冷陰極電界電子放出表示装置
【課題】電子放出部から出射された電子が、対向する蛍光体領域の所望の領域に確実に衝突し得る構成、構造を有する冷陰極電界電子放出表示装置を提供する。
【解決手段】この表示装置におけるカソードパネルにおいて、カソード電極11は、カソード電極・枝配線11B、カソード電極延在部11Cから構成され、ゲート電極13は、ゲート電極・枝配線13B、ゲート電極延在部13Cから構成されており、カソード電極延在部11Cの上方にはゲート電極延在部13Cが位置し、ゲート電極・枝配線13Bは存在せず、カソード電極・枝配線11Bの上方にはゲート電極延在部13Cは存在せず、ゲート電極延在部13Cの下方にはカソード電極延在部11Cが位置し、カソード電極・枝配線11Bは存在せず、第２開口部18の下方にカソード電極延在部11Bが位置し、カソード電極・枝配線11B及びゲート電極・枝配線13Bの内の少なくとも一方には、切欠部又は抜き部11Dが設けられている。
【解決手段】この表示装置におけるカソードパネルにおいて、カソード電極11は、カソード電極・枝配線11B、カソード電極延在部11Cから構成され、ゲート電極13は、ゲート電極・枝配線13B、ゲート電極延在部13Cから構成されており、カソード電極延在部11Cの上方にはゲート電極延在部13Cが位置し、ゲート電極・枝配線13Bは存在せず、カソード電極・枝配線11Bの上方にはゲート電極延在部13Cは存在せず、ゲート電極延在部13Cの下方にはカソード電極延在部11Cが位置し、カソード電極・枝配線11Bは存在せず、第２開口部18の下方にカソード電極延在部11Bが位置し、カソード電極・枝配線11B及びゲート電極・枝配線13Bの内の少なくとも一方には、切欠部又は抜き部11Dが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーカス電極を有する冷陰極電界電子放出表示装置に関する。
【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、カソードパネルとアノードパネルとが外周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、特開２００１−０３５４２３に開示された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１０に示し、カソード電極、ゲート電極等の配置関係を、図１４の（Ａ）に模式的に示し、図１４の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図を図１４の（Ｂ）に示し、カソード電極及びゲート電極の形状を図１５に模式的に示す。
【０００５】
この表示装置にあっては、支持体１０上に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おり、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ＳＰが真空に保持されている。そして、カソードパネルＣＰは、
（Ａ）支持体１０上に形成されたカソード電極２１１、
（Ｂ）支持体１０及びカソード電極２１１上に設けられた第１絶縁層１２、
（Ｃ）第１絶縁層１２上に形成されたゲート電極２１３、
（Ｄ）第１絶縁層１２及びゲート電極１３上に形成された第２絶縁層１６、並びに、
（Ｅ）第２絶縁層１６上に形成されたフォーカス電極１７、
を備えている。
【０００６】
カソード電極２１１は、第１の方向に延びるカソード電極・幹配線２１１Ａ、及び、カソード電極・幹配線２１１Ａから、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるカソード電極・枝配線２１１Ｂ、カソード電極・枝配線２１１Ｂから延びるカソード電極延在部２１１Ｃから構成されている。一方、ゲート電極２１３は、第２の方向に延びるゲート電極・幹配線２１３Ａ、ゲート電極・幹配線２１３Ａから延びるゲート電極・枝配線２１３Ｂ、及び、ゲート電極・枝配線２１３Ｂから第１の方向に延びるゲート電極延在部２１３Ｃから構成されている。
【０００７】
更には、各電子放出領域ＥＡは、
（Ｆ）ゲート電極延在部２１３Ｃ及び第１絶縁層１２に設けられた第１開口部１４、
（Ｇ）第１開口部１４の底部に露出したカソード電極延在部２１１Ｃの部分の上に形成された電子放出部１５、並びに、
（Ｈ）フォーカス電極１７及び第２絶縁層１６に設けられ、底部にゲート電極・枝配線２１３Ｂ、ゲート電極延在部２１３Ｃ、第１開口部１４、第１絶縁層１２及び電子放出部１５が露出した第２開口部１８、
から構成されている。
【０００８】
そして、カソード電極２１１には画像信号（ビデオ信号）に相当する電位（例えば、０ボルトから１８ボルトまで変動する電位）が印加され、ゲート電極２１３には走査信号に相当する一定の電位（例えば、３５ボルト）が印加される。あるいは又、これとは逆に、ゲート電極２１３には画像信号（ビデオ信号）に相当する電位（例えば、０ボルトから１８ボルトまで変動する電位）が印加され、カソード電極２１１には走査信号に相当する一定の電位（例えば、３５ボルト）が印加される。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−０３５４２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の表示装置にあっては、ゲート電極延在部２１３Ｃとカソード電極・枝配線２１１Ｂとは重複していない。従って、カソード電極２１１に印加される画像信号（ビデオ信号）に相当する電位の変動に起因して、カソード電極・枝配線２１１Ｂにおいて生成した電場によってフォーカス電極１７が形成する電場に変化が生じる。そして、その結果、電子放出部１５から出射された電子が、対向する蛍光体領域２２の所望の領域に衝突しない場合が生じ、また、アノード電極２４に衝突する電子ビームの形状に変化が生じる場合がある。あるいは又、ゲート電極２１３に印加される画像信号（ビデオ信号）に相当する電位の変動に起因して、ゲート電極・枝配線２１３Ｂにおいて生成した電場によってフォーカス電極１７が形成する電場に変化が生じる。そして、その結果、電子放出部１５から出射された電子が、対向する蛍光体領域２２の所望の領域に衝突しない場合が生じ、また、アノード電極２４に衝突する電子ビームの形状に変化が生じる場合がある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、電子放出部から出射された電子が、対向する蛍光体領域の所望の領域に確実に衝突し得る構成、構造を有する冷陰極電界電子放出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】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置（以下、単に、『表示装置』と略称する場合がある）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冷陰極電界電子放出表示装置であって、
カソードパネルは、
（Ａ）支持体上に形成されたカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極上に設けられた第１絶縁層、
（Ｃ）第１絶縁層上に形成されたゲート電極、
（Ｄ）第１絶縁層及びゲート電極上に形成された第２絶縁層、並びに、
（Ｅ）第２絶縁層上に形成されたフォーカス電極、
を備えている。
【００１３】
そして、本発明の第１の態様に係る表示装置にあっては、
カソード電極は、第１の方向に延びるカソード電極・幹配線、カソード電極・幹配線から延びるカソード電極・枝配線、及び、カソード電極・枝配線から延びるカソード電極延在部から構成されており、
ゲート電極は、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極・幹配線、ゲート電極・幹配線から延びるゲート電極・枝配線、及び、ゲート電極・枝配線から延びるゲート電極延在部から構成されており、
カソード電極延在部の上方には、ゲート電極延在部が位置し、且つ、ゲート電極・枝配線は存在しておらず、
カソード電極・枝配線の上方には、ゲート電極延在部は存在しておらず、
ゲート電極延在部の下方には、カソード電極延在部が位置し、且つ、カソード電極・枝配線は存在しておらず、
各電子放出領域は、
（Ｆ）ゲート電極延在部及び第１絶縁層に設けられた第１開口部、
（Ｇ）第１開口部の底部に露出したカソード電極延在部の上に形成された電子放出部、並びに、
（Ｈ）フォーカス電極及び第２絶縁層に設けられ、底部にゲート電極・枝配線、ゲート電極延在部、第１開口部及び第１絶縁層が露出した第２開口部、
から構成されており、
第２開口部の下方にカソード電極延在部が位置しており、
カソード電極・枝配線及びゲート電極・枝配線の内の少なくとも一方には、切欠部又は抜き部が設けられている。
【００１４】
ここで、本発明の第１の態様に係る表示装置にあっては、カソード電極・枝配線には切欠部又は抜き部が設けられており、カソード電極には画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加され、ゲート電極には走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加される形態とすることができる。あるいは又、カソード電極・枝配線及びゲート電極・枝配線には切欠部又は抜き部が設けられており、カソード電極には画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加され、ゲート電極には走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加される形態とすることができる。あるいは又、ゲート電極・枝配線には切欠部又は抜き部が設けられており、カソード電極には走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加され、ゲート電極には画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加される形態とすることができる。
【００１５】
また、本発明の第２の態様に係る表示装置にあっては、
カソード電極は、第１の方向に延びるカソード電極・幹配線、カソード電極・幹配線から延びるカソード電極・枝配線、及び、カソード電極・枝配線から延びるカソード電極延在部から構成されており、
ゲート電極は、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極・幹配線、ゲート電極・幹配線から延びるゲート電極・枝配線、ゲート電極・枝配線から延びるゲート電極延在部、及び、ゲート電極延在部から延びるゲート電極先端部から構成されており、
ゲート電極延在部の下方にはカソード電極延在部が位置し、且つ、ゲート電極先端部の下方にはカソード電極・枝配線が位置しており、
各電子放出領域は、
（Ｆ）ゲート電極延在部及び第１絶縁層に設けられた第１開口部、
（Ｇ）第１開口部の底部に露出したカソード電極延在部の上に形成された電子放出部、並びに、
（Ｈ）フォーカス電極及び第２絶縁層に設けられ、底部にゲート電極・枝配線、ゲート電極延在部、ゲート電極先端部、第１開口部及び第１絶縁層が露出した第２開口部、
から構成されている。
【００１６】
ここで、本発明の第２の態様に係る表示装置にあっては、カソード電極には画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加され、ゲート電極には走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加される形態とすることができる。
【００１７】
上記の好ましい形態、構成を含む本発明の第１の態様及び第２の態様に係る表示装置（以下、これらを総称して、単に、『本発明の表示装置』と呼ぶ場合がある）において、冷陰極電界電子放出素子（以下、『電界放出素子』と略称する場合がある）は、
（ａ）支持体上に形成されたカソード電極延在部、
（ｂ）支持体及びカソード電極延在部上に設けられた第１絶縁層、
（ｃ）第１絶縁層上に形成されたゲート電極延在部、
（ｄ）ゲート電極延在部及び第１絶縁層の部分に設けられた第１開口部、
（ｅ）第１開口部の底部に露出したカソード電極延在部の部分の上に形成された電子放出部、
（ｆ）第１絶縁層及びゲート電極延在部上に形成された第２絶縁層、
（ｇ）第２絶縁層上に形成されたフォーカス電極、並びに、
（ｈ）フォーカス電極及び第２絶縁層に設けられ、底部にゲート電極延在部、第１開口部、第１絶縁層及び電子放出部が露出した第２開口部、
から構成されている。
【００１８】
本発明の表示装置において、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。
【００１９】
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、第１開口部の底部に位置するカソード電極延在部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、第１開口部の底部に位置するカソード電極延在部の上に設けられた電界放出素子）を挙げることができる。カソードパネルにおいて、カソード電極・幹配線の射影像とゲート電極・幹配線の射影像とは直交することが、即ち、第１の方向と第２の方向とは直交していることが、表示装置の構造の簡素化といった観点から好ましい。ここで、ゲート電極・幹配線は行方向（Ｘ方向）に延び、カソード電極・幹配線は列方向（Ｙ方向）に延びる構成とすることができる。
【００２０】
そして、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。
【００２１】
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、フォーカス電極はフォーカス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。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。
【００２２】
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、カソード電極延在部を含む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）に第１絶縁層を形成する工程、
（３）第１絶縁層上に、ゲート電極延在部を含むゲート電極を形成する工程、
（４）カソード電極延在部とゲート電極延在部との重複領域におけるゲート電極延在部及び第１絶縁層の部分に第１開口部を形成し、第１開口部の底部にカソード電極延在部を露出させる工程、
（５）第１開口部の底部に位置するカソード電極延在部上に電子放出部を形成する工程、
（６）第２開口部を有する第２絶縁層を形成し、第２絶縁層上にフォーカス電極を形成する工程。
【００２３】
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、カソード電極延在部を含むカソード電極を形成する工程、
（２）カソード電極延在部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）に第１絶縁層を形成する工程、
