(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体上に２次元マトリクス状に配列された電子放出領域を備えたカソードパネルと、蛍光体領域及びアノード電極が設けられたアノードパネルとが外周部で接合されており、カソードパネルとアノードパネルとによって挟まれた空間が真空に保持されている平面型表示装置であって、
カソードパネルとアノードパネルとの間にはスペーサが配置されており、
アノードパネルの表示部分として機能する有効領域には、対となったスペーサ保持部が設けられており、
スペーサの端部領域を保持する対となったスペーサ保持部の間隔は、スペーサの中央部を保持する対となったスペーサ保持部の間隔よりも狭いことを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２】
支持体上に２次元マトリクス状に配列された電子放出領域を備えたカソードパネルと、蛍光体領域及びアノード電極が設けられたアノードパネルとが外周部で接合されており、カソードパネルとアノードパネルとによって挟まれた空間が真空に保持されている平面型表示装置であって、
カソードパネルとアノードパネルとの間にはスペーサが配置されており、
アノードパネルの表示部分として機能する有効領域から、該有効領域を取り囲む無効領域に亙り、対となったスペーサ保持部が設けられており、
スペーサの端部領域を保持する対となったスペーサ保持部の間隔は、スペーサの中央部を保持する対となったスペーサ保持部の間隔よりも狭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、例えば冷陰極電界電子放出表示装置といった平面型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在主流の陰極線管（ＣＲＴ）に代わる画像表示装置として、平面型（フラットパネル形式）の表示装置が種々検討されている。このような平面型の表示装置として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）を例示することができる。また、電子放出素子を備えたカソードパネルを組み込んだ平面型表示装置の開発も進められている。ここで、電子放出素子として、冷陰極電界電子放出素子、金属／絶縁膜／金属型素子（ＭＩＭ素子とも呼ばれる）、表面伝導型電子放出素子が知られており、これらの冷陰極電子源から構成された電子放出素子を備えたカソードパネルを組み込んだ平面型表示装置は、高解像度、高速応答性、高輝度のカラー表示、及び、低消費電力の観点から注目を集めている。
【０００３】
電子放出素子としての冷陰極電界電子放出素子を組み込んだ平面型表示装置である冷陰極電界電子放出表示装置（以下、表示装置と略称する場合がある）は、一般に、複数の冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と略称する場合がある）を備えたカソードパネルＣＰと、電界放出素子から放出された電子との衝突により励起されて発光する蛍光体領域を有するアノードパネルＡＰとが、高真空に維持された空間を介して対向配置され、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとが周縁部において接合部材を介して接合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サブピクセル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代表的な表示装置の模式的な一部端面図を図８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９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、及び、絶縁層１２に設けられた第２開口部１４Ｂ）と、開口部１４の底部に位置するカソード電極１１上に形成された円錐形の電子放出部１５から構成されている。また、絶縁層１２上には層間絶縁層１６が形成されており、層間絶縁層１６上には収束電極１７が形成されている。
【０００５】
この表示装置において、カソード電極１１は列方向（Ｙ方向）に延びる帯状であり、ゲート電極１３は、Ｙ方向とは異なる行方向（Ｘ方向）に延びる帯状である。一般に、カソード電極１１とゲート電極１３とは、これらの両電極１１，１３の射影像が互いに直交する方向に形成されている。帯状のカソード電極１１と帯状のゲート電極１３とが重複する重複領域が、電子放出領域ＥＡであり、１サブピクセルに相当する。そして、係る電子放出領域ＥＡが、カソードパネルＣＰの有効領域ＥＦ（平面型表示装置としての実用上の機能である表示機能を果たす中央の表示領域であり、無効領域ＮＦが、この有効領域ＥＦの外側に位置し、有効領域ＥＦを額縁状に包囲している）内に、通常、２次元マトリ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領域２２（具体的には、赤色発光蛍光体領域２２Ｒ、緑色発光蛍光体領域２２Ｇ、及び、青色発光蛍光体領域２２Ｂ）が形成され、蛍光体領域２２がアノード電極２４で覆われた構造を有する。尚、これらの蛍光体領域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。また、１サブピクセルを構成する蛍光体領域２２のそれぞれは隔壁２１によって囲まれており、隔壁２１の平面形状は格子形状（井桁形状）である。尚、図中、参照番号４０は行方向（Ｘ方向）に延びるスペーサを表し、参照番号１５０はスペーサ保持部を表し、参照番号２５は接合部材を表す。但し、図８においては、スペーサ保持部を参照番号５０，６０，７０で示す。また、図９においては、隔壁やスペーサの図示を省略した。
【０００７】
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、電子放出領域ＥＡに対向（対面）したアノードパネル側の蛍光体領域２２とによって構成されている。有効領域ＥＦには、画素（ピクセル）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。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。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と蛍光体領域２２とが対向するように配置し、周縁部において接合部材２５を介して接合した後、排気し、封止することによって、表示装置を作製することができる。
【０００８】
アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと接合部材２５とによって囲まれた空間は高真空（例えば、１×１０-3Ｐａ以下）となっている。従って、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとの間にスペーサ４０を配置しておかないと、大気圧によって表示装置が損傷を受けてしまう。従って、例えば、特開平７−２６２９３９号公報に開示された画像表示装置にあっては、前面板の上に形成されたブラックマトリックス上に位置決め部材（スペーサ保持部）を形成し、対となった位置決め部材の間に支柱（スペーサ）を嵌め込んでいる。
【０００９】
アノードパネルＡＰの表示部分として機能する有効領域ＥＦには、上述したとおりスペーサ保持部１５０が設けられており、スペーサ保持部１５０の表面にはアノード電極２４が形成されている。従って、スペーサ保持部１５０に嵌め込まれたスペーサ４０はアノード電極２４と接している。また、スペーサ４０の底面は、電極、例えば、収束電極１７と接している。このような構造とすることで、スペーサ４０には、頂部から底面に向かって微少電流が流れる。
【００１０】
【特許文献１】特開平７−２６２９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、このような構造にあっては、スペーサ４０の端部の底面が収束電極１７から浮き上がってしまうことがある。このような状態を図１４に示すが、図１４は、従来の表示装置の有効領域ＥＦと無効領域ＮＦの境界領域におけるスペーサ４０等をその側面から眺めた概念図である。ここで、図１４においては、スペーサ保持部１５０を点線で示す。そして、このような現象が生じると、スペーサ４０の底面からの放熱が悪くなる結果、やがて、浮き上がりが生じたスペーサ４０の部分における電気抵抗値に変化が生じ、所謂熱暴走が生じることがある。スペーサ４０の熱暴走は、平面型表示装置の駆動電圧、駆動電流に大きく影響を受け、高い電圧、電流によって一層発生し易くなる。
【００１２】
従って、本発明の目的は、スペーサの底面と電極とが一様に接しており、スペーサに熱暴走が生じない構成、構造を有する平面型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明に係る平面型表示装置は、支持体上に２次元マトリクス状に配列された電子放出領域を備えたカソードパネルと、蛍光体領域及びアノード電極が設けられたアノードパネルとが外周部で接合されており、カソードパネルとアノードパネルとによって挟まれた空間が真空に保持されている平面型表示装置であって、カソードパネルとアノードパネルとの間にはスペーサが配置されており、アノードパネルの表示部分として機能する有効領域には、対となったスペーサ保持部が設けられており、スペーサの端部領域を保持する対となったスペーサ保持部の間隔は、スペーサの中央部を保持する対となったスペーサ保持部の間隔よりも狭いことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る平面型表示装置は、支持体上に２次元マトリクス状に配列された電子放出領域を備えたカソードパネルと、蛍光体領域及びアノード電極が設けられたアノードパネルとが外周部で接合されており、カソードパネルとアノードパネルとによって挟まれた空間が真空に保持されている平面型表示装置であって、カソードパネルとアノードパネルとの間にはスペーサが配置されており、アノードパネルの表示部分として機能する有効領域から、該有効領域を取り囲む無効領域に亙り、対となったスペーサ保持部が設けられており、スペーサの端部領域を保持する対となったスペーサ保持部の間隔は、スペーサの中央部を保持する対となったスペーサ保持部の間隔よりも狭いことを特徴とする。
