ設けることができる。また，電子放出部１２は，図示のように，各画素位置に合わせて，カソード電極１０の一側辺部に位置し，カソード電極１０に少なくとも一側面が取り囲まれる（接触する）ように形成できる。
【００５２】
本実施の形態において，電子放出部１２は，電界が加わると電子を放出する物質，例えばカーボンナノチューブ，グラファイト，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，Ｃ６０（ｆｕｌｌｅｒｅｎ），シリコンナノワイヤのいずれか１つ，またはこれらの組合からなり，その製造法としては，スクリーン印刷，直接成長，化学気相蒸着（ＣＶＤ）またはスパッタリングなどを適用することができる。
【００５３】
そして，第１基板２上には，ゲート電極６の電界を第１絶縁層８上に引き上げる対向電極１４が位置する。対向電極１４は，カソード電極１０間に電子放出部１２から任意の間隔を置いて位置し，第１絶縁層８に形成されたビアホール８ａを介してゲート電極６と接触して電気的に連結される。
【００５４】
対向電極１４は，電子放出素子の駆動時，カソード電極１０とゲート電極６に所定の駆動電圧が印加されて電子放出部１２の周囲に電界を形成するとき，それ自体も電子放出部１２に向けて電子放出のための電界をさらに形成する役割をする。このような対向電極１４は，電子放出部１２と同様，第１基板２上に設定された画素領域に対応してそれぞれ設けることができる。
【００５５】
カソード電極１０及び第１絶縁層８上には，電子放出部１２を露出させる開口部１６ａを有する第２絶縁層１６と，開口部１８ａを有するフォーカシング電極１８とが位置する。フォーカシング電極１８は，図示のように，第２絶縁層１６の上面全面に形成されるか，または所定のパターン，例えばストライプパターンに形成されることができる。また，フォーカシング電極１８は第２絶縁層１６上に金属を蒸着またはスパッタリングした金属膜からなるか，または開口部１８ａが加工された金属プレートを第２絶縁層１６上に付着した構造からなる。
【００５６】
フォーカシング電極１８は，電子放出素子の駆動時，電子放出部１２から放出された電子を集束させ，第２基板４側に印加された高電圧が電子放出部１２に及ぼす影響を遮断する役割をする。そして，第２絶縁層１６は，カソード電極１０とフォーカシング電極１８との間に位置して，両電極間のショートを防止する役割をする。この際，第２絶縁層１６の厚さが厚い方が，フォーカシング電極１８の電子ビーム集束効果を高めることができるので，その厚さは１０μｍ以上とすることが好ましい。
【００５７】
第２絶縁層１６の開口部１６ａとフォーカシング電極１８の開口部１８ａとは，第１基板２上に設定された画素領域に対応してそれぞれ設けられるが，電子放出部１２とともに対向電極１４の一部または全部を露出させるように形成されるとよい。対向電極１４の一部または全部を露出させるのは，電子放出素子の駆動時，対向電極１４と対面する電子放出部１２の一側縁部から電子が集中的に放出されるので，第２絶縁層１６の開口部１６ａとフォーカシング電極１８の開口部１８ａとを介して電子を第２基板４に向けて全て通過させるためである（図２の破線矢印参照）。
【００５８】
このように，第１基板２上に，電子放出部１２と，電子放出部１２の電子放出を制御する駆動電極つまりカソード電極１０及びゲート電極６と，電子ビームの集束のためのフォーカシング電極１８とが設けられ，電極間の絶縁のために第１絶縁層８と第２絶縁層１６とが設けられるとき，本実施の形態においては，第１絶縁層８と第２絶縁層１６とは異種の物質からなり，より詳しくは任意の食刻液または食刻ガス（エッチング液またエッチングガス）による食刻率（エッチングレート）が相違した物質からなるものとすることができる。
【００５９】
このような食刻率の違いは，第２絶縁層１６を部分食刻して開口部１６ａを形成するとき，第１絶縁層８がともに食刻されてその形態が損傷することを防止するためのもので，第２絶縁層１６の食刻液または食刻ガスに対し，第１絶縁層８の食刻率は第２絶縁層１６の食刻率の１／３以下となるとよい。
【００６０】
そして，第２絶縁層１６とカソード電極１０とも，任意の食刻液または食刻ガスに対し，相違した食刻率を有する物質からなるとよい。これも，第２絶縁層１６を部分食刻して開口部１６ａを形成するとき，カソード電極１０がともに食刻されて損傷することを防止するためのもので，第２絶縁層１６の食刻液または食刻ガスに対し，カソード電極１０の食刻率は第２絶縁層１６の食刻率の１／１０以下となるとよい。
【００６１】