（４）第１絶縁層上に、ゲート電極延在部を含むゲート電極を形成する工程、
（５）カソード電極延在部とゲート電極延在部との重複領域におけるゲート電極延在部及び第１絶縁層の部分に第１開口部を形成し、第１開口部の底部に電子放出部を露出させる工程、
（６）第２開口部を有する第２絶縁層を形成し、第２絶縁層上にフォーカス電極を形成する工程。
【００２４】
ゲート電極、カソード電極、フォーカス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、フォーカス電極を、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各種物理的気相成長法（ＰＶＤ法）；各種化学的気相成長法（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を含む各種印刷法；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、フォーカス電極を形成することが可能である。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
第１開口部（ゲート電極に形成された第１Ａ開口部、第１絶縁層に形成された第１Ｂ開口部）の平面形状（支持体表面と平行な仮想平面で第１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１Ａ開口部を、直接、形成することもできる。第１Ｂ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。フォーカス電極及び第２絶縁層に設けられた第２開口部の形成も、同様の方法で行うことができる。
【００２８】
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つの第１開口部内に１つの電子放出部が存在してもよいし、１つの第１開口部内に複数の電子放出部が存在してもよいし、ゲート電極延在部に複数の第１Ａ開口部を設け、係る第１Ａ開口部と連通する１つの第１Ｂ開口部を第１絶縁層に設け、第１絶縁層に設けられた１つの第１Ｂ開口部内に１又は複数の電子放出部が存在してもよい。
【００２９】
電界放出素子において、カソード電極延在部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、カソード電極延在部とゲート電極延在部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、各種ＣＶＤ法や、スクリーン印刷法といった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。
【００３０】
第１絶縁層、第２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。第１絶縁層、第２絶縁層の形成には、各種ＣＶＤ法、塗布法、スパッタリング法、スクリーン印刷法といった各種印刷法等の公知のプロセスが利用できる。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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各種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各種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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、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、隔壁を形成すべき部分に対応するスクリーンの部分に開口が形成されており、スクリーン上の隔壁形成用材料をスキージを用いて開口を通過させ、基板上に隔壁形成用材料層を形成した後、係る隔壁形成用材料層を焼成する方法である。ドライフィルム法とは、基板上に感光性フィルムをラミネートし、露光及び現像によって隔壁形成予定部位の感光性フィルムを除去し、除去によって生じた開口に隔壁形成用材料を埋め込み、焼成する方法である。感光性フィルムは焼成によって燃焼、除去され、開口に埋め込まれた隔壁形成用材料が残り、隔壁となる。感光法とは、基板上に感光性を有する隔壁形成用材料層を形成し、露光及び現像によってこの隔壁形成用材料層をパターニングした後、焼成（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隔壁形成用材料を型（キャスト）から基板上に押し出すことで隔壁形成用材料層を形成した後、係る隔壁形成用材料層を焼成する方法である。サンドブラスト形成法とは、例えば、スクリーン印刷法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隔壁形成用材料層を基板上に形成し、乾燥させた後、隔壁を形成すべき隔壁形成用材料層の部分をマスク層で被覆し、次いで、露出した隔壁形成用材料層の部分をサンドブラスト法によって除去する方法である。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。また、隔壁の一部を、スペーサ保持部として機能させてもよい。
【００４０】
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。
【００４１】
隔壁形成用材料として、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。隔壁の表面（頂面及び側面）には、隔壁に電子ビームが衝突して隔壁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。
【００４２】
カソードパネルとアノードパネルとを外周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、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、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、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。
【００４５】
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。即ち、Ｘ方向に沿ったスペーサの数は、１であってもよいし、２以上であってもよく、表示装置の仕様に依存する。スペーサを構成するスペーサ基体は、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。スペーサ基体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。この場合、所謂グリーンシートを成形して、グリーンシートを焼成し、係るグリーンシート焼成品を切断することによってスペーサ基体を製造することができる。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、スペーサの端部に対して面取りを行い、突起部等を除去することが好ましい。スペーサは、例えば、アノードパネルに設けられた隔壁と隔壁との間に挟み込んで固定すればよく、あるいは又、例えば、アノードパネル及び／又はカソードパネルにスペーサ保持部を形成し、スペーサ保持部によって固定すればよい。
【００４６】
スペーサの側面（より具体的には、スペーサ基体の側面）には帯電防止膜や抵抗体膜等が設けられていてもよい。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。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。例えば、膜は１層構造であって、複数の種類の材料からその層が構成されていてもよいし、膜は複数層が積層して成り、それぞれの層が異なる材料から成るものであってもよい。これらの膜は、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、スクリーン印刷法等、周知の方法により形成することができる。また、これらの膜の膜厚は、必要に応じて任意に設定すればよい。
【００４７】
本発明において、ピクセル数を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】
【００４８】
本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、カソード電極延在部の上方には、ゲート電極延在部が位置し、且つ、ゲート電極・枝配線は存在していない。また、カソード電極・枝配線の上方には、ゲート電極延在部は存在していない。更には、ゲート電極延在部の下方には、カソード電極延在部が位置し、且つ、カソード電極・枝配線は存在していない。しかも、第２開口部の下方にカソード電極延在部が位置している。そして、カソード電極・枝配線及びゲート電極・枝配線の内の少なくとも一方には、切欠部又は抜き部が設けられている。それ故、カソード電極・枝配線やゲート電極・枝配線の電位変動に起因してフォーカス電極によって形成される電場の変化を確実に抑制することができる。そして、以上の結果として、電子放出部から出射された電子を対向する蛍光体領域の所望の領域に確実に衝突させることができ、また、アノード電極に衝突する電子ビームの形状に変化が生じることを抑制することができるので、高い画像表示品質を有する冷陰極電界電子放出表示装置を提供することができる。
【００４９】
本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、ゲート電極先端部は、カソード電極・枝配線の上方まで、カソード電極・枝配線を覆うように延びている。従って、例えば、カソード電極に画像信号に相当する変動する電位が印加されたとしても、ゲート電極先端部が一種のシールドとして機能するが故に、フォーカス電極によって形成される電場の変化を抑制することができる。それ故、電子放出部から出射された電子を対向する蛍光体領域の所望の領域に確実に衝突させることができ、また、アノード電極に衝突する電子ビームの形状に変化が生じることを抑制することができるので、高い画像表示品質を有する冷陰極電界電子放出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】
【００５０】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【００５１】
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４における冷陰極電界電子放出表示装置（以下、単に表示装置と呼ぶ）の共通した概要を、以下、説明する。
【００５２】
実施例における表示装置の模式的な一部端面図は、図１０に示したと同様である。実施例の表示装置は、支持体１０上に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おり、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ＳＰが真空に保持されている。
【００５３】
そして、カソードパネルＣＰは、
（Ａ）支持体１０上に形成されたカソード電極１１，１１１、
（Ｂ）支持体１０及びカソード電極１１，１１１上に設けられた第１絶縁層１２、
（Ｃ）第１絶縁層１２上に形成されたゲート電極１３，１１３、
（Ｄ）第１絶縁層１２及びゲート電極１３，１１３上に形成された第２絶縁層１６、並びに、
（Ｅ）第２絶縁層１６上に形成されたフォーカス電極１７、
を備えている。
【００５４】
ここで、実施例１〜実施例４における表示装置にあっては、カソード電極１１，１１１は、第１の方向（列方向，Ｙ方向）に延びるカソード電極・幹配線１１Ａ，１１１Ａ、カソード電極・幹配線１１Ａ，１１１Ａから延びるカソード電極・枝配線１１Ｂ，１１１Ｂ（具体的には、第１の方向とは異なる第２の方向（行方向，Ｘ方向）に延びる）、及び、カソード電極・枝配線１１Ｂ，１１１Ｂから延びるカソード電極延在部１１Ｃ，１１１Ｃ（具体的には、第２の方向に延びる）から構成されている。一方、ゲート電極１３，１１３は、第２の方向に延びるゲート電極・幹配線１３Ａ，１１３Ａ、ゲート電極・幹配線１３Ａ，１１３Ａから延びるゲート電極・枝配線１３Ｂ，１１３Ｂ（具体的には、第１の方向に延び、更には第２の方向に延びる）、及び、ゲート電極・枝配線１３Ｂ，１１３Ｂから延びるゲート電極延在部１３Ｃ，１１３Ｃ（具体的には、第１の方向に延びる）から構成されている。実施例４における表示装置にあっては、ゲート電極１１３は、更に、ゲート電極延在部１１３Ｃから延びるゲート電極先端部１１３Ｅによって構成されている。尚、カソード電極延在部１１Ｃ，１１１Ｃや、ゲート電極延在部１３Ｃ，１１３Ｃの延びる方向は、これに限定されない。即ち、カソード電極を、カソード電極・幹配線から第２の方向に延び、更には第１の方向に延びるカソード電極・枝配線、及び、カソード電極・枝配線から第１の方向に延びるカソード電極延在部から構成し、ゲート電極を、ゲート電極・幹配線から第１の方向に延びるゲート電極・枝配線、及び、ゲート電極・枝配線から第１の方向に延びるゲート電極延在部から構成することもできる。
【００５５】
更には、各電子放出領域ＥＡは、
（Ｆ）ゲート電極延在部１３Ｃ，１１３Ｃ及び第１絶縁層１２に設けられた第１開口部１４（ゲート電極延在部１３Ｃに設けられた第１Ａ開口部１４Ｂ及び第１絶縁層１２に設けられた第１Ｂ開口部１４Ｃ）、
（Ｇ）第１開口部１４の底部に露出したカソード電極延在部１１Ｃ，１１１Ｃの上に形成された電子放出部１５、並びに、
（Ｈ）フォーカス電極１７及び第２絶縁層１６に設けられ、底部にゲート電極・枝配線１３Ｂ，１１３Ｂ、ゲート電極延在部１３Ｃ，１１３Ｃ、第１開口部１４、第１絶縁層１２及び電子放出部１５が露出した第２開口部１８、
から構成されている。尚、実施例４にあっては、第２開口部１８の底部には、更に、ゲート電極先端部１１３Ｅが露出している。また、参照番号１４Ａは、第１開口部１４を形成すべき領域を示す。
【００５６】
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と接合部材２６とによって挟まれた空間ＳＰ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。そして、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとの間には行方向（Ｘ方向）に沿ってスペーサ２７が配置され、スペーサ２７はスペーサ保持部２５によって保持されている。
【００５７】
実施例において、電子放出領域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上に形成されたカソード電極延在部１１Ｃ、
（ｂ）支持体１０及びカソード電極延在部１１Ｃ上に設けられた第１絶縁層１２、
（ｃ）第１絶縁層１２上に形成されたゲート電極延在部１３Ｃ、