【００１８】
以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第１の態様、第２の態様あるいは第３の態様に係る平面型表示装置（以下、『本発明』と呼ぶ場合がある）にあっては、カソードパネルとアノードパネルとによって挟まれた空間が真空状態に保持されているので、大気圧によって平面型表示装置に破損が生じないように、カソードパネルとアノードパネルとの間に、局所的に、スペーサを配されている。スペーサは、例えばセラミックスやガラス材料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、ムライト等のケイ酸アルミニウム化合物やアルミナ等の酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ジルコニア（酸化ジルコニウム）、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、酸化マグネシウム、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し、例えば、特表２００３−５２４２８０号公報等に記載されている材料を用いることもできる。また、ガラス材料として、高歪点ガラス、低アルカリガラス、無アルカリガラス、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）、結晶性ガラスを例示することができる。尚、スペーサの端部や稜線に対して面取りを行い、突出部等を除去することが好ましい。１列のスペーサは、１本のスペーサから構成されていてもよいし、複数のスペーサから構成されていてもよい。
【００１９】
スペーサは、例えば、
（ａ）セラミックス粉末、導電性付与材料粉末を分散質とし、バインダーを添加してグリーンシート用スラリーを調製し、
（ｂ）グリーンシート用スラリーを成形して、グリーンシートを得、その後、
（ｃ）グリーンシートを焼成する、
ことにより製造することができる。グリーンシート焼成品を切断した後、後述する帯電防止膜や抵抗体膜を形成してもよいし、グリーンシート焼成品に帯電防止膜や抵抗体膜を形成した後、係るグリーンシート焼成品を切断してもよい。
【００２０】
グリーンシート用スラリーの分散質となるセラミックス粉末を構成する材料として、上述したセラミックスを挙げることができる。尚、グリーンシート用スラリーの分散質となる導電性付与材料は、グリーンシート用スラリー内にあっては、必ずしも導電性を示さなくてもよい。導電性付与材料は、グリーンシートの焼成の際に化学的組成が変化するものであってもよいし、焼成により化学的組成が変化しないものであってもよい。具体的には、グリーンシートを焼成することにより、グリーンシート内の導電性付与材料も焼成されるが、焼成された導電性付与材料が導電性を示すものであればよい。グリーンシート用スラリーの分散質となる導電性付与材料として、例えば、金や白金等の貴金属；モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、タングステン酸化物、ニッケル酸化物等の金属酸化物；チタン炭化物、タングステン炭化物、ニッケル炭化物等の金属炭化物；モリブデン酸アンモニウム等の金属塩を挙げることができる。更には、これらの混合物であってもよい。即ち、導電性付与材料は、単一の種類の材料から成る形態であってもよいし、複数の種類の材料から成る形態であってもよい。また、グリーンシート用スラリーに添加されるバインダーを構成する材料として、有機系バインダー材料（例えば、アクリル系エマルジョンやポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール）あるいは無機系バインダー材料（例えば、水ガラス）を挙げることができる。
【００２１】
スペーサの側面には、帯電防止膜や抵抗体膜が設けられていることが好ましい。帯電防止膜を構成する材料は、その２次電子放出係数が１に近いことが好ましく、帯電防止膜を構成する材料として、ＳｉやＧｅ等の半導体、グラファイト等の半金属、酸化物、ホウ化物、炭化物、硫化物、及び、窒化物等を用いることができる。より具体的には、例えば、グラファイト等の半金属及びＭｏＳｅx等の半金属元素を含む化合物、ＣｒＯx、ＮｄＯx、ＣｒＡｌxＯy、酸化マンガン、ＬａxＢａ2-xＣｕＯ4、ＬａxＹ1-xＣｒＯ3等の酸化物、ＡｌＢx、ＴｉＢx等のホウ化物、ＳｉＣ等の炭化物、ＭｏＳx、ＷＳx等の硫化物、及び、窒化タングステンと窒化ゲルマニウムの化合物、ＢＮ、ＴｉＮ、ＡｌＮ等の窒化物等を挙げることができるし、更には、例えば、特表２００４−５００６８８号公報等に記載されている材料等を用いることもできる。また、抵抗体膜を構成する材料として、例えば、酸化ルテニウム（ＲｕＯx）やサーメットを例示することができる。帯電防止膜等のスペーサの表面に設けられる膜は、単一の種類の材料から成るものであってもよいし、複数の種類の材料から成るものであってもよいし、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。帯電防止膜を（第１の金属酸化物，第２の金属酸化物）の混合物から構成することもできる。（第１の金属酸化物，第２の金属酸化物）の組み合わせとして、（クロム酸化物，チタン酸化物）、（クロム酸化物，インジウム酸化物）、（マンガン酸化物，チタン酸化物）、（マンガン酸化物，インジウム酸化物）、（亜鉛酸化物，チタン酸化物）あるいは（亜鉛酸化物，インジウム酸化物）を挙げることができる。帯電防止膜等は、スパッタリング法、蒸着法、各種化学的気相成長法（ＣＶＤ法）等、周知の方法により形成することができる。帯電防止膜等は、スペーサの側面部上に、直接、設けられていてもよいし、例えば、密着性改善用等の下地膜がスペーサの上に形成されており、下地膜の上に帯電防止膜等が形成されていてもよい。
【００２２】
スペーサ保持部を構成する材料として、例えば、感光性ポリイミド樹脂や、酸化コバルト等の金属酸化物により黒色に着色した鉛ガラス、ＳｉＯ2、低融点ガラスペーストを例示することができる。スペーサ保持部の表面（頂面及び側面）には、スペーサ保持部に電子ビームが衝突してスペーサ保持部からガスが放出されることを防止するための保護層（例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、あるいは、ＡｌＮから成る）を形成してもよい。
【００２３】
スペーサ保持部の形成方法として、スクリーン印刷法、ドライフィルム法、感光法、キャスティング法、サンドブラスト形成法を例示することができる。ここで、スクリーン印刷法とは、スペーサ保持部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、スクリーン上のスペーサ保持部形成用材料をスキージを用いて開口を通過させ、下地（例えば、後述する基板）上にスペーサ保持部形成用材料層を形成した後、係るスペーサ保持部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、下地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スペーサ保持部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スペーサ保持部形成用材料を埋め込み、焼成する方法である。感光性フィルムは焼成によって燃焼、除去され、開口に埋め込まれたスペーサ保持部形成用材料が残り、スペーサ保持部となる。感光法とは、下地上に感光性を有するスペーサ保持部形成用材料層を形成し、露光及び現像によってこのスペーサ保持部形成用材料層をパターニングした後、焼成（硬化）を行う方法である。キャスティング法（型押し成形法）とは、ペースト状とした有機材料あるいは無機材料から成るスペーサ保持部形成用材料層を型（キャスト）から下地上に押し出すことでスペーサ保持部形成用材料層を形成した後、係るスペーサ保持部形成用材料層を焼成する方法である。サンドブラスト形成法とは、例えば、スクリーン印刷やメタルマスク印刷法、ロールコーター、ドクターブレード、ノズル吐出式コーター等を用いてスペーサ保持部形成用材料層を下地上に形成し、乾燥させた後、スペーサ保持部を形成すべきスペーサ保持部形成用材料層の部分をマスク層で被覆し、次いで、露出したスペーサ保持部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。スペーサ保持部を形成した後、スペーサ保持部を研磨し、スペーサ保持部頂面の平坦化を図ってもよい。尚、後述する隔壁の一部をスペーサ保持部として機能させてもよい。
【００２４】
本発明におけるスペーサの高さ、厚さ、長さは、平面型表示装置の仕様等に基づき決定すればよく、例えば、スペーサの厚さとして２０μｍ〜２００μｍ、例えば、５０μｍを例示することができる。スペーサ保持部あるいは後述する隔壁の高さ、厚さ、長さも、平面型表示装置の仕様等に基づき決定すればよく、これらの高さとして、例えば２０〜１００μｍを例示することができ、厚さとして、例えば１０〜５０μｍを例示することができる。対となったスペーサ保持部の間隔それ自体は、スペーサの厚さや形成精度、加工精度、スペーサ保持部の加工精度や形成精度に基づき決定すればよい。
【００２５】
スペーサの延びる方向に対して垂直な仮想平面で対となったスペーサ保持部を切断したときの、対となったスペーサ保持部とスペーサ保持部とによって挟まれた領域の断面形状は、後述する基板に近い領域ほど幅が狭く、カソードパネルに向かって幅が広がる形状（即ち、アノードパネルを上、カソードパネルを下に配置したと想定したとき、一種の「ハの字」形状）とすることが好ましい。本発明の第１の態様に係る平面型表示装置においては、スペーサの端部領域を保持する対となったスペーサ保持部の間隔は、スペーサの中央部を保持する対となったスペーサ保持部の間隔よりも狭いが、係る状態を達成するためには、ハの字の形状の最適化を図ればよい。そして、アノードパネルの基準面からの、スペーサ保持部によって保持されたスペーサの端部領域における底面までの距離をＬE、スペーサ保持部によって保持されたスペーサの中央部における底面までの距離をＬCとしたとき、
３×１０-6ｍ≦ＬE−ＬC≦１×１０-5ｍ
を例示することができる。
【００２６】