一例として，第２絶縁層１６がフッ化水素（ＨＦ）を含む食刻液によりパターニングされて開口部１６ａを形成するとき，カソード電極１０の構成物質は前記食刻率の条件を満足させる金属，例えばアルミニウム（Ａｌ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）のいずれか１種からなる。
【００６２】
この際，カソード電極１０と同様，対向電極１４も一部または全部が第２絶縁層１６の開口部１６ａにより露出される構造となるので，対向電極１４も，第２絶縁層１６のパターニング過程で損傷するのを防止するため，第２絶縁層１６の食刻液または食刻ガスに対し，カソード電極１０と同一な食刻率の条件を満たすように形成されるとよい。すなわち，対向電極１４は，前述したカソード電極１０の構成物質と同一物質からなるとよい。
【００６３】
そして，第１基板２に対向する第２基板４の一面には蛍光層２０と黒色層２２とが形成され，蛍光層２０と黒色層２２上にはアルミニウムのような金属膜からなるアノード電極２４が形成される。アノード電極２４は電子ビームの加速に必要な電圧を受け，蛍光層２０から放射された可視光のうち，第１基板２に向かって放射された可視光を第２基板４側に反射させて画面の輝度を高める役割をする。
【００６４】
また，アノード電極２４は，金属膜でないＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）のような透明な導電膜からなり得る。この場合，アノード電極２４は，第２基板４に設けられた蛍光層及び黒色層の一面と同じ面に位置し，所定のパターンに複数に区分されて形成できる。
【００６５】
前記のような構成のカソード基板１００とアノード基板２００は，カソード電極１０と蛍光層２０とが互いに交差するように対向した状態で，任意の間隔を置いてその周囲に塗布されるフリット（ｆｒｉｔ）のようなシール物質により接合され，その間に形成される内部空間を排気して真空状態に維持することにより，電子放出素子を構成する。この際，カソード基板１００とアノード基板２００間の非発光領域には複数のスペーサ２６が配置されることにより，両基板２，４間の間隔を一定に維持する。
【００６６】
このように構成される電子放出素子は，外部からゲート電極６，カソード電極１０，フォーカシング電極１８及びアノード電極２４に所定の電圧を供給することにより，駆動される。一例として，カソード電極１０には数〜数十ボルトの（−）スキャン電圧が，ゲート電極６には数〜数十ボルトの（＋）データ電圧が，フォーカシング電極１８には数十〜数百ボルトの（−）直流電圧が，アノード電極２４には数百〜数千ボルトの（＋）直流電圧が印加される。
【００６７】
これにより，ゲート電極６とカソード電極１０の電圧差が臨界値以上である画素において，電子放出部１２の周囲に電界が形成され，電子が放出され，放出された電子はフォーカシング電極１８を通過しながら，フォーカシング電圧により集束され，アノード電極２４に印加された高電圧に引かれて当該画素の蛍光層２０に衝突することにより，蛍光層を発光させる。この際，フォーカシング電極１８により，電子放出部１２へのアノード電極２４の電界浸透を遮断することができるので，アノード電圧による予期せぬ電子放出を効果的に抑制することができる。
【００６８】
つぎに，図３ａ〜図３ｅに基づいて本実施の形態による電子放出素子の製造方法を説明する。まず，図３ａに示すように，第１基板２上に，ゲート電極６を第１基板２の一方向にストライプパターンに形成し，ゲート電極６を覆うように，第１基板２の全面に第１絶縁層８を形成する。第１絶縁層８は，スクリーン印刷を数回繰り返しておよそ５〜２０μｍの厚さに形成することができる。そして，第１絶縁層８上にフォトレジストパターン（図示せず）を形成し，第１絶縁層８を食刻してビアホール８ａを形成する。
【００６９】
その後，フォトレジストパターンを剥離して除去し，第１絶縁層８上に導電膜を形成し，これをパターニングすることにより，カソード電極１０と対向電極１４とを形成する（図３ｂ）。
【００７０】
カソード電極１０及び対向電極１４の構成物質としては，以後に行われる第２絶縁層の食刻工程及び高温焼成工程を考慮すると，第２絶縁層の食刻率の１／１０以下の小さい食刻率を有するとともに熱による酸化または劣化の小さい材料が好ましい。これを満足させるカソード電極１０と対向電極１４の構成物質としては，アルミニウム（Ａｌ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）などがある。