（ｄ）ゲート電極延在部１３Ｃ及び第１絶縁層１２の部分に設けられた第１開口部１４（ゲート電極延在部１３Ｃに設けられた第１Ａ開口部１４Ｂ、及び、第１絶縁層１２に設けられた第１Ｂ開口部１４Ｃ）、
（ｅ）第１開口部１４の底部に露出したカソード電極延在部１１Ｃの部分の上に形成された電子放出部１５、
（ｆ）第１絶縁層１２及びゲート電極延在部１３Ｃ上に形成された第２絶縁層１６、
（ｇ）第２絶縁層１６上に形成されたフォーカス電極１７、並びに、
（ｈ）フォーカス電極１７及び第２絶縁層１６に設けられ、底部にゲート電極・枝配線１３Ｂ、ゲート電極延在部１３Ｃ、第１絶縁層１２、第１開口部１４及び電子放出部１５が露出した第２開口部１８、
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。
【００５８】
実施例の表示装置において、カソード電極・幹配線１１Ａ，１１１Ａとゲート電極・幹配線１３Ａ，１１３Ａとは、これらの配線１１Ａ，１１１Ａ，１３Ａ，１１３Ａ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いる。カソード電極延在部１１Ｃ，１１１Ｃとゲート電極延在部１３Ｃ，１１３Ｃの射影像が重複する領域が、１副画素（サブピクセル）の領域に相当する。電子放出領域ＥＡには、多数の電子放出部１５が設けられている。尚、図面の簡素化のため、図１０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。ここで、電子放出部集合体は複数の電子放出部１５から構成されているが、電子放出部集合体が占める領域は、例えば、長円形（２つの半円が２本の線分で連結された図形）や楕円形、細長い多角形であり、実施例１〜実施例４においては、長円形の長軸（２つの半円を連結する２本の線分と平行な軸）や楕円形の長軸、細長い多角形の長手方向は、第１の方向と平行である。
【００５９】
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。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、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。隔壁の一部は、スペーサ保持部２５として機能する。
【００６０】
実施例における表示装置において、カソード電極はカソード電極制御回路３１に接続され、ゲート電極はゲート電極制御回路３２に接続され、フォーカス電極１７はフォーカス電極制御回路３３に接続され、アノード電極２４はアノード電極制御回路３４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３４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、
（α）カソード電極に印加する電圧ＶCを一定とし、ゲート電極に印加する電圧ＶGを変化させる方式
（β）カソード電極に印加する電圧ＶCを変化させ、ゲート電極に印加する電圧ＶGを一定とする方式
（γ）カソード電極に印加する電圧ＶCを変化させ、且つ、ゲート電極に印加する電圧ＶGも変化させる方式
のいずれを採用してもよく、詳細は後述する。
【００６１】
表示装置の実表示作動時、カソード電極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、フォーカス電極１７にはフォーカス電極制御回路３３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３４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、カソード電極にカソード電極制御回路３１から画像信号（ビデオ信号）に相当する電位を印加し、ゲート電極にゲート電極制御回路３２から走査信号に相当する電位を印加する。尚、カソード電極を走査電極とし、ゲート電極をデータ電極とする場合には、カソード電極にカソード電極制御回路３１から走査信号に相当する電位を印加し、ゲート電極にゲート電極制御回路３２から画像信号（ビデオ信号）に相当する電位を印加すればよい。カソード電極とゲート電極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、ゲート電極に印加される電圧ＶG、及び、カソード電極に印加される電圧ＶCによって制御される。カソード電極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、フォーカス電極制御回路３３、アノード電極制御回路３４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】
【００６２】
実施例１は、本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置に関する。実施例１の表示装置におけるカソード電極１１及びゲート電極１３の配置関係を模式的に図１の（Ａ）に示し、図１の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図を図１の（Ｂ）に示し、カソード電極１１及びゲート電極１３の形状を模式的に図２に示す。
【００６３】
実施例１、あるいは、後述する実施例２、実施例３の表示装置にあっては、カソード電極延在部１１Ｃの上方には、ゲート電極延在部１３Ｃが位置し、且つ、ゲート電極・枝配線１３Ｂは存在していない。また、カソード電極・枝配線１１Ｂの上方には、ゲート電極延在部１３Ｃは存在していない。更には、ゲート電極延在部１３Ｃの下方には、カソード電極延在部１１Ｃが位置し、且つ、カソード電極・枝配線１１Ｂは存在していない。また、第２開口部１８の下方にカソード電極延在部１１Ｂが位置している。
【００６４】
そして、実施例１の表示装置にあっては、カソード電極・枝配線１１Ｂに抜き部１１Ｄが設けられている。
【００６５】
実施例１にあっては、カソード電極１１に画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加され、ゲート電極１３に走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加される。即ち、前述した（β）の方式を採用している。
【００６６】
このように、実施例１の表示装置にあっては、カソード電極・枝配線１１Ｂに抜き部１１Ｄが設けられている。それ故、カソード電極・枝配線１１Ｂの電位の変化に起因してフォーカス電極１７によって形成される電場が変化することを確実に抑制することができる。そして、その結果、電子放出部１５から出射された電子を対向する蛍光体領域２２の所望の領域に確実に衝突させることができ、また、アノード電極２４に衝突する電子ビームの形状に変化が生じることを抑制することができるので、高い画像表示品質を有する表示装置を提供することができる。しかも、ゲート電極延在部１３Ｃとカソード電極延在部１１Ｃ及びカソード電極・枝配線１１Ｂとによって形成される静電容量の低減を図ることができるので、駆動ドライバへの負荷を低減させることができるし、高速駆動が可能となる。
【実施例２】
【００６７】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の表示装置におけるカソード電極１１及びゲート電極１３の配置関係を模式的に図３の（Ａ）に示し、図３の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図を図３の（Ｂ）に示し、カソード電極１１及びゲート電極１３の形状を模式的に図４に示す。
【００６８】
実施例２の表示装置にあっては、ゲート電極・枝配線１３Ｂに抜き部１３Ｄが設けられている。実施例２にあっては、カソード電極１１には走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加され、ゲート電極１３には画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加される。即ち、前述した（α）の方式を採用している。
【００６９】
このように、実施例２の表示装置にあっては、ゲート電極・枝配線１３Ｂに抜き部１３Ｄが設けられている。それ故、ゲート電極・枝配線１３Ｂの電位の変化に起因してフォーカス電極１７によって形成される電場が変化することを確実に抑制することができる。そして、その結果、電子放出部１５から出射された電子を対向する蛍光体領域２２の所望の領域に確実に衝突させることができ、また、アノード電極２４に衝突する電子ビームの形状に変化が生じることを抑制することができるので、高い画像表示品質を有する表示装置を提供することができる。
【実施例３】
【００７０】
実施例３も、実施例１の変形である。実施例３の表示装置におけるカソード電極１１及びゲート電極１３の配置関係を模式的に図５の（Ａ）に示し、図５の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図を図５の（Ｂ）に示し、カソード電極１１及びゲート電極１３の形状を模式的に図６に示す。
【００７１】
実施例３の表示装置にあっては、カソード電極・枝配線１１Ｂに抜き部１１Ｄが設けられており、しかも、ゲート電極・枝配線１３Ｂに抜き部１３Ｄが設けられている。実施例３にあっては、カソード電極１１に画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加され、ゲート電極１３に走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加される。即ち、前述した（β）の方式を採用している。
【００７２】
このように、実施例３の表示装置にあっては、カソード電極・枝配線１１Ｂに抜き部１１Ｄが設けられている。それ故、カソード電極・枝配線１１Ｂの電位の変化に起因してフォーカス電極１７によって形成される電場が変化することを確実に抑制することができる。しかも、ゲート電極・枝配線１３Ｂに抜き部１３Ｄが設けられている。それ故、ゲート電極・枝配線１３Ｂの電位の変化に起因してフォーカス電極１７によって形成される電場が変化することを確実に抑制することができる。そして、以上の結果として、電子放出部１５から出射された電子を対向する蛍光体領域２２の所望の領域に確実に衝突させることができ、また、アノード電極２４に衝突する電子ビームの形状に変化が生じることを抑制することができるので、高い画像表示品質を有する表示装置を提供することができる。
【実施例４】
【００７３】
実施例４は、本発明の第２の態様に係る表示装置に関する。実施例４の表示装置におけるカソード電極１１１及びゲート電極１１３の配置関係を模式的に図７の（Ａ）に示し、図７の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図を図７の（Ｂ）に示し、カソード電極１１１及びゲート電極１１３の形状を模式的に図８に示す。
【００７４】
実施例４の表示装置にあっては、ゲート電極延在部１１３Ｃの下方にはカソード電極延在部１１１Ｃが位置し、且つ、ゲート電極先端部１１３Ｅの下方にはカソード電極・枝配線１１１Ｂが位置している。実施例４にあっても、カソード電極１１１には画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加され、ゲート電極１１３には走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加される。
【００７５】
このように、実施例４の表示装置にあっては、ゲート電極先端部１１３Ｅは、カソード電極・枝配線１１１Ｂの上方まで、カソード電極・枝配線１１１Ｂを覆うように延びている。それ故、カソード電極１１１に画像信号に相当する変動する電位が印加されるが、ゲート電極１１３には一定の電位が印加されており、ゲート電極先端部１１３Ｅが一種のシールドとして機能するので、フォーカス電極１７によって形成される電場の変化を抑制することができる。それ故、電子放出部１５から出射された電子を対向する蛍光体領域２２の所望の領域に確実に衝突させることができ、また、アノード電極２４に衝突する電子ビームの形状に変化が生じることを抑制することができるので、高い画像表示品質を有する表示装置を提供することができる。
【００７６】
カソード電極１１１に０ボルト、ゲート電極１１３に３５ボルトを印加したと想定したときの実施例４の表示装置におけるアノード電極２４に衝突する電子ビームの位置をシミュレーションした結果を、図１１の（Ａ）に示す。また、図１２にて説明した従来の表示装置におけるアノード電極２４に衝突する電子ビームの位置をシミュレーションした結果を、図１１の（Ｂ）に示す。尚、図１１において、薄い灰色で示され、側辺を「Ａ」で示す領域が、目標のアノード電極２４の部分である。また、黒い点は、アノード電極２４に衝突した電子を示す。図１１の（Ａ）及び（Ｂ）から、実施例４の表示装置にあっては、アノード電極２４の目標領域に電子ビームが衝突しているのに対して、従来の表示装置にあっては、電子ビームがアノード電極２４の目標領域の右側に衝突していることが判る。
【００７７】
実施例１〜実施例４における電界放出素子は、例えば、図１２及び図１３を参照して説明する以下の方法で製造することができる。但し、１つの電界放出素子のみを図示している。尚、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、ゲート電極延在部１３Ｃに設けられた第１Ａ開口部１４Ｂに対して蒸着粒子は垂直に入射するが、第１Ａ開口部１４Ｂ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１Ｂ開口部１４Ｃ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、ゲート電極延在部１３Ｃ及び第１絶縁層１２上に剥離層４０を予め形成しておく方法について説明する。
【００７８】
［工程−Ａ］
先ず、例えばガラスから成る支持体１０上に、クロム（Ｃｒ）から成るカソード電極１１（カソード電極・幹配線１１Ａ、カソード電極・枝配線１１Ｂ、カソード電極延在部１１Ｃ）を形成した後、全面にＳｉＯ2から成る第１絶縁層１２を形成し、更に、クロム（Ｃｒ）から成るゲート電極１３（ゲート電極・幹配線１３Ａ、ゲート電極・枝配線１３Ｂ、ゲート電極延在部１３Ｃ、必要に応じて、更に、ゲート電極先端部）を第１絶縁層１２上に形成する。これらの各種電極の形成は、例えば、スパッタリング法、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき行うことができる。
【００７９】
［工程−Ｂ］
次に、ゲート電極延在部１３Ｃ及び第１絶縁層１２に、エッチング用マスクとして機能するレジスト層をリソグラフィ技術によって形成する。その後、ＲＩＥ（反応性イオン・エッチング）法にてゲート電極延在部１３Ｃに第１Ａ開口部１４Ｂを形成し、更に、第１絶縁層１２に第１Ｂ開口部１４Ｃを形成する。こうして得られた第１開口部１４の底部にはカソード電極延在部１１Ｃの一部が露出している。その後、レジスト層をアッシング技術によって除去する。こうして、図１２の（Ａ）に示す構造を得ることができる。
【００８０】
［工程−Ｃ］
