JP2001234163A - 発光性結晶粒子、発光性結晶粒子組成物、表示用パネル及び平面型表示装置 - Google Patents

発光性結晶粒子、発光性結晶粒子組成物、表示用パネル及び平面型表示装置

Info

Publication number
JP2001234163A
JP2001234163A JP2000048666A JP2000048666A JP2001234163A JP 2001234163 A JP2001234163 A JP 2001234163A JP 2000048666 A JP2000048666 A JP 2000048666A JP 2000048666 A JP2000048666 A JP 2000048666A JP 2001234163 A JP2001234163 A JP 2001234163A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
field emission
layer
cathode electrode
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000048666A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Kajiwara
和夫 梶原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2000048666A priority Critical patent/JP2001234163A/ja
Priority to US09/789,603 priority patent/US6819041B2/en
Priority to CN01117238A priority patent/CN1312572A/zh
Priority to EP01400490A priority patent/EP1127936A3/en
Priority to KR1020010009789A priority patent/KR20010085623A/ko
Publication of JP2001234163A publication Critical patent/JP2001234163A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7784—Chalcogenides
    • C09K11/7787—Oxides
    • C09K11/7789—Oxysulfides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/64—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing aluminium
    • C09K11/641—Chalcogenides
    • C09K11/642—Chalcogenides with zinc or cadmium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/12—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
    • H01J31/123—Flat display tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/20—Manufacture of screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored; Applying coatings to the vessel
    • H01J9/22—Applying luminescent coatings
    • H01J9/227—Applying luminescent coatings with luminescent material discontinuously arranged, e.g. in dots or lines

Abstract

(57)【要約】 【課題】長時間の使用によっても劣化の少ない、即ち、
輝度の低下の少ない発光性結晶粒子から構成された平面
型表示装置を提供する。 【解決手段】本発明の平面型表示装置は、表示用パネル
２０と、複数の電子放出領域１６を有する背面パネル１
０とが真空空間を挟んで対向配置されて成り、表示用パ
ネル２０は、支持体２１、電子放出領域１６から飛来し
た電子の照射によって発光する発光性結晶粒子から成る
発光層２２、及び、電極２４から成り、発光性結晶粒子
の表面から電子が侵入する深さまでの領域における結晶
欠陥密度が５×１０7ケ／ｃｍ2以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギー線の照
射によって発光する発光性結晶粒子、かかる発光性結晶
粒子から構成された表示用パネル、及び、かかる表示装
置から作製された平面型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】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、熱的励起に
よらず、固体から真空中に電子を放出することが可能な
冷陰極電界電子放出表示装置、所謂フィールドエミッシ
ョンディスプレイ（ＦＥＤ）も提案されており、画面の
明るさ及び低消費電力の観点から注目を集めている。
【０００３】冷陰極電界電子放出表示装置の代表的な構
成例を図１に示す。この表示装置においては、表示用パ
ネル２０と背面パネル１０とが対向配置され、両パネル
１０，２０は、各々の周縁部において図示しない枠体を
介して互いに接着され、両パネル間の閉鎖空間が真空空
間とされている。背面パネル１０は、電子放出体として
冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と呼ぶ）
を備えている。図１では、電界放出素子の一例として、
円錐形の電子放出電極１６を有する、所謂スピント（Ｓ
ｐｉｎｄｔ）型電界放出素子を示す。スピント型電界放
出素子は、基板１１上に形成されたストライプ状のカソ
ード電極１２と、カソード電極１２及び基板１１上に形
成された絶縁層１３と、絶縁層１３上に形成されたスト
ライプ状のゲート電極１４と、ゲート電極１４及び絶縁
層１３に設けられた開口部１５内に形成された円錐形の
電子放出電極１６から構成されている。尚、電子放出電
極１６は、開口部１５の底部に位置するカソード電極１
２の部分の上に設けられている。通常、多数の電子放出
電極１６が、後述する蛍光体層２２の１つに対応付けら
れている。電子放出電極１６には、カソード電極駆動回
路３１からカソード電極１２を通じて相対的に負電圧
（ビデオ信号）が印加され、ゲート電極１４にはゲート
電極駆動回路３２から相対的に正電圧（走査信号）が印
加される。これらの電圧印加によって生じた電界に応
じ、電子放出電極１６の先端から電子が量子トンネル効
果に基づき放出される。尚、電子放出体としては、上述
のようなスピント型電界放出素子に限られず、所謂エッ
ジ型や平面型やクラウン型等、他のタイプの電界放出素
子が用いられる場合もある。また、上述とは逆に、走査
信号がカソード電極１２に入力され、ビデオ信号がゲー
ト電極１４に入力される場合もある。
【０００４】一方、表示用パネル２０は、ガラス等から
成る支持体２１上にドット状あるいはストライプ状に形
成された複数の蛍光体層２２と、蛍光体層２２及び支持
体２１上に形成された導電性反射膜から成るアノード電
極２４を有する。アノード電極２４には、加速電源（ア
ノード電極駆動回路）３３から、ゲート電極１４に印加
される正電圧よりも高い正電圧が印加され、電子放出電
極１６から真空空間中へ放出された電子を、蛍光体層２
２に向かって誘導する役割を果たす。また、アノード電
極２４は、蛍光体層２２を構成する蛍光体粒子をイオン
等の粒子によるスパッタから保護する機能、電子励起に
よって生じた蛍光体層２２の発光を支持体２１側へ反射
させ、支持体２１の外側から観察される表示画面の輝度
を向上させる機能、及び、過剰な帯電を防止して表示用
パネル２０の電位を安定化させる機能も有する。即ち、
アノード電極２４は、アノード電極としての機能を果た
すだけでなく、陰極線管（ＣＲＴ）の分野でメタルバッ
ク膜として知られる部材が果たす機能とを兼ねている。
アノード電極２４は、通常、アルミニウム薄膜を用いて
構成されている。尚、蛍光体層２２と蛍光体層２２との
間にはブラックマトリクス２３が形成されている。
【０００５】図２の（Ａ）に、蛍光体層２２Ｒ，２２
Ｇ，２２Ｂがドット状に形成された表示用パネルの模式
的な平面図を示し、図２の（Ｂ）に、図２の（Ａ）の線
Ｘ−Ｘに沿った模式的な一部断面図を示す。蛍光体層２
２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが配列されている領域が表示装置
としての実用上の機能を果たす有効領域であり、アノー
ド電極の形成領域はこの有効領域にほぼ一致している。
図２の（Ａ）では、明確化のために、アノード電極の形
成領域に斜線を施した。有効領域の周囲は、周辺回路の
収容や表示画面の機械的支持等、有効領域の機能を支援
する無効領域である。
【０００６】尚、冷陰極電界電子放出表示装置における
アノード電極は、必ずしも上述のように導電性反射膜か
ら成るアノード電極２４によって構成されている必要は
なく、図２の（Ａ）の線Ｘ−Ｘに沿ったと同様の模式的
な一部断面図である図２の（Ｃ）に示すように、支持体
２１上に形成された透明導電膜から成るアノード電極２
５から構成されていてもよい。支持体２１上において、
アノード電極２４，２５の形成領域は、有効領域のほぼ
全面に亙っている。
【０００７】図３の（Ａ）に、蛍光体層がストライプ状
に形成された表示用パネルの模式的な平面図を示し、図
３の（Ｂ）及び（Ｃ）に、図３の線Ｘ−Ｘに沿った模式
的な一部断面図を示す。図３の参照符号は図２と共通で
あり、共通部分については詳しい説明を省略する。図３
の（Ｂ）は、アノード電極２４が導電性反射膜から成る
構成例、図３の（Ｃ）はアノード電極２５が透明導電膜
から成る構成例を示す。アノード電極２４，２５の形成
領域は、表示用パネルの有効領域のほぼ全面に亙ってい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、平面型表示
装置である冷陰極電界電子放出表示装置においては、電
子の飛行距離が陰極線管におけるよりも遥かに短く、電
子の加速電圧を陰極線管の場合ほど高めることができな
い。冷陰極電界電子放出表示装置の場合、電子の加速電
圧が高過ぎると、背面パネルの電子放出電極と、表示用
パネルにおいてアノード電極の役割を果たす膜との間で
火花放電が極めて発生し易くなり、表示品質が著しく損
なわれる虞が大きい。従って、加速電圧は１０キロボル
ト程度以下に抑えられている。
【０００９】このように電子の加速電圧を低く選択せざ
るを得ない冷陰極電界電子放出表示装置に関しては、こ
の他にも陰極線管にはみられない特有の問題が生じてい
る。高電圧加速が行われる陰極線管においては、蛍光体
層への電子の侵入深さが深いために、電子のエネルギー
は蛍光体層内の比較的広い領域に受容され、かかる広い
領域内に存在する相対的に多数の蛍光体粒子を一斉に励
起させ、高輝度を達成することができる。加速電圧を３
１．５キロボルトとし、蛍光体層をＺｎＳから構成した
ときの、蛍光体層に入射した電子のエネルギー損失と、
蛍光体層への電子の侵入深さの関係を以下の式（１）に
て表されるベーテ（Bethe）の式（"Practical Scanning
Electron MIcroscopy", J.I. Goldstein and H. Yakow
itz, pp50, Pleum Press, New York (1975)参照 ）に基
づきモンテカルロシミュレーションを行った結果を図３
２に示す。図３２から、加速電圧を３１．５キロボルト
としたとき、電子のエネルギー損失のピークは、蛍光体
層の表面から約１μｍのところに位置することが判る。
また、電子は、蛍光体層の表面から約５μｍの深さにま
で達している。
【００１０】 ［数１］ −（ｄＥm／ｄＸ）＝２πｅ4Ｎ0（Ｚ／Ａ）（ρ／Ｅm）ｌｎ（１．１６６Ｅm／ Ｊ） （１）
【００１１】ところが、冷陰極電界電子放出表示装置に
おいては、加速電圧を１０キロボルト程度以下、例えば
６キロボルト程度とする必要がある。加速電圧を６キロ
ボルトとし、蛍光体層をＺｎＳから構成したときの、蛍
光体層に入射した電子のエネルギー損失と、蛍光体層へ
の電子の侵入深さの関係を上記のベーテの式に基づきモ
ンテカルロシミュレーションを行った結果を図３３及び
図３４に示す。尚、図３３においては、蛍光体層の表面
に厚さ０．０４５μｍのアルミニウム薄膜が形成され、
図３４においては、蛍光体層の表面に厚さ０．０７μｍ
のアルミニウム薄膜が形成されているとした。図３３及
び図３４からも明らかなように、電子のエネルギー損失
のピークは、蛍光体層の最表面近傍に位置することが判
る。また、電子は、蛍光体層の表面から約０．２〜０．
３μｍの深さ程度までしか達していない。このように、
加速電圧が陰極線管よりも低い冷陰極電界電子放出表示
装置では、蛍光体層への電子の侵入深さが浅く、電子の
エネルギーを蛍光体層の狭い領域（特に、蛍光体層の表
面近傍）でしか受容することができない。
【００１２】更には、蛍光体層においては、電子の有す
るエネルギーの約１０％が発光に寄与し、残りの約９０
％のエネルギーは熱に変換される。即ち、蛍光体層の表
面近傍での発熱が大きい。その結果、蛍光体層が例えば
硫化物系蛍光体粒子から構成されている場合、その構成
元素であるイオウが、単体、又は一酸化イオウ（ＳＯ）
や二酸化イオウ（ＳＯ2）の形で脱離し、硫化物系蛍光
体粒子の組成変化や発光中心の消失が生じる。加速電圧
を６キロボルトとし、蛍光体層をＺｎＳから構成したと
きの、蛍光体層に入射した電子のエネルギー損失と、蛍
光体層への電子の侵入深さの関係を上記のベーテの式に
基づきモンテカルロシミュレーションを行った結果を図
３５に示す。尚、図３５においては、蛍光体層の表面に
厚さ０．０７μｍのアルミニウム薄膜が形成されてお
り、蛍光体層の表面から約０．０３μｍの厚さのところ
までは、ＺｎＳから硫黄（Ｓ）が脱離してＺｎとなって
いると仮定した。図３５からも明らかなように、電子の
エネルギー損失のピークは、ＺｎＳから硫黄（Ｓ）が脱
離してＺｎとなっている蛍光体層の領域に位置すること
が判る。また、電子は、蛍光体層の表面から約０．２μ
ｍの深さ程度までしか達していない。
【００１３】しかも、冷陰極電界電子放出表示装置にお
いては、陰極線管の場合と異なり、或る電界放出素子か
ら放出された電子が衝突する蛍光体層（より具体的に
は、蛍光体粒子）の位置は概ね一定である。従って、常
に電子が衝突する蛍光体粒子の部分の劣化が他の部分に
比べて著しく、陰極線管よりも蛍光体粒子の劣化の進行
が早い。
【００１４】また、蛍光体粒子の最表面は、蛍光体粒子
の製造工程中あるいは表示用パネルの製造工程中で様々
な歪みを受け、格子欠陥が発生し易い。しかも、冷陰極
電界電子放出表示装置においては、所望の輝度を得るた
めに、陰極線管よりも高電流密度（放出電子密度）で駆
動する必要がある。例えば、陰極線管における電流密度
は０．１〜１μＡ／ｃｍ2であるのに対して、冷陰極電
界電子放出表示装置では、電流密度は５〜１０μＡ／ｃ
ｍ2も必要になる。従って、蛍光体粒子の最表面あるい
はその近傍を高励起条件下で作動させる必要があるが、
冷陰極電界電子放出表示装置の作動中、蛍光体粒子に新
たな結晶欠陥の発生、増殖が生じ易く、これが原因で輝
度劣化が早く進行すると考えられる。
【００１５】以上に説明した蛍光体層あるいは蛍光体粒