【００７１】
ついで，カソード電極１０と対向電極１４とが形成された第１絶縁層８上に，第２絶縁層１６を全面に形成する。第２絶縁層１６は，第１絶縁層８との食刻率差の大きい絶縁物質，好ましくは任意の食刻液または食刻ガスに対し，第１絶縁層８の食刻率の３倍以上の食刻率を有する物質から形成する。
【００７２】
前記第２絶縁層１６は大きな厚さに形成されるほど，以後に形成されるフォーカシング電極の電子ビーム集束効果を高めることができるので，スクリーン印刷と高温焼成を数回繰り返して１０μｍ以上の厚さに形成することが好ましい。
【００７３】
そして，第２絶縁層１６上に導電膜を形成し，これをパターニングして，開口部１８ａを有するフォーカシング電極１８を形成するか，あるいは開口部１８ａが加工された金属プレートを付着してフォーカシング電極１８を形成する（図３ｃ）。
【００７４】
ついで，食刻液または食刻ガスにより第２絶縁層１６を部分食刻することにより，図３ｄに示すように，開口部１６ａを形成する。開口部１６ａを形成するとき，一例としてフッ化水素（ＨＦ）が含まれた食刻液を使用することができる。この際，第２絶縁層１６の食刻液に対する第１絶縁層８の食刻率は第２絶縁層１６の食刻率の１／３以下となるようにすることにより，第２絶縁層１６を食刻して開口部１６ａを形成するとき，第１絶縁層８の損傷を最小化することができる。
【００７５】
また，第２絶縁層１６の食刻液に対し，カソード電極１０及び対向電極１４の食刻率が第２絶縁層１６の食刻率の１／１０以下となるようすることにより，第２絶縁層１６を食刻して開口部１６ａを形成するとき，カソード電極１０及び対向電極１４の損傷を最小化することができる。
【００７６】
ついで，図３ｅに示すように，カソード電極１０の一側縁部に電子放出物質，例えばカーボンナノチューブ，グラファイト，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン，Ｃ６０，シリコンナノワイヤのいずれか１種またはこれらの組合を塗布して電子放出部１２を形成する。
【００７７】
電子放出部１２を形成するときには，前記電子放出物質にビークル，バインダなどの有機物を混合して，印刷に適した粘度を有するペーストを製造し，これからスクリーン印刷を行う過程を用いることができる。
【００７８】
また，前記ペーストに感光性物質を含ませ，感光性ペーストを第１基板２の全面にスクリーン印刷し，フォトマスク（図示せず）を介して露光を行って感光性ペーストを部分的に硬化させてから現像を行う過程を用いることもできる。この際，第１基板２上に紫外線を照射して露光を行うと，電子放出部１２の底面まで紫外線が到達し得ないため，電子放出部１２の接着力が低下し，パターン精度が低下することがあり得るので，第１基板２の底面から紫外線を照射する，いわゆる後面露光法を提供することができる。
【００７９】
この場合，図４ａ及び図４ｂに示すように，ゲート電極６に後面露光用開口部６ａを形成し，この開口部６ａを介してペーストに紫外線を到達させることで，接着力及びパターン精度に優れた電子放出部１２を容易に形成することができる。
【００８０】
前記のような過程により出来上がったカソード基板１００は，蛍光層２０，黒色層２２及びアノード電極２４が形成された第２基板４と組み立てられ，その内部が排気されて電子放出素子を構成する。ここでは，第２基板４に対する蛍光層２０と黒色層２２及びアノード電極２４の製作工程と両基板２，４の組立工程についての詳細な説明は省略する。
【００８１】
（第２の実施の形態）
次に，図５及び図６に第２の実施の形態による電子放出素子を示す。本実施の形態による電子放出素子は，第２電極であるカソード電極２８が第１基板２上に形成され，第１電極であるゲート電極３０が第１絶縁層３２上に形成され，第１基板２上に設定される画素領域に対応して，ゲート電極３０及び第１絶縁層３２に少なくとも１つの第１開口部３０ａ及び第１開口部３２ａが形成され，第１開口部３０ａ，３２ａにより露出されたカソード電極２８上に電子放出部１２が設けられることを除き，前述した第１の実施形態の構成と同一である。上記以外の構成は，第１の実施の形態と同様であるので，説明を省略する。
【００８２】
本実施の形態において，第１絶縁層３２と第２絶縁層１６は第１の実施の形態と同一の食刻率特性を有し，第１絶縁層３２と第２絶縁層１６の構成物質も第１の実施の形態と同一とすることができる。これにより，第２絶縁層１６を部分食刻して第２開口部１６ａを形成するとき，第１絶縁層３２の損傷を最小化することができる。
【００８３】