次に、第１開口部１４の底部に露出したカソード電極延在部１１Ｃ上に、電子放出部１５を形成する。具体的には、先ず、アルミニウムを斜め蒸着することにより、剥離層４０を形成する。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、第１開口部１４の底部にアルミニウムを殆ど堆積させることなく、ゲート電極延在部１３Ｃを含むゲート電極１３、及び、第１絶縁層１２上に剥離層４０を形成することができる。この剥離層４０は、第１開口部１４の開口端部から庇状に張り出しており、これにより第１開口部１４が実質的に縮径される（図１２の（Ｂ）参照）。
【００８１】
［工程−Ｄ］
次に、全面に例えばモリブデン（Ｍｏ）を垂直蒸着する。このとき、図１２の（Ｃ）に示すように、剥離層４０上でオーバーハング形状を有するモリブデンから成る導電材料層４１が成長するに伴い、第１開口部１４の実質的な直径が次第に縮小されるので、第１開口部１４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１４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１開口部１４の底部には円錐形の堆積物が形成され、この円錐形のモリブデンから成る堆積物が電子放出部１５となる。
【００８２】
［工程−Ｅ］
その後、電気化学的プロセス及び湿式プロセスによって剥離層４０を第１絶縁層１２及びゲート電極１３の表面から剥離し、第１絶縁層１２及びゲート電極１３の上方の導電材料層４１を選択的に除去する。その結果、図１３の（Ａ）に示すように、第１開口部１４の底部に位置するカソード電極延在部１１Ｃ上に円錐形の電子放出部１５を残すことができる。その後、第１絶縁層１２を等方的にエッチングして第１開口部１４の側面を後退させ、ゲート電極延在部１３Ｃに設けられた第１Ａ開口部１４Ｂの端部を露出させることが好ましい（図１３の（Ｂ）参照）。等方的なエッチングは、ケミカルドライエッチングのようにラジカルを主エッチング種として利用するドライエッチング、あるいは、エッチング液を利用するウェットエッチングにより行うことができる。エッチング液として、例えば４９％フッ酸水溶液と純水の１：１００（容積比）混合液を用いることができる。
【００８３】
［工程−Ｆ］
その後、感光性ポリイミド樹脂を第１絶縁層１２及びゲート電極１３上に、例えば、印刷法にて形成し、次いで、感光性ポリイミド樹脂を露光、現像することで、第２開口部１８が設けられた第２絶縁層１６を得ることができる。その後、斜め真空蒸着法にて、第２絶縁層１６の頂面の部分にフォーカス電極１７を形成する。第２開口部１８の底部には、フォーカス電極１７は形成されない。
【００８４】
［工程−Ｇ］
次いで、図１０に示す表示装置の組立を行う。具体的には、アノードパネルＡＰに設けられたスペーサ保持部２５にスペーサ２７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とを配置する。アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰ（より具体的には、支持体１０と基板２０）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２６を介して、外周部において接合する。接合に際しては、接合部材２６とアノードパネルＡＰとの接合部位、及び、接合部材２６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２６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２６とによって囲まれた空間ＳＰ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ＳＰの圧力が１０-4Ｐａ程度に達した時点で排気管を加熱溶融や圧接により封じ切る。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２６とに囲まれた空間ＳＰを真空にすることができる。あるいは又、例えば、接合部材２６とアノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとの貼り合わせを高真空雰囲気中で行ってもよい。あるいは又、表示装置の構造に依っては、枠体無しで、接着層のみによってアノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとを貼り合わせてもよい。その後、必要な外部回路との配線接続を行い、実施例の表示装置を完成させることができる。
【００８５】
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冷陰極電界電子放出表示装置やカソードパネル、アノードパネル、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。
【００８６】
電界放出素子においては、専ら１つの第１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つの第１開口部に複数の電子放出部が対応した形態、あるいは、複数の第１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１Ａ開口部を設け、第１絶縁層に係る複数の第１Ａ開口部に連通した第１Ｂ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。実施例においては、専ら、抜き部を設ける例を説明したが、切欠部を設けてもよい。実施例１の表示装置において、抜き部の代わりに切欠部１１Ｄ’を設けた例を、カソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図９に示す。尚、係る切欠部を実施例２、実施例３にて説明した表示装置にも適用することができることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図、及び、図１の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図である。
【図２】図２は、実施例１の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図である。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図、及び、図３の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図である。
【図４】図４は、実施例２の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図である。
【図５】図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例３の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図、及び、図５の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図である。
【図６】図６は、実施例３の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図である。
【図７】図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例４の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図、及び、図７の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図である。
【図８】図８は、実施例４の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図である。
【図９】図９は、実施例１の冷陰極電界電子放出表示装置の変形例におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、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１１】図１１の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例２の冷陰極電界電子放出表示装置及び従来の冷陰極電界電子放出表示装置において、カソード電極に０ボルト、ゲート電極に３５ボルトを印加したと想定したときのアノード電極に衝突する電子ビームの位置をシミュレーションした結果を示す図である。
【図１２】図１２の（Ａ）〜（Ｃ）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（Ｃ）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の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、従来の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図、及び、図１４の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図である。
【図１５】図１５は、従来の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の形状を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０・・・支持体、１１，１１１・・・カソード電極、１１Ａ，１１１Ａ・・・カソード電極・幹配線、１１Ｂ，１１１Ｂ・・・カソード電極・枝配線、１１Ｃ・・・カソード電極延在部、１１Ｄ，１３Ｄ・・・抜き部、１１Ｄ’・・・切欠部、１２・・・第１絶縁層、１３・・・ゲート電極、１３Ａ，１１３Ａ・・・ゲート電極・幹配線、１３Ｂ，１１３Ｂ・・・ゲート電極・枝配線、１３Ｃ，１１３Ｃ・・・ゲート電極延在部、１１３Ｅ・・・ゲート電極先端部、１４，１４Ｂ，１４Ｃ・・・第１開口部、１４Ａ・・・第１開口部を形成すべき領域、１５・・・電子放出部、１６・・・第２絶縁層、１７・・・フォーカス電極、１８・・・第２開口部、２０・・・基板、２１・・・隔壁、２２・・・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・・・スペーサ保持部、２６・・・接合部材、２７・・・スペーサ、３１・・・カソード電極制御回路、３２・・・ゲート電極制御回路、３３・・・フォーカス電極制御回路、３４・・・アノード電極制御回路、４０・・・剥離層、４１・・・導電材料層、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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーカス電極を有する冷陰極電界電子放出表示装置に関する。
【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、カソードパネルとアノードパネルとが外周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、特開２００１−０３５４２３に開示された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１０に示し、カソード電極、ゲート電極等の配置関係を、図１４の（Ａ）に模式的に示し、図１４の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図を図１４の（Ｂ）に示し、カソード電極及びゲート電極の形状を図１５に模式的に示す。
【０００５】
この表示装置にあっては、支持体１０上に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おり、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ＳＰが真空に保持されている。そして、カソードパネルＣＰは、
（Ａ）支持体１０上に形成されたカソード電極２１１、
（Ｂ）支持体１０及びカソード電極２１１上に設けられた第１絶縁層１２、
（Ｃ）第１絶縁層１２上に形成されたゲート電極２１３、
（Ｄ）第１絶縁層１２及びゲート電極１３上に形成された第２絶縁層１６、並びに、
（Ｅ）第２絶縁層１６上に形成されたフォーカス電極１７、
を備えている。
【０００６】
カソード電極２１１は、第１の方向に延びるカソード電極・幹配線２１１Ａ、及び、カソード電極・幹配線２１１Ａから、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるカソード電極・枝配線２１１Ｂ、カソード電極・枝配線２１１Ｂから延びるカソード電極延在部２１１Ｃから構成されている。一方、ゲート電極２１３は、第２の方向に延びるゲート電極・幹配線２１３Ａ、ゲート電極・幹配線２１３Ａから延びるゲート電極・枝配線２１３Ｂ、及び、ゲート電極・枝配線２１３Ｂから第１の方向に延びるゲート電極延在部２１３Ｃから構成されている。
【０００７】
更には、各電子放出領域ＥＡは、
（Ｆ）ゲート電極延在部２１３Ｃ及び第１絶縁層１２に設けられた第１開口部１４、
（Ｇ）第１開口部１４の底部に露出したカソード電極延在部２１１Ｃの部分の上に形成された電子放出部１５、並びに、
（Ｈ）フォーカス電極１７及び第２絶縁層１６に設けられ、底部にゲート電極・枝配線２１３Ｂ、ゲート電極延在部２１３Ｃ、第１開口部１４、第１絶縁層１２及び電子放出部１５が露出した第２開口部１８、
から構成されている。
【０００８】
そして、カソード電極２１１には画像信号（ビデオ信号）に相当する電位（例えば、０ボルトから１８ボルトまで変動する電位）が印加され、ゲート電極２１３には走査信号に相当する一定の電位（例えば、３５ボルト）が印加される。あるいは又、これとは逆に、ゲート電極２１３には画像信号（ビデオ信号）に相当する電位（例えば、０ボルトから１８ボルトまで変動する電位）が印加され、カソード電極２１１には走査信号に相当する一定の電位（例えば、３５ボルト）が印加される。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−０３５４２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の表示装置にあっては、ゲート電極延在部２１３Ｃとカソード電極・枝配線２１１Ｂとは重複していない。従って、カソード電極２１１に印加される画像信号（ビデオ信号）に相当する電位の変動に起因して、カソード電極・枝配線２１１Ｂにおいて生成した電場によってフォーカス電極１７が形成する電場に変化が生じる。そして、その結果、電子放出部１５から出射された電子が、対向する蛍光体領域２２の所望の領域に衝突しない場合が生じ、また、アノード電極２４に衝突する電子ビームの形状に変化が生じる場合がある。あるいは又、ゲート電極２１３に印加される画像信号（ビデオ信号）に相当する電位の変動に起因して、ゲート電極・枝配線２１３Ｂにおいて生成した電場によってフォーカス電極１７が形成する電場に変化が生じる。そして、その結果、電子放出部１５から出射された電子が、対向する蛍光体領域２２の所望の領域に衝突しない場合が生じ、また、アノード電極２４に衝突する電子ビームの形状に変化が生じる場合がある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、電子放出部から出射された電子が、対向する蛍光体領域の所望の領域に確実に衝突し得る構成、構造を有する冷陰極電界電子放出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】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置（以下、単に、『表示装置』と略称する場合がある）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冷陰極電界電子放出表示装置であって、
