(57)【要約】【課題】  製作過程でゲート電極が損傷して抵抗が上昇するのを防止し，表示装置の放出均一性を優れた状態に維持することができる電界放出表示装置，及びその製造方法を提供する。【解決手段】  任意の間隔をおいて対向配置され，密封材により接合されて真空容器を構成する第１基板２及び第２基板４と，第１基板２の第２基板４と対向する面の上に形成されるカソード電極６と，カソード電極６上に位置する電子放出源と，カソード電極６上部に，電子放出源を取り囲む絶縁層８で隔てられて配置され，少なくとも２層の積層構造からなるゲート電極１０と，第２基板４上の第１基板２と対向する面の上に形成されるアノード電極１４と，アノード電極１４上に位置する蛍光スクリーン２０と，を含むことを特徴とする電界放出表示装置が提供される。【選択図】    図１
2005116500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の間隔をおいて対向配置され，密封材により接合されて真空容器を構成する第１及び第２基板と，
前記第１基板の前記第２基板と対向する面の上に形成されるカソード電極と，
前記カソード電極上に位置する電子放出源と，
前記カソード電極上部に，前記電子放出源を取り囲む第１の絶縁層で隔てられて配置され，少なくとも２層の積層構造からなるゲート電極と，
前記第２基板上の前記第１基板と対向する面の上に形成されるアノード電極と，
前記アノード電極上に位置する蛍光スクリーンと，
を含むことを特徴とする電界放出表示装置。
【請求項２】
前記ゲート電極を構成する各々の層が，金属からなることを特徴とする，請求項１に記載の電界放出表示装置。
【請求項３】
前記ゲート電極が，異種金属からなる第１及び第２ゲート層を含むことを特徴とする，請求項１または２に記載の電界放出表示装置。
【請求項４】
前記第１及び第２ゲート層は，相反する選択的エッチング性を有することを特徴とする，請求項３に記載の電界放出表示装置。
【請求項５】
前記ゲート電極が，クロム（Ｃｒ）と銀（Ａｇ），クロム（Ｃｒ）とアルミニウム（Ａｌ），またはアルミニウム（Ａｌ）と銀（Ａｇ）の積層構造のうちのいずれか一つからなることを特徴とする，請求項３または４に記載の電界放出表示装置。
【請求項６】
前記第１及び第２ゲート層は，各々１００〜５００ｎｍの厚さを有することを特徴とする，請求項３，４または５のいずれかに記載の電界放出表示装置。
【請求項７】
前記電子放出源が，カーボンナノチューブ（ＣＮＴ），黒鉛，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン（ＤＬＣ），またはＣ６０（ｆｕｌｌｅｒｅｎ）のいずれか一つ，またはこれらの組み合わせからなることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５または６のいずれかに記載の電界放出表示装置。
【請求項８】
前記ゲート電極上に，第２の絶縁層を隔てて配置される収束電極をさらに含むことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６または７のいずれかに記載の電界放出表示装置。
【請求項９】
（ａ）透明な第１基板上に，絶縁層よりも紫外光透過率の高い導電物質でカソード電極を形成する段階と，
（ｂ）前記第１基板上に前記絶縁層を形成し，前記絶縁層上に第１ゲート層を形成した後，前記第１ゲート層と前記絶縁層とを貫通する第１の孔を形成する段階と，
（ｃ）前記第１ゲート層上に前記第１の孔に対応する第２の孔を有する第２ゲート層を積層したゲート電極を形成する段階と，
（ｄ）前記第１基板上に犠牲層を形成し，前記カソード電極上部の前記犠牲層の一部を除去する段階と，
（ｅ）前記第１基板上にペースト状の感光性エミッタ物質を塗布して前記第１基板の下面を通じて紫外線を照射し，前記カソード電極上の前記感光性エミッタ物質を選択的に硬化させ，電子放出源を形成する段階と，
（ｆ）前記犠牲層を除去する段階と，
を含むことを特徴とする，電界放出表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１ゲート層と前記第２ゲート層とは，各々異種金属で形成することを特徴とする，請求項９に記載の電界放出表示装置の製造方法。
【請求項１１】
（ａ）透明な第１基板上に，絶縁層よりも紫外光透過率の高い導電物質でカソード電極を形成する段階と，
（ｂ）前記第１基板上に前記絶縁層を形成し，前記絶縁層上に第１ゲート層を形成した後，前記第１ゲート層と前記絶縁層とを貫通する孔を形成する段階と，
（ｃ）前記第１基板上に金属層を形成し，前記金属層を前記第１ゲート層と同一な形状にパターニングすると同時に，前記カソード電極上の前記金属層を一部除去して金属犠牲層を形成する段階と，
（ｄ）前記第１基板上にペースト状の感光性エミッタ物質を塗布して前記第１基板の下面を通じて紫外線を照射し，前記カソード電極上の前記感光性エミッタ物質を選択的に硬化させ，電子放出源を形成する段階と，
（ｅ）前記第１ゲート層上以外の前記金属犠牲層を除去し，前記第１ゲート層上の前記金属犠牲層を第２ゲート層として，前記第１ゲート層と前記第２ゲート層からなるゲート電極を完成する段階と，
を含むことを特徴とする，電界放出表示装置の製造方法。
【請求項１２】
（ａ）透明な第１基板上に第1の絶縁層よりも紫外光透過率の高い導電物質でカソード電極を形成する段階と，