本発明の第２の態様に係る平面型表示装置においては、有効領域から無効領域に亙り、対となったスペーサ保持部が設けられているが、無効領域に設けられたスペーサ保持部が占める領域のスペーサの軸線方向に沿った長さとして、平面型表示装置の仕様にも依るが、１ｍｍ乃至１０ｍｍを例示することができる。
【００２７】
本発明の第３の態様に係る平面型表示装置において、スペーサの頂面と接する突起部は、例えば、スペーサ保持部を構成する材料と同様の材料から構成すればよいし、突起部の形成方法も、例えば、スペーサ保持部の形成方法と同様の方法を採用すればよい。突起部の高さとして、３×１０-6（３μｍ）ｍ乃至１×１０-5ｍ（１０μｍ）を例示することができる。スペーサの軸線に沿った突起部の長さは、本質的に任意であるし、スペーサの軸線と垂直な方向に沿った突起部の幅も、本質的に任意である。
【００２８】
本発明において、スペーサの単位長に対するスペーサ保持部の数、あるいは又、スペーサの単位長に対するスペーサ保持部の接触長さの割合は、本質的に任意であり、平面型表示装置に要求される仕様に応じて、適宜、決定すればよい。
【００２９】
本発明において、スペーサ保持部はアノード電極によって被覆されている。従って、スペーサ保持部によって保持されたスペーサはアノード電極と接している。また、スペーサの底面は、電極、例えば、収束電極と接している。それ故、スペーサには、頂部から底面に向かって微少電流が流れる。
【００３０】
組み立て後の平面型表示装置を分解すると、スペーサの底面と接触していた電極の部分には、通常、スペーサの痕が残る。係るスペーサの痕を観察して、スペーサの端部領域と接触していた電極の部分におけるスペーサの痕と、スペーサの中央部と接触していた電極の部分におけるスペーサの痕とが同じような痕であれば、スペーサの端部領域の電極に対する接触状態と、スペーサの中央部の電極に対する接触状態とは、同じであると判断することができる。逆に、スペーサの端部領域と接触していた電極の部分におけるスペーサの痕と、スペーサの中央部と接触していた電極の部分におけるスペーサの痕とが同じような痕となるように、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置にあっては、スペーサの端部領域を保持する対となったスペーサ保持部の間隔、スペーサの中央部を保持する対となったスペーサ保持部の間隔を決定すればよいし、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置にあっては、スペーサの端部領域を保持する対となったスペーサ保持部を、有効領域と無効領域との境界部（以下、単に、『境界部』と呼ぶ場合がある）から有効領域の内部に向かってどの程度の範囲までに設けるかを決定すればよい。また、同様にして、本発明の第２の態様に係る平面型表示装置にあっては、無効領域のどの程度の領域にまでスペーサ保持部を設ければよいかを決定すればよいし、本発明の第３の態様に係る平面型表示装置にあっては、スペーサの頂面と接する突起部の厚さや長さを決定すればよい。
【００３１】
本発明において、電子放出領域を構成する電子放出素子として、冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と略称する）、金属／絶縁膜／金属型素子（ＭＩＭ素子）、表面伝導型電子放出素子を挙げることができる。また、平面型表示装置として、冷陰極電界電子放出素子を備えた平面型表示装置（冷陰極電界電子放出表示装置）、ＭＩＭ素子が組み込まれた平面型表示装置、表面伝導型電子放出素子が組み込まれた平面型表示装置を挙げることができる。
【００３２】
ここで、平面型表示装置を、電界放出素子を備えた冷陰極電界電子放出表示装置とする場合、電界放出素子は、
（ａ）支持体上に形成された帯状のカソード電極、
（ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（ｃ）絶縁層上に形成された帯状のゲート電極、
（ｄ）カソード電極とゲート電極の重複する重複領域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。
【００３３】
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）等、如何なる構成、構造の電界放出素子とすることもできる。カソードパネルにおいて、ゲート電極とカソード電極とが重複する重複領域が電子放出領域を構成し、電子放出領域が２次元マトリ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。カソード電極の射影像とゲート電極の射影像とは直交することが、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。
【００３４】
そして、冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、実表示作動時、ゲート電極及びカソード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、蛍光体領域に衝突する。そして、蛍光体領域への電子の衝突の結果、蛍光体領域が発光し、画像として認識することができる。
【００３５】
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。実表示作動時、アノード電極制御回路からアノード電極に印加される電圧（アノード電圧）ＶAは、通常、一定であり、例えば、５キロボルト〜１５キロボルトとすることができる。あるいは又、アノードパネルとカソードパネルとの間の距離をｄ0（但し、０．５ｍｍ≦ｄ0≦１０ｍｍ）としたとき、ＶA／ｄ0（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４以上８以下を満足することが望ましい。冷陰極電界電子放出表示装置の実表示作動時、例えば、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やパルス幅変調方式を採用することができる。
【００３６】
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領域におけるゲート電極及び絶縁層の部分に開口部を形成し、開口部の底部にカソード電極を露出させる工程、
（５）開口部の底部に位置するカソード電極上に電子放出部を形成する工程。
【００３７】
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領域におけるゲート電極及び絶縁層の部分に開口部を形成し、開口部の底部に電子放出部を露出させる工程。
【００３８】
本発明において、収束電極（フォーカス電極）が備えられている場合、ゲート電極及び絶縁層上には更に層間絶縁層が設けられ、層間絶縁層上に収束電極が設けられている構造、あるいは又、ゲート電極の上方に収束電極が設けられている構造とすることができる。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以上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。収束電極制御回路は、周知の回路から構成することができる。収束電極は、必ずしも、カソード電極とゲート電極とが重複する重複領域に設けられた電子放出部あるいは電子放出領域のそれぞれを取り囲むように個別に形成されている必要はなく、例えば、電子放出部あるいは電子放出領域の所定の配列方向に沿って延在させてもよいし、電子放出部あるいは電子放出領域の全てを１つの収束電極で取り囲む構成としてもよく（即ち、収束電極を、有効領域の全体を覆う薄い１枚のシート状の構造としてもよく）、これによって、複数の電子放出部あるいは電子放出領域に共通の収束効果を及ぼすことができる。尚、収束電極及び層間絶縁層には、開口部（第３開口部）が設けられている。
【００３９】
ここで、有効領域とは、平面型表示装置としての実用上の機能である表示機能を果たす中央の表示領域であり、無効領域は、この有効領域の外側に位置し、有効領域を額縁状に包囲している。
【００４０】
カソード電極、ゲート電極、収束電極の構成材料として、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属を含む各種金属；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、ＴｉＷ；ＴｉＮやＷＮ等の窒化物；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。ゲート電極やカソード電極、収束電極を、これらの材料の単層構造あるいは積層構造とすることができる。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真空蒸着法、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を含む物理的気相成長法（ＰＶＤ法）；各種ＣＶＤ法；スクリーン印刷法；インクジェット印刷法；メタルマスク印刷法；メッキ法（電気メッキ法や無電解メッキ法）；リフトオフ法；ゾル−ゲル法等を挙げることができるし、これらの方法とエッチング法との組合せを挙げることもできる。ここで、形成方法を適切に選択することで、直接、パターニングされた帯状のカソード電極やゲート電極、収束電極を形成することが可能である。
【００４１】
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、スパッタリング法や真空蒸着法といった各種ＰＶＤ法、各種ＣＶＤ法によって形成することができる。
【００４２】
扁平型電界放出素子にあっては、電子放出部を構成する材料として、カソード電極を構成する材料よりも仕事関数Φの小さい材料から構成することが好ましく、どのような材料を選択するかは、カソード電極を構成する材料の仕事関数、ゲート電極とカソード電極との間の電位差、要求される放出電子電流密度の大きさ等に基づいて決定すればよい。あるいは又、電子放出部を構成する材料として、係る材料の２次電子利得δがカソード電極を構成する導電性材料の２次電子利得δよりも大きくなるような材料から、適宜、選択してもよい。扁平型電界放出素子にあっては、特に好ましい電子放出部の構成材料として、炭素、より具体的にはアモルファスダイヤモンドやグラファイト、カーボン・ナノチューブ構造体（カーボン・ナノチューブ及び／又はグラファイト・ナノファイバー）、ＺｎＯウィスカー、ＭｇＯウィスカー、ＳｎＯ2ウィスカー、ＭｎＯウィスカー、Ｙ2Ｏ3ウィスカー、ＮｉＯウィスカー、ＩＴＯウィスカー、Ｉｎ2Ｏ3ウィスカー、Ａｌ2Ｏ3ウィスカーを挙げることができる。尚、電子放出部を構成する材料は、必ずしも導電性を備えている必要はない。