子の劣化は、発光色や発光効率の変動、冷陰極電界電子
放出表示装置内部の構成部材の汚染、ひいては冷陰極電
界電子放出表示装置の信頼性や寿命特性の低下につなが
る。従って、冷陰極電界電子放出表示装置の信頼性や寿
命特性を向上させるために、劣化の少ない蛍光体層ある
いは蛍光体粒子が強く要望されている。
【００１６】陰極線管において、表示の細密化を図るた
めには、蛍光体層に衝突する電子線ビームのビーム径を
小さくする必要がある。即ち、蛍光体層に衝突する電子
線ビームの電流密度を増加させる必要がある。しかしな
がら、このような方法では、特に緑色を発光する蛍光体
粒子に損傷が発生し易く、このような現象が生じるとマ
ゼンタ・リングが発生する。ここで、マゼンタ・リング
とは、赤色及び青色を発光する蛍光体粒子には損傷が発
生し難く、陰極線管において、緑色の補色であるマゼン
タ色がリング状に観察される現象を指す。従来の陰極線
管においては、蛍光体層に衝突する電子線ビームの電流
密度と陰極線管の寿命とは、一種の逆比例の関係にあ
る。従って、蛍光体層に衝突する電子線ビームの電流密
度を高くしても陰極線管の寿命を短縮させないために、
劣化の少ない蛍光体層あるいは蛍光体粒子が強く要望さ
れている。
【００１７】従って、本発明の目的は、長時間の使用に
よっても劣化の少ない、即ち、輝度の低下の少ない発光
性結晶粒子、かかる発光性結晶粒子から構成された表示
用パネル、かかる表示装置から作製された平面型表示装
置、及び、発光性結晶粒子組成物を提供することにあ
る。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、エネルギ
ー線の照射によって発光する発光性結晶粒子であって、
発光性結晶粒子の表面からエネルギー線が侵入する深さ
までの領域における結晶欠陥密度が５×１０7ケ／ｃｍ2
以下であることを特徴とする本発明の発光性結晶粒子に
よって達成することができる。
【００１９】本発明の発光性結晶粒子に基づき、あるい
は又、後述する本発明の発光性結晶粒子組成物から、例
えば、冷陰極電界電子放出表示装置あるいはそのフロン
トパネル（アノードパネル）、民生用（家庭用）、産業
用（例えば、コンピュータディスプレイ用）、デジタル
放送用あるいはプロジェクション型の陰極線管あるいは
そのフェースプレート、プラズマ表示装置あるいはその
リアパネルを構成することができる。尚、ＡＣ駆動型や
ＤＣ駆動型のプラズマ表示装置のリアパネルは、例え
ば、支持体と、支持体上に形成された隔壁（リブ）と、
隔壁と隔壁との間の支持体上に形成された各種電極（例
えばデータ電極）と、隔壁と隔壁との間に形成された発
光性結晶粒子から成る発光層から構成されている。冷陰
極電界電子放出表示装置のフロントパネル（アノードパ
ネル）、陰極線管のフェースプレートについては後述す
る。
【００２０】また、上記の目的は、支持体、真空空間中
から飛来した電子の照射によって発光する発光性結晶粒
子から成る発光層、及び、電極から成る表示用パネルで
あって、発光性結晶粒子の表面から電子が侵入する深さ
までの領域における結晶欠陥密度が５×１０7ケ／ｃｍ2
以下であることを特徴とする本発明の表示用パネルによ
って達成することができる。
【００２１】本発明の表示用パネルとして、民生用（家
庭用）、産業用（例えば、コンピュータディスプレイ
用）、デジタル放送用あるいはプロジェクション型の陰
極線管の所謂フェースプレート、あるいは又、冷陰極電
界電子放出表示装置を構成するフロントパネル（アノー
ドパネル）を例示することができる。陰極線管のフェー
スプレートは、一般に、ガラスパネル（本発明の表示用
パネルにおける支持体に相当する）、発光性結晶粒子か
ら成り、ガラスパネルの内面にストライプ状あるいはド
ット状に形成された発光層、発光層と発光層との間のガ
ラスパネル内面に形成されたブラックストライプ、並び
に、発光層及びブラックストライプ上に形成されたメタ
ルバック膜（本発明の表示用パネルにおける電極に相当
する）から構成されている。また、冷陰極電界電子放出
表示装置のフロントパネル（アノードパネル）は、支持
体、発光性結晶粒子から成り、ストライプ状あるいはド
ット状に形成された発光層（カラー表示用の場合、スト
ライプ状又はドット状にパターニングされた赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に対応する発光層が交互に
配置されている）、並びに、アノード電極（本発明の表
示用パネルにおける電極に相当する）から構成されてい
る。尚、発光層と発光層との間にブラックマトリクスが
形成されていてもよい。
【００２２】更には、上記の目的は、表示用パネルと、
複数の電子放出領域を有する背面パネルとが真空空間を
挟んで対向配置されて成る平面型表示装置であって、表
示用パネルは、支持体、電子放出領域から飛来した電子
の照射によって発光する発光性結晶粒子から成る発光
層、及び、電極から成り、発光性結晶粒子の表面から電
子が侵入する深さまでの領域における結晶欠陥密度が５
×１０7ケ／ｃｍ2以下であることを特徴とする本発明の
平面型表示装置によって達成することができる。
【００２３】本発明の平面型表示装置における表示用パ
ネルとして、上述の冷陰極電界電子放出表示装置を構成
するフロントパネル（アノードパネル）を例示すること
ができる。
【００２４】本発明の表示用パネルあるいは平面型表示
装置における表示用パネルにおいては、発光層をスクリ
ーン印刷法あるいはスラリー法に基づき形成することが
できる。スクリーン印刷法による場合には、後述する本
発明の発光性結晶粒子組成物を支持体（場合によっては
電極及び支持体）上に印刷し、乾燥、焼成を経て発光層
を形成することができる。また、スラリー法による場合
には、感光性ポリマーを含むスラリー状の本発明の発光
性結晶粒子組成物を支持体（場合によっては電極及び支
持体）上に塗布して塗膜を形成し、露光により感光性ポ
リマーを現像液に対して不溶化することで発光層を形成
することができる。（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の三原色を表示する
場合には、３種類の発光性結晶粒子組成物あるいは３種
類のスラリーを順次用い、スクリーン印刷法又はスラリ
ー法に基づき各色を発光する発光層を形成すればよい。
【００２５】上記の目的は、エネルギー線の照射によっ
て発光する発光性結晶粒子であって、発光性結晶粒子の
表面からエネルギー線が侵入する深さまでの領域におけ
る結晶欠陥密度が５×１０7ケ／ｃｍ2以下である発光性
結晶粒子を分散媒中に分散させて成ることを特徴とする
本発明の発光性結晶粒子組成物によって達成することが
できる。
【００２６】本発明の発光性結晶粒子組成物における分
散媒として純水を挙げることができる。本発明の発光性
結晶粒子組成物のその他の組成として、例えば、分散
剤、保持剤としてのポリビニルアルコールを挙げること
ができ、更には、感光性ポリマーとして重クロム酸アン
モニウムを挙げることができる。尚、本発明における発
光性結晶粒子の表面には、分散性向上、接着性の向上を
目的として表面処理を施してもよい。
【００２７】本発明の発光性結晶粒子、表示用パネル、
平面型表示装置あるいは発光性結晶粒子組成物（以下、
これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）に
おいては、発光性結晶粒子の表面からエネルギー線ある
いは電子が侵入する深さまでの領域における結晶欠陥密
度が１×１０7ケ／ｃｍ2以下であることが一層好まし
い。ここで、結晶欠陥として転位、積層欠陥あるいは双
晶境界を挙げることができる。
【００２８】発光性結晶粒子の表面からエネルギー線あ
るいは電子が侵入する深さは、エネルギー線あるいは電
子の有するエネルギー、並びに、発光性結晶粒子を構成
する物質を想定し、発光性結晶粒子に侵入したエネルギ
ー線あるいは電子のエネルギー損失と、発光性結晶粒子
へのエネルギー線あるいは電子の侵入深さを上記のベー
テの式に基づきモンテカルロシミュレーションを行うこ
とによって、得ることができる。尚、シミュレーション
において、電子は１回の散乱で平均約４３ｅＶ（平均自
由行程約４．８ｎｍ）のエネルギーを失い、平均１５０
回の弾性散乱を受けて停止するとする。
【００２９】また、転位、積層欠陥あるいは双晶境界と
いった結晶欠陥の結晶欠陥密度は、発光性結晶粒子を透
過型電子顕微鏡で観察し、例えば、５μｍ×５μｍ四方
の発光性結晶粒子内における結晶欠陥の数を計り、１ｃ
ｍ2当たりの結晶欠陥密度に換算することで、得ること
ができる。
【００３０】本発明において、発光性結晶粒子として蛍
光体粒子を挙げることができる。具体的には、青色を発
光する蛍光体粒子としてＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，
Ａｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌを挙げることができる。ま
た、緑色を発光する蛍光体粒子として、Ｚｎ2ＳｉＯ4：
Ｍｎ2+、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：
Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌを挙げることができる。更に
は、赤色を発光する蛍光体粒子として、Ｚｎ3（ＰＯ4）
2：Ｍｎ2+、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、ＹＶＯ4：Ｅ
ｕ3+、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ3+を挙げること
ができる。また、赤橙色を発光する蛍光体粒子としてＹ
2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+を、紫青色を発光する蛍光体粒子として
ＺｎＳ：Ａｇを挙げることができる。
【００３１】本発明の発光性結晶粒子あるいは発光性結
晶粒子組成物において、エネルギー線として電子線ビー
ムを挙げることができる。この場合、発光性結晶粒子を
照射する電子線ビームのエネルギーを０．５ｋｅＶ乃至
３５ｋｅＶとすることが好ましい。尚、このような構成
においては、具体的には、発光性結晶粒子によって、冷
陰極電界電子放出表示装置あるいはそのフロントパネル
（アノードパネル）、民生用（家庭用）、産業用（例え
ば、コンピュータディスプレイ用）、デジタル放送用あ
るいはプロジェクション型の陰極線管あるいはそのフェ
ースプレートを構成することができる。あるいは又、発
光性結晶粒子を照射する電子線ビームのエネルギーは
０．５ｋｅＶ乃至１０ｋｅＶであり、発光性結晶粒子の
表面から電子線ビームが侵入する深さは０．５μｍ以下
である構成とすることができる。尚、このような構成に
おいては、具体的には、発光性結晶粒子によって、冷陰
極電界電子放出表示装置あるいはそのフロントパネル
（アノードパネル）を構成することができる。あるいは
又、本発明の発光性結晶粒子において、エネルギー線と
して紫外線を挙げることができ、この場合、発光性結晶
粒子を照射する紫外線の波長を１００ｎｍ乃至４００ｎ
ｍとすることが好ましい。尚、このような構成において
は、具体的には、発光性結晶粒子によって、プラズマ表
示装置あるいはそのリアパネルを構成することができ
る。
【００３２】本発明においては、発光性結晶粒子の平均
粒径が１×１０-8ｍ乃至１×１０-5ｍ、好ましくは１×
１０-6ｍ乃至１×１０-5ｍｍ、一層好ましくは４×１０
-6ｍ乃至８×１０-6ｍであることが望ましい。尚、発光
性結晶粒子の平均粒径は、光散乱法やコルターカウンタ
ー法に基づきＤ50を求めることで得ることができる。ま
た、発光性結晶粒子の表面の平均粗度を５ｎｍ以下とす
ることが好ましい。発光性結晶粒子を透過型電子顕微鏡
で観察し、発光性結晶粒子の表面の凹凸を計測し、表面
が凹部から凸部そして凹部へと変化する部分の凹部の最
低位置と凸部の最高位置との間の水準差を求め、更に、
水準差の平均値を求め、かかる平均値を発光性結晶粒子
の表面の平均粗度とする。
【００３３】本発明の平面型表示装置においては、各電
子放出領域は、１又は複数の冷陰極電界電子放出素子か
ら成り、各冷陰極電界電子放出素子は、（イ）基板と、
（ロ）基板上に設けられたストライプ状のカソード電極
と、（ハ）基板及びカソード電極上に形成された絶縁層
と、（ニ）絶縁層上に設けられたストライプ状のゲート
電極と、（ホ）ゲート電極及び絶縁層を貫通する開口部
と、（ヘ）開口部の底部に位置するカソード電極の部分
の上に設けられた電子放出電極、から成り、開口部の底
部に露出した電子放出電極から電子が放出される構造と
することができる。尚、このような構造を、便宜上、第
１の構造を有する冷陰極電界電子放出素子と呼ぶ。かか
る冷陰極電界電子放出素子の形式として、スピント型
（円錐形の電子放出電極が、開口部の底部に位置するカ
ソード電極の部分の上に設けられた冷陰極電界電子放出
素子）、クラウン型（王冠状の電子放出電極が、開口部
の底部に位置するカソード電極の部分の上に設けられた
冷陰極電界電子放出素子）、扁平型（略平面の電子放出
電極が、開口部の底部に位置するカソード電極の部分の
上に設けられた冷陰極電界電子放出素子）を挙げること
ができる。
【００３４】あるいは又、本発明の平面型表示装置にお
いては、各電子放出領域は、１又は複数の冷陰極電界電
子放出素子から成り、各冷陰極電界電子放出素子は、
（イ）基板と、（ロ）基板上に設けられたストライプ状
のカソード電極と、（ハ）基板及びカソード電極上に形
成された絶縁層と、（ニ）絶縁層上に設けられたストラ
イプ状のゲート電極と、（ホ）ゲート電極及び絶縁層を
貫通し、底部にカソード電極が露出した開口部、から成
り、開口部の底部に露出したカソード電極の部分から電
子を放出する構造とすることができる。尚、このような
構造を、便宜上、第２の構造を有する冷陰極電界電子放
出素子と呼ぶ。かかる冷陰極電界電子放出素子の形式と
して、平坦なカソード電極の表面から電子を放出する平
面型冷陰極電界電子放出素子、凹凸が形成されたカソー
ド電極の表面の凸部から電子を放出するクレータ型冷陰
極電界電子放出素子を挙げることができる。
【００３５】更には、本発明の平面型表示装置において
は、各電子放出領域は、１又は複数の冷陰極電界電子放
出素子から成り、各冷陰極電界電子放出素子は、（イ）
基板と、（ロ）基板の上方に設けられ、エッジ部を有す
るストライプ状のカソード電極と、（ハ）少なくともカ
ソード電極上に形成された絶縁層と、（ニ）絶縁層上に
設けられたストライプ状のゲート電極と、（ホ）少なく
ともゲート電極及び絶縁層を貫通する開口部、から成
り、開口部の底部若しくは側壁に露出したカソード電極
のエッジ部から電子を放出する構造とすることができ
る。尚、このような構造を、便宜上、第３の構造を有す
る冷陰極電界電子放出素子、あるいはエッジ型冷陰極電
界電子放出素子と呼ぶ。
【００３６】第１の構造、第２の構造若しくは第３の構
造を有する冷陰極電界電子放出素子にあっては、ゲート
電極を構成する材料として、タングステン（Ｗ）、ニオ
ブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａ
ｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル
（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、
鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）及び亜鉛（Ｚｎ）から成る群
から選択された少なくとも１種類の金属、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）、あるいはシリコン（Ｓｉ）等の半導体、
ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、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
ート電極を作製するには、ＣＶＤ法、スパッタリング
法、蒸着法、イオンプレーティング法、電解メッキ法、
無電解メッキ法、スクリーン印刷法、レーザーアブレー
ション法、ゾル−ゲル法等の公知の薄膜形成技術によ
り、上述の構成材料から成る薄膜を絶縁層上に形成す
る。尚、薄膜を絶縁層の全面に形成した場合には、公知
のパターニング技術を用いて薄膜をパターニングし、ス
トライプ状のゲート電極を形成する。ストライプ状のゲ
ート電極の形成後、ゲート電極に開口部を形成してもよ
いし、ストライプ状のゲート電極の形成と同時に、ゲー
ト電極に開口部を形成してもよい。また、薄膜を形成す
る前の絶縁層上に予めレジストパターンを形成しておけ
ば、リフトオフ法によるストライプ状のゲート電極の形
成が可能である。更には、ゲート電極の形状に応じた開
口部を有するマスクを用いて蒸着を行ったり、かかる開
口部を有するスクリーンを用いてスクリーン印刷を行え
ば、成膜後のパターニングは不要となる。また、ゲート
電極を、開口部を有し、導電性材料から成るストライプ
状の薄層を予め作製しておき、かかる薄層を絶縁層上に
固定することによって、絶縁層上にゲート電極を設ける
こともできる。
【００３７】スピント型冷陰極電界電子放出素子から成
る第１の構造を有する冷陰極電界電子放出素子にあって
は、電子放出電極を構成する材料として、タングステ
ン、タングステン合金、モリブデン、モリブデン合金、
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、クロム及びクロム合金、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。
【００３８】クラウン型冷陰極電界電子放出素子から成
る第１の構造を有する冷陰極電界電子放出素子にあって
は、電子放出電極を構成する材料として、導電性粒子、
あるいは、導電性粒子とバインダの組合せを挙げること
ができる。導電性粒子として、黒鉛等のカーボン系材
料；タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル
（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロ
ム（Ｃｒ）等の高融点金属；あるいはＩＴＯ（インジウ
ム錫酸化物）等の透明導電材料を挙げることができる。
バインダとして、例えば水ガラスといったガラスや汎用
樹脂を使用することができる。汎用樹脂として、塩化ビ
ニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、セル
ロースエステル樹脂、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂や、
エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱
硬化性樹脂を例示することができる。電子放出効率の向
上のためには、導電性粒子の粒径が電子放出電極の寸法
に比べて十分に小さいことが好ましい。導電性粒子の形
状は、球形、多面体、板状、針状、柱状、不定形等、特
に限定されないが、導電性粒子の露出部が鋭い突起とな
り得るような形状であることが好ましい。寸法や形状の
異なる導電性粒子を混合して使用してもよい。
【００３９】扁平型冷陰極電界電子放出素子から成る第
１の構造を有する冷陰極電界電子放出素子にあっては、
電子放出電極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。冷陰極電界電子
放出素子におけるカソード電極を構成する代表的な材料
として、タングステン（Φ＝４．５５ｅＶ）、ニオブ
（Φ＝４．０２〜４．８７ｅＶ）、モリブデン（Φ＝
４．５３〜４．９５ｅＶ）、アルミニウム（Φ＝４．２
８ｅＶ）、銅（Φ＝４．６ｅＶ）、タンタル（Φ＝４．
３ｅＶ）、クロム（Φ＝４．５ｅＶ）、シリコン（Φ＝
４．９ｅＶ）を例示することができる。電子放出電極
は、これらの材料よりも小さな仕事関数Φを有している
ことが好ましく、その値は概ね３ｅＶ以下であることが
好ましい。かかる材料として、炭素（Φ＜１ｅＶ）、セ
シウム（Φ＝２．１４ｅＶ）、ＬａＢ6（Φ＝２．６６
〜２．７６ｅＶ）、ＢａＯ（Φ＝１．６〜２．７ｅ
Ｖ）、ＳｒＯ（Φ＝１．２５〜１．６ｅＶ）、Ｙ2Ｏ
3（Φ＝２．０ｅＶ）、ＣａＯ（Φ＝１．６〜１．８６
ｅＶ）、ＢａＳ（Φ＝２．０５ｅＶ）、ＴｉＮ（Φ＝
２．９２ｅＶ）、ＺｒＮ（Φ＝２．９２ｅＶ）を例示す
ることができる。仕事関数Φが２ｅＶ以下である材料か
ら電子放出電極を構成することが、一層好ましい。尚、
電子放出電極を構成する材料は、必ずしも導電性を備え
ている必要はない。
【００４０】特に好ましい電子放出電極の構成材料とし
て、炭素、より具体的にはダイヤモンド、中でもアモル
ファスダイヤモンドを挙げることができる。電子放出電
極をアモルファスダイヤモンドから構成する場合、５×
１０7Ｖ／ｍ以下の電界強度にて、平面型表示装置に必
要な放出電子電流密度を得ることができる。また、アモ
ルファスダイヤモンドは電気抵抗体であるため、各電子
放出電極から得られる放出電子電流を均一化することが
でき、よって、平面型表示装置に組み込まれた場合の輝
度ばらつきの抑制が可能となる。更に、アモルファスダ
イヤモンドは、平面型表示装置内の残留ガスのイオンに
よるスパッタ作用に対して極めて高い耐性を有するの
で、冷陰極電界電子放出素子の長寿命化を図ることがで
きる。
【００４１】あるいは又、電子放出電極を構成する材料
として、かかる材料の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。即ち、銀（Ａ
ｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、コバルト
（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ
（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、タンタル
（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）
等の金属；シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等
の半導体；炭素やダイヤモンド等の無機単体；及び酸化
アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化バリウム（ＢａＯ）、
酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化カルシウム（Ｃａ
Ｏ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化錫（Ｓｎ
Ｏ2）、フッ化バリウム（ＢａＦ2）、フッ化カルシウム
（ＣａＦ2）等の化合物の中から、適宜選択することが
できる。尚、電子放出電極を構成する材料は、必ずしも
導電性を備えている必要はない。
【００４２】第２の構造を有する冷陰極電界電子放出素
子（平面型冷陰極電界電子放出素子あるいはクレータ型
冷陰極電界電子放出素子）、若しくは第３の構造を有す
る冷陰極電界電子放出素子（エッジ型冷陰極電界電子放
出素子）にあっては、電子放出領域に相当するカソード
電極を構成する材料として、タングステン（Ｗ）やタン
タル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａ
ｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、
あるいはこれらの合金や化合物（例えばＴｉＮ等の窒化
物や、ＷＳｉ2、ＭｏＳｉ2、ＴｉＳｉ2、ＴａＳｉ2等の
シリサイド）、あるいはダイヤモンド等の半導体、炭素
薄膜を例示することができる。かかるカソード電極の厚
さは、おおよそ０．０５〜０．５μｍ、好ましくは０．
１〜０．３μｍの範囲とすることが望ましいが、かかる
範囲に限定するものではない。カソード電極の形成方法
として、例えば電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着
法といった蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法やイオンプレ
ーティング法とエッチング法との組合せ、スクリーン印
刷法、メッキ法等を挙げることができる。スクリーン印
刷法やメッキ法によれば、直接、ストライプ状のカソー
ド電極を形成することが可能である。
【００４３】あるいは又、第２の構造（平面型冷陰極電
界電子放出素子あるいはクレータ型冷陰極電界電子放出
素子）、第３の構造を有する冷陰極電界電子放出素子
（エッジ型冷陰極電界電子放出素子）、あるいは、扁平
型冷陰極電界電子放出素子から成る第１の構造を有する
冷陰極電界電子放出素子にあっては、カソード電極や電
子放出電極を、導電性微粒子を分散させた導電性ペース
トを用いて形成することもできる。導電性微粒子として
は、グラファイト粉末；酸化バリウム粉末、酸化ストロ
ンチウム粉末、金属粉末の少なくとも一種を混合したグ
ラファイト粉末；窒素、リン、ホウ素、トリアゾール等
の不純物を含むダイヤモンド粒子又はダイヤモンドライ
ク・カーボン粉末；カーボン・ナノ・チューブ粉末；
（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）ＣＯ3粉末；シリコン・カーバイ
ド粉末を例示することができる。特に、導電性微粒子と
してグラファイト粉末を選択することが、閾値電界の低
減や電子放出領域の耐久性の観点から好ましい。導電性
微粒子の形状を、球状、鱗片状の他、任意の定形形状や
不定形形状とすることができる。また、導電性微粒子の
粒径は、カソード電極や電子放出電極の厚さやパターン
幅以下であればよい。粒径が小さい方が、単位面積当た
りの放出電子数を増大させることができるが、あまり小
さ過ぎるとカソード電極や電子放出電極の導電性が劣化
する虞がある。よって、好ましい粒径の範囲はおおよそ
０．０１〜４．０μｍである。かかる導電性微粒子をガ
ラス成分その他の適当なバインダと混合して導電性ペー
ストを調製し、この導電性ペースを用いてスクリーン印
刷法により所望のパターンを形成した後、パターンを焼
成することによって電子放出領域として機能するカソー
ド電極や電子放出電極を形成することができる。あるい
は、スピンコーティング法とエッチング技術の組み合わ
せにより、電子放出領域として機能するカソード電極や
電子放出電極を形成することもできる。
【００４４】また、スピント型冷陰極電界電子放出素子
やクラウン型冷陰極電界電子放出素子から成る第１の構
造を有する冷陰極電界電子放出素子にあっては、カソー
ド電極を構成する材料として、タングステン（Ｗ）、ニ
オブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍ
ｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃ
ｕ）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、ＭｏＳ
ｉ2、ＴｉＳｉ2、ＴａＳｉ2等のシリサイド）、あるい
はシリコン（Ｓｉ）等の半導体、ＩＴＯ（インジウム錫
酸化物）を例示することができる。カソード電極の形成
方法として、例えば電子ビーム蒸着法や熱フィラメント
蒸着法といった蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法やイオン
プレーティング法とエッチング法との組合せ、スクリー
ン印刷法、メッキ法等を挙げることができる。スクリー
ン印刷法やメッキ法によれば、直接、ストライプ状のカ
ソード電極を形成することが可能である。
【００４５】本発明の平面型表示装置における電極に相
当するアノード電極の構成材料は、平面型表示装置の構
成によって適宜選択すればよい。即ち、平面型表示装置
が透過型（表示用パネルが表示面に相当する）であっ
て、且つ、支持体上にアノード電極と発光層がこの順に
積層されている場合には、支持体は元より、アノード電
極自身も透明である必要があり、ＩＴＯ（インジウム錫
酸化物）等の透明導電材料を用いる。一方、平面型表示
装置が反射型（背面パネルが表示面に相当する）である
場合、及び、透過型であっても支持体上に発光層とアノ
ード電極とがこの順に積層されている場合には、ＩＴＯ
の他、カソード電極やゲート電極に関連して上述した材
料を適宜選択して用いることができる。アノード電極と
発光層の構成例として、（１）支持体上に、アノード電
極を形成し、アノード電極の上に発光層を形成する構
成、（２）支持体上に、発光層を形成し、発光層上にア
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、発光層の上に、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。
【００４６】第１の構造〜第３の構造を有する冷陰極電
界電子放出素子において、ストライプ状のゲート電極の
射影像とストライプ状のカソード電極の射影像とが直交
する方向に延びていることが、平面型表示装置の構造の
簡素化の観点から好ましい。尚、ストライプ状のカソー
ド電極とストライプ状のゲート電極の射影像が重複する
重複領域（単色表示装置の１画素分の領域、あるいは
又、カラー表示装置の１画素を構成する３つのサブピク
セルの内の１つのサブピクセル分の領域に相当する）に
電子放出領域（１又は複数の冷陰極電界電子放出素子か
ら構成されている）が設けられており、かかる重複領域
が、背面パネルの有効領域（実際の表示画面として機能
する領域）内に、通常、２次元マトリクス状に配列され
ている。
【００４７】第１の構造〜第３の構造を有する冷陰極電
界電子放出素子において、開口部の平面形状（基板表面
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。開
口部の形成は、例えば、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。また、絶縁層の構成材料として、ＳｉＯ2、Ｓ
ｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳＯＧ（スピンオングラス）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公知のプロセスが利用できる。
尚、絶縁層を隔壁状に形成してもよい。この場合、隔壁
状の絶縁層を、隣り合うストライプ状のカソード電極の
間の領域、あるいは、複数のカソード電極を一群のカソ
ード電極群としたとき、隣り合うカソード電極群の間の
領域に形成すればよい。隔壁状の絶縁層を構成する材料
として、従来公知の絶縁材料を使用することができ、例
えば、広く用いられている低融点ガラスにアルミナ等の
金属酸化物を混合した材料を用いることができる。隔壁
状の絶縁層の形成方法として、スクリーン印刷法、サン
ドブラスト法、ドライフィルム法、感光法を例示するこ
とができる。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状の
絶縁層を形成すべき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部に絶縁層材料を埋め込み、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、開口部に埋め込まれた隔壁形成用の絶縁層材