（ｂ）前記第１基板上に前記第１の絶縁層を形成し，前記第１の絶縁層上に第１ゲート層を形成した後，前記第１ゲート層と前記第１の絶縁層とを貫通する孔を形成する段階と，
（ｃ）前記第１基板上に金属層を形成し，前記金属層を前記第１ゲート層と同一な形状にパターニングすると同時に，前記カソード電極上の前記金属層を一部除去して金属犠牲層を形成する段階と，
（ｄ）前記第１基板上に第２の絶縁層を形成し，第２の絶縁層上に金属からなる収束電極を形成した後，前記収束電極と前記第２の絶縁層とを貫通する孔を形成する段階と，
（ｅ）前記第１基板上にペースト状の感光性エミッタ物質を塗布して前記第１基板の下面を通じて紫外線を照射し，前記カソード電極上の前記感光性エミッタ物質を選択的に硬化させ，電子放出源を形成する段階と，
（ｆ）前記第１ゲート層上以外の前記金属犠牲層を除去し，前記第１ゲート層上の前記金属犠牲層を第２ゲート層として，前記第１ゲート層と前記第２ゲート層からなるゲート電極を完成する段階と，
を含むことを特徴とする，電界放出表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１ゲート層と前記金属犠牲層とは，各々異種金属で形成することを特徴とする，請求項１１または１２に記載の電界放出表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記エミッタ物質は，カーボンナノチューブ（ＣＮＴ），黒鉛，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン（ＤＬＣ），またはＣ６０（ｆｕｌｌｅｒｅｎ）のいずれか一つ，またはこれらの組み合わせ物質からなることを特徴とする，請求項９，１０，１１，１２または１３のいずれかに記載の電界放出表示装置の製造方法。
【請求項１５】
任意の間隔をおいて対向配置され，密封材により接合されて真空容器を構成する第１及び第２基板と，
前記第１基板の前記第２基板と対向する面の上に形成されるカソード電極と，
前記カソード電極上に所定の厚さで島状に形成された電子放出源と，
前記カソード電極上部に，前記電子放出源を取り囲んで前記電子放出源よりも厚く形成された絶縁層で隔てられて配置されたゲート電極と，
前記第２基板の前記第１基板と対向する面の上に形成されるアノード電極と，
前記アノード電極上に位置する蛍光スクリーンと，
を含むことを特徴とする，電界放出表示装置。
【請求項１６】
（ａ）透明な第１基板上に絶縁層よりも紫外光透過率の高い導電物質でカソード電極を形成する段階と，
（ｂ）前記第１基板上に前記絶縁層を形成し，前記絶縁層の上に第１ゲート層を形成した後，前記第１ゲート層と前記絶縁層とを貫通する孔を形成する段階と，
（ｃ）前記第１基板上にエミッタ物質を感光性結着剤と共に噴霧法で塗布乾燥する段階と，
（ｄ）前記エミッタ物質を前記感光性結着剤と共に塗布乾燥した前記第１基板全体をエッチバックする段階と，
（ｅ）エッチバックされた前記第１基板の下面から紫外線を照射し，前記カソード電極上の前記感光性結着剤を選択的に硬化させ，電子放出源を形成する段階と，
を含むことを特徴とする，電界放出表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電界放出表示装置に係り，より詳しくは電子放出を制御するためにカソード電極上方に配置されたゲート電極を備える電界放出表示装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に電界放出表示装置（ＦＥＤ）は，カソード電極上の電子放出源から電子を効率的に放出させるためにトンネル効果を利用し，放出された電子をアノード電極に備えられた蛍光層に衝突させて，これを発光させることによって所定の映像を実現する表示装置であって，カソード電極とゲート電極及びアノード電極を備えた３極管構造が広く用いられている。
【０００３】
図８は，従来技術による３極管型電界放出表示装置の部分断面図である。
【０００４】
図面を参照すると，後面基板１にはカソード電極３と絶縁層５及びゲート電極７が形成され，前面基板９の内面にはアノード電極１１と蛍光層１３が備えられる。カソード電極３とゲート電極７は，互いに直交する直線状の形態を有し，カソード電極３とゲート電極７の交差領域には，ゲート電極層７と絶縁層５を貫通する孔５ａ，７ａが形成されている。そして，孔５ａ，７ａによって露出されたカソード電極３の表面に電子放出源のエミッタ１５が位置する。
【０００５】
最近ではエミッタ１５として，先端が尖った，従来からのスピント（Ｓｐｉｎｄｔ）型エミッタのかわりに，主に平坦な形のものが，カソード電極３の上に配置されて用いられている。このような面タイプのエミッタ１５は，カーボンナノチューブ又は黒鉛のようなカーボン系物質をスクリーン印刷などの厚膜工程で塗布した後に焼成する製造法によって作られ，スピント型エミッタと比較すると，製造工程が比較的単純であり，大面積表示装置の製作に有利であるという長所を有する。
【０００６】
ところが，通常の厚膜工程を利用してエミッタ物質をカソード電極３の上に塗布する際，導電性を有するエミッタ物質が，カソード電極３とゲート電極７を橋渡しするように形成され，二つの電極間を短絡させることがある。そのため，従来はこのような電極短絡を防止する目的で次のような犠牲層を用いてエミッタ１５を形成する方法が用いられている。
【０００７】