【００４３】
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。収束電極及び層間絶縁層に設けられた第３開口部の形成も同様の方法で行うことができる。
【００４４】
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。
【００４５】
電界放出素子において、カソード電極と電子放出部との間に抵抗体薄膜を形成してもよい。抵抗体薄膜を形成することによって、電界放出素子の動作安定化、電子放出特性の均一化、カソード電極とゲート電極との間のリーク電流の抑制を図ることができる。抵抗体薄膜を構成する材料として、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）やＳｉＣＮといったカーボン系抵抗体材料、ＳｉＮ、アモルファスシリコン等の半導体抵抗体材料、酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）、酸化タンタル、窒化タンタル等の高融点金属酸化物や高融点金属窒化物を例示することができる。抵抗体薄膜の形成方法として、スパッタリング法や、ＣＶＤ法、各種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１×１０5〜１×１０11Ω、好ましくは数ＭΩ〜数十ギガΩとすればよい。
【００４６】
絶縁層、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、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各種印刷法等の公知のプロセスが利用できる。
【００４７】
本発明において、カソードパネルを構成する支持体、あるいは又、アノードパネルを構成する基板は、これらの基板が相互に対向する面が絶縁性部材から構成されていればよく、ガラス基板、表面に絶縁被膜が形成されたガラス基板、石英基板、表面に絶縁被膜が形成された石英基板、表面に絶縁被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、表面に絶縁被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、低アルカリガラス、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）、無アルカリガラスを例示することができる。
【００４８】
平面型表示装置において、アノード電極と蛍光体領域の構成例として、
（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領域を形成する構成
（２）基板上に、蛍光体領域を形成し、蛍光体領域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、蛍光体領域の上に、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。尚、メタルバック膜をアノード電極と兼ねることもできる。
【００４９】
アノード電極は、全体として１つのアノード電極から構成されていてもよいし、複数のアノード電極ユニットから構成されていてもよい。後者の場合、アノード電極ユニットとアノード電極ユニットとはアノード電極抵抗体層によって電気的に接続されていることが好ましい。アノード電極抵抗体層を構成する材料として、カーボン、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）やＳｉＣＮといったカーボン系材料；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や高融点金属窒化物；アモルファスシリコン等の半導体材料；ＩＴＯを挙げることができる。また、ＳｉＣ抵抗膜上に抵抗値の低いカーボン薄膜を積層するといった複数の膜の組み合わせにより、安定した所望のシート抵抗値を実現することも可能である。アノード電極抵抗体層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［ＵＮ］は２以上であればよく、例えば、直線上に配列された蛍光体領域の列の総数を［ｕｎ］列としたとき、［ＵＮ］＝［ｕｎ］とし、あるいは、［ｕｎ］＝ｕ・［ＵＮ］（ｕは２以上の整数であり、好ましくは１０≦ｕ≦１００、一層好ましくは２０≦ｕ≦５０）としてもよいし、一定の間隔をもって配置されたスペーサの数に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。全体として１つのアノード電極の上にアノード電極抵抗体層を形成してもよい。このように、アノード電極を有効領域のほぼ全面に亙って形成する代わりに、より小さい面積を有するアノード電極ユニットに分割した形で形成すれば、アノード電極ユニットと電子放出領域との間の静電容量を減少させることができる。その結果、放電の発生を低減することができ、放電に起因したアノード電極や電子放出領域の損傷の発生を効果的に減少させることができる。
【００５０】
アノード電極をアノード電極ユニットから構成する場合であって隔壁（後述する）が形成されている場合、アノード電極ユニットは、各蛍光体領域上から隔壁側面上に亙り形成されている形態とすることができる。尚、アノード電極ユニットは、各蛍光体領域上から隔壁側面の途中まで形成されている形態であってもよい。
【００５１】
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真空蒸着法、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ＰＶＤ法；各種ＣＶＤ法；スクリーン印刷法を含む各種印刷法；メタルマスク印刷法；リフトオフ法；ゾル−ゲル法等を挙げることができる。即ち、導電材料層を形成し、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法や各種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、アノード電極抵抗体層も、アノード電極と同様の、あるいは、類似した方法で形成することができる。即ち、抵抗体材料からアノード電極抵抗体層を形成し、リソグラフィ技術及びエッチング技術に基づきこのアノード電極抵抗体層をパターニングしてもよいし、あるいは、アノード電極抵抗体層のパターンを有するマスクやスクリーンを介して抵抗体材料のＰＶＤ法や各種印刷法に基づく形成により、アノード電極抵抗体層を得ることができる。基板上（あるいは基板上方）におけるアノード電極の平均厚さ（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１×１０-6ｍ（１μｍ）、好ましくは５×１０-8ｍ（５０ｎｍ）乃至５×１０-7ｍ（０．５μｍ）を例示することができる。
【００５２】
アノード電極の構成材料として、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、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；ダイヤモンドやグラファイト等の炭素薄膜；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、アノード電極抵抗体層を形成する場合、アノード電極抵抗体層の電気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、アノード電極抵抗体層をシリコンカーバイド（ＳｉＣ）から構成した場合、アノード電極をモリブデン（Ｍｏ）やアルミニウム（Ａｌ）から構成することが好ましい。
【００５３】
蛍光体領域は、単色の蛍光体粒子から構成されていても、３原色の蛍光体粒子から構成されていてもよい。蛍光体領域の配列様式は、例えば、ドット状である。具体的には、平面型表示装置がカラー表示の場合、蛍光体領域の配置、配列として、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。即ち、直線上に配列された蛍光体領域の１列は、全てが赤色発光蛍光体領域で占められた列、緑色発光蛍光体領域で占められた列、及び、青色発光蛍光体領域で占められた列から構成されていてもよいし、赤色発光蛍光体領域、緑色発光蛍光体領域、及び、青色発光蛍光体領域が順に配置された列から構成されていてもよい。ここで、蛍光体領域とは、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の領域であると定義する。また、１画素（１ピクセル）は、１つの赤色発光蛍光体領域、１つの緑色発光蛍光体領域、及び、１つの青色発光蛍光体領域の集合から構成され、１サブピクセルは、１つの蛍光体領域（１つの赤色発光蛍光体領域、あるいは、１つの緑色発光蛍光体領域、あるいは、１つの青色発光蛍光体領域）から構成される。尚、隣り合う蛍光体領域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。
【００５４】
蛍光体領域は、発光性結晶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（赤色発光蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、赤色発光蛍光体領域を形成し、次いで、緑色の感光性の発光性結晶粒子組成物（緑色発光蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、緑色発光蛍光体領域を形成し、更に、青色の感光性の発光性結晶粒子組成物（青色発光蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、青色発光蛍光体領域を形成する方法にて形成することができる。あるいは又、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、フロート塗布法、沈降塗布法、蛍光体フィルム転写法等により各蛍光体領域を形成してもよい。基板上における蛍光体領域の平均厚さは、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。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。