料が残り、隔壁状の絶縁層となる。感光法とは、基板上
に感光性を有する隔壁形成用の絶縁層材料を形成し、露
光及び現像によってこの絶縁層材料をパターニングした
後、焼成を行う方法である。
【００４８】第１の構造〜第３の構造を有する冷陰極電
界電子放出素子において、カソード電極と電子放出電極
との間に抵抗体層を設けてもよい。あるいは又、カソー
ド電極の表面あるいはそのエッジ部が電子放出領域に相
当している場合、カソード電極を導電材料層、抵抗体
層、電子放出領域に相当する電子放出層の３層構成とし
てもよい。抵抗体層を設けることによって、冷陰極電界
電子放出素子の動作安定化、電子放出特性の均一化を図
ることができる。抵抗体層を構成する材料として、シリ
コンカーバイド（ＳｉＣ）といったカーボン系材料、Ｓ
ｉＮ、アモルファスシリコン等の半導体材料、酸化ルテ
ニウム（ＲｕＯ2）、酸化タンタル、窒化タンタル等の
高融点金属酸化物を例示することができる。抵抗体層の
形成方法として、スパッタ法や、ＣＶＤ法やスクリーン
印刷法を例示することができる。抵抗値は、概ね１×１
０5〜１×１０7Ω、好ましくは数ＭΩとすればよい。
【００４９】本発明の平面型表示装置において、背面パ
ネルを構成する基板あるいは表示用パネルを構成する支
持体は、少なくとも表面が絶縁性部材より構成されてい
ればよく、ガラス基板、表面に絶縁膜が形成されたガラ
ス基板、石英基板、表面に絶縁膜が形成された石英基
板、表面に絶縁膜が形成された半導体基板を挙げること
ができる。
【００５０】本発明の平面型表示装置において、背面パ
ネルと表示用パネルとを周縁部において接合する場合、
接合は接着層を用いて行ってもよいし、あるいはガラス
やセラミック等の絶縁剛性材料から成る枠体と接着層と
を併用して行ってもよい。枠体と接着層とを併用する場
合には、枠体の高さを適宜選択することにより、接着層
のみを使用する場合に比べ、背面パネルと表示用パネル
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、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。かかる低融点金属材料
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；Ｐｂ97.5Ａｇ
2.5（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；Ｓｎ5
Ｐｂ95（融点３００〜３１４゜Ｃ）、Ｓｎ2Ｐｂ98（融
点３１６〜３２２゜Ｃ）等の錫−鉛系標準はんだ；Ａｕ
88Ｇａ12（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。
【００５１】本発明の平面型表示装置において、背面パ
ネルと表示用パネルと枠体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段階で背面
パネル又は表示用パネルのいずれか一方と枠体とを接合
し、第２段階で背面パネル又は表示用パネルの他方と枠
体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、背面パネルと表示用
パネルと枠体と接着層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、背面
パネルと表示用パネルと枠体と接着層とによって囲まれ
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、
大気であっても、あるいは窒素ガスや周期律表０族に属
するガス（例えばＡｒガス）を含む不活性ガスであって
もよい。
【００５２】接合後に排気を行う場合、排気は、背面パ
ネル及び／又は表示用パネルに予め接続されたチップ管
を通じて行うことができる。チップ管は、典型的にはガ
ラス管を用いて構成され、背面パネル及び／又は表示用
パネルの無効領域に設けられた貫通部の周囲に、フリッ
トガラス又は上述の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
られる。尚、封じ切りを行う前に、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。
【００５３】先に説明したように、冷陰極電界電子放出
表示装置においては、加速電圧を１０キロボルト程度以
下、例えば６キロボルト程度とする必要がある。このよ
うな加速電圧においては、電子のエネルギー損失のピー
クは、発光層の最表面近傍に位置する。また、電子は、
発光層の表面から約０．２〜０．３μｍの深さ程度まで
しか達していない。従来の蛍光体粒子を透過型電子顕微
鏡で観察したところ、蛍光体粒子の表面近傍には、転
位、積層欠陥あるいは双晶境界といった結晶欠陥密度が
１×１０8ケ／ｃｍ2以上存在していることが、本発明者
の分析の結果、判明した。
【００５４】また、先に説明したように、発光層におい
ては、エネルギー線（例えば電子）の有するエネルギー
の約１０％が発光に寄与し、残りの約９０％のエネルギ
ーは熱に変換される。即ち、発光層の表面近傍での発熱
が大きい。その結果、発光層が例えば硫化物系蛍光体粒
子から構成されている場合、その構成元素であるイオウ
が、単体、又は一酸化イオウ（ＳＯ）や二酸化イオウ
（ＳＯ2）の形で脱離し、硫化物系蛍光体粒子の組成変
化や発光中心の消失が生じる。このような現象は、発光
に寄与する発光性結晶粒子の部分に結晶欠陥が多いほど
顕著になる。更には、発光層の発熱により、転位の数が
増加するといった現象も認められる。また、結晶欠陥の
数が多いほど、発光性結晶粒子の発光効率が低下する。
【００５５】本発明においては、発光性結晶粒子の表面
からエネルギー線あるいは電子が侵入する深さまでの領
域（実質的に発光に寄与する発光性結晶粒子の領域）に
おける転位、積層欠陥あるいは双晶境界といった結晶欠
陥密度（以下、単に、結晶欠陥密度と呼ぶ）を５×１０
7ケ／ｃｍ2以下、好ましくは１×１０7ケ／ｃｍ2以下と
することによって、発光性結晶粒子の発光効率の向上を
図ることが可能となるだけでなく、発光性結晶粒子の劣
化を防ぐことが可能となる。発光性結晶粒子の発光によ
る輝度の初期値を１００としたとき、輝度が５０となる
までの時間は、例えば、陰極線管における電流密度を
０．２μＡ／ｃｍ2としたとき、結晶欠陥密度が１×１
０8ケ／ｃｍ2では１×１０4時間であったものが、結晶
欠陥密度が１×１０7ケ／ｃｍ2では１×１０6時間とな
る。また、冷陰極電界電子放出表示装置における電流密
度を５μＡ／ｃｍ2としたとき、結晶欠陥密度が１×１
０8ケ／ｃｍ2では１×１０3時間であったものが、結晶
欠陥密度が４×１０7ケ／ｃｍ2では１×１０4時間、結
晶欠陥密度が１×１０7ケ／ｃｍ2では１×１０5時間と
なる。
【００５６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施の形態に基づき本発明を説明する。
【００５７】（実施の形態１）赤色を発光する発光性結
晶粒子としてＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、緑色を発光する発光性結
晶粒子としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、青色を発光する蛍光
体粒子としてＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌを試作した。これらの
３種類の発光性結晶粒子において、発光性結晶粒子の表
面からエネルギー線が侵入する深さ（約０．３μｍ）ま
での領域における結晶欠陥密度は５×１０7ケ／ｃｍ2で
あり、平均粒径は７．６μｍであり、表面の平均粗度は
５ｎｍ以下であった。
【００５８】実施の形態１においては、第１の構造を有
する冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と呼
ぶ）を備えた平面型表示装置を試作した。実施の形態１
の平面型表示装置の模式的な一部断面図は図１に示した
と同様である。この平面型表示装置は、表示用パネル２
０と、複数の電子放出領域を有する背面パネル１０とが
真空空間を挟んで対向配置されて成る。各電子放出領域
は、複数の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、図６の（Ｂ）に模式的
な一部端面図を示すように、基板１１と、基板１１上に
設けられたストライプ状のカソード電極１２と、基板１
１及びカソード電極１２上に形成された絶縁層１３と、
絶縁層１３上に設けられたストライプ状のゲート電極１
４と、ゲート電極１４及び絶縁層１３を貫通する開口部
１５と、開口部１５の底部に位置するカソード電極１２
の部分の上に設けられた円錐形の電子放出電極１６から
成る。ストライプ状のカソード電極１２の射影像とスト
ライプ状のゲート電極１４の射影像とは、異なる方向
（例えば直交する方向）に延びている。また、電子放出
領域は、ストライプ状のゲート電極１４の射影像と、ス
トライプ状のカソード電極１２の射影像の重複する重複
領域に位置している。尚、電子放出電極１６は、開口部
１５の底部に位置するカソード電極１２の部分の上に設
けられている。多数の電子放出電極１６が、後述する蛍
光体層２２の１つに対応付けられている。電子放出電極
１６には、カソード電極駆動回路３１からカソード電極
１２を通じて相対的に負電圧（ビデオ信号）が印加さ
れ、ゲート電極１４にはゲート電極駆動回路３２から相
対的に正電圧（走査信号）が印加される。これらの電圧
印加によって生じた電界に応じ、開口部１５の底部に露
出した電子放出電極１６の先端から電子が量子トンネル
効果に基づき放出される。上述とは逆に、走査信号がカ
ソード電極１２に入力され、ビデオ信号がゲート電極１
４に入力される場合もある。
【００５９】表示用パネル２０は、ガラス等から成る支
持体２１と、支持体２１上にマトリクス状あるいはドッ
ト状に形成された複数の発光層（蛍光体層２２）と、蛍
光体層２２の間を埋めるブラックマトリクス２３と、蛍
光体層２２及びブラックマトリクス２３上の全面に形成
された電極（アノード電極２４）とから構成されてい
る。発光層（蛍光体層２２）は、電子放出領域から飛来
した電子の照射によって発光する上述の各種の発光性結
晶粒子から成る。アノード電極２４には、ゲート電極１
４に印加される正電圧よりも高い正電圧がアノード電極
駆動回路３３から印加され、アノード電極２４は、電子
放出電極１６から真空空間中へ放出された電子を、蛍光
体層２２に向かって誘導する役割を果たす。また、アノ
ード電極２４は、蛍光体層２２を構成する蛍光体粒子を
イオン等の粒子によるスパッタから保護すると共に、電
子励起によって生じた蛍光体層２２の発光を支持体２１
側へ反射させ、支持体２１の外側から観察される表示画
面の輝度を向上させる機能も有する。アノード電極２４
は、例えば、アルミニウム薄膜から構成されている。
尚、蛍光体層２２及びアノード電極２４の配置は、図２
あるいは図３に示したと同様とすることができる。
【００６０】図２に示した表示用パネルの製造方法の一
例を、以下、図４を参照して説明する。先ず、発光性結
晶粒子組成物を調製する。そのために、例えば、純水に
分散剤を分散させ、ホモミキサーを用いて３０００ｒｐ
ｍにて１分間、撹拌を行う。次に、先に説明した発光性
結晶粒子を分散剤が分散した純水中に投入し、ホモミキ
サーを用いて５０００ｒｐｍにて５分間、撹拌を行う。
その後、例えば、ポリビニルアルコール及び重クロム酸
アンモニウムを添加して、十分に撹拌し、濾過する。
【００６１】表示用パネルの製造においては、例えばガ
ラスから成る支持体２１上の全面に感光性被膜４０を形
成（塗布）する。そして、露光光源（図示せず）から射
出され、マスク４３に設けられた孔部４４を通過した露
光光によって、支持体２１上に形成された感光性被膜４
０を露光して感光領域４１を形成する（図４の（Ａ）参
照）。その後、感光性被膜４０を現像して選択的に除去
し、感光性被膜の残部（露光、現像後の感光性被膜）４
２を支持体２１上に残す（図４の（Ｂ）参照）。次に、
全面にカーボン剤（カーボンスラリー）を塗布し、乾
燥、焼成した後、リフトオフ法にて感光性被膜の残部４
２及びその上のカーボン剤を除去することによって、露
出した支持体２１上にカーボン剤から成るブラックマト
リクス２３とを形成し、併せて、感光性被膜の残部４２
を除去する（図４の（Ｃ）参照）。その後、露出した支
持体２１上に、赤、緑、青の各蛍光体層２２を形成する
（図４の（Ｄ）参照）。具体的には、上述した各発光性
結晶粒子（蛍光体粒子）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（蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現
像し、次いで、緑色の感光性の発光性結晶粒子組成物
（蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像し、更
に、青色の感光性の発光性結晶粒子組成物（蛍光体スラ
リー）を全面に塗布し、露光、現像すればよい。その
後、蛍光体層２２及びブラックマトリクス２３上にスパ
ッタリング法にて厚さ約０．０７μｍのアルミニウム薄
膜から成るアノード電極２４を形成する。尚、スクリー
ン印刷法等により各蛍光体層２２を形成することもでき
る。
【００６２】次に、スピント型電界放出素子の製造方法
を説明する。スピント型電界放出素子の製造方法は、基
本的には、円錐形の電子放出電極１６を金属材料の垂直
蒸着により形成する方法である。即ち、開口部１５に対
して蒸着粒子は垂直に入射するが、開口部１５の付近に
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、開口部１５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電極１６を自
己整合的に形成する。以下、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１４上に
剥離層１７を予め形成しておく方法に基づくスピント型
電界放出素子から成る第１の構造を有する電界放出素子
を備えた平面型表示装置の製造方法の概要を、基板等の
模式的な一部端面図である図５及び図６を参照して説明
する。
【００６３】［工程−１００］先ず、例えばガラスから
成る基板１１上にニオブ（Ｎｂ）から成るストライプ状
のカソード電極１２を形成した後、全面にＳｉＯ2から
成る絶縁層１３を形成し、更に、ゲート電極１４を絶縁
層１３上に形成する。ゲート電極１４の形成は、例え
ば、スパッタ法、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。次に、ゲート電極１
４及び絶縁層１３に開口部１５をＲＩＥ（反応性イオン
・エッチング）法にて形成し、開口部１５の底部にカソ
ード電極１２を露出させる（図５の（Ａ）参照）。尚、
カソード電極１２は、単一の材料層であってもよく、複
数の材料層を積層することによって構成することもでき
る。例えば、後の工程で形成される各電子放出電極の電
子放出特性のばらつきをカバーするために、カソード電
極１２の表層部を残部よりも電気抵抗率の高い材料で構
成することができる。
【００６４】［工程−１１０］次に、開口部１５の底部
に露出したカソード電極１２上に、電子放出電極１６を
形成する。具体的には、アルミニウムを斜め蒸着するこ
とにより、剥離層１７を形成する。このとき、基板１１
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、開口部１５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１４及び絶縁層１３上