カソードパネルは、
（Ａ）支持体上に形成されたカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極上に設けられた第１絶縁層、
（Ｃ）第１絶縁層上に形成されたゲート電極、
（Ｄ）第１絶縁層及びゲート電極上に形成された第２絶縁層、並びに、
（Ｅ）第２絶縁層上に形成されたフォーカス電極、
を備えている。
【００１３】
そして、本発明の第１の態様に係る表示装置にあっては、
カソード電極は、第１の方向に延びるカソード電極・幹配線、カソード電極・幹配線から延びるカソード電極・枝配線、及び、カソード電極・枝配線から延びるカソード電極延在部から構成されており、
ゲート電極は、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極・幹配線、ゲート電極・幹配線から延びるゲート電極・枝配線、及び、ゲート電極・枝配線から延びるゲート電極延在部から構成されており、
カソード電極延在部の上方には、ゲート電極延在部が位置し、且つ、ゲート電極・枝配線は存在しておらず、
カソード電極・枝配線の上方には、ゲート電極延在部は存在しておらず、
ゲート電極延在部の下方には、カソード電極延在部が位置し、且つ、カソード電極・枝配線は存在しておらず、
各電子放出領域は、
（Ｆ）ゲート電極延在部及び第１絶縁層に設けられた第１開口部、
（Ｇ）第１開口部の底部に露出したカソード電極延在部の上に形成された電子放出部、並びに、
（Ｈ）フォーカス電極及び第２絶縁層に設けられ、底部にゲート電極・枝配線、ゲート電極延在部、第１開口部及び第１絶縁層が露出した第２開口部、
から構成されており、
第２開口部の下方にカソード電極延在部が位置しており、
カソード電極・枝配線及びゲート電極・枝配線の内の少なくとも一方には、切欠部又は抜き部が設けられている。
【００１４】
ここで、本発明の第１の態様に係る表示装置にあっては、カソード電極・枝配線には切欠部又は抜き部が設けられており、カソード電極には画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加され、ゲート電極には走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加される形態とすることができる。あるいは又、カソード電極・枝配線及びゲート電極・枝配線には切欠部又は抜き部が設けられており、カソード電極には画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加され、ゲート電極には走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加される形態とすることができる。あるいは又、ゲート電極・枝配線には切欠部又は抜き部が設けられており、カソード電極には走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加され、ゲート電極には画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加される形態とすることができる。
【００１５】
また、本発明の第２の態様に係る表示装置にあっては、
カソード電極は、第１の方向に延びるカソード電極・幹配線、カソード電極・幹配線から延びるカソード電極・枝配線、及び、カソード電極・枝配線から延びるカソード電極延在部から構成されており、
ゲート電極は、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極・幹配線、ゲート電極・幹配線から延びるゲート電極・枝配線、ゲート電極・枝配線から延びるゲート電極延在部、及び、ゲート電極延在部から延びるゲート電極先端部から構成されており、
ゲート電極延在部の下方にはカソード電極延在部が位置し、且つ、ゲート電極先端部の下方にはカソード電極・枝配線が位置しており、
各電子放出領域は、
（Ｆ）ゲート電極延在部及び第１絶縁層に設けられた第１開口部、
（Ｇ）第１開口部の底部に露出したカソード電極延在部の上に形成された電子放出部、並びに、
（Ｈ）フォーカス電極及び第２絶縁層に設けられ、底部にゲート電極・枝配線、ゲート電極延在部、ゲート電極先端部、第１開口部及び第１絶縁層が露出した第２開口部、
から構成されている。
【００１６】
ここで、本発明の第２の態様に係る表示装置にあっては、カソード電極には画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加され、ゲート電極には走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加される形態とすることができる。
【００１７】
上記の好ましい形態、構成を含む本発明の第１の態様及び第２の態様に係る表示装置（以下、これらを総称して、単に、『本発明の表示装置』と呼ぶ場合がある）において、冷陰極電界電子放出素子（以下、『電界放出素子』と略称する場合がある）は、
（ａ）支持体上に形成されたカソード電極延在部、
（ｂ）支持体及びカソード電極延在部上に設けられた第１絶縁層、
（ｃ）第１絶縁層上に形成されたゲート電極延在部、
（ｄ）ゲート電極延在部及び第１絶縁層の部分に設けられた第１開口部、
（ｅ）第１開口部の底部に露出したカソード電極延在部の部分の上に形成された電子放出部、
（ｆ）第１絶縁層及びゲート電極延在部上に形成された第２絶縁層、
（ｇ）第２絶縁層上に形成されたフォーカス電極、並びに、
（ｈ）フォーカス電極及び第２絶縁層に設けられ、底部にゲート電極延在部、第１開口部、第１絶縁層及び電子放出部が露出した第２開口部、
から構成されている。
【００１８】
本発明の表示装置において、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。
【００１９】
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、第１開口部の底部に位置するカソード電極延在部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、第１開口部の底部に位置するカソード電極延在部の上に設けられた電界放出素子）を挙げることができる。カソードパネルにおいて、カソード電極・幹配線の射影像とゲート電極・幹配線の射影像とは直交することが、即ち、第１の方向と第２の方向とは直交していることが、表示装置の構造の簡素化といった観点から好ましい。ここで、ゲート電極・幹配線は行方向（Ｘ方向）に延び、カソード電極・幹配線は列方向（Ｙ方向）に延びる構成とすることができる。
【００２０】
そして、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。
【００２１】
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、フォーカス電極はフォーカス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。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。
【００２２】
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、カソード電極延在部を含む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）に第１絶縁層を形成する工程、
（３）第１絶縁層上に、ゲート電極延在部を含むゲート電極を形成する工程、
（４）カソード電極延在部とゲート電極延在部との重複領域におけるゲート電極延在部及び第１絶縁層の部分に第１開口部を形成し、第１開口部の底部にカソード電極延在部を露出させる工程、
（５）第１開口部の底部に位置するカソード電極延在部上に電子放出部を形成する工程、
（６）第２開口部を有する第２絶縁層を形成し、第２絶縁層上にフォーカス電極を形成する工程。
【００２３】
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、カソード電極延在部を含むカソード電極を形成する工程、
（２）カソード電極延在部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）に第１絶縁層を形成する工程、
（４）第１絶縁層上に、ゲート電極延在部を含むゲート電極を形成する工程、
（５）カソード電極延在部とゲート電極延在部との重複領域におけるゲート電極延在部及び第１絶縁層の部分に第１開口部を形成し、第１開口部の底部に電子放出部を露出させる工程、
（６）第２開口部を有する第２絶縁層を形成し、第２絶縁層上にフォーカス電極を形成する工程。
【００２４】
ゲート電極、カソード電極、フォーカス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、フォーカス電極を、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各種物理的気相成長法（ＰＶＤ法）；各種化学的気相成長法（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を含む各種印刷法；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、フォーカス電極を形成することが可能である。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
第１開口部（ゲート電極に形成された第１Ａ開口部、第１絶縁層に形成された第１Ｂ開口部）の平面形状（支持体表面と平行な仮想平面で第１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１Ａ開口部を、直接、形成することもできる。第１Ｂ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。フォーカス電極及び第２絶縁層に設けられた第２開口部の形成も、同様の方法で行うことができる。
【００２８】
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つの第１開口部内に１つの電子放出部が存在してもよいし、１つの第１開口部内に複数の電子放出部が存在してもよいし、ゲート電極延在部に複数の第１Ａ開口部を設け、係る第１Ａ開口部と連通する１つの第１Ｂ開口部を第１絶縁層に設け、第１絶縁層に設けられた１つの第１Ｂ開口部内に１又は複数の電子放出部が存在してもよい。
【００２９】
電界放出素子において、カソード電極延在部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、カソード電極延在部とゲート電極延在部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、各種ＣＶＤ法や、スクリーン印刷法といった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。
【００３０】
第１絶縁層、第２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。第１絶縁層、第２絶縁層の形成には、各種ＣＶＤ法、塗布法、スパッタリング法、スクリーン印刷法といった各種印刷法等の公知のプロセスが利用できる。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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各種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各種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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、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、隔壁を形成すべき部分に対応するスクリーンの部分に開口が形成されており、スクリーン上の隔壁形成用材料をスキージを用いて開口を通過させ、基板上に隔壁形成用材料層を形成した後、係る隔壁形成用材料層を焼成する方法である。ドライフィルム法とは、基板上に感光性フィルムをラミネートし、露光及び現像によって隔壁形成予定部位の感光性フィルムを除去し、除去によって生じた開口に隔壁形成用材料を埋め込み、焼成する方法である。感光性フィルムは焼成によって燃焼、除去され、開口に埋め込まれた隔壁形成用材料が残り、隔壁となる。感光法とは、基板上に感光性を有する隔壁形成用材料層を形成し、露光及び現像によってこの隔壁形成用材料層をパターニングした後、焼成（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隔壁形成用材料を型（キャスト）から基板上に押し出すことで隔壁形成用材料層を形成した後、係る隔壁形成用材料層を焼成する方法である。サンドブラスト形成法とは、例えば、スクリーン印刷法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隔壁形成用材料層を基板上に形成し、乾燥させた後、隔壁を形成すべき隔壁形成用材料層の部分をマスク層で被覆し、次いで、露出した隔壁形成用材料層の部分をサンドブラスト法によって除去する方法である。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。また、隔壁の一部を、スペーサ保持部として機能させてもよい。
【００４０】
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。
【００４１】
隔壁形成用材料として、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。隔壁の表面（頂面及び側面）には、隔壁に電子ビームが衝突して隔壁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。
【００４２】