【００５５】
蛍光体領域からの光を吸収する光吸収層が、隣り合う蛍光体領域の間、あるいは、後述する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、蛍光体領域からの光を９０％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、各種印刷法、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。
【００５６】
蛍光体領域から反跳した電子、あるいは、蛍光体領域から放出された２次電子が他の蛍光体領域に入射し、所謂光学的クロストーク（色濁り）が発生することを防止するために、隔壁を設けることが好ましい。隔壁の形成方法として、前述したスペーサ保持部の形成方法と同様の方法を挙げることができる。また、隔壁を構成する材料も、スペーサ保持部を構成する材料と同じ材料を例示することができる。隔壁を形成した後、隔壁を研磨し、隔壁頂面の平坦化を図ってもよい。隔壁における蛍光体領域を取り囲む部分の平面形状（隔壁側面の射影像の内側輪郭線に相当し、一種の開口領域である）として、矩形形状、円形形状、楕円形状、長円形状、三角形形状、五角形以上の多角形形状、丸みを帯びた三角形形状、丸みを帯びた矩形形状、丸みを帯びた多角形等を例示することができるし、蛍光体領域の二辺と平行に延びる直線状の形状（棒状の形状）を挙げることができる。これらの平面形状（開口領域の平面形状）が２次元マトリクス状に配列されることにより、格子状の隔壁が形成される。この２次元マトリクス状の配列は、例えば井桁様に配列されるものでもよいし、千鳥様に配列されるものでもよい。
【００５７】
カソードパネルとアノードパネルとを周縁部において接合するが、接合は接着層を接合部材として用いて行ってもよいし、あるいは、棒状あるいはフレーム状（枠状）であってガラスやセラミックス等の絶縁剛性材料から構成された枠体と接着層とから成る接合部材を用いて行ってもよい。枠体と接着層とから成る接合部材を用いる場合には、枠体の高さを、適宜、選択することにより、接着層のみから成る接合部材を使用する場合に比べ、カソードパネルとアノードパネルとの間の対向距離をより長く設定することが可能である。尚、接着層の構成材料としては、Ｂ2Ｏ3−ＰｂＯ系フリットガラスやＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＰｂＯ系フリットガラスといった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。
【００５８】
カソードパネルとアノードパネルと接合部材の三者を接合する場合、三者を同時に接合してもよいし、あるいは、第１段階でカソードパネル又はアノードパネルのいずれか一方と接合部材とを接合し、第２段階でカソードパネル又はアノードパネルの他方と接合部材とを接合してもよい。三者同時接合や第２段階における接合を高真空雰囲気中で行えば、カソードパネルとアノードパネルと接合部材とにより囲まれた空間は、接合と同時に真空となる。あるいは、三者の接合終了後、カソードパネルとアノードパネルと接合部材とによって囲まれた空間を排気し、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、窒素ガスや周期律表０族に属するガス（例えばＡｒガス）を含む不活性ガスとすることが好ましいが、大気中で行うこともできる。
【００５９】
排気を行う場合、排気は、カソードパネル及び／又はアノードパネルに予め接続されたチップ管とも呼ばれる排気管を通じて行うことができる。排気管は、典型的にはガラス管、あるいは、低熱膨張率を有する金属や合金［例えば、ニッケル（Ｎｉ）を４２重量％含有した鉄（Ｆｅ）合金や、ニッケル（Ｎｉ）を４２重量％、クロム（Ｃｒ）を６重量％含有した鉄（Ｆｅ）合金］から成る中空管から構成され、カソードパネル及び／又はアノードパネルの無効領域に設けられた貫通部の周囲に、上述のフリットガラス又は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、あるいは又、圧着することにより封じられる。尚、封じる前に、平面型表示装置全体を一旦加熱してから降温させると、空間に残留ガスを放出させることができ、この残留ガスを排気により空間外へ除去することができるので好適である。
【００６０】
本発明において、画素の数をＭ×Ｎとしたとき、（Ｍ，Ｎ）として、具体的には、ＶＧＡ（６４０，４８０）、Ｓ−ＶＧＡ（８００，６００）、ＸＧＡ（１０２４，７６８）、ＡＰＲＣ（１１５２，９００）、Ｓ−ＸＧＡ（１２８０，１０２４）、Ｕ−ＸＧＡ（１６００，１２００）、ＨＤ−ＴＶ（１９２０，１０８０）、Ｑ−ＸＧＡ（２０４８，１５３６）の他、（１９２０，１０３５）、（７２０，４８０）、（１２８０，９６０）等、画像表示用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。
【発明の効果】
【００６１】
本発明の第１の態様に係る平面型表示装置において、スペーサの端部領域を保持する対となったスペーサ保持部の間隔は、スペーサの中央部を保持する対となったスペーサ保持部の間隔よりも狭い。従って、ＬE−ＬC＞０の関係を得ることができる結果、スペーサの端部領域において、スペーサの底面が電極から浮き上がってしまうといった現象が発生することを確実に防止することができる。また、本発明の第２の態様に係る平面型表示装置にあっては、アノードパネルの有効領域から無効領域に亙り対となったスペーサ保持部が設けられているので、スペーサの端部領域において、スペーサの底面が電極から浮き上がってしまうといった現象が発生することを確実に防止することができる。更には、本発明の第３の態様に係る平面型表示装置にあっては、アノードパネルの無効領域におけるアノードパネルの部分にはスペーサの頂面と接する突起部が設けられているので、スペーサの端部領域において、スペーサの底面が電極から浮き上がってしまうといった現象が発生することを確実に防止することができる。そして、以上の結果として、スペーサの底面からの放熱が悪くなる結果、やがて、スペーサの端部領域における電気抵抗値に変化が生じ、熱暴走が生じるといった現象の発生を、確実に防止することができ、高い信頼性を有す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】
【００６２】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、それに先立ち、実施例１〜実施例３における平面型表示装置の共通した概要を、以下、説明する。ここで、実施例１〜実施例３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。実施例１〜実施例３における表示装置にあっては、帯状のゲート電極（例えば走査電極）は行方向（Ｘ方向）に延び、帯状のカソード電極（例えばデータ電極）は列方向（Ｙ方向）に延びている。
【００６３】
実施例における表示装置の模式的な一部端面図は図８に示したと同様であり、カソードパネルＣＰ及びアノードパネルＡＰを分解したときのカソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰの一部分の模式的な分解斜視図は図９に示したと同様である。即ち、実施例における表示装置は、支持体１０上に行方向（Ｘ方向）及び列方向（Ｙ方向）に沿って２次元マトリクス状に配列された電子放出領域ＥＡを備えたカソードパネルＣＰと、蛍光体領域２２及びアノード電極２４が設けられたアノードパネルＡＰとが外周部で接合されている。
【００６４】
ここで、実施例における表示装置は、有効領域ＥＦ、及び、有効領域ＥＦを取り囲む無効領域ＮＦを有する。尚、有効領域ＥＦとは、表示装置としての実用上の画像表示機能を果たす略中央に位置する表示領域であり、この有効領域ＥＦは、額縁状に包囲する無効領域ＮＦによって囲まれている。そして、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとによって挟まれた空間は真空（圧力：例えば１０-3Ｐａ以下）に保持されている。カソードパネルＣＰの無効領域ＮＦには、真空排気用の貫通孔（図示せず）が設けられており、この貫通孔には、真空排気後に封じ切られるチップ管とも呼ばれる排気管（図示せず）が取り付けられている。
【００６５】
実施例において、電子放出領域ＥＡを構成する電界放出素子は、例えば、スピント型電界放出素子から構成されている。スピント型電界放出素子は、
（ａ）支持体１０上に形成された帯状のカソード電極１１、
（ｂ）支持体１０及びカソード電極１１上に形成された絶縁層１２、
（ｃ）絶縁層１２上に形成された帯状のゲート電極１３、
（ｄ）カソード電極１１とゲート電極１３の重複する重複領域に位置するゲート電極１３及び絶縁層１２の部分に設けられ、底部にカソード電極１１が露出した開口部１４（ゲート電極１３に設けられた第１開口部１４Ａ、及び、絶縁層１２に設けられた第２開口部１４Ｂ）、並びに、
（ｅ）開口部１４の底部に露出したカソード電極１１上に設けられ、カソード電極１１及びゲート電極１３への電圧の印加によって電子放出が制御される電子放出部１５、
から構成されている。ここで、電子放出部１５の形状は円錐形である。また、絶縁層１２上には層間絶縁層１６が形成されており、層間絶縁層１６上には収束電極１７が形成されている。
【００６６】
実施例の表示装置において、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（列方向及び行方向）に各々帯状に形成されており、これらの両電極の射影像が重複する領域（１副画素（サブピクセル）分の領域に相当し、電子放出領域ＥＡである）に、複数の電界放出素子が設けられている。尚、図面の簡素化のため、図８では、各電子放出領域ＥＡにおいて２つの電子放出部１５を図示した。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ＥＦ（実際の表示部分として機能する領域）内に、通常、上述したとおり、２次元マトリクス状に配列されている。