また，第２絶縁層１６を部分食刻して第２開口部１６ａを形成するとき，ゲート電極３０の損傷を最小化するため，第２絶縁層１６の食刻液または食刻ガスに対し，ゲート電極３０の食刻率は第２絶縁層１６の食刻率の１／１０以下が好ましい。本実施の形態において，ゲート電極１０は，アルミニウム（Ａｌ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）のいずれか１種からなり得る。
【００８４】
このように構成される電子放出素子は，外部からカソード電極２８，ゲート電極３０，フォーカシング電極１８，及びアノード電極２４に所定の電圧を供給することにより駆動される。一例として，ゲート電極３０には数十〜数百ボルトの（＋）スキャン電圧が，カソード電極２８には数〜数十ボルトの（＋）データ電圧が，フォーカシング電極１６には数十〜数百ボルトの（−）電圧が，そしてアノード電極２４には数百〜数千ボルトの（＋）電圧が印加される。
【００８５】
これにより，カソード電極２８とゲート電極３０との電圧差が臨界値以上である画素において，電子放出部１２の周囲に電界が形成され，これから電子が放出され，放出された電子はフォーカシング電極１８を通過しながら，フォーカシング電圧により集束され，アノード電極２４に印加された高電圧に引かれて当該画素の蛍光層２０に衝突することにより蛍光層を発光させる。
【００８６】
つぎに，図７ａ〜図７ｅに基づいて第２の実施の形態による電子放出素子の製造方法を説明する。まず，図７ａに示すように，第１基板２上に，カソード電極２８を第１基板２の一方向にストライプパターンに形成し，カソード電極２８を覆うように，第１基板２の全面に第１絶縁層３２を形成する。第１絶縁層３２は，スクリーン印刷を数回繰り返しておよそ５〜２０μｍの厚さに形成することができる。
【００８７】
そして，第１絶縁層３２上に導電膜を形成し，これをパターニングすることにより，第１開口部３０ａを有するゲート電極３０を形成する。ゲート電極３０の構成物質としては，以後に行われる第２絶縁層の食刻工程と高温焼成工程を考慮すると，第２絶縁層の食刻率の１／１０より小さい食刻率を有するとともに熱による酸化または劣化の小さい材料が好ましい。これを満足するゲート電極３０の構成物質としては，アルミニウム（Ａｌ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）などがある。
【００８８】
ついで，ゲート電極３０が形成された第１絶縁層３２上に第２絶縁層１６を形成する。第２絶縁層１６は，任意の食刻液または食刻ガスに対し，第１絶縁層３２の食刻率の３倍以上の食刻率を有する物質で形成する。第２絶縁層１６の厚さは１０μｍ以上が好ましく，スクリーン印刷と高温焼成を数回繰り返す過程を適用することができる。
【００８９】
そして，第２絶縁層１６上に導電膜を形成し，これをパターニングして，第２開口部１８ａが形成されたフォーカシング電極１８を形成するか，あるいは第２開口部１８ａが加工された金属プレートを付着してフォーカシング電極１８を形成する（図７ｂ）。
【００９０】
ついで，食刻液により第２絶縁層１６を部分食刻することにより，図７ｃに示すように，第２開口部１６ａを形成する。このように，第２絶縁層１６を部分食刻して開口部１６ａを形成するとき，第１絶縁層３２と第２絶縁層１６との食刻率差と，ゲート電極３０と第２絶縁層１６との食刻率差とにより，第１絶縁層３２とゲート電極３０の損傷を最小化することができる。
【００９１】
ついで，図７ｄに示すように，フォーカシング電極１８と第２開口部１６ａ，１８ａにより露出されたゲート電極３０上にフォトレジストパターン３４を形成し，これにより第１絶縁層３２を食刻して第１絶縁層３２の第１開口部３２ａを形成した後，フォトレジストパターン３４を剥離して除去する。
【００９２】
ついで，図７ｅに示すように，第１開口部３２ａにより露出されたカソード電極２８上に電子放出物質を塗布して電子放出部１２を形成する。本実施の形態においても第１の実施の形態と同様に，電子放出部１２を形成するとき，第１基板２の底面から紫外線を照射する後面露光法を適用することができる。この場合，図８に示すように，カソード電極２８に開口部２８ａ（後面露光用開口部）を形成し，電子放出部１２がこの開口部２８ａを満たして位置するようにする。
【００９３】
（第３の実施の形態）