図９ａ〜図９ｄは，従来技術による電界放出表示装置のエミッタ形成過程を示した工程断面図である。
【０００８】
まず，図９ａの前の段階として，後面基板１の上に，紙面に垂直なカソード電極３と絶縁層５，及び紙面に平行なゲート電極７を順次に形成し，次いで図示のように，カソード電極３とゲート電極７の交差領域に，ゲート電極７と絶縁層５を貫通する孔７ａ，５ａを形成する。この時，後面基板１は透明なガラス基板からなり，カソード電極３はＩＴＯのような光透過率の高い透明導電膜からなる。
【０００９】
そして，ゲート電極７と絶縁層５及びカソード電極３の上に犠牲層１７を形成する。犠牲層１７は，通常のフォトレジスト（ＰＲ）膜又は金属膜からなるが，ＰＲ膜を用いる時には，エミッタが位置するカソード電極３上の一部ＰＲ膜を除去する。
【００１０】
次に，図９ｂに示したように，犠牲層１７が形成された後面基板１の上面全体にペースト状のエミッタ物質１９を厚膜工程により塗布し，後面基板１の背面を通じて紫外線を照射して，カソード電極３上のエミッタ物質１９を選択的に硬化する。そして，図９ｃに示したように硬化されていないエミッタ物質を除去し，焼成して，エミッタ１５を形成し，後面基板１に残っている犠牲層１７をエッチング液でエッチング除去して，後面基板１構造を完成する（図９ｄ）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが，上記のようにエッチング液を用いて犠牲層１７を除去すると，エッチング液がゲート電極７に影響を与え，ゲート電極７の表面が損傷することがある。通常のゲート電極７は大略２００ｎｍの厚さの薄い金属電極であって，エッチング液によってゲート電極７表面が損傷を受けると，ゲート電極７の厚さが減少し，ゲート電極７の抵抗を増加させたり，エミッタ物質１９を焼成する際にクラックが発生したりするようになる。
【００１２】
その結果，損傷したゲート電極を備えた電界放出表示装置では，カソード電極３とゲート電極７に所定の駆動電圧を印加してエミッタ１５から電子を放出させる時，ゲート電極７の抵抗上昇により電圧降下が発生して，ゲート電極７方向に沿って位置するエミッタ１５での電子放出量が不均一になる問題が発生し，これは画面品質の低下に繋がる。
【００１３】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，エッチング液を用いて犠牲層を除去する際，ゲート電極が損傷しないようにしてゲート電極の抵抗上昇を防止し，表示装置の放出均一性を優れた状態に維持することができる，新規かつ改良された電界放出表示装置，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】
【００１４】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，任意の間隔をおいて対向配置され，密封材により接合されて真空容器を構成する第１及び第２基板と，第１基板の第２基板と対向する面の上に形成されるカソード電極と，カソード電極上に位置する電子放出源と，カソード電極上部に，電子放出源を取り囲む第１の絶縁層で隔てられて配置され，少なくとも２層の積層構造からなるゲート電極と，第２基板上の第１基板と対向する面の上に形成されるアノード電極と，アノード電極上に位置する蛍光スクリーンと，を含むことを特徴とする電界放出表示装置が提供される。
【００１５】
このようにゲート電極を積層構造に形成すれば，電界放出表示装置の製作過程でエッチング液によってゲート電極の表面層が損傷されても，その表面層の下層は損傷を受けないため，ゲート電極の損傷を最小に抑えることができる。
【００１６】
ここで，ゲート電極を構成する各々の層は金属からなることが好ましく，例えば異種金属からなる第１ゲート層及び第２ゲート層を含むことができる。このときゲート電極の２層が共にエッチング液により損傷しないように，第１及び第２ゲート層は，相反する選択的エッチング性を有してすることが望ましい。
【００１７】
第１及び第２ゲート層の例としては，クロム（Ｃｒ）と銀（Ａｇ），クロム（Ｃｒ）とアルミニウム（Ａｌ），またはアルミニウム（Ａｌ）と銀（Ａｇ）を用いることができ，第１及び第２ゲート層の厚さは，各々１００〜５００ｎｍの厚さを有することが望ましい。
【００１８】
また，電子放出源は，カーボンナノチューブ（ＣＮＴ），黒鉛，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン（ＤＬＣ），またはＣ６０（ｆｕｌｌｅｒｅｎ）のいずれか一つ，またはこれらの組み合わせからなることが好ましい。
【００１９】
さらに，ゲート電極上に第２の絶縁層を隔てて配置される収束電極が形成されてもよく，収束電極に負電圧を印加すれば，エミッタから放出された電子が収束され，電子ビームの拡散が最小化される。そのため，エミッタから放出された電子が指定された蛍光膜でない隣接した他色の蛍光膜に到達してこれを発光させるのを防止することができる。
【００２０】
また，別の観点から，任意の間隔をおいて対向配置され，密封材により接合されて真空容器を構成する第１及び第２基板と，第１基板の第２基板と対向する面の上に形成されるカソード電極と，カソード電極上に所定の厚さで島状に（つまり所定の位置に点々と）形成された電子放出源と，カソード電極上部に，電子放出源を取り囲んで前記電子放出源よりも厚く形成された絶縁層で隔てられて配置されたゲート電極と，第２基板の前記第１基板と対向する面の上に形成されるアノード電極と，アノード電極上に位置する蛍光スクリーンと，を含むことを特徴とする，電界放出表示装置が提供される。