に剥離層１７を形成することができる。この剥離層１７
は、開口部１５の開口端部から庇状に張り出しており、
これにより開口部１５が実質的に縮径される（図５の
（Ｂ）参照）。
【００６５】［工程−１２０］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６の
（Ａ）に示すように、剥離層１７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体層１８が成長する
に伴い、開口部１５の実質的な直径が次第に縮小される
ので、開口部１５の底部において堆積に寄与する蒸着粒
子は、次第に開口部１５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、開口部１５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電極１６となる。
【００６６】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１７を絶縁層１３及びゲート電極１
４の表面から剥離し、絶縁層１３及びゲート電極１４の
上方の導電体層１８を選択的に除去する。その結果、図
６の（Ｂ）に示すように、開口部１５の底部に位置する
カソード電極１２上に円錐形の電子放出電極１６を残す
ことができる。
【００６７】［工程−１３０］かかる電界放出素子が多
数形成された背面パネル（カソードパネル）１０と表示
用パネル（アノードパネル）２０とを組み合わせると、
図１に示した平面型表示装置を得ることができる。具体
的には、例えば、セラミックスやガラスから作製された
高さ約１ｍｍの枠体（図示せず）を用意し、枠体と背面
パネル１０と表示用パネル２０とを例えばフリットガラ
スを用いて貼り合わせ、フリットガラスを乾燥した後、
約４５０゜Ｃで１０〜３０分焼成すればよい。その後、
平面型表示装置の内部を１０-4Ｐａ程度の真空度となる
まで排気し、適当な方法で封止する。あるいは又、例え
ば、枠体と背面パネル１０と表示用パネル２０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、
平面型表示装置の構造に依っては、枠体無しで、背面パ
ネル１０と表示用パネル２０とを貼り合わせてもよい。
【００６８】以上のようにして作製した平面型表示装置
である冷陰極電界電子放出表示装置と、従来の蛍光体粒
子に基づき作製した平面型表示装置である冷陰極電界電
子放出表示装置の輝度の経時変化を調べた。尚、従来の
蛍光体粒子として、赤色を発光する発光性結晶粒子とし
てＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、緑色を発光する発光性結晶粒子とし
てＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、青色を発光する蛍光体粒子とし
て例えばＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌを使用した。これらの３種
類の発光性結晶粒子において、発光性結晶粒子の表面か
らエネルギー線が侵入する深さ（約０．３μｍ）までの
領域における結晶欠陥密度は１×１０8ケ／ｃｍ2であ
り、平均粒径は４〜５μｍであり、表面の平均粗度は約
１０ｎｍであった。輝度の初期値を１００としたとき、
輝度が５０となるまでの時間を測定したところ、従来の
蛍光体粒子を用いた平面型表示装置に対して、実施の形
態１における平面型表示装置は、輝度が５０となるまで
の時間が約５倍となった。
【００６９】（実施の形態２）実施の形態２〜実施の形
態１２においては、各種の電界放出素子について説明す
る。実施の形態２においては、各電子放出領域を、複数
のクラウン型電界放出素子から構成した。実施の形態２
及び後述する実施の形態３〜実施の形態１２における表
示用パネル２０の構造は実施の形態１と同様とすること
ができるので、詳細な説明は省略する。
【００７０】クラウン型電界放出素子から成る第１の構
造を有する電界放出素子の模式的な一部端面図を図９の
（Ａ）に示し、一部を切り欠いた模式的な斜視図を図９
の（Ｂ）に示す。クラウン型電界放出素子は、基板１１
上に形成されたカソード電極１２と、基板１１及びカソ
ード電極１２上に形成された絶縁層１３と、絶縁層１３
上に形成されたゲート電極１４と、ゲート電極１４及び
絶縁層１３を貫通する開口部１５と、開口部１５の底部
に位置するカソード電極１２の部分の上に設けられたク
ラウン（王冠）型の電子放出電極１６Ａから構成されて
いる。開口部１５の底部に露出したクラウン（王冠）型
の電子放出電極１６Ａが電子放出領域に相当する。
【００７１】以下、クラウン型電界放出素子の製造方法
を、基板等の模式的な一部端面図等である図７〜図９を
参照して説明する。
【００７２】［工程−２００］先ず、例えばガラスから
成る基板１１上に、ストライプのカソード電極１２を形
成する。尚、カソード電極１２は、図面の紙面左右方向
に延びている。ストライプ状のカソード電極１２は、例
えば基板１１上にＩＴＯ膜をスパッタリング法により約
０．２μｍの厚さに全面に亙って成膜した後、ＩＴＯ膜
をパターニングすることによって形成することができ
る。カソード電極１２は、単一の材料層であってもよ
く、複数の材料層を積層することによって構成すること
もできる。例えば、後の工程で形成される各電子放出電
極の電子放出特性のばらつきをカバーするために、カソ
ード電極１２の表層部を残部よりも電気抵抗率の高い材
料で構成することができる。次に、基板１１及びカソー
ド電極１２上に絶縁層１３を形成する。ここでは、一例
としてガラスペーストを全面に約３μｍの厚さにスクリ
ーン印刷する。次に、絶縁層１３に含まれる水分や溶剤
を除去し、且つ、絶縁層１３を平坦化するために、例え
ば１００゜Ｃ、１０分間の仮焼成、及び５００゜Ｃ、２
０分間の本焼成といった２段階の焼成を行う。尚、上述
のようなガラスペーストを用いたスクリーン印刷に替え
て、例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ 2膜を形成し
てもよい。
【００７３】次に、絶縁層１３上に、ストライプ状のゲ
ート電極１４を形成する（図７の（Ａ）参照）。尚、ゲ
ート電極１４は、図面の紙面垂直方向に延びている。ゲ
ート電極１４は、例えば、絶縁層１３上に厚さ約２０ｎ
ｍのクロム（Ｃｒ）膜と厚さ０．２μｍの金（Ａｕ）膜
を電子ビーム蒸着法によりこの順に全面成膜し、続いて
この積層膜をパターニングすることにより形成すること
ができる。尚、クロム膜は、絶縁層１３に対する金膜の
密着性の不足を補うために形成される。ゲート電極１４
の射影像の延びる方向は、ストライプ状のカソード電極
１２の射影像の延びる方向と９０度を成す。
【００７４】［工程−２１０］次に、例えばフォトレジ
スト材料から成るエッチング用マスクを用いてゲート電
極１４及び絶縁層１３をＲＩＥ法に基づきエッチング
し、ゲート電極１４及び絶縁層１３に開口部１５を形成
し、開口部１５の底部にカソード電極１２を露出させる
（図７の（Ｂ）参照）。開口部１５の直径を約２〜５０
μｍとする。
【００７５】［工程−２２０］次に、エッチング用マス
クを除去し、ゲート電極１４上、絶縁層１３上、及び開
口部１５の側壁面上に剥離層５１を形成する（図８の
（Ａ）参照）。かかる剥離層５１を形成するには、例え
ば、フォトレジスト材料をスピンコーティング法により
全面に塗布し、開口部１５の底部の一部分のみを除去す
るようなパターニングを行う。この時点で、開口部１５
の実質的な直径は、約１〜２０μｍに縮径される。
【００７６】［工程−２３０］次に、図８の（Ｂ）に示
すように、全面に組成物原料から成る導電性組成物層５
２を形成する。ここで使用する組成物原料は、例えば、
導電性粒子として平均粒径約０．１μｍの黒鉛粒子を６
０重量％、バインダとして４号の水ガラスを４０重量％
含む。この組成物原料を、例えば１４００ｒｐｍ、１０
秒間の条件で全面にスピンコートする。開口部１５内に
おける導電性組成物層５２の表面は、組成物原料の表面
張力に起因して、開口部１５の側壁面に沿って迫り上が
り、開口部１５の中央部に向かって窪む。その後、導電
性組成物層５２に含まれる水分を除去するための仮焼成
を、例えば大気中、４００゜Ｃで３０分間行う。
【００７７】組成物原料において、バインダは、（１）
それ自身が導電性粒子の分散媒であってもよいし、
（２）導電性粒子を被覆していてもよいし、（３）適当
な溶媒に分散あるいは溶解されることによって、導電性
粒子の分散媒を構成してもよい。（３）のケースの典型
例は水ガラスであり、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ１４０
８に規定される１号乃至４号、又はこれらの同等品を使
用することができる。１号乃至４号は、水ガラスの構成
成分である酸化ナトリウム（Ｎａ2Ｏ）１モルに対する
酸化珪素（ＳｉＯ2）のモル数（約２〜４モル）の違い
に基づく４段階の等級であり、それぞれ粘度が大きく異
なる。従って、リフトオフ・プロセスで水ガラスを使用
する際には、水ガラスに分散させる導電性粒子の種類や
含有量、剥離層５１との親和性、開口部１５のアスペク
ト比等の諸条件を考慮して、最適な等級の水ガラスを選
択するか、又は、これらの等級と同等の水ガラスを調製
して使用することが好ましい。
【００７８】バインダは一般に導電性に劣るので、導電
性組成物中の導電性粒子の含有量に対してバインダの含
有量が多過ぎると、形成される電子放出電極１６Ａの電
気抵抗値が上昇し、電子放出が円滑に行われなくなる虞
がある。従って、例えば水ガラス中に導電性粒子として
カーボン系材料粒子を分散させて成る組成物原料を例に
とると、組成物原料の全重量に占めるカーボン系材料粒
子の割合は、電子放出電極１６Ａの電気抵抗値、組成物
原料の粘度、導電性粒子同士の接着性等の特性を考慮
し、概ね３０〜９５重量％の範囲に選択することが好ま
しい。カーボン系材料粒子の割合をかかる範囲内に選択
することにより、形成される電子放出電極１６Ａの電気
抵抗値を十分に下げると共に、カーボン系材料粒子同士
の接着性を良好に保つことが可能となる。但し、導電性
粒子としてカーボン系材料粒子にアルミナ粒子を混合し
て用いた場合には、導電性粒子同士の接着性が低下する
傾向があるので、アルミナ粒子の含有量に応じてカーボ
ン系材料粒子の割合を高めることが好ましく、６０重量
％以上とすることが特に好ましい。尚、組成物原料に
は、導電性粒子の分散状態を安定化させるための分散剤
や、ｐＨ調整剤、乾燥剤、硬化剤、防腐剤等の添加剤が
含まれていてもよい。尚、導電性粒子を結合剤（バイン
ダ）の被膜で覆った粉体を、適当な分散媒中に分散させ
て成る組成物原料を用いてもよい。
【００７９】一例として、王冠状の電子放出電極１６Ａ
の直径を概ね１〜２０μｍとし、導電性粒子としてカー
ボン系材料粒子を使用した場合、カーボン系材料粒子の
粒径は概ね０．１μｍ〜１μｍの範囲とすることが好ま
しい。カーボン系材料粒子の粒径をかかる範囲に選択す
ることにより、王冠状の電子放出電極１６Ａの縁部に十
分に高い機械的強度が備わり、且つ、カソード電極１２
に対する電子放出電極１６Ａの密着性が良好となる。
【００８０】［工程−２４０］次に、図８の（Ｃ）に示
すように、剥離層５１を除去する。剥離は、２重量％の
水酸化ナトリウム水溶液中に、３０秒間浸漬することに
より行う。このとき、超音波振動を加えながら剥離を行
ってもよい。これにより、剥離層５１と共に剥離層５１
上の導電性組成物層５２の部分が除去され、開口部１５
の底部に露出したカソード電極１２上の導電性組成物層
５２の部分のみが残される。この残存した部分が電子放
出電極１６Ａとなる。電子放出電極１６Ａの形状は、表
面が開口部１５の中央部に向かって窪み、王冠状とな
る。［工程−２４０］が終了した時点における状態を、
図９に示す。図９の（Ｂ）は、電界放出素子の一部を示
す模式的な斜視図であり、図９の（Ａ）は図９の（Ｂ）
の線Ａ−Ａに沿った模式的な一部端面図である。図９の
（Ｂ）では、電子放出電極１６Ａの全体が見えるよう
に、絶縁層１３とゲート電極１４との一部を切り欠いて
いる。尚、１つの重複領域には、５〜１００個程度の電
子放出電極１６Ａを設けることで十分である。尚、導電
性粒子の粒径が電子放出電極１６Ａの表面に確実に露出
するように、電子放出電極１６Ａの表面に露出したバイ
ンダをエッチングによって除去してもよい。
【００８１】［工程−２５０］次に、電子放出電極１６
Ａの焼成を行う。焼成は、乾燥大気中、４００゜Ｃ、３
０分間の条件で行う。尚、焼成温度は、組成物原料に含
まれるバインダの種類に応じて選択すればよい。例え
ば、バインダが水ガラスのような無機材料である場合に
は、無機材料を焼成し得る温度で熱処理を行えばよい。
バインダが熱硬化性樹脂である場合には、熱硬化性樹脂
を硬化し得る温度で熱処理を行えばよい。但し、導電性
粒子同士の密着性を保つために、熱硬化性樹脂が過度に
分解したり炭化する虞のない温度で熱処理を行うことが
好適である。いずれのバインダを用いるにしても、熱処
理温度は、ゲート電極やカソード電極、絶縁層に損傷や
欠陥が生じない温度とする必要がある。熱処理雰囲気
は、ゲート電極やカソード電極の電気抵抗率が酸化によ
って上昇したり、あるいはゲート電極やカソード電極に
欠陥や損傷が生ずることがないように、不活性ガス雰囲
気とすることが好ましい。尚、バインダとして熱可塑性
樹脂を使用した場合には、熱処理を必要としない場合が
ある。
【００８２】（実施の形態３）実施の形態３において
は、各電子放出領域を、複数の扁平型電界放出素子から
構成した。
【００８３】扁平型電界放出素子から成る第１の構造を
有する電界放出素子の模式的な一部断面図を、図１０の
（Ｃ）に示す。扁平型電界放出素子は、例えばガラスか
ら成る基板１１上に形成されたカソード電極１２、基板
１１及びカソード電極１２上に形成された絶縁層１３、
絶縁層１３上に形成されたゲート電極１４、ゲート電極
１４及び絶縁層１３を貫通する開口部１５、並びに、開
口部１５の底部に位置するカソード電極１２の部分の上
に設けられた扁平の電子放出電極１６Ｂから成る。ここ
で、電子放出電極１６Ｂは、図１０の（Ｃ）の紙面垂直
方向に延びたストライプ状のカソード電極１２上に形成
されている。また、ゲート電極１４は、図１０の（Ｃ）
の紙面左右方向に延びている。カソード電極１２及びゲ
ート電極１４はクロム（Ｃｒ）から成る。電子放出電極
１６Ｂは、具体的には、グラファイト粉末から成る薄層
から構成されている。また、電界放出素子の動作安定
化、電子放出特性の均一化のために、カソード電極１２
と電子放出電極１６Ｂとの間にＳｉＣから成る抵抗体層
６０が設けられている。図１０の（Ｃ）に示した扁平型
電界放出素子においては、カソード電極１２の表面の全
域に亙って、抵抗体層６０及び電子放出電極１６Ｂが形
成されているが、このような構造に限定するものではな
く、要は、少なくとも開口部１５の底部に電子放出電極
１６Ｂが設けられていればよい。
【００８４】以下、基板等の模式的な一部断面図である
図１０を参照して、扁平型電界放出素子の製造方法を説
明する。
【００８５】［工程−３００］先ず、基板１１上に、ク
ロム（Ｃｒ）から成るカソード電極用導電材料層をスパ
ッタ法にて形成した後、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
ーニングする。これによって、ストライプ状のカソード
電極１２を基板１１上に形成することができる（図１０
の（Ａ）参照）。尚、カソード電極１２は、図１０の紙
面垂直方向に延びている。
【００８６】［工程−３１０］次に、カソード電極１２
上に、電子放出電極１６Ｂを形成する。具体的には、先
ず、全面にスパッタ法にてＳｉＣから成る抵抗体層６０
を形成し、次いで、抵抗体層６０の上にグラファイト粉