図９は第３の実施の形態による電子放出素子の部分断面図である。本実施の形態は，第１絶縁層３８及びゲート電極４０の第１開口部３８ａ及び第１開口部４０ａと，第２絶縁層４２及びフォーカシング電極４４の第２開口部４２ａ及び第２開口部４４ａが一対一に対応して配置され，任意の食刻液または食刻ガスに対し，第１絶縁層３８の食刻率が第２絶縁層４２の食刻率より大きいことを除き，前述した第２の実施の形態の構成と同一である。上記以外の構成は，第２の実施の形態と同様であるので，説明を省略する。
【００９４】
好ましくは，第１絶縁層３８の食刻率は，第２絶縁層４２の食刻率の３倍以上である。このように，第１絶縁層３８の食刻率を第２絶縁層４２の食刻率より大きくすると，一度の食刻工程で第２絶縁層４２の第２開口部４２ａと第１絶縁層３８の第１開口部３８ａを形成することができる利点がある。
【００９５】
つぎに，図１０ａ〜図１０ｄに基づいて第３の実施の形態による電子放出素子の製造方法を説明する。まず，図１０ａに示すように，第１基板２上に，カソード電極３６を第１基板２の一方向にストライプパターンに形成し，カソード電極３６を覆うように，第１基板２の全面に第１絶縁層３８を形成する。第１絶縁層３８は，スクリーン印刷を数回繰り返しておよそ５〜２０μｍの厚さに形成することができる。そして，第１絶縁層３８上に導電膜を形成し，これをパターニングすることにより，第１開口部４０ａを有するゲート電極４０を形成する。
【００９６】
ついで，ゲート電極４０が形成された第１絶縁層３８上に第２絶縁層４２を形成する。第２絶縁層４２は，任意の食刻液または食刻ガスに対し，第１絶縁層３８の食刻率の１／３より小さい食刻率を有する物質で形成する。第２絶縁層４２の厚さは１０μｍ以上が好ましく，スクリーン印刷と高温焼成を数回繰り返す過程を適用することができる。
【００９７】
そして，前記第２絶縁層４２上に導電膜を形成し，これをパターニングして，第２開口部４４ａが形成されたフォーカシング電極４４を形成するか，あるいは第２開口部４４ａが加工された金属プレートを付着してフォーカシング電極４４を形成する（図１０ｂ）。この際，フォーカシング電極４４の第２開口部４４ａは，ゲート電極４０に形成された第１開口部４０ａと一対一に対応して配置する。
【００９８】
ついで，食刻液により第２絶縁層４２と第１絶縁層３８を順次食刻することにより，図１０ｃに示すように，第２絶縁層４２の第２開口部４２ａと第１絶縁層３８の第１開口部３８ａを一度の食刻工程で完成することができる。
【００９９】
このように，本実施の形態においては，一度の食刻工程で第２絶縁層４２の第２開口部４２ａと第１絶縁層３８の第１開口部３８ａを形成することにより，第２の実施形態の製造方法に比べ，第１絶縁層の食刻のためのフォトレジスト工程が省略できるので，工程が簡素化される利点がある。
【０１００】
そして，第２絶縁層４２の食刻率が第１絶縁層３８の食刻率より小さいため，第１絶縁層３８を食刻するとき，第２絶縁層４２の第２開口部４２ａが大きくなることを防ぐことができ，フォトレジストパターンのための余裕空間が不要であるので，電子放出素子の解像度向上に有利な利点を有する。
【０１０１】
ついで，図１０ｄに示すように，第１開口部３８ａ，４０ａにより露出されたカソード電極３６上に電子放出物質を塗布して電子放出部１２を形成する。本実施の形態においても，電子放出部１２を形成するとき，第１基板２の底面から紫外線を照射する後面露光法を適用することができる。この場合，図１１に示すように，カソード電極３６に開口部３６ａ（後面露光用開口部）を形成し，電子放出部１２がこの開口部３６ａを満たして位置するようにする。
【０１０２】
前述した実施形態においては，電子放出部が電界の印加により電子を放出する物質からなり，カソード電極とゲート電極からなる駆動電極が電子放出を制御する場合について説明したが，電子放出部及び電子放出のための電極の構成は前記に限定されずに多様に変形可能である。
【０１０３】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は，冷陰極を用いる電子放出素子に適用可能であり，電子放出部を備える電子放出素子用カソード基板，電子放出素子及びその製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】第１の実施の形態による電子放出素子の部分分解斜視図である。
【図２】第１の実施の形態による電子放出素子の部分断面図である。
【図３ａ】第１の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，第１絶縁層にビアホールを形成した後の図である。