【００２１】
上記の電界放出表示装置を製造するために，（ａ）透明な第１基板上に，第１の絶縁層よりも全厚さ紫外光透過率の高い導電物質でカソード電極を形成する段階と，（ｂ）第１基板上に第１の絶縁層を形成し，第１の絶縁層上に第１ゲート層を形成した後，第１ゲート層と第１の絶縁層とを貫通する第１の孔を形成する段階と，（ｃ）第１ゲート層上に第１の孔に対応する第２の孔を有する第２ゲート層を積層したゲート電極を形成する段階と，（ｄ）第１基板上に犠牲層を形成し，カソード電極上部の犠牲層の一部を除去する段階と，（ｅ）第１基板上にペースト状の感光性エミッタ物質を塗布して第１基板の下面を通じて紫外線を照射し，カソード電極上の感光性エミッタ物質を選択的に硬化させ，電子放出源を形成する段階と，（ｆ）犠牲層を除去する段階と，を含むことを特徴とする電界放出表示装置の製造方法が提供される。ここで，第１ゲート層と第２ゲート層とは，各々異種金属で形成することが好ましい。
【００２２】
また，別の観点から，（ａ）透明な第１基板上に，絶縁層よりも全厚さ紫外光透過率の高い導電物質でカソード電極を形成する段階と，（ｂ）第１基板上に絶縁層を形成し，絶縁層上に第１ゲート層を形成した後，第１ゲート層と絶縁層とを貫通する第１の孔を形成する段階と，（ｃ）第１基板上に金属層を形成し，金属層を前記第１ゲート層と同一な形状にパターニングすると同時に，カソード電極上の金属層を一部除去して金属犠牲層を形成する段階と，（ｄ）第１基板上にペースト状の感光性エミッタ物質を塗布して第１基板の下面を通じて紫外線を照射し，前記カソード電極上の前記感光性エミッタ物質を選択的に硬化させ，電子放出源を形成する段階と，（ｅ）第１ゲート層上以外の金属犠牲層を除去し，第１ゲート層上の前属犠牲層を第２ゲート層として，第１ゲート層と第２ゲート層からなるゲート電極を完成する段階と，を含むことを特徴とする，電界放出表示装置の製造方法。
【００２３】
さらに別の観点から，（ａ）透明な第１基板上に第1の絶縁層よりも全厚さ紫外光透過率の高い導電物質でカソード電極を形成する段階と，（ｂ）第１基板上に第１の絶縁層を形成し，第１の絶縁層上に第１ゲート層を形成した後，第１ゲート層と第１の絶縁層とを貫通する孔を形成する段階と，（ｃ）第１基板上に金属層を形成し，金属層を第１ゲート層と同一な形状にパターニングすると同時に，カソード電極上の金属層を一部除去して金属犠牲層を形成する段階と，（ｄ）第１基板上に第２の絶縁層を形成し，第２の絶縁層上に金属からなる収束電極を形成した後，収束電極と第２の絶縁層とを貫通する孔を形成する段階と，（ｅ）第１基板上にペースト状の感光性エミッタ物質を塗布して第１基板の下面を通じて紫外線を照射し，カソード電極上の感光性エミッタ物質を選択的に硬化させ，電子放出源を形成する段階と，（ｆ）第１ゲート層上以外の金属犠牲層を除去し，第１ゲート層上の金属犠牲層を第２ゲート層として，第１ゲート層と第２ゲート層からなるゲート電極を完成する段階と，を含むことを特徴とする電界放出表示装置の製造方法が提供される。
【００２４】
ここで，第１ゲート層と金属犠牲層とは，各々異種金属で形成されることが，好ましい。また，エミッタ物質は，カーボンナノチューブ（ＣＮＴ），黒鉛，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン（ＤＬＣ），またはＣ６０（ｆｕｌｌｅｒｅｎ）のいずれか一つ，またはこれらの組み合わせ物質からなることが望ましい。
【００２５】
また，さらに別の観点から，（ａ）透明な第１基板上に絶縁層よりも全厚さ紫外光透過率の高い導電物質でカソード電極を形成する段階と，（ｂ）第１基板上に絶縁層を形成し，絶縁層の上に第１ゲート層を形成した後，第１ゲート層と絶縁層とを貫通する孔を形成する段階と，（ｃ）第１基板上にエミッタ物質を感光性結着剤と共に噴霧法で塗布乾燥する段階と，（ｄ）エミッタ物質を感光性結着剤と共に塗布乾燥した第１基板全体をエッチバックする段階と，（ｅ）エッチバックされた第１基板の下面から紫外線を照射し，カソード電極上の前記感光性結着剤を選択的に硬化させ，電子放出源を形成する段階と，を含むことを特徴とする，電界放出表示装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明によれば，ゲート電極が少なくとも２層の積層構造からなることにより，ゲート電極の表面損傷が誘発される工程を経ても，絶縁層と直接接触する層の損傷を予防できゲート電極の抵抗上昇を防止することができる。したがって，本発明による電界放出表示装置は，ゲート電極の優れた導電性を確保し，エミッタの電子放出量を均一化することにより画面品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【００２８】
（第１の実施の形態）
図１は，本発明の実施例による電界放出表示装置の部分分解斜視図であり，図２と図３は，各々図１に示したＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線の断面図である。
【００２９】
電界放出表示装置は，第１基板２と第２基板４とを含み，フリットのような密封材（図示せず）によって２枚の基板の周縁部が一体に接合されて真空容器を構造する。第１基板２には，電界を形成して電子を放出する構造が形成され，第２基板４には，電子照射を受けて発光し画像を表示する構造が形成される。