末塗料から成る電子放出電極１６Ｂをスピンコーティン
グ法にて形成し、電子放出電極１６Ｂを乾燥させる。そ
の後、電子放出電極１６Ｂ及び抵抗体層６０を公知の方
法に基づきパターニングする（図１０の（Ｂ）参照）。
電子放出領域は電子放出電極１６Ｂから構成される。
【００８７】［工程−３２０］次に、全面に絶縁層１３
を形成する。具体的には、電子放出電極１６Ｂ及び基板
１１上に、例えば、スパッタ法にてＳｉＯ2から成る絶
縁層１３を形成する。尚、絶縁層１３を、ガラスペース
トをスクリーン印刷する方法や、ＳｉＯ2層をＣＶＤ法
にて形成する方法に基づき形成することもできる。その
後、ストライプ状のゲート電極１４を絶縁層１３上に形
成する。
【００８８】［工程−３３０］次に、ゲート電極１４及
び絶縁層１３に開口部１５を形成し、開口部１５の底部
に電子放出電極１６Ｂを露出させる。その後、エッチン
グ用マスクを除去し、電子放出電極１６Ｂ中の有機溶剤
を除去するために、４００゜Ｃ、３０分の熱処理を施
す。こうして、図１０の（Ｃ）に示した電界放出素子を
得ることができる。
【００８９】（実施の形態４）扁平型電界放出素子から
成る第１の構造を有する電界放出素子の変形例の模式的
な一部断面図を、図１１の（Ｃ）に示す。図１１の
（Ｃ）に示す扁平型電界放出素子においては、電子放出
電極１６Ｂの構造が、図１０の（Ｃ）に示した扁平型電
界放出素子と若干異なっている。以下、基板等の模式的
な一部断面図である図１１を参照して、かかる電界放出
素子の製造方法を説明する。
【００９０】［工程−４００］先ず、基板１１上にカソ
ード電極用導電材料層を形成する。具体的には、基板１
１の全面にレジスト材料層（図示せず）を形成した後、
カソード電極を形成すべき部分のレジスト材料層を除去
する。その後、全面にクロム（Ｃｒ）から成るカソード
電極用導電材料層をスパッタ法にて形成する。更に、全
面にスパッタ法にてＳｉＣから成る抵抗体層６０を形成
し、次いで、抵抗体層６０の上にグラファイト粉末塗料
層をスピンコーティング法にて形成し、グラファイト粉
末塗料層を乾燥させる。その後、剥離液を用いてレジス
ト材料層を除去すると、レジスト材料層上に形成された
カソード電極用導電材料層、抵抗体層６０及びグラファ
イト粉末塗料層も除去される。こうして、所謂リフトオ
フ法に基づき、カソード電極１２、抵抗体層６０及び電
子放出電極１６Ｂが積層された構造を得ることができる
（図１１の（Ａ）参照）。
【００９１】［工程−４１０］次に、全面に絶縁層１３
を形成した後、絶縁層１３上にストライプ状のゲート電
極１４を形成する（図１１の（Ｂ）参照）。その後、ゲ
ート電極１４及び絶縁層１３に開口部１５を形成するこ
とによって、開口部１５の底部に電子放出電極１６Ｂを
露出させる（図１１の（Ｃ）参照）。開口部１５の底部
に露出したカソード電極１２の表面に設けられた電子放
出電極１６Ｂから電子放出領域が構成される。
【００９２】（実施の形態５）扁平型電界放出素子から
成る第１の構造を有する電界放出素子の別の変形例の模
式的な一部端面図を、図１３の（Ｂ）に示す。この扁平
型電界放出素子においては、電子放出電極１６Ｃは、Ｃ
ＶＤ法に基づき形成された炭素薄膜から構成されてい
る。
【００９３】電子放出電極を炭素薄膜から構成すること
は、炭素（Ｃ）の仕事関数が低く、高い放出電子電流を
達成することができるので、好ましい。炭素薄膜から電
子を放出させるためには、炭素薄膜が適切な電界（例え
ば、１０6ボルト／ｃｍ程度の強度を有する電界）中に
置かれた状態とすればよい。
【００９４】ところで、レジスト層をエッチング用マス
クとして使用し、酸素ガスを用いてダイヤモンド薄膜の
ような炭素薄膜のプラズマエッチングを行った場合、エ
ッチング反応系における反応副生成物として（ＣＨ）x
系あるいは（ＣＦ）x系等の炭素系ポリマーが堆積性物
質として生成する。一般に、プラズマエッチングにおい
て堆積性物質がエッチング反応系に生成した場合、この
堆積性物質はイオン入射確率の低いレジスト層の側壁
面、あるいは被エッチング物の加工端面に堆積して所謂
側壁保護膜を形成し、被エッチング物の異方性加工によ
って得られる形状の達成に寄与する。しかしながら、酸
素ガスをエッチング用ガスとして使用した場合には、炭
素系ポリマーから成る側壁保護膜は、生成しても、直ち
に酸素ガスによって除去されてしまう。また、酸素ガス
をエッチング用ガスとして使用した場合には、レジスト
層の消耗も激しい。これらの理由により、従来のダイヤ
モンド薄膜の酸素プラズマ加工においては、ダイヤモン
ド薄膜のマスクの寸法に対する寸法変換差が大きく、異
方性加工も困難な場合が多い。
【００９５】このような問題を解決するためには、例え
ば、カソード電極の表面に炭素薄膜選択成長領域を形成
し、炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜から成る電子放
出電極を形成する構成とすればよい。即ち、この電界放
出素子の製造においては、基板上にカソード電極を形成
した後、カソード電極の表面に炭素薄膜選択成長領域を
形成し、その後、炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜
（電子放出電極に相当する）を形成する。尚、カソード
電極の表面に炭素薄膜選択成長領域を形成する工程を、
炭素薄膜選択成長領域形成工程と呼ぶ。
【００９６】ここで、炭素薄膜選択成長領域は、表面に
金属粒子が付着したカソード電極の部分、若しくは、表
面に金属薄膜が形成されたカソード電極の部分であるこ
とが好ましい。尚、炭素薄膜選択成長領域における炭素
薄膜の選択成長を一層確実なものとするために、炭素薄
膜選択成長領域の表面には、硫黄（Ｓ）、ホウ素（Ｂ）
又はリン（Ｐ）が付着していることが望ましく、これら
の物質は一種の触媒としての作用を果たすと考えられ、
これによって、炭素薄膜の選択成長性を一層向上させる
ことができる。尚、炭素薄膜選択成長領域は、開口部の
底部に位置するカソード電極の部分の表面に形成されて
いればよく、開口部の底部に位置するカソード電極の部
分から開口部の底部以外のカソード電極の部分の表面に
延在するように形成されていてもよい。また、炭素薄膜
選択成長領域は、開口部の底部に位置するカソード電極
の部分の表面の全面に形成されていても、部分的に形成
されていてもよい。
【００９７】炭素薄膜選択成長領域形成工程は、炭素薄
膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の部分の表面
（以下、単にカソード電極の表面と呼ぶ場合がある）
に、金属粒子を付着させ、若しくは、金属薄膜を形成す
る工程から成り、以て、表面に金属粒子が付着し、若し
くは、表面に金属薄膜が形成されたカソード電極の部分
から成る炭素薄膜選択成長領域を得ることが好ましい。
また、この場合、炭素薄膜選択成長領域における炭素薄
膜の選択成長を一層確実なものとするために、炭素薄膜
選択成長領域の表面に、硫黄（Ｓ）、ホウ素（Ｂ）又は
リン（Ｐ）を付着させることが望ましく、これによっ
て、炭素薄膜の選択成長性を一層向上させることができ
る。炭素薄膜選択成長領域の表面に硫黄、ホウ素又はリ
ンを付着させる方法としては、例えば、硫黄、ホウ素又
はリンを含む化合物から成る化合物層を炭素薄膜選択成
長領域の表面に形成し、次いで、例えば加熱処理を化合
物層に施すことによって化合物層を構成する化合物を分
解させ、炭素薄膜選択成長領域の表面に硫黄、ホウ素又
はリンを残す方法を挙げることができる。硫黄を含む化
合物としてチオナフテン、チオフテン、チオフェンを例
示することができる。ホウ素を含む化合物として、トリ
フェニルボランを例示することができる。リンを含む化
合物として、トリフェニルフォスフィンを例示すること
ができる。
【００９８】あるいは又、炭素薄膜選択成長領域におけ
る炭素薄膜の選択成長を一層確実なものとするために、
カソード電極の表面に、金属粒子を付着させ、若しく
は、金属薄膜を形成した後、金属粒子の表面若しくは金
属薄膜の表面の金属酸化物（所謂、自然酸化膜）を除去
することが望ましい。金属粒子の表面若しくは金属薄膜
の表面の金属酸化物の除去を、例えば、水素ガス雰囲気
におけるマイクロ波プラズマ法、トランス結合型プラズ
マ法、誘導結合型プラズマ法、電子サイクロトロン共鳴
プラズマ法、ＲＦプラズマ法等に基づくプラズマ還元処
理、アルゴンガス雰囲気におけるスパッタ処理、若しく
は、例えばフッ酸等の酸や塩基を用いた洗浄処理によっ
て行うことが望ましい。尚、炭素薄膜選択成長領域の表
面に硫黄、ホウ素又はリンを付着させる工程、あるいは
又、金属粒子の表面若しくは金属薄膜の表面の金属酸化
物を除去する工程を含む場合、絶縁層に開口部を設けた
後、炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成する前に
これらの工程を実行することが好ましい。
【００９９】炭素薄膜選択成長領域を得るためにカソー
ド電極の表面に金属粒子を付着させる方法として、例え
ば、炭素薄膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の
領域以外の領域を適切な材料（例えば、マスク層）で被
覆した状態で、溶媒と金属粒子から成る層を炭素薄膜選
択成長領域を形成すべきカソード電極の部分の表面に形
成した後、溶媒を除去し、金属粒子を残す方法を挙げる
ことができる。あるいは又、カソード電極の表面に金属
粒子を付着させる工程として、例えば、炭素薄膜選択成
長領域を形成すべきカソード電極の領域以外の領域を適
切な材料（例えば、マスク層）で被覆した状態で、金属
粒子を構成する金属原子を含む金属化合物粒子をカソー
ド電極の表面に付着させた後、金属化合物粒子を加熱す
ることによって分解し、以て、表面に金属粒子が付着し
たカソード電極の部分から成る炭素薄膜選択成長領域を
得る方法を挙げることができる。この場合、具体的に
は、溶媒と金属化合物粒子から成る層を炭素薄膜選択成
長領域を形成すべきカソード電極の部分の表面に形成し
た後、溶媒を除去し、金属化合物粒子を残す方法を例示
することができる。金属化合物粒子は、金属粒子を構成
する金属のハロゲン化物（例えば、ヨウ化物、塩化物、
臭化物等）、酸化物、水酸化物及び有機金属から成る群
から選択された少なくとも１種類の材料から成ることが
好ましい。尚、これらの方法においては、適切な段階
で、炭素薄膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の
領域以外の領域を被覆した材料（例えば、マスク層）を
除去する。
【０１００】炭素薄膜選択成長領域を得るためにカソー
ド電極の表面に金属薄膜を形成する方法として、例え
ば、炭素薄膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の
領域以外の領域を適切な材料で被覆した状態での、電解
メッキ法、無電解メッキ法、ＭＯＣＶＤ法を含むＣＶＤ
法（化学的気相成長法）、物理的気相成長法（ＰＶＤ
法、Physical Vapor Deposition 法）等の公知の方法を
挙げることができる。尚、物理的気相成長法として、
（ａ）電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着
等の各種真空蒸着法、（ｂ）プラズマ蒸着法、（ｃ）２
極スパッタ法、直流スパッタ法、直流マグネトロンスパ
ッタ法、高周波スパッタ法、マグネトロンスパッタ法、
イオンビームスパッタ法、バイアススパッタ法等の各種
スパッタ法、（ｄ）ＤＣ(direct current)法、ＲＦ法、
多陰極法、活性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプ
レーティング法、反応性イオンプレーティング法等の各
種イオンプレーティング法を挙げることができる。
【０１０１】ここで、金属粒子あるいは金属薄膜は、モ
リブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔ
ｉ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステ
ン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、
鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）及び亜鉛（Ｚ
ｎ）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属
から構成されていることが好ましい。
【０１０２】炭素薄膜として、グラファイト薄膜、アモ
ルファスカーボン薄膜、ダイヤモンドライクカーボン薄
膜、あるいはフラーレン薄膜を挙げることができる。炭
素薄膜の形成方法として、マイクロ波プラズマ法、トラ
ンス結合型プラズマ法、誘導結合型プラズマ法、電子サ
イクロトロン共鳴プラズマ法、ＲＦプラズマ法等に基づ
くＣＶＤ法を例示することができる。炭素薄膜の形態に
は、薄膜状はもとより、炭素のウィスカー、炭素のナノ
チューブ（中空及び中実を含む）が包含される。
【０１０３】尚、カソード電極の構造としては、導電材
料層の１層構成とすることもできるし、下層導電材料
層、下層導電材料層上に形成された抵抗体層、抵抗体層
上に形成された上層導電材料層の３層構成とすることも
できる。後者の場合、上層導電材料層の表面に炭素薄膜
選択成長領域を形成する。このように、抵抗体層を設け
ることによって、電子放出電極における電子放出特性の
均一化を図ることができる。
【０１０４】以下、基板等の模式的な一部端面図である
図１２及び図１３を参照して、扁平型電界放出素子の製
造方法の一例を説明する。
【０１０５】［工程−５００］先ず、例えばガラスから
成る基板１１上にカソード電極用導電材料層を形成し、
次いで、周知のリソグラフィ技術及びＲＩＥ法に基づき
カソード電極用導電材料層をパターニングすることによ
って、ストライプ状のカソード電極１２を基板１１上に
形成する。ストライプ状のカソード電極１２は、図面の
紙面左右方向に延びている。カソード電極１２は、例え
ばスパッタ法により形成された厚さ約０．２μｍのクロ
ム（Ｃｒ）層から成る。
【０１０６】［工程−５１０］その後、全面に、具体的
には、基板１１上及びカソード電極１２上に絶縁層１３
を形成する。
【０１０７】［工程−５２０］次いで、ストライプ状の
ゲート電極１４を絶縁層１３上に形成した後、ゲート電
極１４及び絶縁層１３に開口部１５を形成し、開口部１
５の底部にカソード電極１２を露出させる（図１２の
（Ａ）参照）。ストライプ状のゲート電極１４は図面の
紙面垂直方向に延びている。開口部１５の平面形状は、
例えば直径１μｍ〜３０μｍの円形である。開口部１５
を、例えば、１画素分の領域（重複領域）に１個〜３０
００個程度形成すればよい。
【０１０８】［工程−５３０］次に、開口部１５の底部
に露出したカソード電極１２上に、電子放出電極１６Ｃ
を形成する。具体的には、先ず、開口部１５の底部に位
置するカソード電極１２の表面に炭素薄膜選択成長領域
７０を形成する。そのために、先ず、開口部１５の底部
の中央部にカソード電極１２の表面が露出したマスク層
７１を形成する（図１２の（Ｂ）参照）。具体的には、
レジスト材料層をスピンコーティング法にて開口部１５
内を含む全面に成膜した後、リソグラフィ技術に基づ
き、開口部１５の底部の中央部に位置するレジスト材料
層に孔部を形成することによって、マスク層７１を得る
ことができる。マスク層７１は、開口部１５の底部に位
置するカソード電極１２の一部分、開口部１５の側壁、
ゲート電極１４及び絶縁層１３を被覆している。これに
よって、次の工程で、開口部１５の底部の中央部に位置
するカソード電極１２の表面に炭素薄膜選択成長領域を
形成するが、カソード電極１２とゲート電極１４とが金
属粒子によって短絡することを確実に防止し得る。