カソードパネルとアノードパネルとを外周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、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、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、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。
【００４５】
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。即ち、Ｘ方向に沿ったスペーサの数は、１であってもよいし、２以上であってもよく、表示装置の仕様に依存する。スペーサを構成するスペーサ基体は、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。スペーサ基体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。この場合、所謂グリーンシートを成形して、グリーンシートを焼成し、係るグリーンシート焼成品を切断することによってスペーサ基体を製造することができる。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、スペーサの端部に対して面取りを行い、突起部等を除去することが好ましい。スペーサは、例えば、アノードパネルに設けられた隔壁と隔壁との間に挟み込んで固定すればよく、あるいは又、例えば、アノードパネル及び／又はカソードパネルにスペーサ保持部を形成し、スペーサ保持部によって固定すればよい。
【００４６】
スペーサの側面（より具体的には、スペーサ基体の側面）には帯電防止膜や抵抗体膜等が設けられていてもよい。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。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。例えば、膜は１層構造であって、複数の種類の材料からその層が構成されていてもよいし、膜は複数層が積層して成り、それぞれの層が異なる材料から成るものであってもよい。これらの膜は、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、スクリーン印刷法等、周知の方法により形成することができる。また、これらの膜の膜厚は、必要に応じて任意に設定すればよい。
【００４７】
本発明において、ピクセル数を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】
【００４８】
本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、カソード電極延在部の上方には、ゲート電極延在部が位置し、且つ、ゲート電極・枝配線は存在していない。また、カソード電極・枝配線の上方には、ゲート電極延在部は存在していない。更には、ゲート電極延在部の下方には、カソード電極延在部が位置し、且つ、カソード電極・枝配線は存在していない。しかも、第２開口部の下方にカソード電極延在部が位置している。そして、カソード電極・枝配線及びゲート電極・枝配線の内の少なくとも一方には、切欠部又は抜き部が設けられている。それ故、カソード電極・枝配線やゲート電極・枝配線の電位変動に起因してフォーカス電極によって形成される電場の変化を確実に抑制することができる。そして、以上の結果として、電子放出部から出射された電子を対向する蛍光体領域の所望の領域に確実に衝突させることができ、また、アノード電極に衝突する電子ビームの形状に変化が生じることを抑制することができるので、高い画像表示品質を有する冷陰極電界電子放出表示装置を提供することができる。
【００４９】
本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、ゲート電極先端部は、カソード電極・枝配線の上方まで、カソード電極・枝配線を覆うように延びている。従って、例えば、カソード電極に画像信号に相当する変動する電位が印加されたとしても、ゲート電極先端部が一種のシールドとして機能するが故に、フォーカス電極によって形成される電場の変化を抑制することができる。それ故、電子放出部から出射された電子を対向する蛍光体領域の所望の領域に確実に衝突させることができ、また、アノード電極に衝突する電子ビームの形状に変化が生じることを抑制することができるので、高い画像表示品質を有する冷陰極電界電子放出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】
【００５０】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【００５１】
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４における冷陰極電界電子放出表示装置（以下、単に表示装置と呼ぶ）の共通した概要を、以下、説明する。
【００５２】
実施例における表示装置の模式的な一部端面図は、図１０に示したと同様である。実施例の表示装置は、支持体１０上に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おり、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ＳＰが真空に保持されている。
【００５３】
そして、カソードパネルＣＰは、
（Ａ）支持体１０上に形成されたカソード電極１１，１１１、
（Ｂ）支持体１０及びカソード電極１１，１１１上に設けられた第１絶縁層１２、
（Ｃ）第１絶縁層１２上に形成されたゲート電極１３，１１３、
（Ｄ）第１絶縁層１２及びゲート電極１３，１１３上に形成された第２絶縁層１６、並びに、
（Ｅ）第２絶縁層１６上に形成されたフォーカス電極１７、
を備えている。
【００５４】
ここで、実施例１〜実施例４における表示装置にあっては、カソード電極１１，１１１は、第１の方向（列方向，Ｙ方向）に延びるカソード電極・幹配線１１Ａ，１１１Ａ、カソード電極・幹配線１１Ａ，１１１Ａから延びるカソード電極・枝配線１１Ｂ，１１１Ｂ（具体的には、第１の方向とは異なる第２の方向（行方向，Ｘ方向）に延びる）、及び、カソード電極・枝配線１１Ｂ，１１１Ｂから延びるカソード電極延在部１１Ｃ，１１１Ｃ（具体的には、第２の方向に延びる）から構成されている。一方、ゲート電極１３，１１３は、第２の方向に延びるゲート電極・幹配線１３Ａ，１１３Ａ、ゲート電極・幹配線１３Ａ，１１３Ａから延びるゲート電極・枝配線１３Ｂ，１１３Ｂ（具体的には、第１の方向に延び、更には第２の方向に延びる）、及び、ゲート電極・枝配線１３Ｂ，１１３Ｂから延びるゲート電極延在部１３Ｃ，１１３Ｃ（具体的には、第１の方向に延びる）から構成されている。実施例４における表示装置にあっては、ゲート電極１１３は、更に、ゲート電極延在部１１３Ｃから延びるゲート電極先端部１１３Ｅによって構成されている。尚、カソード電極延在部１１Ｃ，１１１Ｃや、ゲート電極延在部１３Ｃ，１１３Ｃの延びる方向は、これに限定されない。即ち、カソード電極を、カソード電極・幹配線から第２の方向に延び、更には第１の方向に延びるカソード電極・枝配線、及び、カソード電極・枝配線から第１の方向に延びるカソード電極延在部から構成し、ゲート電極を、ゲート電極・幹配線から第１の方向に延びるゲート電極・枝配線、及び、ゲート電極・枝配線から第１の方向に延びるゲート電極延在部から構成することもできる。
【００５５】
更には、各電子放出領域ＥＡは、
（Ｆ）ゲート電極延在部１３Ｃ，１１３Ｃ及び第１絶縁層１２に設けられた第１開口部１４（ゲート電極延在部１３Ｃに設けられた第１Ａ開口部１４Ｂ及び第１絶縁層１２に設けられた第１Ｂ開口部１４Ｃ）、
（Ｇ）第１開口部１４の底部に露出したカソード電極延在部１１Ｃ，１１１Ｃの上に形成された電子放出部１５、並びに、
（Ｈ）フォーカス電極１７及び第２絶縁層１６に設けられ、底部にゲート電極・枝配線１３Ｂ，１１３Ｂ、ゲート電極延在部１３Ｃ，１１３Ｃ、第１開口部１４、第１絶縁層１２及び電子放出部１５が露出した第２開口部１８、
から構成されている。尚、実施例４にあっては、第２開口部１８の底部には、更に、ゲート電極先端部１１３Ｅが露出している。また、参照番号１４Ａは、第１開口部１４を形成すべき領域を示す。
【００５６】
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と接合部材２６とによって挟まれた空間ＳＰ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。そして、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとの間には行方向（Ｘ方向）に沿ってスペーサ２７が配置され、スペーサ２７はスペーサ保持部２５によって保持されている。
【００５７】
実施例において、電子放出領域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上に形成されたカソード電極延在部１１Ｃ、
（ｂ）支持体１０及びカソード電極延在部１１Ｃ上に設けられた第１絶縁層１２、
（ｃ）第１絶縁層１２上に形成されたゲート電極延在部１３Ｃ、
（ｄ）ゲート電極延在部１３Ｃ及び第１絶縁層１２の部分に設けられた第１開口部１４（ゲート電極延在部１３Ｃに設けられた第１Ａ開口部１４Ｂ、及び、第１絶縁層１２に設けられた第１Ｂ開口部１４Ｃ）、
（ｅ）第１開口部１４の底部に露出したカソード電極延在部１１Ｃの部分の上に形成された電子放出部１５、
（ｆ）第１絶縁層１２及びゲート電極延在部１３Ｃ上に形成された第２絶縁層１６、
（ｇ）第２絶縁層１６上に形成されたフォーカス電極１７、並びに、
（ｈ）フォーカス電極１７及び第２絶縁層１６に設けられ、底部にゲート電極・枝配線１３Ｂ、ゲート電極延在部１３Ｃ、第１絶縁層１２、第１開口部１４及び電子放出部１５が露出した第２開口部１８、
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。
【００５８】
実施例の表示装置において、カソード電極・幹配線１１Ａ，１１１Ａとゲート電極・幹配線１３Ａ，１１３Ａとは、これらの配線１１Ａ，１１１Ａ，１３Ａ，１１３Ａ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いる。カソード電極延在部１１Ｃ，１１１Ｃとゲート電極延在部１３Ｃ，１１３Ｃの射影像が重複する領域が、１副画素（サブピクセル）の領域に相当する。電子放出領域ＥＡには、多数の電子放出部１５が設けられている。尚、図面の簡素化のため、図１０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。ここで、電子放出部集合体は複数の電子放出部１５から構成されているが、電子放出部集合体が占める領域は、例えば、長円形（２つの半円が２本の線分で連結された図形）や楕円形、細長い多角形であり、実施例１〜実施例４においては、長円形の長軸（２つの半円を連結する２本の線分と平行な軸）や楕円形の長軸、細長い多角形の長手方向は、第１の方向と平行である。
【００５９】
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。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、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。隔壁の一部は、スペーサ保持部２５として機能する。
【００６０】
実施例における表示装置において、カソード電極はカソード電極制御回路３１に接続され、ゲート電極はゲート電極制御回路３２に接続され、フォーカス電極１７はフォーカス電極制御回路３３に接続され、アノード電極２４はアノード電極制御回路３４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３４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、
（α）カソード電極に印加する電圧ＶCを一定とし、ゲート電極に印加する電圧ＶGを変化させる方式
（β）カソード電極に印加する電圧ＶCを変化させ、ゲート電極に印加する電圧ＶGを一定とする方式
（γ）カソード電極に印加する電圧ＶCを変化させ、且つ、ゲート電極に印加する電圧ＶGも変化させる方式
のいずれを採用してもよく、詳細は後述する。
【００６１】
表示装置の実表示作動時、カソード電極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、フォーカス電極１７にはフォーカス電極制御回路３３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３４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、カソード電極にカソード電極制御回路３１から画像信号（ビデオ信号）に相当する電位を印加し、ゲート電極にゲート電極制御回路３２から走査信号に相当する電位を印加する。尚、カソード電極を走査電極とし、ゲート電極をデータ電極とする場合には、カソード電極にカソード電極制御回路３１から走査信号に相当する電位を印加し、ゲート電極にゲート電極制御回路３２から画像信号（ビデオ信号）に相当する電位を印加すればよい。カソード電極とゲート電極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、ゲート電極に印加される電圧ＶG、及び、カソード電極に印加される電圧ＶCによって制御される。カソード電極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、フォーカス電極制御回路３３、アノード電極制御回路３４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】
【００６２】
実施例１は、本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置に関する。実施例１の表示装置におけるカソード電極１１及びゲート電極１３の配置関係を模式的に図１の（Ａ）に示し、図１の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図を図１の（Ｂ）に示し、カソード電極１１及びゲート電極１３の形状を模式的に図２に示す。
【００６３】
実施例１、あるいは、後述する実施例２、実施例３の表示装置にあっては、カソード電極延在部１１Ｃの上方には、ゲート電極延在部１３Ｃが位置し、且つ、ゲート電極・枝配線１３Ｂは存在していない。また、カソード電極・枝配線１１Ｂの上方には、ゲート電極延在部１３Ｃは存在していない。更には、ゲート電極延在部１３Ｃの下方には、カソード電極延在部１１Ｃが位置し、且つ、カソード電極・枝配線１１Ｂは存在していない。また、第２開口部１８の下方にカソード電極延在部１１Ｂが位置している。
【００６４】
そして、実施例１の表示装置にあっては、カソード電極・枝配線１１Ｂに抜き部１１Ｄが設けられている。
【００６５】
実施例１にあっては、カソード電極１１に画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加され、ゲート電極１３に走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加される。即ち、前述した（β）の方式を採用している。