【００３０】
つまり，第１基板２の上には，カソード電極６が第１の方向（図面のＹ方向）に沿って帯状に形成され，カソード電極６を覆いながら第１基板２の内面全体に第１の絶縁層でもある絶縁層８が形成されている。絶縁層８の上には，カソード電極６と直交する方向（図面のＸ方向）に沿って帯状のゲート電極１０が形成され，カソード電極６とゲート電極１０が交差する領域の各々に，ゲート電極１０と絶縁層８を貫通する孔１０ａ，８ａが４孔ずつ形成される。
【００３１】
孔８ａ，１０ａによって露出されたカソード電極６の表面には電子放出源のエミッタ１２が位置する。つまり各孔内にエミッタが位置しており，所定の厚さで所定の位置に点々と（島状に）電子放出源（エミッタ）が形成される。エミッタ１２は，エミッタ（電子放出源）より厚く形成された絶縁層８及びゲート電極１０に形成された孔の内壁から所定の間隔をおいて配置され，ゲート電極１０との短絡を防止する。エミッタ１２は，カーボン系物質，例えばカーボンナノチューブ（ＣＮＴ），黒鉛，ダイアモンド，ダイアモンド状カーボン（ＤＬＣ），Ｃ６０（ｆｕｌｌｅｒｅｎ）またはこれらの組み合わせからなり，本実施の形態ではカーボンナノチューブを使用している。
【００３２】
第１基板２の構造により，カソード電極６に数〜数十ボルトの負電圧を印加し，ゲート電極１０に数〜数十ボルトの正電圧を印加すると，カソード電極６とゲート電極１０との電圧差によってエミッタ１２の周囲に電界が形成され，エミッタ１２から電子が放出される。
【００３３】
そして，第１基板２に対向する第２基板４の内面には，アノード電極１４と共に赤色，緑色及び青色の蛍光膜１６とブラックマトリックス１８とからなる蛍光スクリーン２０が形成される。アノード電極１４は数百〜数千ボルトの正電圧の印加を受け，エミッタ１２から放出された電子を蛍光スクリーン２０に向けて加速照射させる。一方，蛍光スクリーン２０の表面にはメタルバック効果により画面の輝度を高める金属反射膜，例えばアルミニウム反射膜（図示せず）を配置してもよい。
【００３４】
ここで，ゲート電極１０がカソード電極６と電界を形成し，エミッタ１２から電子を放出させるが，ゲート電極１０は少なくとも２層の積層構造からなるということに特徴がある。特に，本実施の形態でゲート電極１０は，異種金属からなる第１，第２ゲート層１０ｂ，１０ｃの積層構造を有する。
【００３５】
このようにゲート電極１０を第１，第２ゲート層１０ｂ，１０ｃの積層構造に形成すれば，表示装置の製作過程でゲート電極１０の表面が損傷される場合も，第２ゲート層１０ｃが損傷されるだけで，第１ゲート層１０ｂは第２ゲート層１０ｃに覆われているので損傷が防止される。このようなゲート電極１０の積層構造は，特にエミッタ１２の製作のために犠牲層を用意し，エミッタ１２を形成した後にエッチング液を用いて犠牲層を除去する際，エッチング液によるゲート電極１０の損傷を最小化するのに有利に作用する。
【００３６】
したがって，絶縁層８と直接接触する第１ゲート層１０ｂは表面損傷が防止され，第１ゲート層１０ｂ自体の低抵抗特性をそのまま維持する。その結果，第１ゲート層１０ｂがゲート電極１０の導電性を確保し，ゲート電極１０の電圧降下を防止する役割を果たす。
【００３７】
ゲート電極１０の積層構造を考慮すると，第１ゲート層１０ｂと第２ゲート層１０ｃの厚さは各々１００〜５００ｎｍが好ましく，ゲート電極１０の全体の厚さは大略２００〜１０００ｎｍが好ましい。
【００３８】
ここで，第１，第２ゲート層１０ｂ，１０ｃの厚さが１００ｎｍ未満であると，第１，第２ゲート層１０ｂ，１０ｃに多くの欠陥が存在するため，エミッタ物質を露光硬化させる時に第１，第２ゲート層１０ｂ，１０ｃを通じて紫外線が透過してしまい，ゲート電極１０が露光マスクとしての役割を果たすことができず，焼成後に抵抗値が上昇して，電極の役割を失う恐れがある。反対に，第１，第２ゲート層１０ｂ，１０ｃの厚さが５００ｎｍを超えると，ゲート電極１０の工程時間が増加し，電極パターニングのためのエッチング時間が長くなるため，絶縁層８が損傷を受ける可能性が高まる。
【００３９】
特に，ゲート電極１０は，第１，第２ゲート層１０ｂ，１０ｃが相反する選択的エッチング性を有する時，異種金属の積層構造による前述した優れた効果を確保することができる。これを考慮すれば，ゲート電極１０は，例えばクロム（Ｃｒ）と銀（Ａｇ）の積層構造，クロム（Ｃｒ）とアルミニウム（Ａｌ）の積層構造，アルミニウム（Ａｌ）と銀（Ａｇ）の積層構造からなることができる。この時，異種金属の積層順序は反対でも可能であり，前述したクロム，銀，アルミニウム以外に他の金属物質の使用も可能である。
【００４０】
このようにゲート電極１０が第１，第２ゲート層１０ｂ，１０ｃの積層構造からなることにより，ゲート電極１０は表面損傷が誘発される工程を経ても，前述した積層構造によってゲート電極１０自体の優れた導電性を確保することができる。したがって，本実施例による電界放出表示装置は，エミッタ１２の電子放出量を均一にして画面品質を向上させる長所を有する。
【００４１】
図４は，本実施の形態に対する変形例を示す電界放出表示装置の部分断面図であり，本変形例は前述した実施の形態の構造を基本としながら，ゲート電極１０の上に収束電極２２を備えた構造からなる。
【００４２】