【０１０９】次に、露出したカソード電極１２の表面を
含むマスク層７１上に、金属粒子を付着させる。具体的
には、ニッケル（Ｎｉ）微粒子をポリシロキサン溶液中
に分散させた溶液（溶媒としてイソプロピルアルコール
を使用）をスピンコーティング法にて全面に塗布し、炭
素薄膜選択成長領域７０を形成すべきカソード電極１２
の部分の表面に溶媒と金属粒子から成る層を形成する。
その後、マスク層７１を除去し、４００゜Ｃ程度に加熱
することによって溶媒を除去し、露出したカソード電極
１２の表面に金属粒子７２を残すことで、炭素薄膜選択
成長領域７０を得ることができる（図１３の（Ａ）参
照）。尚、ポリシロキサンは、露出したカソード電極１
２の表面に金属粒子７２を固定させる機能（所謂、接着
機能）を有する。
【０１１０】［工程−５４０］その後、炭素薄膜選択成
長領域７０上に、厚さ約０．２μｍの炭素薄膜７３を形
成し、電子放出電極１６Ｃを得る。この状態を図１３の
（Ｂ）に示す。マイクロ波プラズマＣＶＤ法に基づく炭
素薄膜７３の成膜条件を、以下の表１に例示する。
【０１１１】［表１］ ［炭素薄膜の成膜条件] 使用ガス ：ＣＨ4／Ｈ2＝１００／１０ＳＣＣＭ 圧力 ：１．３×１０3Ｐａ マイクロ波パワー：５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 成膜温度 ：５００゜Ｃ
【０１１２】（実施の形態６）平面型電界放出素子から
成る第２の構造を有する電界放出素子の模式的な一部断
面図を、図１４の（Ｃ）に示す。この平面型電界放出素
子は、例えばガラスから成る基板１１上に形成されたス
トライプ状のカソード電極１２、基板１１及びカソード
電極１２上に形成された絶縁層１３、絶縁層１３上に形
成されたストライプ状のゲート電極１４、並びに、ゲー
ト電極１４及び絶縁層１３を貫通し、底部にカソード電
極１２が露出した開口部１５から成る。カソード電極１
２は、図１４の（Ｃ）の紙面垂直方向に延び、ゲート電
極１４は、図１４の（Ｃ）の紙面左右方向に延びてい
る。カソード電極１２及びゲート電極１４はクロム（Ｃ
ｒ）から成り、絶縁層１３はＳｉＯ2から成る。ここ
で、開口部１５の底部に露出したカソード電極１２の部
分が電子放出領域１１６に相当する。
【０１１３】以下、基板等の模式的な一部断面図である
図１４を参照して、平面型電界放出素子の製造方法を説
明する。
【０１１４】［工程−６００］先ず、基板１１上に電子
放出領域１１６として機能するカソード電極１２を形成
する。具体的には、基板１１上に、クロム（Ｃｒ）から
成るカソード電極用導電材料層をスパッタ法にて形成し
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する。こ
れによって、ストライプ状のカソード電極１２を基板１
１上に形成することができる（図１４の（Ａ）参照）。
尚、カソード電極１２は、図１４の紙面垂直方向に延び
ている。
【０１１５】［工程−６１０］次に、例えばＣＶＤ法に
てＳｉＯ2から成る絶縁層１３を、基板１１及びカソー
ド電極１２の上に形成する。尚、絶縁層１３を、スクリ
ーン印刷法に基づきガラスペーストから形成することも
できる。
【０１１６】［工程−６２０］その後、ストライプ状の
ゲート電極１４を絶縁層１３上に形成する。具体的に
は、先ず、全面にクロムから成る導電材料層をスパッタ
法にて形成した後、リソグラフィ技術及びドライエッチ
ング技術に基づき導電材料層をパターニングする。これ
によって、ストライプ状のゲート電極１４を形成するこ
とができる（図１４の（Ｂ）参照）。尚、ゲート電極１
４は、図１４の紙面左右方向に延びている。例えばスク
リーン印刷法にて、ストライプ状のゲート電極１４を絶
縁層１３上に、直接形成することもできる。
【０１１７】［工程−６３０］次に、ゲート電極１４及
び絶縁層１３に開口部１５を形成し、開口部１５の底部
に電子放出領域１１６として機能するカソード電極１２
を露出させる（図１４の（Ｃ）参照）。
【０１１８】（実施の形態７）図１５の（Ａ）に模式的
な一部断面図を示す平面型電界放出素子が図１４の
（Ｃ）に示した平面型電界放出素子と相違する点は、開
口部１５の底部に露出したカソード電極１２の表面（電
子放出領域１１６に相当する）に、微小凹凸部１２Ａが
形成されている点にある。このような平面型電界放出素
子は、以下の製造方法にて製造することができる。
【０１１９】［工程−７００］先ず、実施の形態１の
［工程−６００］〜［工程−６２０］と略同様にして、
基板１１上にストライプ状のカソード電極１２を形成
し、全面に絶縁層１３を形成した後、ストライプ状のゲ
ート電極１４を絶縁層１３上に形成する。即ち、例えば
ガラスから成る基板１１の上に、スパッタ法により厚さ
約０．２μｍのタングステン層を成膜し、通常の手順に
従ってこのタングステン層をストライプ状にパターニン
グし、カソード電極１２を形成する。次に、基板１１及
びカソード電極１２上に絶縁層１３を形成する。絶縁層
１３は、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原料ガス
として用いるＣＶＤ法により形成することができる。更
に、この絶縁層１３の上に、例えば厚さ約０．２μｍの
クロムから成る導電材料層を成膜し、ストライプ状にパ
ターニングして、ゲート電極１４を形成する。ここまで
のプロセスが終了した状態は、実質的に、図１４の
（Ｂ）に示したと同様である。
【０１２０】［工程−７１０］次に、［工程−６３０］
と同様にして、ゲート電極１４及び絶縁層１３に開口部
１５を形成し、開口部１５の底部にカソード電極１２を
露出させる。その後、開口部１５の底部に露出したカソ
ード電極１２の部分に、微小凹凸部１２Ａを形成する。
微小凹凸部１２Ａの形成に際しては、エッチングガスと
してＳＦ6を用い、カソード電極１２を構成するタング
ステンの結晶粒と粒界との間でエッチング速度の差が大
きくなるような条件を設定してＲＩＥ法に基づくドライ
エッチングを行う。その結果、タングステンの結晶粒径
をほぼ反映した寸法を有する微小凹凸部１２Ａを形成す
ることができる。
【０１２１】このような平面型電界放出素子の構成にお
いては、カソード電極１２の微小凹凸部１２Ａ、より具
体的には微小凹凸部１２Ａの凸部に、ゲート電極１４か
ら大きな電界が加わる。このとき凸部に集中する電界
は、カソード電極１２の表面が平滑である場合に比べて
大きいため、凸部からは量子トンネル効果によって電子
が効率良く放出される。従って、開口部１５の底部に単
に平滑なカソード電極１２が露出している平面型電界放
出素子に比べて、平面型表示装置に組み込まれた場合の
輝度の向上が期待できる。それ故、図１５の（Ａ）に示
した平面型電界放出素子によれば、ゲート電極１４とカ
ソード電極１２との間の電位差が比較的小さくても、十
分な放出電子電流密度を得ることができ、平面型表示装
置の高輝度化が達成される。あるいは、同じ輝度を達成
するために必要なゲート電圧が低くて済み、以て、低消
費電力化を達成することが可能である。
【０１２２】尚、絶縁層１３をエッチングすることによ
って開口部１５を形成し、しかる後に異方性エッチング
技術に基づきカソード電極１２に微小凹凸部１２Ａを形
成したが、開口部１５を形成するためのエッチングによ
って、微小凹凸部１２Ａを同時に形成することも可能で
ある。即ち、絶縁層１３をエッチングする際に、ある程
度のイオンスパッタ作用が期待できる異方的なエッチン
グ条件を採用し、垂直壁を有する開口部１５が形成され
た後もエッチングを継続することにより、開口部１５の
底部に露出したカソード電極１２の部分に微小凹凸部１
２Ａを形成することができる。その後、絶縁層１３の等
方性エッチングを行えばよい。
【０１２３】また、［工程−６００］と同様の工程にお
いて、基板１１上に、タングステンから成るカソード電
極用導電材料層をスパッタ法にて形成した後、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、次いで、カソード電
極用導電材料層の表面に微小凹凸部１２Ａを形成した
後、［工程−６１０］〜［工程−６３０］と同様の工程
を実行することによって、図１５の（Ａ）に示したと同
様の電界放出素子を作製することもできる。
【０１２４】あるいは又、［工程−６００］と同様の工
程において、基板１１上に、タングステンから成るカソ
ード電極用導電材料層をスパッタ法にて形成した後、カ
ソード電極用導電材料層の表面に微小凹凸部１２Ａを形
成し、次いで、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
した後、［工程−６１０］〜［工程−６３０］と同様の
工程を実行することによって、図１５の（Ａ）に示した
と同様の電界放出素子を作製することもできる。
【０１２５】図１５の（Ｂ）には、図１５の（Ａ）に示
した電界放出素子の変形例を示す。図１５の（Ｂ）に示
す電界放出素子においては、微小凹凸部１２Ａの先端部
の平均高さ位置が、絶縁層１３の下面位置よりも基板１
１側に存在している（即ち、下がっている）。かかる電
界放出素子を形成するには、［工程−７１０］における
ドライエッチングの継続時間を延長すればよい。このよ
うな構成によれば、開口部１５の中央部近傍の電界強度
を一層高めることができる。
【０１２６】図１６には、電子放出領域１１６に相当す
るカソード電極１２の表面（より具体的には、少なくと
も微小凹凸部１２Ａ上）に被覆層１２Ｂが形成されてい
る平面型電界放出素子を示す。
【０１２７】この被覆層１２Ｂは、カソード電極１２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１２を構成する材料の仕事関数、ゲート電極
１４とカソード電極１２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。
被覆層１２Ｂの構成材料として、アモルファスダイヤモ
ンドを例示することができる。被覆層１２Ｂをアモルフ
ァスダイヤモンドを用いて構成した場合には、５×１０
7Ｖ／ｍ以下の電界強度にて、平面型表示装置に必要な
放出電子電流密度を得ることができる。
【０１２８】被覆層１２Ｂの厚さは、微小凹凸部１２Ａ
を反映し得る程度に選択する。これは、被覆層１２Ｂに
よって微小凹凸部１２Ａの凹部が埋め込まれ、電子放出
領域の表面が平滑化されてしまっては、微小凹凸部１２
Ａを設けた意味が無くなるからである。従って、微小凹
凸部１２Ａの寸法にも依るが、例えば微小凹凸部１２Ａ
が電子放出領域の結晶粒径を反映して形成されている場
合には、被覆層１２Ｂの厚さを概ね３０〜１００ｎｍ程
度に選択することが好ましい。また、微小凹凸部１２Ａ
の先端部の平均高さ位置を絶縁層の下面位置よりも下げ
る場合には、厳密には、被覆層１２Ｂの先端部の平均高
さ位置を絶縁層の下面位置よりも下げることが、一層好
ましい。
【０１２９】具体的には、［工程−７１０］の後、全面
に例えばＣＶＤ法によりアモルファスダイヤモンドから
成る被覆層１２Ｂを形成すればよい。尚、被覆層１２Ｂ
は、ゲート電極１４及び絶縁層１３の上に形成されたエ
ッチング用マスク（図示せず）の上にも堆積するが、こ
の堆積部分はエッチング用マスクの除去時、同時に除去
される。原料ガスとして例えばＣＨ4／Ｈ2混合ガスや、
ＣＯ／Ｈ2混合ガスを使用したＣＶＤ法に基づき被覆層
１２Ｂを形成することができ、それぞれ炭素を含む化合
物の熱分解によってアモルファスダイヤモンドから成る
被覆層１２Ｂが形成される。
【０１３０】あるいは又、［工程−６００］と同様の工
程において、基板１１上に、タングステンから成るカソ
ード電極用導電材料層をスパッタ法にて形成した後、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、その後、カソ
ード電極用導電材料層の表面に微小凹凸部１２Ａを形成
し、次いで、被覆層１２Ｂを形成した後、［工程−６１
０］〜［工程−６３０］と同様の工程を実行することに
よって、図１６に示す電界放出素子を作製することもで
きる。
【０１３１】あるいは又、［工程−６００］と同様の工
程において、基板１１上に、タングステンから成るカソ
ード電極用導電材料層をスパッタ法にて形成した後、カ
ソード電極用導電材料層の表面に微小凹凸部１２Ａを形
成し、次いで、被覆層１２Ｂを形成した後、リソグラフ
ィ技術及びドライエッチング技術に基づき被覆層１２
Ｂ、カソード電極用導電材料層をパターニングした後、
［工程−６１０］〜［工程−６３０］と同様の工程を実
行することによって、図１６に示す電界放出素子を作製
することもできる。
【０１３２】あるいは又、被覆層を構成する材料とし
て、かかる材料の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
な材料を適宜選択することもできる。
【０１３３】尚、図１４の（Ｃ）に示した平面型電界放
出素子の電子放出領域１１６（カソード電極１２の表
面）に被覆層を形成してもよい。この場合には、［工程
−６３０］の後、開口部１５の底部に露出したカソード
電極１２の表面に被覆層１２Ｂを形成すればよく、ある
いは又、［工程−６００］において、例えば、基板１１
上にカソード電極用導電材料層を形成した後、カソード
電極用導電材料層上に被覆層１２Ｂを形成し、次いで、
リソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、
これらの層をパターニングすればよい。
【０１３４】（実施の形態８）クレータ型電界放出素子
の模式的な一部断面図を、図２０の（Ｂ）に示す。クレ
ータ型電界放出素子は、電子を放出する複数の隆起部１
１２Ａと、各隆起部１１２Ａに囲まれた凹部１１２Ｂと
を有するカソード電極１１２が、基板１１上に備えられ
ている。尚、絶縁層１３及びゲート電極１４を取り除い
た模式的な斜視図を図１９の（Ｂ）に示す。
【０１３５】凹部の形状は特に限定されないが、典型的
には略球面を成す。これは、かかるクレータ型電界放出
素子の製造方法において球体が使用され、凹部１１２Ｂ
が球体の形状の一部を反映して形成されることと関連し
ている。従って、凹部１１２Ｂが略球面を成す場合、凹
部１１２Ｂを囲む隆起部１１２Ａは円環状となり、この
場合の凹部１１２Ｂと隆起部１１２Ａとは、全体として
クレータあるいはカルデラのような形状を呈する。隆起
部１１２Ａは電子を放出する部分であるため、電子放出
効率を高める観点からは、その先端部１１２Ｃが先鋭で
あることが特に好ましい。隆起部１１２Ａの先端部１１
２Ｃのプロファイルは、不規則な凹凸を有していても、
あるいは滑らかであってもよい。１画素内における隆起
部１１２Ａの配置は規則的であってもランダムであって
もよい。尚、凹部１１２Ｂは、凹部１１２Ｂの周方向に
沿って連続した隆起部１１２Ａにより囲まれていてもよ
いし、場合によっては、凹部１１２Ｂの周方向に沿って
不連続な隆起部１１２Ａにより囲まれていてもよい。
【０１３６】このようなクレータ型電界放出素子の製造
方法において、基板上にストライプ状のカソード電極を
形成する工程は、より具体的には、複数の球体を被覆し
たストライプ状のカソード電極を基板上に形成する工程
と、球体を除去することによって、球体を被覆したカソ
ード電極の部分を除去し、以て、電子を放出する複数の
隆起部と、各隆起部に囲まれ、且つ、球体の形状の一部
を反映した凹部とを有するカソード電極を形成する工
程、から成る。
【０１３７】球体の状態変化及び／又は化学変化によっ
て、球体を除去することが好ましい。ここで、球体の状
態変化及び／又は化学変化とは、膨張、昇華、発泡、ガ
ス発生、分解、燃焼、炭化等の変化若しくはこれらの組
合せを意味する。例えば、球体が有機材料から成る場
合、球体を燃焼させることによって除去することが一層
好ましい。尚、球体の除去と球体を被覆するカソード電
極の部分の除去、あるいは、球体の除去と球体を被覆す
るカソード電極、絶縁層及びゲート電極の部分の除去