【図３ｂ】第１の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，カソード電極と対向電極とを形成した後の図である。
【図３ｃ】第１の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，フォーカシング電極を形成した後の図である。
【図３ｄ】第１の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，第２絶縁層に開口部を形成した後の図である。
【図３ｅ】第１の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，電子放出部を形成した後の図である。
【図４ａ】第１の実施形態による電子放出素子のゲート電極に，後面露光用開口部を形成した場合を示す部分断面図である。
【図４ｂ】図４ａのゲート電極を示す平面図である。
【図５】第２の実施の形態による電子放出素子の部分断面図である。
【図６】図５に示す第１基板のカソード電極とゲート電極との交差部分の平面図である。
【図７ａ】第２の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，第１絶縁層上にゲート電極を形成した後の図である。
【図７ｂ】第２の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，第２絶縁層上にフォーカシング電極を形成した後の図である。
【図７ｃ】第２の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，第２絶縁層に第２開口部を形成した後の図である。
【図７ｄ】第２の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，第１絶縁層に第１開口部を形成したした後の図である。
【図７ｅ】第２の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，電子放出部を形成した後の図である。
【図８】第２の実施形態による電子放出素子のゲート電極に，後面露光用の開口部を形成した場合を示す部分断面図である。
【図９】第３の実施の形態による電子放出素子の部分断面図である。
【図１０ａ】第３の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，第１絶縁層上にゲート電極を形成した後の図である。
【図１０ｂ】第３の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，第２絶縁層上にフォーカシング電極を形成した後の図である。
【図１０ｃ】第３の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，第２絶縁層及び第１絶縁層に，第２開口部及び第１開口部を一度の食刻工程で形成した後の図である。
【図１０ｄ】第３の実施の形態による電子放出素子の製造方法を示す概略工程断面図であり，電子放出部を形成した後の図である。
【図１１】第３の実施形態による電子放出素子のゲート電極に，後面露光用の開口部を形成した場合を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
２    第１基板
４    第２基板
６    ゲート電極
６ａ  後面露光用開口部
８    第１絶縁層
１０    カソード電極
１２    電子放出部
１４    対向電極
１６    第２絶縁層
１６ａ  開口部
１８    フォーカシング電極
１８ａ  開口部
２０    蛍光層
２２    黒色層
２４    アノード電極
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
2005317544.tif 000007
【図３ｄ】
2005317544.tif 000008
【図３ｅ】
2005317544.tif 000009
【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
2005317544.tif 000015
【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
2005317544.tif 000021
【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１１】
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