このために，カソード電極６とゲート電極１０との間に位置する絶縁層を第１絶縁層２４とすれば，ゲート電極１０の上には任意の厚さの第２絶縁層２６が形成され，第２絶縁層２６の上に金属の収束電極２２が位置する。もちろん，収束電極２２と第２絶縁層２６にはエミッタ１２を露出させるための孔２２ａ，２６ａが形成され，エミッタ１２から放出された電子を収束させながら通過させる。
【００４３】
収束電極２２に数十〜数百ボルトの負電圧を印加すれば，エミッタ１２から放出された電子は，収束電極２２を通過しながら収束電極２２の負電位により収束されて，電子ビームの拡散が最小化される。したがって本変形例では，エミッタ１２から放出された電子が指定された蛍光膜でない隣接した他色の蛍光膜に到達してこれを発光させる他色侵犯を最小化することができる。
【００４４】
次に，前述した電界放出表示装置の製造方法について説明する。図５ａ〜図５ｆは，上記で説明した電界放出表示の製造方法の第１の実施の形態を説明するための各段階での概略工程断面図である。
【００４５】
まず，図５ａに示したように，透明な第１基板２の上にＩＴＯのような透明な導電物質を塗布し，所定形状にパターニングして，帯状のカソード電極６を形成する。そして，第１基板２の上面全体に絶縁物質を塗布して絶縁層８を形成する。絶縁層８の厚さは大略２０μｍであり，誘電体ペーストを厚膜印刷，乾燥及び焼成する過程を何回か繰り返して，前述した厚さの絶縁層８を完成する。
【００４６】
次に，絶縁層８の上に金属物質，例えばクロム（Ｃｒ）を１００〜５００ｎｍ厚さで蒸着し，これをパターニングして，カソード電極６と直交する帯状の第１ゲート層１０ｂを形成する。そして，通常のフォトリソグラフィ工程を利用し，カソード電極６と第１ゲート層１０ｂが交差する領域に，第１ゲート層１０ｂと絶縁層８を貫通する第１の孔である孔８ａ，孔１０ａを，なるべく一度の異方性垂直方向エッチ処理により形成する。
【００４７】
次に，図５ｂに示したように，第１ゲート層１０ｂの上に，金属物質，例えば銀（Ａｇ）を１００〜５００ｎｍの厚さで蒸着し，これをパターニングし，孔１０ａの上側に孔１０ａより少し大きい第２の孔である孔１０ａ’を開けて，第２ゲート層１０ｃを形成する。これで第１，第２ゲート層１０ｂ，１０ｃからなるゲート電極１０が完成される。これにより，第１，第２ゲート層１０ｂ，１０ｃに開けた孔は，大小の孔によって図示のような階段形状になるので，第１ゲート層１０ｂとカソード電極６の間に作られる電子放出電界が，第２ゲート層１０ｃの位置合わせ不良によって影響されず，安定化する。
【００４８】
そして図５ｃに示したように，第１基板２の上面全体に１００〜５００ｎｍの厚さの犠牲層２８を形成し，フォトリソグラフィ工程を利用してカソード電極６上部の犠牲層２８一部を除去する。犠牲層２８は，フォトレジスト膜又は金属膜からなることができる。なお，犠牲層２８の材料が絶縁性物質の場合には，その材料として，特定の異方性垂直方向エッチ処理におけるエッチ速度が第２ゲート層１０ｃより大きい物質を用い，この特定エッチ処理により孔８ａ，１０ａの内壁犠牲層のみを残すようにする。つまり，いわゆるサイドウォール形成処理を行う。
【００４９】
次に，図５ｄに示したように，犠牲層２８が形成された第１基板２の上面全体にペースト状の感光性エミッタ物質３０，例えばカーボンナノチューブを主成分とする感光性カーボン系物質を厚膜印刷する。そして，第１基板２の背面（図の下側）から紫外線を照射してカソード電極６上部のエミッタ物質３０を選択的に硬化させ，硬化されていないエミッタ物質を除去して，図５ｅのようにエミッタ１２を完成する。この紫外線硬化のために，カソード電極６を前記絶縁層よりも全厚さ紫外光透過率の高い導電性物質で形成する。
【００５０】
この時，エミッタ１２は，前述した犠牲層２８によって絶縁層８及びゲート電極１０と任意の間隔をおいて配置され，ゲート電極１０との短絡を効果的に防止する。
【００５１】
次に，図５ｆに示したように，エッチング液を用いて犠牲層２８を除去することにより第１基板２構造を完成する。このようにエッチング液を用いて犠牲層２８を除去する際，エッチング液がゲート電極１０に影響を与えてゲート電極１０の表面を損傷させても，絶縁層８と直接接触する第１ゲート層１０ｂは第２ゲート層１０ｃによって損傷が防止され，表面損傷によるゲート電極１０の抵抗上昇を防止する。
【００５２】
なお，以上では犠牲層２８の使用を前提としたが，犠牲層を用いずにエミッタ物質を薄く形成し，例えば絶縁層８の厚さ２０μｍに対してエミッタ物質を厚さ１０μｍだけ感光性結着剤と共に噴霧塗布乾燥した後に僅かな等方性エッチバックを行って，ゴミ状のエミッタ物質を除去し，紫外線照射で硬化させることも可能である。この方法であれば，エミッタ１２の絶縁性を心配しなくてもよい。
【００５３】
最後に，第１基板２の上にスペーサ３２を装着し，図１に示したように，第２基板４の上にアノード電極１４と蛍光スクリーン２０を形成し，図示されていない密封材を用いて第１，第２基板２，４の周縁部を接合させた後，第１，第２基板２，４の内部を排気させて真空容器化することによって電界放出表示装置を完成する。
【００５４】
（第２の実施の形態）
図６ａ〜図６ｅは，第２の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を説明するための各段階での概略工程断面図である。まず，図６ａに示したように，透明な第１基板２の上にカソード電極６と絶縁層８及び第１ゲート層１０ｂを形成する。カソード電極６と絶縁層８及び第１ゲート層１０ｂの形状，材質及び形成方法は，前述した第１実施例と同一である。