【００６６】
このように、実施例１の表示装置にあっては、カソード電極・枝配線１１Ｂに抜き部１１Ｄが設けられている。それ故、カソード電極・枝配線１１Ｂの電位の変化に起因してフォーカス電極１７によって形成される電場が変化することを確実に抑制することができる。そして、その結果、電子放出部１５から出射された電子を対向する蛍光体領域２２の所望の領域に確実に衝突させることができ、また、アノード電極２４に衝突する電子ビームの形状に変化が生じることを抑制することができるので、高い画像表示品質を有する表示装置を提供することができる。しかも、ゲート電極延在部１３Ｃとカソード電極延在部１１Ｃ及びカソード電極・枝配線１１Ｂとによって形成される静電容量の低減を図ることができるので、駆動ドライバへの負荷を低減させることができるし、高速駆動が可能となる。
【実施例２】
【００６７】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の表示装置におけるカソード電極１１及びゲート電極１３の配置関係を模式的に図３の（Ａ）に示し、図３の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図を図３の（Ｂ）に示し、カソード電極１１及びゲート電極１３の形状を模式的に図４に示す。
【００６８】
実施例２の表示装置にあっては、ゲート電極・枝配線１３Ｂに抜き部１３Ｄが設けられている。実施例２にあっては、カソード電極１１には走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加され、ゲート電極１３には画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加される。即ち、前述した（α）の方式を採用している。
【００６９】
このように、実施例２の表示装置にあっては、ゲート電極・枝配線１３Ｂに抜き部１３Ｄが設けられている。それ故、ゲート電極・枝配線１３Ｂの電位の変化に起因してフォーカス電極１７によって形成される電場が変化することを確実に抑制することができる。そして、その結果、電子放出部１５から出射された電子を対向する蛍光体領域２２の所望の領域に確実に衝突させることができ、また、アノード電極２４に衝突する電子ビームの形状に変化が生じることを抑制することができるので、高い画像表示品質を有する表示装置を提供することができる。
【実施例３】
【００７０】
実施例３も、実施例１の変形である。実施例３の表示装置におけるカソード電極１１及びゲート電極１３の配置関係を模式的に図５の（Ａ）に示し、図５の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図を図５の（Ｂ）に示し、カソード電極１１及びゲート電極１３の形状を模式的に図６に示す。
【００７１】
実施例３の表示装置にあっては、カソード電極・枝配線１１Ｂに抜き部１１Ｄが設けられており、しかも、ゲート電極・枝配線１３Ｂに抜き部１３Ｄが設けられている。実施例３にあっては、カソード電極１１に画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加され、ゲート電極１３に走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加される。即ち、前述した（β）の方式を採用している。
【００７２】
このように、実施例３の表示装置にあっては、カソード電極・枝配線１１Ｂに抜き部１１Ｄが設けられている。それ故、カソード電極・枝配線１１Ｂの電位の変化に起因してフォーカス電極１７によって形成される電場が変化することを確実に抑制することができる。しかも、ゲート電極・枝配線１３Ｂに抜き部１３Ｄが設けられている。それ故、ゲート電極・枝配線１３Ｂの電位の変化に起因してフォーカス電極１７によって形成される電場が変化することを確実に抑制することができる。そして、以上の結果として、電子放出部１５から出射された電子を対向する蛍光体領域２２の所望の領域に確実に衝突させることができ、また、アノード電極２４に衝突する電子ビームの形状に変化が生じることを抑制することができるので、高い画像表示品質を有する表示装置を提供することができる。
【実施例４】
【００７３】
実施例４は、本発明の第２の態様に係る表示装置に関する。実施例４の表示装置におけるカソード電極１１１及びゲート電極１１３の配置関係を模式的に図７の（Ａ）に示し、図７の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図を図７の（Ｂ）に示し、カソード電極１１１及びゲート電極１１３の形状を模式的に図８に示す。
【００７４】
実施例４の表示装置にあっては、ゲート電極延在部１１３Ｃの下方にはカソード電極延在部１１１Ｃが位置し、且つ、ゲート電極先端部１１３Ｅの下方にはカソード電極・枝配線１１１Ｂが位置している。実施例４にあっても、カソード電極１１１には画像信号に相当する電位（変動する電位）が印加され、ゲート電極１１３には走査信号に相当する電位（一定の電位）が印加される。
【００７５】
このように、実施例４の表示装置にあっては、ゲート電極先端部１１３Ｅは、カソード電極・枝配線１１１Ｂの上方まで、カソード電極・枝配線１１１Ｂを覆うように延びている。それ故、カソード電極１１１に画像信号に相当する変動する電位が印加されるが、ゲート電極１１３には一定の電位が印加されており、ゲート電極先端部１１３Ｅが一種のシールドとして機能するので、フォーカス電極１７によって形成される電場の変化を抑制することができる。それ故、電子放出部１５から出射された電子を対向する蛍光体領域２２の所望の領域に確実に衝突させることができ、また、アノード電極２４に衝突する電子ビームの形状に変化が生じることを抑制することができるので、高い画像表示品質を有する表示装置を提供することができる。
【００７６】
カソード電極１１１に０ボルト、ゲート電極１１３に３５ボルトを印加したと想定したときの実施例４の表示装置におけるアノード電極２４に衝突する電子ビームの位置をシミュレーションした結果を、図１１の（Ａ）に示す。また、図１２にて説明した従来の表示装置におけるアノード電極２４に衝突する電子ビームの位置をシミュレーションした結果を、図１１の（Ｂ）に示す。尚、図１１において、薄い灰色で示され、側辺を「Ａ」で示す領域が、目標のアノード電極２４の部分である。また、黒い点は、アノード電極２４に衝突した電子を示す。図１１の（Ａ）及び（Ｂ）から、実施例４の表示装置にあっては、アノード電極２４の目標領域に電子ビームが衝突しているのに対して、従来の表示装置にあっては、電子ビームがアノード電極２４の目標領域の右側に衝突していることが判る。
【００７７】
実施例１〜実施例４における電界放出素子は、例えば、図１２及び図１３を参照して説明する以下の方法で製造することができる。但し、１つの電界放出素子のみを図示している。尚、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、ゲート電極延在部１３Ｃに設けられた第１Ａ開口部１４Ｂに対して蒸着粒子は垂直に入射するが、第１Ａ開口部１４Ｂ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１Ｂ開口部１４Ｃ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、ゲート電極延在部１３Ｃ及び第１絶縁層１２上に剥離層４０を予め形成しておく方法について説明する。
【００７８】
［工程−Ａ］
先ず、例えばガラスから成る支持体１０上に、クロム（Ｃｒ）から成るカソード電極１１（カソード電極・幹配線１１Ａ、カソード電極・枝配線１１Ｂ、カソード電極延在部１１Ｃ）を形成した後、全面にＳｉＯ2から成る第１絶縁層１２を形成し、更に、クロム（Ｃｒ）から成るゲート電極１３（ゲート電極・幹配線１３Ａ、ゲート電極・枝配線１３Ｂ、ゲート電極延在部１３Ｃ、必要に応じて、更に、ゲート電極先端部）を第１絶縁層１２上に形成する。これらの各種電極の形成は、例えば、スパッタリング法、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき行うことができる。
【００７９】
［工程−Ｂ］
次に、ゲート電極延在部１３Ｃ及び第１絶縁層１２に、エッチング用マスクとして機能するレジスト層をリソグラフィ技術によって形成する。その後、ＲＩＥ（反応性イオン・エッチング）法にてゲート電極延在部１３Ｃに第１Ａ開口部１４Ｂを形成し、更に、第１絶縁層１２に第１Ｂ開口部１４Ｃを形成する。こうして得られた第１開口部１４の底部にはカソード電極延在部１１Ｃの一部が露出している。その後、レジスト層をアッシング技術によって除去する。こうして、図１２の（Ａ）に示す構造を得ることができる。
【００８０】
［工程−Ｃ］
次に、第１開口部１４の底部に露出したカソード電極延在部１１Ｃ上に、電子放出部１５を形成する。具体的には、先ず、アルミニウムを斜め蒸着することにより、剥離層４０を形成する。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、第１開口部１４の底部にアルミニウムを殆ど堆積させることなく、ゲート電極延在部１３Ｃを含むゲート電極１３、及び、第１絶縁層１２上に剥離層４０を形成することができる。この剥離層４０は、第１開口部１４の開口端部から庇状に張り出しており、これにより第１開口部１４が実質的に縮径される（図１２の（Ｂ）参照）。
【００８１】
［工程−Ｄ］
次に、全面に例えばモリブデン（Ｍｏ）を垂直蒸着する。このとき、図１２の（Ｃ）に示すように、剥離層４０上でオーバーハング形状を有するモリブデンから成る導電材料層４１が成長するに伴い、第１開口部１４の実質的な直径が次第に縮小されるので、第１開口部１４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１４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１開口部１４の底部には円錐形の堆積物が形成され、この円錐形のモリブデンから成る堆積物が電子放出部１５となる。
【００８２】
［工程−Ｅ］
その後、電気化学的プロセス及び湿式プロセスによって剥離層４０を第１絶縁層１２及びゲート電極１３の表面から剥離し、第１絶縁層１２及びゲート電極１３の上方の導電材料層４１を選択的に除去する。その結果、図１３の（Ａ）に示すように、第１開口部１４の底部に位置するカソード電極延在部１１Ｃ上に円錐形の電子放出部１５を残すことができる。その後、第１絶縁層１２を等方的にエッチングして第１開口部１４の側面を後退させ、ゲート電極延在部１３Ｃに設けられた第１Ａ開口部１４Ｂの端部を露出させることが好ましい（図１３の（Ｂ）参照）。等方的なエッチングは、ケミカルドライエッチングのようにラジカルを主エッチング種として利用するドライエッチング、あるいは、エッチング液を利用するウェットエッチングにより行うことができる。エッチング液として、例えば４９％フッ酸水溶液と純水の１：１００（容積比）混合液を用いることができる。
【００８３】
［工程−Ｆ］
その後、感光性ポリイミド樹脂を第１絶縁層１２及びゲート電極１３上に、例えば、印刷法にて形成し、次いで、感光性ポリイミド樹脂を露光、現像することで、第２開口部１８が設けられた第２絶縁層１６を得ることができる。その後、斜め真空蒸着法にて、第２絶縁層１６の頂面の部分にフォーカス電極１７を形成する。第２開口部１８の底部には、フォーカス電極１７は形成されない。
【００８４】
［工程−Ｇ］
次いで、図１０に示す表示装置の組立を行う。具体的には、アノードパネルＡＰに設けられたスペーサ保持部２５にスペーサ２７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とを配置する。アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰ（より具体的には、支持体１０と基板２０）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２６を介して、外周部において接合する。接合に際しては、接合部材２６とアノードパネルＡＰとの接合部位、及び、接合部材２６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２６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２６とによって囲まれた空間ＳＰ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ＳＰの圧力が１０-4Ｐａ程度に達した時点で排気管を加熱溶融や圧接により封じ切る。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２６とに囲まれた空間ＳＰを真空にすることができる。あるいは又、例えば、接合部材２６とアノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとの貼り合わせを高真空雰囲気中で行ってもよい。あるいは又、表示装置の構造に依っては、枠体無しで、接着層のみによってアノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとを貼り合わせてもよい。その後、必要な外部回路との配線接続を行い、実施例の表示装置を完成させることができる。
【００８５】
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冷陰極電界電子放出表示装置やカソードパネル、アノードパネル、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。
【００８６】
電界放出素子においては、専ら１つの第１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つの第１開口部に複数の電子放出部が対応した形態、あるいは、複数の第１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１Ａ開口部を設け、第１絶縁層に係る複数の第１Ａ開口部に連通した第１Ｂ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。実施例においては、専ら、抜き部を設ける例を説明したが、切欠部を設けてもよい。実施例１の表示装置において、抜き部の代わりに切欠部１１Ｄ’を設けた例を、カソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図９に示す。尚、係る切欠部を実施例２、実施例３にて説明した表示装置にも適用することができることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図、及び、図１の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図である。