【００６７】
カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとの間にはスペーサ４０が配置されている。スペーサ４０は、アノードパネルＡＰに設けられ、対となったスペーサ保持部５０，６０，７０によって保持されている。スペーサ保持部の詳細については、後述するが、スペーサ保持部５０，６０，７０は、次に述べる隔壁２１の一部によって構成されている。
【００６８】
アノードパネルＡＰは、基板２０と、基板２０上に形成され、所定のパターンを有する蛍光体領域２２と、その上に形成されたアノード電極２４から構成されている。１副画素（１サブピクセル）は、電子放出領域ＥＡと、電子放出領域ＥＡに対面したアノードパネル側の蛍光体領域２２とによって構成されている。有効領域ＥＦには、係る副画素が、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、蛍光体領域２２と蛍光体領域２２との間の基板２０上には、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。アノード電極２４は、厚さ約０．３μｍのアルミニウム（Ａｌ）から成り、有効領域ＥＦを覆う薄い１枚のシート状であり、蛍光体領域２２を覆う状態で設けられている。図９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。カラー表示の表示装置の場合には、１画素（１ピクセル）は、１つの赤色発光蛍光体領域２２Ｒ、１つの緑色発光蛍光体領域２２Ｇ、及び、１つの青色発光蛍光体領域２２Ｂの集合から構成されている。各蛍光体領域２２を取り囲む格子状の隔壁２１が基板２０上に形成されている。各蛍光体領域２２は、隔壁２１によって囲まれている。格子状の隔壁２１における蛍光体領域２２を取り囲む部分の平面形状（隔壁側面の射影像の内側輪郭線に相当し、一種の開口領域である）は、矩形形状（長方形）であり、これらの平面形状（開口領域の平面形状）は２次元マトリクス状（より具体的には、井桁）に配列され、格子状の隔壁２１が形成されている。
【００６９】
実施例の表示装置においては、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとの間に、行方向（Ｘ方向）に延びる平板状のスペーサ４０が、Ｐ列（具体的には、２０インチ型の表示装置にあっては、７本）、配置されている。スペーサ４０は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3、純度９９．８重量％）から成り、スペーサ４０の頂面と底面との間の抵抗値は、約１×１０10Ω（約１０ＧΩ、比抵抗値では約６×１０7Ω・ｍ）である。また、スペーサ４０の側面には、ＲＦスパッタリング法に基づき、厚さ４ｎｍの酸化クロム（ＣｒＯx）から成る帯電防止膜４１（図８にのみ示す）が形成されている。酸化クロムは、２次電子放出係数が比較的小さく、スペーサ４０が正に帯電するような条件下では、帯電防止膜として非常に好ましい材料である。
【００７０】
スペーサ保持部５０，６０，７０を兼ねた隔壁２１は、感光性のポリイミド樹脂から成り、感光法によって形成されている。具体的には、下地である基板２０上に感光性を有する隔壁形成用材料層（感光性ポリイミド樹脂層）を形成し、露光及び現像によってこの隔壁形成用材料層をパターニングした後、焼成（硬化）を行うことで、スペーサ保持部５０，６０，７０を兼ねた隔壁２１は形成されている。スペーサ保持部５０，６０，７０を兼ねた隔壁２１の高さは、例えば、４０μｍである。スペーサ４０の延びる方向（Ｘ方向）に対して垂直な仮想平面で対となったスペーサ保持部５０，６０，７０を切断したときの、対となったスペーサ保持部５０，６０，７０とスペーサ保持部５０，６０，７０とによって挟まれた領域の断面形状は、基板２０に近い領域ほど幅が狭く、カソードパネルＣＰに向かって幅が広がる形状（即ち、アノードパネルＡＰを上、カソードパネルＣＰを下に配置したと想定したとき、一種の「ハの字」形状）である。後述する突起部７１も、同様に、感光性のポリイミド樹脂から成り、感光法によって形成されている。
【００７１】
スペーサ保持部５０，６０，７０はアノード電極２４によって被覆されている。従って、スペーサ保持部５０，６０，７０によって保持されたスペーサ４０はアノード電極２４と接している。また、スペーサ４０の底面は、収束電極１７と接している。それ故、スペーサ４０には、頂部から底面に向かって微少電流が流れる。
【００７２】
実施例における表示装置において、カソード電極１１はカソード電極制御回路３１に接続され、ゲート電極１３はゲート電極制御回路３２に接続され、収束電極１７は収束電極制御回路（図示せず）に接続され、アノード電極２４はアノード電極制御回路３３に接続されている。表示装置の実表示作動時、アノード電極制御回路３３からアノード電極２４に印加されるアノード電圧ＶAは、通常、一定であり、例えば、５キロボルト〜１５キロボルト、具体的には、例えば、９キロボルト（例えば、ｄ0＝２．０ｍｍ）とすることができる。一方、表示装置の実表示作動時、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が、実施例における表示装置においては、上述の（２）の方式を採用する。
【００７３】
即ち、表示装置の実表示作動時、カソード電極１１には相対的に負電圧（ＶC）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（ＶG）がゲート電極制御回路３２から印加され、収束電極１７には収束電極制御回路から例えば０ボルトが印加され、アノード電極２４にはゲート電極１３よりも更に高い正電圧（アノード電圧ＶA）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、線順次駆動方式により画像の表示を行う場合、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。あるいは又、カソード電極１１を走査電極とし、ゲート電極１３をデータ電極とする場合には、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ればよい。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を通過して蛍光体領域２２に衝突する。その結果、蛍光体領域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。カソード電極１１はカソード電極駆動ドライバによって駆動され、ゲート電極１３はゲート電極駆動ドライバによって駆動される。カソード電極制御回路３１、ゲート電極制御回路３２、アノード電極制御回路３３や駆動ドライバは周知の回路から構成することができる。
【実施例１】
【００７４】
実施例１は、本発明の第１の態様に係る平面型表示装置に関する。実施例１にあっては、アノードパネルの表示部分として機能する有効領域ＥＦには、対となったスペーサ保持部５０が設けられているが、スペーサ４０の端部領域４０Ａを保持する対となったスペーサ保持部５０Ａの間隔（図１の（Ａ）のＷE参照）は、スペーサ４０の中央部４０Ｂを保持する対となったスペーサ保持部５０Ｂの間隔（図１の（Ｂ）のＷC参照）よりも狭い。スペーサ４０の延びる方向に対して垂直な仮想平面で対となったスペーサ保持部５０を切断したときの、対となったスペーサ保持部５０とスペーサ保持部５０とによって挟まれた領域の断面形状を、図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。尚、図１の（Ａ）は、スペーサ４０の端部領域４０Ａを保持する対となったスペーサ保持部５０Ａを示し、図１の（Ｂ）は、スペーサ４０の中央部４０Ｂを保持する対となったスペーサ保持部５０Ｂを示す。また、有効領域ＥＦと無効領域ＮＦとにおけるスペーサ４０等をその側面から眺めた概念図を図２に示す。尚、図２においては、スペーサ保持部５０Ａ，５０Ｂを点線で示す。
【００７５】
対となったスペーサ保持部５０とスペーサ保持部５０とによって挟まれた領域の断面形状は、基板２０に近い領域ほど幅が狭く、カソードパネルＣＰに向かって幅が広がる一種の「ハの字」形状である。ここで、スペーサ４０の端部領域４０Ａを保持する対となったスペーサ保持部５０Ａの間隔ＷEは、スペーサ４０の中央部４０Ｂを保持する対となったスペーサ保持部５０Ｂの間隔ＷCよりも狭いが、係る状態を達成するためには、ハの字の形状の最適化を図ればよい。尚、実施例１にあっては、基板２０と接するスペーサ保持部５０Ａ，５０Ｂの部分の間隔ＷSを等しくした。具体的には、スペーサ４０の頂面と側面とがなす稜線がスペーサ保持部５０の対向面と接する位置が、対となったスペーサ保持部５０Ｂにあっては、対となったスペーサ保持部５０Ａよりも基板側に位置する。アノードパネルＡＰの基準面からの、スペーサ保持部５０Ａによって保持されたスペーサ４０の端部領域４０Ａにおける底面４０ａまでの距離をＬE、スペーサ保持部５０Ｂによって保持されたスペーサ４０の中央部４０Ｂにおける底面４０ｂまでの距離をＬCとしたとき、
ＬE−ＬC＝５×１０-6（５μｍ）
となるように、対となったスペーサ保持部５０Ａ，５０Ｂを設計した。
【００７６】
組み立て後の表示装置を分解すると、スペーサ４０の底面と接触していた収束電極１７の部分には、通常、スペーサ４０の痕が残る。このスペーサ４０の痕を観察して、スペーサ４０の端部領域４０Ａと接触していた収束電極１７の部分におけるスペーサ４０の痕と、スペーサ４０の中央部４０Ｂと接触していた収束電極１７の部分におけるスペーサ４０の痕とが同じような痕であれば、スペーサ４０の端部領域４０Ａの収束電極１７に対する接触状態と、スペーサ４０の中央部４０Ｂの収束電極１７に対する接触状態とは、同じであると判断することができる。従って、スペーサ４０の端部領域４０Ａと接触していた収束電極１７の部分におけるスペーサ４０の痕と、スペーサ４０の中央部４０Ｂと接触していた収束電極１７の部分におけるスペーサ４０の痕とが同じような痕となるように、スペーサ４０の端部領域４０Ａを保持する対となったスペーサ保持部５０Ａの間隔ＷE、スペーサ４０の中央部４０Ｂを保持する対となったスペーサ保持部５０Ｂの間隔ＷCを決定すればよい。同様にして、後述する実施例２にあっては、無効領域ＮＦのどの程度の領域にまでスペーサ保持部６０を設ければよいかを決定すればよいし、実施例３にあっては、スペーサ４０の頂面と接する突起部７１の厚さや長さを決定すればよい。