【００５５】
次に，図６ｂに示したように，第１基板２の上面全体に金属層として金属物質，例えば銀（Ａｇ）を１００〜５００ｎｍの厚さで塗布し，これを第１ゲート層１０ｂと同一に帯状にパターニングして，金属犠牲層３４を形成する。金属犠牲層３４をパターニングする際，カソード電極６上部の金属犠牲層３４の一部も共に除去する。金属犠牲層３４は，最終的に第２ゲート層１０ｃとなり，第１ゲート層１０ｂと共にゲート電極を構成する。
【００５６】
次に，図６ｃに示したように，金属犠牲層３４が形成された第１基板２の上面全体にペースト状の感光性エミッタ物質３０を厚膜印刷し，第１基板２の背面を通じて紫外線を照射して，カソード電極６上部のエミッタ物質３０を選択的に硬化させる。そして，硬化されていないエミッタ物質３０を除去して，図６ｄのようにエミッタ１２を完成する。
【００５７】
次に，図６ｅに示したように，通常のフォトリソグラフィ工程を利用し，第１ゲート層１０ｂ上部の金属犠牲層３４を除いた残りの金属犠牲層３４を除去して第２ゲート層１０ｃを形成することによって，ゲート電極１０を完成する。最後に，第２基板４の上にアノード電極１４と蛍光スクリーン２０を形成する過程，及び第１，第２基板２，４を接合させた後に排気させる過程は，前述した第１の実施の形態と同一である。
【００５８】
このように，本実施の形態では金属犠牲層３４が第２ゲート層１０ｃとなり，第２ゲート層１０ｃの形成後に別途の犠牲層を形成する必要がないので，製造工程が単純になり，第１ゲート層１０ｂだけでなく第２ゲート層１０ｃの表面損傷が最小化されて，ゲート電極１０の導電性をより優秀に確保できるという長所がある。
【００５９】
（第３の実施の形態）
図７ａ〜図７ｅは，本発明の第３の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を説明するための各段階での概略図である。まず，図７ａに示したように，透明な第１基板２の上にカソード電極６，第１絶縁層２４，第１ゲート層１０ｂ及び金属犠牲層３６を順次に形成する。カソード電極６と第１ゲート層１０ｂ及び金属犠牲層３６の形状，材質及び形成方法は前述した第２実施例と同一であり，第１絶縁層２４の形状，材質及び形成方法は，前述した第２実施例の絶縁層８と同一である。
【００６０】
次に，図７ｂに示したように，第１基板２の上面全体に誘電体ペーストを厚膜印刷，乾燥及び焼成過程を何回か繰り返して，大略２０μｍの厚さの第２絶縁層２６を形成し，第２絶縁層２６の上に金属を蒸着して，収束電極２２を形成する。そして，収束電極２２と第２絶縁層２６をパターニングして孔２２ａ，２６ａを形成，後で孔２２ａ，２６ａの中奥のカソード電極６上にエミッタを形成し露出させる。
【００６１】
次に，図７ｃに示したように，収束電極２２が形成された第１基板２の上面全体にペースト状の感光性エミッタ物質３０を厚膜印刷し，第１基板２の背面を通じて紫外線を照射して，カソード電極６上部のエミッタ物質３０を選択的に硬化する。そして，硬化されていないエミッタ物質を除去して，図７ｄのようにエミッタ１２を完成する。
【００６２】
次に，図７ｅに示したように，図示されていないパターンマスクを用いた通常のフォトリソグラフィ工程で，第１ゲート層１０ｂ上部の金属犠牲層３６を除いた残りの金属犠牲層３６を除去して第２ゲート層１０ｃを形成することにより，第１，第２ゲート層１０ｂ，１０ｃからなるゲート電極１０を完成する。最後に，第２基板４の上にアノード電極１４と蛍光スクリーン２０を形成する過程，及び第１，第２基板２，４を接合させた後に排気させる過程は，前述した第１の実施の形態と同一である。
【００６３】
このように本実施の形態では，別途の犠牲層が必要なくなるので表示装置の製造工程が単純になる長所だけでなく，第２ゲート層１０ｃが第２絶縁層２６に覆われて第２ゲート層１０ｃの表面損傷が最小化されることにより，表面損傷によるゲート電極１０の抵抗上昇を効果的に防止する長所を有する。
【００６４】
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】
【００６５】
本発明は電界放出表示装置に適用可能であり，特に電子放出を制御するためにカソード電極上方に配置されたゲート電極を備え，そのゲート電極が損傷して抵抗上昇するのを防ぐことのできる電界放出表示装置及びその製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施の形態による電界放出表示装置の部分分解斜視図である。
【図２】図１に示したＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】図１に示したＢ−Ｂ線の断面図である。
【図４】本実施の形態の変形例を示す電界放出表示装置の概略断面図である。
【図５ａ】第１の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，第１基板の上方に第１ゲート層を形成した後の工程断面図である。
【図５ｂ】第１の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，第１ゲート層上に第２ゲート層を形成した後の工程断面図である。