【図２】図２は、実施例１の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図である。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図、及び、図３の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図である。
【図４】図４は、実施例２の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図である。
【図５】図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例３の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図、及び、図５の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図である。
【図６】図６は、実施例３の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図である。
【図７】図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例４の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図、及び、図７の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図である。
【図８】図８は、実施例４の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図である。
【図９】図９は、実施例１の冷陰極電界電子放出表示装置の変形例におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、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１１】図１１の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例２の冷陰極電界電子放出表示装置及び従来の冷陰極電界電子放出表示装置において、カソード電極に０ボルト、ゲート電極に３５ボルトを印加したと想定したときのアノード電極に衝突する電子ビームの位置をシミュレーションした結果を示す図である。
【図１２】図１２の（Ａ）〜（Ｃ）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（Ｃ）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の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、従来の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の配置関係を模式的に示す図、及び、図１４の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な一部断面図である。
【図１５】図１５は、従来の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソード電極及びゲート電極の形状を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０・・・支持体、１１，１１１・・・カソード電極、１１Ａ，１１１Ａ・・・カソード電極・幹配線、１１Ｂ，１１１Ｂ・・・カソード電極・枝配線、１１Ｃ・・・カソード電極延在部、１１Ｄ，１３Ｄ・・・抜き部、１１Ｄ’・・・切欠部、１２・・・第１絶縁層、１３・・・ゲート電極、１３Ａ，１１３Ａ・・・ゲート電極・幹配線、１３Ｂ，１１３Ｂ・・・ゲート電極・枝配線、１３Ｃ，１１３Ｃ・・・ゲート電極延在部、１１３Ｅ・・・ゲート電極先端部、１４，１４Ｂ，１４Ｃ・・・第１開口部、１４Ａ・・・第１開口部を形成すべき領域、１５・・・電子放出部、１６・・・第２絶縁層、１７・・・フォーカス電極、１８・・・第２開口部、２０・・・基板、２１・・・隔壁、２２・・・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・・・スペーサ保持部、２６・・・接合部材、２７・・・スペーサ、３１・・・カソード電極制御回路、３２・・・ゲート電極制御回路、３３・・・フォーカス電極制御回路、３４・・・アノード電極制御回路、４０・・・剥離層、４１・・・導電材料層、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
【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冷陰極電界電子放出表示装置であって、
カソードパネルは、
（Ａ）支持体上に形成されたカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極上に設けられた第１絶縁層、
（Ｃ）第１絶縁層上に形成されたゲート電極、
（Ｄ）第１絶縁層及びゲート電極上に形成された第２絶縁層、並びに、
（Ｅ）第２絶縁層上に形成されたフォーカス電極、
を備えており、
カソード電極は、第１の方向に延びるカソード電極・幹配線、カソード電極・幹配線から延びるカソード電極・枝配線、及び、カソード電極・枝配線から延びるカソード電極延在部から構成されており、
ゲート電極は、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極・幹配線、ゲート電極・幹配線から延びるゲート電極・枝配線、及び、ゲート電極・枝配線から延びるゲート電極延在部から構成されており、
カソード電極延在部の上方には、ゲート電極延在部が位置し、且つ、ゲート電極・枝配線は存在しておらず、
カソード電極・枝配線の上方には、ゲート電極延在部は存在しておらず、
ゲート電極延在部の下方には、カソード電極延在部が位置し、且つ、カソード電極・枝配線は存在しておらず、
各電子放出領域は、
（Ｆ）ゲート電極延在部及び第１絶縁層に設けられた第１開口部、
（Ｇ）第１開口部の底部に露出したカソード電極延在部の上に形成された電子放出部、並びに、
（Ｈ）フォーカス電極及び第２絶縁層に設けられ、底部にゲート電極・枝配線、ゲート電極延在部、第１開口部及び第１絶縁層が露出した第２開口部、
から構成されており、
第２開口部の下方にカソード電極延在部が位置しており、
カソード電極・枝配線及びゲート電極・枝配線の内の少なくとも一方には、切欠部又は抜き部が設けられている冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項２】
カソード電極・枝配線には切欠部又は抜き部が設けられており、
カソード電極には画像信号に相当する電位が印加され、ゲート電極には走査信号に相当する電位が印加される請求項１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項３】
カソード電極・枝配線及びゲート電極・枝配線には切欠部又は抜き部が設けられており、
カソード電極には画像信号に相当する電位が印加され、ゲート電極には走査信号に相当する電位が印加される請求項１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項４】
ゲート電極・枝配線には切欠部又は抜き部が設けられており、
カソード電極には走査信号に相当する電位が印加され、ゲート電極には画像信号に相当する電位が印加される請求項１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項５】
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冷陰極電界電子放出表示装置であって、
カソードパネルは、
（Ａ）支持体上に形成されたカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極上に設けられた第１絶縁層、
（Ｃ）第１絶縁層上に形成されたゲート電極、
（Ｄ）第１絶縁層及びゲート電極上に形成された第２絶縁層、並びに、
（Ｅ）第２絶縁層上に形成されたフォーカス電極、
を備えており、
カソード電極は、第１の方向に延びるカソード電極・幹配線、カソード電極・幹配線から延びるカソード電極・枝配線、及び、カソード電極・枝配線から延びるカソード電極延在部から構成されており、
ゲート電極は、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極・幹配線、ゲート電極・幹配線から延びるゲート電極・枝配線、ゲート電極・枝配線から延びるゲート電極延在部、及び、ゲート電極延在部から延びるゲート電極先端部から構成されており、
ゲート電極延在部の下方にはカソード電極延在部が位置し、且つ、ゲート電極先端部の下方にはカソード電極・枝配線が位置しており、
各電子放出領域は、
（Ｆ）ゲート電極延在部及び第１絶縁層に設けられた第１開口部、
（Ｇ）第１開口部の底部に露出したカソード電極延在部の上に形成された電子放出部、並びに、
（Ｈ）フォーカス電極及び第２絶縁層に設けられ、底部にゲート電極・枝配線、ゲート電極延在部、ゲート電極先端部、第１開口部及び第１絶縁層が露出した第２開口部、
から構成されている冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項６】
カソード電極には画像信号に相当する電位が印加され、ゲート電極には走査信号に相当する電位が印加される請求項５に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【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冷陰極電界電子放出表示装置であって、
カソードパネルは、
（Ａ）支持体上に形成されたカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極上に設けられた第１絶縁層、
（Ｃ）第１絶縁層上に形成されたゲート電極、
（Ｄ）第１絶縁層及びゲート電極上に形成された第２絶縁層、並びに、
（Ｅ）第２絶縁層上に形成されたフォーカス電極、
を備えており、
カソード電極は、第１の方向に延びるカソード電極・幹配線、カソード電極・幹配線から延びるカソード電極・枝配線、及び、カソード電極・枝配線から延びるカソード電極延在部から構成されており、
ゲート電極は、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極・幹配線、ゲート電極・幹配線から延びるゲート電極・枝配線、及び、ゲート電極・枝配線から延びるゲート電極延在部から構成されており、
カソード電極延在部の上方には、ゲート電極延在部が位置し、且つ、ゲート電極・枝配線は存在しておらず、
カソード電極・枝配線の上方には、ゲート電極延在部は存在しておらず、
ゲート電極延在部の下方には、カソード電極延在部が位置し、且つ、カソード電極・枝配線は存在しておらず、
各電子放出領域は、
（Ｆ）ゲート電極延在部及び第１絶縁層に設けられた第１開口部、
（Ｇ）第１開口部の底部に露出したカソード電極延在部の上に形成された電子放出部、並びに、
（Ｈ）フォーカス電極及び第２絶縁層に設けられ、底部にゲート電極・枝配線、ゲート電極延在部、第１開口部及び第１絶縁層が露出した第２開口部、
から構成されており、
第２開口部の下方にカソード電極延在部が位置しており、
カソード電極・枝配線及びゲート電極・枝配線の内の少なくとも一方には、切欠部又は抜き部が設けられている冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項２】
カソード電極・枝配線には切欠部又は抜き部が設けられており、
カソード電極には画像信号に相当する電位が印加され、ゲート電極には走査信号に相当する電位が印加される請求項１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項３】
カソード電極・枝配線及びゲート電極・枝配線には切欠部又は抜き部が設けられており、
カソード電極には画像信号に相当する電位が印加され、ゲート電極には走査信号に相当する電位が印加される請求項１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項４】
ゲート電極・枝配線には切欠部又は抜き部が設けられており、
カソード電極には走査信号に相当する電位が印加され、ゲート電極には画像信号に相当する電位が印加される請求項１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項５】
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冷陰極電界電子放出表示装置であって、
カソードパネルは、
（Ａ）支持体上に形成されたカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極上に設けられた第１絶縁層、
（Ｃ）第１絶縁層上に形成されたゲート電極、
（Ｄ）第１絶縁層及びゲート電極上に形成された第２絶縁層、並びに、
（Ｅ）第２絶縁層上に形成されたフォーカス電極、
を備えており、
カソード電極は、第１の方向に延びるカソード電極・幹配線、カソード電極・幹配線から延びるカソード電極・枝配線、及び、カソード電極・枝配線から延びるカソード電極延在部から構成されており、
ゲート電極は、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極・幹配線、ゲート電極・幹配線から延びるゲート電極・枝配線、ゲート電極・枝配線から延びるゲート電極延在部、及び、ゲート電極延在部から延びるゲート電極先端部から構成されており、
ゲート電極延在部の下方にはカソード電極延在部が位置し、且つ、ゲート電極先端部の下方にはカソード電極・枝配線が位置しており、
各電子放出領域は、
（Ｆ）ゲート電極延在部及び第１絶縁層に設けられた第１開口部、
（Ｇ）第１開口部の底部に露出したカソード電極延在部の上に形成された電子放出部、並びに、
（Ｈ）フォーカス電極及び第２絶縁層に設けられ、底部にゲート電極・枝配線、ゲート電極延在部、ゲート電極先端部、第１開口部及び第１絶縁層が露出した第２開口部、
から構成されている冷陰極電界電子放出表示装置。
【請求項６】
カソード電極には画像信号に相当する電位が印加され、ゲート電極には走査信号に相当する電位が印加される請求項５に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１１８１６９（Ｐ２０１０−１１８１６９Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８８６６３（Ｐ２００８−２８８６６３）
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【出願人】（３０７０１９０００）株式会社エフ・イー・テクノロジーズ (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【出願人】（３０７０１９０００）株式会社エフ・イー・テクノロジーズ (18)
【Ｆターム（参考）】
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