【００７７】
実施例１にあっては、このように、スペーサ４０の端部領域４０Ａを保持する対となったスペーサ保持部５０Ａの間隔ＷEは、スペーサ４０の中央部４０Ｂを保持する対となったスペーサ保持部５０Ｂの間隔ＷCよりも狭い。従って、上述したとおり、ＬE＞ＬCを達成することができ、スペーサ４０の端部領域４０Ａにあっては、スペーサ４０は、スペーサ４０の中央部４０Ｂよりも、収束電極１７に強く当たっている。それ故、スペーサ４０の端部領域４０Ａにおいて、スペーサ４０の底面４０ａが収束電極１７から浮き上がってしまうといった現象が発生することを確実に防止することができる。従って、スペーサ４０の底面からの放熱が悪くなる結果、やがて、スペーサ４０の端部領域４０Ａにおける電気抵抗値に変化が生じ、熱暴走が生じるといった現象の発生を、確実に防止することができ、高い信頼性を有する表示装置を提供することができる。
【００７８】
尚、以上に説明した例では、基板２０と接するスペーサ保持部５０Ａ，５０Ｂの部分の間隔ＷSを等しくし、スペーサ４０の端部領域４０Ａを保持する対となったスペーサ保持部５０Ａの間隔ＷEを、スペーサ４０の中央部４０Ｂを保持する対となったスペーサ保持部５０Ｂの間隔ＷCよりも狭くした。即ち、スペーサ保持部５０Ａの側面の傾斜角を、スペーサ保持部５０Ｂの側面の傾斜角よりも大きくした（図１の（Ａ）及び（Ｂ）参照）。但し、スペーサ４０の端部領域４０Ａを保持する対となったスペーサ保持部５０Ａの間隔を、スペーサ４０の中央部４０Ｂを保持する対となったスペーサ保持部５０Ｂの間隔よりも狭くするためには、このような形態に限定するものではなく、例えば、図３の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、スペーサ保持部５０Ａの側面の傾斜角と、スペーサ保持部５０Ｂの側面の傾斜角とを等しくし、基板２０と接するスペーサ保持部５０Ａの部分の間隔ＷE’を、基板２０と接するスペーサ保持部５０Ｂの部分の間隔ＷC’よりも狭くしてもよい。
【実施例２】
【００７９】
実施例２は、本発明の第２の態様に係る平面型表示装置に関する。実施例２の表示装置の有効領域ＥＦと無効領域ＮＦの境界部近傍におけるスペーサ４０等をその側面から眺めた概念図を図４に示し、スペーサ４０等の配置状態を示す概念図を図５に示す。尚、図４においては、スペーサ保持部を点線（スペーサ保持部６０Ｂ）及び一点鎖線（スペーサ保持部６０Ａ）で示す。また、図５において、スペーサ保持部６０Ａ，６０Ｂ及び隔壁２１を明示するために、これらに斜線を付した。実施例２の表示装置にあっても、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとの間にはスペーサ４０が配置されているが、アノードパネルＡＰの表示部分として機能する有効領域ＥＦから、この有効領域ＥＦを取り囲む無効領域ＮＦに亙り、対となったスペーサ保持部６０Ａ，６０Ｂが設けられている。
【００８０】
ここで、無効領域ＮＦに設けられたスペーサ保持部６０Ａが占める領域の、境界部からのスペーサ４０の軸線方向に沿った長さは、表示装置の仕様にも依るが、例えば、１ｍｍ〜４ｍｍである。
【００８１】
実施例２にあっては、無効領域ＮＦにまでスペーサ保持部６０Ａが設けられているので、スペーサ４０の端部領域４０Ａにおいて、スペーサ４０の底面４０ａが収束電極１７から浮き上がってしまうといった現象が発生することを確実に防止することができる。
【００８２】
尚、実施例２にあっても、実施例１と実質的に同様に、スペーサ４０の端部領域４０Ａを保持する対となったスペーサ保持部６０Ａ（無効領域ＮＦに位置する）の間隔は、スペーサ４０の中央部４０Ｂを保持する対となったスペーサ保持部６０Ｂの間隔よりも狭い形態とすることができる。
【実施例３】
【００８３】
実施例３は、本発明の第３の態様に係る平面型表示装置に関する。実施例３の表示装置の有効領域ＥＦと無効領域ＮＦの境界部近傍におけるスペーサ４０等をその側面から眺めた概念図を図６に示し、スペーサ４０等の配置状態を示す概念図を図７に示す。尚、図６においては、スペーサ保持部を点線で示す。また、図７において、スペーサ保持部７０及び隔壁２１、並びに、突起部７１を明示するために、これらに斜線を付した。実施例３の表示装置にあっても、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとの間にはスペーサ４０が配置されているが、アノードパネルＡＰの表示部分として機能する有効領域ＥＦを取り囲む無効領域ＮＦにおけるアノードパネルＡＰの部分には、スペーサ４０の頂面４０ｃと接する突起部７１が設けられている。感光性のポリイミド樹脂から成り、感光法によって形成された突起部７１の高さは８μｍであり、長さは０．２ｍｍであり、幅は０．３ｍｍである。また、突起部７１の端部から、有効領域ＥＦと無効領域ＮＦとの境界部までの距離は１．５ｍｍ〜３．５ｍｍである。
【００８４】
このように突起部７１を設けても、スペーサ４０とスペーサ保持部７０との間の接触状態には特段に変化は生じない。そして、突起部７１を設けることによって、スペーサ４０の端部領域４０Ａにおいて、スペーサ４０の底面４０ａが収束電極１７から浮き上がってしまうといった現象が発生することを確実に防止することができる。
【００８５】
尚、実施例３にあっても、実施例１と実質的に同様に、スペーサ４０の端部領域４０Ａを保持する対となったスペーサ保持部（無効領域ＮＦに位置する）の間隔は、スペーサ４０の中央部４０Ｂを保持する対となったスペーサ保持部の間隔よりも狭い形態とすることができる。また、実施例２と同様に、アノードパネルＡＰの表示部分として機能する有効領域ＥＦから、この有効領域ＥＦを取り囲む無効領域ＮＦに亙り、対となったスペーサ保持部が設けられている形態とすることができる。更には、実施例１と実施例２と実施例３とを組み合わせることもできる。
【００８６】
以下、アノードパネルＡＰを構成する基板２０等の模式的な一部端面図である図１０の（Ａ）〜（Ｃ）及び図１１の（Ａ）〜（Ｂ）を参照して、実施例の表示装置のアノードパネルの製造方法、表示装置の製造方法を説明する。
【００８７】
［工程−Ａ１］
先ず、基板２０上に格子状の隔壁２１を形成する（図１０の（Ａ）参照）。尚、隔壁２１は、スペーサ保持部５０，６０，７０としても機能する。具体的には、感光性ポリイミド樹脂層を塗布法に基づき基板２０上に形成した後、フォトリソグラフィ技術及び現像によって感光性ポリイミド樹脂層を選択的に除去し、次いで、残存した感光性ポリイミド樹脂層を焼成することにより、井桁状の隔壁２１、及び、スペーサ保持部５０，６０，７０を形成する。隔壁２１の開口領域の大きさを、およそ、縦×横×高さ＝２８０μｍ×１００μｍ×４０μｍとした。尚、隔壁２１の形成前に、隔壁２１を形成すべき基板２０の部分の表面に、例えば、酸化クロムから成る光吸収層（ブラックマトリックス）２３を形成することが好ましい。具体的には、酸化コバルト等の金属酸化物により黒色に着色した低融点ガラスペーストをスクリーン印刷法にて基板２０上に印刷し、次いで、係る低融点ガラスペーストを焼成することによって格子状の光吸収層２３を形成すればよい。尚、光吸収層２３の厚さを、およそ、８μｍとした。
【００８８】
［工程−Ａ２］
次に、隔壁２１によって取り囲まれた基板２０の部分の上に、蛍光体領域２２を形成する（図１０の（Ｂ）参照）。具体的には、赤色発光蛍光体領域２２Ｒを形成するために、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂と水に赤色発光蛍光体粒子を分散させ、更に、重クロム酸アンモニウムを添加した赤色発光蛍光体スラリーを全面に塗布した後、係る赤色発光蛍光体スラリーを乾燥する。その後、基板側から赤色発光蛍光体領域２２Ｒを形成すべき赤色発光蛍光体スラリーの部分に紫外線を照射し、赤色発光蛍光体スラリーを露光する。赤色発光蛍光体スラリーは基板側から徐々に硬化する。形成される赤色発光蛍光体領域２２Ｒの厚さは、赤色発光蛍光体スラリーに対する紫外線の照射量により決定される。ここでは、例えば、赤色発光蛍光体スラリーに対する紫外線の照射時間を調整して、赤色発光蛍光体領域２２Ｒの厚さを約８μｍとした。その後、赤色発光蛍光体スラリーを現像することによって、所定の領域に赤色発光蛍光体領域２２Ｒを形成することができる。以下、緑色発光蛍光体スラリーに対して同様の処理を行うことによって緑色発光蛍光体領域２２Ｇを形成し、更に、青色発光蛍光体スラリーに対して同様の処理を行うことによって青色発光蛍光体領域２２Ｂを形成する。蛍光体領域の形成方法は、以上に説明した方法に限定されず、例えば、スクリーン印刷法等により各蛍光体領域を形成してもよい。
【００８９】
［工程−Ａ３］
その後、隔壁２１の頂面上及び蛍光体領域２２上に樹脂層８０を形成する（図１０の（Ｃ）参照）。具体的には、メタルマスク印刷法あるいはスクリーン印刷法に基づき、樹脂層８０を形成することができる。次に、樹脂層８０を乾燥させる。即ち、基板２０を乾燥炉内に搬入し、所定の温度にて乾燥させる。樹脂層８０の乾燥温度は例えば５０°Ｃ〜９０°Ｃの範囲内とすることが好ましく、樹脂層８０の乾燥時間は例えば数分〜数十分の範囲内とすることが好ましい。勿論、乾燥温度の高低に伴い、乾燥時間は減増する。
【００９０】
［工程−Ａ４］
その後、表示領域を覆うアノード電極２４を形成する（図１１の（Ａ）参照）。具体的には、各種蒸着法又はスパッタリング法により、隔壁２１の頂面上及び蛍光体領域２２の上に形成された樹脂層８０を覆うように、アルミニウム（Ａｌ）から成るアノード電極２４を形成する。形成されるアノード電極２４の厚さを約０．３μｍとした。
【００９１】
［工程−Ａ５］
次いで、加熱処理を施すことで樹脂層８０を除去する（図１１の（Ｂ）参照）。具体的には、４００゜Ｃ程度で樹脂層８０を焼成する。この焼成処理により樹脂層８０が燃焼して焼失し、アルミニウム（Ａｌ）から成るアノード電極２４が蛍光体領域２２上及び隔壁２１上に残される。尚、樹脂層８０の燃焼により生じたガスは、例えば、アノード電極２４に生じる微細な孔を通じて外部に排出される。この孔は微細なため、アノード電極２４の構造的な強度や画像表示特性に深刻な影響を及ぼすものではない。以上の工程によって、アノードパネルＡＰを完成することができる。