【図５ｃ】第１の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，ゲート電極上に犠牲層を形成した後の工程断面図である。
【図５ｄ】第１の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，感光性エミッタ物質を全面に形成した後の工程断面図である。
【図５ｅ】第１の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，エミッタ形成した後の工程断面図である。
【図５ｆ】第１の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，ゲート電極上にスペーサを形成した後の工程断面図である。
【図６ａ】第２の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，第１基板の上方に第１ゲート層を形成した後の工程断面図である。
【図６ｂ】第２の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，第１ゲート層上に金属犠牲層を形成した後の工程断面図である。
【図６ｃ】第２の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，感光性エミッタ物質を全面に形成した後の工程断面図である。
【図６ｄ】第２の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，エミッタ形成した後の工程断面図である。
【図６ｅ】第２の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，第１ゲート層上以外の金属犠牲層を除去した後の工程断面図である。
【図７ａ】第３の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，第１ゲート層上に金属犠牲層を形成した後の工程断面図である。
【図７ｂ】第３の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，第１ゲート層上絶縁層上に収束電極を形成した後の工程断面図である。
【図７ｃ】第３の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，感光性エミッタ物質を全面に形成した後の工程断面図である。
【図７ｄ】第３の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，エミッタ形成した後の工程断面図である。
【図７ｅ】第３の実施の形態による電界放出表示装置の製造方法を示し，第１ゲート層上以外の金属犠牲層を除去した後の工程断面図である。
【図８】従来技術による電界放出表示装置の概略断面図である。
【図９ａ】従来技術による電界放出表示装置の製造方法を示し，後面基板の上方にゲート電極を形成し，犠牲層を形成した後の工程断面図である。
【図９ｂ】従来技術による電界放出表示装置の製造方法を示し，エミッタ物質を全面に形成した後の工程断面図である。
【図９ｃ】従来技術による電界放出表示装置の製造方法を示し，エミッタを形成した後の工程断面図である。
【図９ｄ】従来技術による電界放出表示装置の製造方法を示し，後面基板を完成した後の工程断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
２      第１基板
４      第２基板
６      カソード電極
８      絶縁層
１０ａ  孔
１０    ゲート電極
１０ｂ  第１ゲート層
１０ｃ  第２ゲート層
１２    エミッタ
１４    アノード電極
１６    蛍光膜
１８    ブラックマトリックス
２０    蛍光スクリーン
【図１】
2005116500.tif 000003
【図２】
2005116500.tif 000004
【図３】
2005116500.tif 000005
【図４】
2005116500.tif 000006
【図５ａ】
2005116500.tif 000007
【図５ｂ】
2005116500.tif 000008
【図５ｃ】
2005116500.tif 000009
【図５ｄ】
2005116500.tif 000010
【図５ｅ】
2005116500.tif 000011
【図５ｆ】
2005116500.tif 000012
【図６ａ】
2005116500.tif 000013
【図６ｂ】
2005116500.tif 000014
【図６ｃ】
2005116500.tif 000015
【図６ｄ】
2005116500.tif 000016
【図６ｅ】
2005116500.tif 000017
【図７ａ】
2005116500.tif 000018
【図７ｂ】
2005116500.tif 000019
【図７ｃ】
2005116500.tif 000020
【図７ｄ】
2005116500.tif 000021
【図７ｅ】
2005116500.tif 000022
【図８】
2005116500.tif 000023
【図９ａ】
2005116500.tif 000024
【図９ｂ】
2005116500.tif 000025
【図９ｃ】
2005116500.tif 000026
【図９ｄ】
2005116500.tif 000027