【００９２】
［工程−Ａ６］
電界放出素子が形成されたカソードパネルＣＰを準備する。電界放出素子の製造方法については、次に述べる。そして、表示装置の組み立てを行う。具体的には、例えば、アノードパネルＡＰに設けられたスペーサ保持部５０，６０，７０にスペーサ４０を取り付け、蛍光体領域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高さ約２ｍｍの枠体から成る接合部材２５を介して、周縁部において接合する。接合に際しては、接合部材２５とアノードパネルＡＰとの接合部位、及び、接合部材２５とカソードパネルＣＰとの接合部位に接着層としてのフリットガラスを塗布し、予備焼成にてフリットガラスを乾燥した後、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと接合部材２５とを貼り合わせ、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と接合部材２５とによって囲まれた空間を、貫通孔（図示せず）及び排気管（図示せず）を通じて排気し、空間の圧力が１０-4Ｐａ程度に達した時点で排気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と接合部材２５とに囲まれた空間を真空にすることができる。あるいは又、例えば、接合部材２５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、表示装置を完成させる。
【００９３】
以下、スピント型電界放出素子の製造方法を、カソードパネルを構成する支持体１０等の模式的な一部端面図である図１２の（Ａ）、（Ｂ）及び図１３の（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。尚、以下に説明する方法にあっては、層間絶縁層１６及び収束電極１７の形成工程の説明は省略している。
【００９４】
尚、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。
【００９５】
［工程−Ｂ０］
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。
【００９６】
［工程−Ｂ１］
次に、絶縁層１２上に、ゲート電極用導電材料層（例えば、ＴｉＮ層）をスパッタ法にて成膜し、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、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。
【００９７】
尚、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。
【００９８】
［工程−Ｂ２］
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１２の（Ａ）に示す構造を得ることができる。
【００９９】
［工程−Ｂ３］
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）を斜め蒸着することにより、剥離層１８を形成する（図１２の（Ｂ）参照）。このとき、支持体１０の法線に対する蒸着粒子の入射角を十分に大きく選択することにより（例えば、入射角６５度〜８５度）、第２開口部１４Ｂの底部にニッケルを殆ど堆積させることなく、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。
【０１００】
［工程−Ｂ４］
次に、全面に例えば導電材料としてモリブデン（Ｍｏ）を垂直蒸着する（入射角３度〜１０度）。このとき、図１３の（Ａ）に示すように、剥離層１８上でオーバーハング形状を有する導電部材層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。
【０１０１】
［工程−Ｂ５］
その後、図１３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の上方の導電部材層１９を選択的に除去する。こうして、複数のスピント型電界放出素子が形成されたカソードパネルを得ることができる。尚、その後、等方性エッチングを行うことにより、開口部１４内において絶縁層１２の側壁面を後退させて、ゲート電極１３における第１開口部においてゲート電極１３の端部を突出させることが好ましい。
【０１０２】
以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明した平面型表示装置、カソードパネルやアノードパネル、冷陰極電界電子放出表示装置や冷陰極電界電子放出素子の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
表面伝導型電子放出素子と通称される電子放出素子から電子放出領域を構成することもできる。この表面伝導型電子放出素子は、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電極がマトリクス状に形成されて成る。それぞれの電極の上には炭素薄膜が形成されている。そして、一対の電極の内の一方の電極（例えば、第１電極）に行方向配線が接続され、一対の電極の内の他方の電極（例えば、第２電極）に列方向配線が接続された構成を有する。一対の電極（第１電極及び第２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領域に衝突させることによって、蛍光体領域が励起されて発光し、所望の画像を得ることができる。あるいは又、金属／絶縁膜／金属型素子から電子放出領域を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の平面型表示装置において、スペーサの延びる方向に対して垂直な仮想平面で対となったスペーサ保持部を切断したときの、対となったスペーサ保持部とスペーサ保持部とによって挟まれた領域の断面形状を示す図であり、図１の（Ａ）は、スペーサの端部領域を保持する対となったスペーサ保持部を示し、図１の（Ｂ）は、スペーサの中央部を保持する対となったスペーサ保持部を示す。
【図２】図２は、実施例１の平面型表示装置の有効領域と無効領域の境界部近傍におけるスペーサ等をその側面から眺めた概念図である。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の平面型表示装置の変形例において、スペーサの延びる方向に対して垂直な仮想平面で対となったスペーサ保持部を切断したときの、対となったスペーサ保持部とスペーサ保持部とによって挟まれた領域の断面形状を示す図であり、図３の（Ａ）は、スペーサの端部領域を保持する対となったスペーサ保持部を示し、図３の（Ｂ）は、スペーサの中央部を保持する対となったスペーサ保持部を示す。
【図４】図２は、実施例２の平面型表示装置の有効領域と無効領域の境界部近傍におけるスペーサ等をその側面から眺めた概念図である。
【図５】図５は、実施例２の平面型表示装置において、有効領域と無効領域とにおけるスペーサの配置状態を示す概念図である。
【図６】図６は、実施例３の平面型表示装置の有効領域と無効領域の境界部近傍におけるスペーサ等をその側面から眺めた概念図である。
【図７】図７は、実施例３の平面型表示装置において、有効領域と無効領域とにおけるスペーサの配置状態を示す概念図である。
【図８】図８は、平面型表示装置としてのスピント型冷陰極電界電子放出素子を有する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９】図９は、図８に示した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１０】図１０の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例の平面型表示装置を構成するアノードパネルの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。
【図１１】図１１の（Ａ）〜（Ｂ）は、図１０の（Ｃ）に引き続き、実施例の平面型表示装置を構成するアノードパネルの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。
【図１２】図１２の（Ａ）及び（Ｂ）は、スピント型冷陰極電界電子放出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図１３】図１３の（Ａ）及び（Ｂ）は、図１２の（Ｂ）に引き続き、スピント型冷陰極電界電子放出素子の製造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図である。
【図１４】図１４は、従来の平面型表示装置における問題点を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１０６】
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・・・層間絶縁層、１７・・・収束電極、１８・・・剥離層、１９・・・導電部材層、２０・・・基板、２１・・・隔壁、２２，２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ・・・蛍光体領域、２３・・・光吸収層（ブラックマトリックス）、２４・・・アノード電極、２５・・・接合部材、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、４０Ａ・・・スペーサの端部領域、４０Ｂ・・・スペーサの中央部、４０ａ・・・端部領域におけるスペーサの底面、４０ｂ・・・中央域におけるスペーサの底面、４０ｃ・・・スペーサの頂面、４１・・・帯電防止膜、５０，６０，７０・・・スペーサ保持部、５０Ａ，６０Ａ・・・スペーサの端部領域を保持するスペーサ保持部、５０Ｂ，６０Ｂ・・・スペーサの中央部を保持するスペーサ保持部、７１・・・突起部、８０・・・樹脂層、ＣＰ・・・カソードパネル、ＡＰ・・・アノードパネル、ＥＡ・・・電子放出領域、ＥＦ・・・有効領域、ＮＦ・・・無効領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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