は、必ずしも同時に起こらなくてもよい。例えば、球体
を被覆するカソード電極の部分、あるいはこれに加えて
絶縁層やゲート電極の部分を除去した後に球体の一部が
残存している場合、残存した球体の除去を後から行えば
よい。
【０１３８】特に、球体が有機材料から成る場合、球体
を例えば燃焼させると、例えば、一酸化炭素、二酸化炭
素、水蒸気が発生し、球体近傍の閉鎖空間の圧力が高ま
り、球体近傍のカソード電極は或る耐圧限界を超えた時
点で破裂する。この破裂の勢いによって、球体を被覆す
るカソード電極の部分が飛散し、隆起部及び凹部が形成
され、しかも、球体が除去される。あるいは又、球体を
例えば燃焼させると、同様の機構に基づき、カソード電
極と絶縁層とゲート電極は或る耐圧限界を超えた時点で
破裂する。この破裂の勢いによって、球体を被覆するカ
ソード電極と絶縁層とゲート電極の部分が飛散し、隆起
部及び凹部と同時に開口部が形成され、しかも、球体が
除去される。即ち、球体を除去する以前には絶縁層及び
ゲート電極には開口部が存在せず、球体の除去に伴って
開口部が形成される。このとき、球体の燃焼の初期過程
は閉鎖空間内で進行するため、球体の一部は炭化する可
能性もある。球体を被覆するカソード電極の部分の厚さ
を、破裂によって飛散し得る程度に薄くすることが好ま
しい。また、球体を被覆するカソード電極、絶縁層及び
ゲート電極の部分の厚さを、破裂によって飛散し得る程
度に薄くすることが好ましく、特に、絶縁層について
は、球体を被覆していない部分の厚さを球体の直径と同
程度にすることが好適である。
【０１３９】後述する実施の形態１０においても、球体
の状態変化及び／又は化学変化によって球体を除去する
ことができるが、カソード電極の破裂を伴わないので、
外力によって除去を行う方が簡便な場合もある。また、
後述する実施の形態１１では、球体を除去する前の時点
で既に開口部が完成されているが、開口部の大きさが球
体の直径よりも大きい場合には、球体を外力によって除
去することができる。ここで、外力とは、空気又は不活
性ガスの吹付け圧力、洗浄液の吹付け圧力、磁気吸引
力、静電気力、遠心力等の物理的な力である。尚、実施
の形態１０、実施の形態１１においては、実施の形態８
と異なり、球体を被覆する部分のカソード電極、あるい
は、場合によっては、更に絶縁層やゲート電極を飛散さ
せる必要がないので、カソード電極、絶縁層あるいはゲ
ート電極の残渣が発生し難いという利点がある。
【０１４０】後述する実施の形態１０、実施の形態１１
で使用される球体は、少なくとも表面が、カソード電
極、構成に依っては絶縁層やゲート電極を構成する材料
の各界面張力（表面張力）に比べて、大きな界面張力を
有する材料から構成されていることが好ましい。これに
より、実施の形態１１では、カソード電極、絶縁層及び
ゲート電極は球体の少なくとも頂部を被覆することがな
く、開口部が最初から絶縁層及びゲート電極に形成され
た状態が得られる。開口部の直径がどの程度になるか
は、例えば、カソード電極、絶縁層やゲート電極を構成
する材料の厚さと球体の直径との関係や、カソード電
極、絶縁層やゲート電極の形成方法、カソード電極、絶
縁層やゲート電極を構成する材料の界面張力（表面張
力）に依存する。
【０１４１】後述する実施の形態１０、実施の形態１１
において、球体は、少なくとも表面が界面張力に関する
上述の条件を満たしていればよい。つまり、カソード電
極、絶縁層及びゲート電極の各界面張力よりも大きな界
面張力を有している部分は、球体の表面のみであっても
全体であってもよく、また、球体の表面及び／又は全体
の構成材料は、無機材料、有機材料、あるいは無機材料
と有機材料の組合せのいずれであってもよい。実施の形
態１０、実施の形態１１において、カソード電極やゲー
ト電極が通常の金属系材料から構成され、絶縁層がガラ
ス等の酸化シリコン系材料から構成される場合、金属系
材料の表面には吸着水分に由来する水酸基、絶縁層の表
面にはＳｉ−Ｏ結合のダングリング・ボンドと吸着水分
とに由来する水酸基が存在し、親水性の高い状態にある
のが普通である。従って、疎水性の表面処理層を有する
球体を用いることが、特に有効である。疎水性の表面処
理層の構成材料として、フッ素系樹脂、例えばポリテト
ラフルオロエチレンを挙げることができる。球体が疎水
性の表面処理層を有する場合、疎水性の表面処理層の内
側の部分を芯材と称することにすると、芯材の構成材料
は、ガラス、セラミックス、フッ素系樹脂以外の高分子
材料のいずれであってもよい。
【０１４２】球体を構成する有機材料は特に限定されな
いが、汎用の高分子材料が好適である。但し、重合度が
極端に大きかったり、多重結合含有量が極端に多い高分
子材料では、燃焼温度が高くなり過ぎ、燃焼による球体
の除去時、カソード電極や絶縁層、ゲート電極に悪影響
が及ぶ虞がある。それ故、これらに対する悪影響が生じ
る虞のない温度にて燃焼若しくは炭化させることが可能
な高分子材料を選択することが好ましい。特に、絶縁層
をガラスペーストのような、後工程において焼成を要す
る材料を用いて形成する場合には、工数をなるべく減少
させる観点から、ガラスペーストの焼成温度にて燃焼若
しくは炭化可能な高分子材料を選択することが好適であ
る。ガラスペーストの典型的な焼成温度は約５３０゜Ｃ
なので、かかる高分子材料の燃焼温度は３５０〜５００
゜Ｃ程度であることが好ましい。代表的な高分子材料と
して、スチレン系、ウレタン系、アクリル系、ビニル
系、ジビニルベンゼン系、メラミン系、ホルムアルデヒ
ド系、ポリメチレン系のホモポリマー又は共重合体を挙
げることができる。あるいは又、球体として、基板上で
の確実な配置を確保するために、付着力を有する固着タ
イプの球体を使用することもできる。固着タイプの球体
として、アクリル系樹脂から成る球体を例示することが
できる。
【０１４３】あるいは又、例えば、塩化ビニリデン・ア
クリロニトリル共重合体を外殻とし、発泡材としてイソ
ブタンを内包し、カプセル化した加熱膨張型マイクロス
フェアを球体として使用することができる。実施の形態
８において、かかる加熱膨張型マイクロスフェアを用
い、熱膨張型マイクロスフェアを加熱すると、外殻のポ
リマーが軟化し、しかも、内包されたイソブタンがガス
化して膨張する結果、粒径が膨張前と比較して約４倍程
度の真球の中空体が形成される。その結果、実施の形態
８において、電子を放出する隆起部、及び、隆起部に囲
まれ、且つ、球体の形状の一部を反映した凹部を、カソ
ード電極に形成することができる。また、かかる凹部や
隆起部に加え、ゲート電極及び絶縁層を貫通した開口部
を形成することもできる。尚、熱膨張型マイクロスフェ
アの加熱による膨張も、本明細書においては、球体の除
去という概念に包含する。その後、熱膨張型マイクロス
フェアを適切な溶剤を用いて取り除けばよい。
【０１４４】実施の形態８においては、基板上に複数の
球体を配置した後、球体を被覆するカソード電極を形成
すればよい。この場合においては、あるいは又、後述す
る実施の形態１０、実施の形態１１においては、基板上
への複数の球体の配置方法として、球体を基板上に散布
する乾式法を挙げることができる。球体の散布には、例
えば、液晶表示装置の製造分野において、パネル間隔を
一定に維持するためのスペーサを散布する技術を応用す
ることができる。具体的には、圧搾気体で球体をノズル
から噴射する、所謂スプレーガンを用いることができ
る。尚、球体をノズルから噴射する際、球体を揮発性の
溶剤中に分散させた状態としてもよい。あるいは、静電
粉体塗装の分野で通常使用されている装置や方法を利用
して球体を散布することもできる。例えば、コロナ放電
を利用した静電粉体吹付けガンにより負に帯電させた球
体を、接地した基板に向かって吹き付けることができ
る。使用する球体は、後述するように非常に小さいた
め、基板上に散布されると基板の表面に例えば静電気力
によって付着し、以降の工程においても容易に基板から
脱落することはない。基板上に複数の球体の配置した
後、球体を加圧すれば、基板上の複数の球体の重なりを
解消することができ、球体を基板上で単層に密に配置す
ることができる。
【０１４５】あるいは、後述する実施の形態９のよう
に、球体とカソード電極材料とを分散媒中に分散させて
成る組成物から成る組成物層を基板上に形成し、以て、
基板上に複数の球体を配置し、カソード電極材料から成
るカソード電極で球体を被覆した後、分散媒を除去する
こともできる。組成物の性状としては、スラリーやペー
ストが可能であり、これらの所望の性状に応じ、分散媒
の組成や粘度を適宜選択すればよい。組成物層を基板上
に形成する方法としては、スクリーン印刷法が好適であ
る。カソード電極材料は、典型的には、分散媒中におけ
る沈降速度が球体よりも遅い微粒子であることが好適で
ある。かかる微粒子を構成する材料として、カーボン、
バリウム、ストロンチウム、鉄を挙げることができる。
分散媒を除去した後、必要に応じてカソード電極の焼成
を行う。組成物層を基板上に形成する方法としては、噴
霧法、滴下法、スピンコーティング法、スクリーン印刷
法を挙げることができる。尚、球体が配置されると共
に、カソード電極材料から成るカソード電極で球体が被
覆されるが、組成物層の形成方法に依っては、かかるカ
ソード電極のパターニングを行う必要がある。
【０１４６】あるいは、後述する実施の形態１０、実施
の形態１１にあっては、球体を分散媒中に分散させて成
る組成物から成る組成物層を基板上に形成し、以て、基
板上に複数の球体を配置した後、分散媒を除去すること
ができる。組成物の性状としては、スラリーやペースト
が可能であり、これらの所望の性状に応じ、分散媒の組
成や粘度を適宜選択すればよい。典型的には、イソプロ
ピルアルコール等の有機溶媒を分散媒として用い、蒸発
により分散媒を除去することができる。組成物層を基板
上に形成する方法としては、噴霧法、滴下法、スピンコ
ーティング法、スクリーン印刷法を挙げることができ
る。
【０１４７】ところで、ゲート電極とカソード電極は互
いに異なる方向（例えば、ストライプ状のゲート電極の
射影像とストライプ状のカソード電極の射影像とが成す
角度が９０度）に延びており、且つ、例えばストライプ
状にパターニングされており、重複領域に位置する隆起
部から電子が放出される。従って、隆起部は、機能上、
重複領域にのみ存在すればよい。但し、たとえ重複領域
以外の領域に隆起部及び凹部が存在していたとしても、
このような隆起部及び凹部は絶縁層に被覆されたまま、
何ら電子を放出するといった機能を果たさない。従っ
て、球体を全面に配置しても何ら問題は生じない。
【０１４８】これに対して、球体を被覆したカソード電
極、絶縁層及びゲート電極（ゲート電極）の各部分を除
去する場合、個々の球体の配置位置と開口部の形成位置
とが一対一に対応するため、重複領域以外の領域にも開
口部が形成される。以下、重複領域以外の領域に形成さ
れる開口部を「無効開口部」と呼び、電子放出に寄与す
る本来の開口部と区別する。ところで、重複領域以外の
領域に無効開口部が形成されたとしても、この無効開口
部は電界放出素子として何ら機能せず、重複領域に形成
される電界放出素子の動作に何ら悪影響を及ぼさない。
なぜなら、無効開口部の底部に隆起部及び凹部が露出し
ていても、無効開口部の上端部にゲート電極が形成され
ていないからであり、あるいは又、無効開口部の上端部
にゲート電極が形成されていても底部に隆起部及び凹部
が露出していないか、あるいは、無効開口部の底部に隆
起部及び凹部が露出しておらず、しかも、上端部にゲー
ト電極が形成されておらず、単に基板の表面が露出して
いるか、のいずれかであるからである。従って、球体を
全面に配置しても何ら問題は生じない。尚、重複領域と
それ以外の領域との境界線上に形成された孔は、開口部
に含まれる。
【０１４９】球体の直径は、所望の開口部の直径、凹部
の直径、電界放出素子を用いて構成される平面型表示装
置の表示画面寸法、画素数、重複領域の寸法、１画素を
構成すべき電界放出素子の個数に応じて選択することが
できるが、０．１〜１０μｍの範囲で選択することが好
ましい。例えば、液晶表示装置のスペーサとして市販さ
れている球体は、粒径分布が１〜３％と良好なので、こ
れを利用することが好適である。球体の形状は真球であ
ることが理想的ではあるが、必ずしも真球である必要は
ない。また、電界放出素子の製造方法に依っては、上述
したように、球体の配置された場所に開口部か無効開口
部のいずれかが形成され得るが、基板上には球体を１０
０〜５０００個／ｍｍ2程度の密度で配置することが好
適である。例えば球体を約１０００個／ｍｍ2の密度で
基板上に配置すると、例えば重複領域の寸法を仮に０．
５ｍｍ×０．２ｍｍとした場合、この重複領域内に約１
００個の球体が存在し、約１００個の隆起部が形成され
ることになる。１つの重複領域にこの程度の個数の隆起
部が形成されていれば、球体の粒径分布や真球度のばら
つきに起因する凹部の直径のばらつきはほぼ平均化さ
れ、実用上、１画素（又は１サブピクセル）当たりの放
出電子電流密度や輝度はほぼ均一となる。
【０１５０】実施の形態８あるいは後述する実施の形態
９〜実施の形態１１においては、球体の形状の一部が電
子放出電極を構成する凹部の形状に反映される。隆起部
の先端部のプロファイルは、不規則な凹凸を有していて
も、あるいは滑らかであってもよいが、特に、実施の形
態８や実施の形態９においては、この先端部はカソード
電極の破断により形成されるため、隆起部の先端部が不
規則形状となり易い。破断により隆起部に先端部が先鋭
化すると、先端部が高効率の電子放出電極として機能し
得るので、好都合である。実施の形態８〜実施の形態１
１においては、凹部を囲む隆起部はいずれも概ね円環状
となり、この場合の凹部と隆起部とは、全体としてクレ
ータあるいはカルデラのような形状を呈する。
【０１５１】基板上における隆起部の配置は規則的であ
ってもランダムであってもよく、球体の配置方法に依存
する。上述の乾式法あるいは湿式法を採用した場合、基
板上における隆起部の配置はランダムとなる。尚、凹部
の周方向に沿って連続した隆起部により凹部が囲まれて
いてもよいし、場合によっては、凹部の周方向に沿って
不連続な隆起部により凹部が囲まれていてもよい。
【０１５２】実施の形態８〜実施の形態１１において、
絶縁層の形成後、絶縁層に開口部を形成する場合、隆起
部の先端部に損傷が生じないように、隆起部を得た後、
保護層を形成し、開口部の形成後、保護層を取り除く構
成とすることもできる。保護層を構成する材料として、
クロムを例示することができる。
【０１５３】以下、図１７〜図２０を参照して、実施の
形態８の電界放出素子の製造方法を説明するが、図１７
の（Ａ）、図１８の（Ａ）、図１９の（Ａ）模式的な一
部端面図であり、図２０の（Ａ）及び（Ｂ）は模式的な
一部断面図であり、図１７の（Ｂ）、図１８の（Ｂ）及
び図１９の（Ｂ）は、図１７の（Ａ）、図１８の（Ａ）
及び図１９の（Ａ）よりも広い範囲を模式的に示す一部
斜視図である。
【０１５４】［工程−８００］先ず、複数の球体８０を
被覆したカソード電極１１２を基板１１上に形成する。
具体的には、先ず、例えばガラスから成る基板１１上の
全面に、球体８０を配置する。球体８０は、例えばポリ
メチレン系の高分子材料から成り、平均直径約５μｍ、
粒径分布１％未満である。球体８０を、スプレーガンを
用い、基板１１上におおよそ１０００個／ｍｍ2の密度
でランダムに配置する。スプレーガンを用いた散布は、
球体を揮発性溶剤と混合して噴霧する方式、あるいは粉
末状態のままノズルから噴射する方式のいずれでもよ
い。配置された球体８０は、静電気力で基板１１上に保
持されている。この状態を図１７の（Ａ）及び（Ｂ）に
示す。
【０１５５】［工程−８１０］次に、球体８０及び基板
１１上にカソード電極１１２を形成する。カソード電極
１１２を形成した状態を、図１８の（Ａ）及び（Ｂ）に
示す。カソード電極１１２は、例えばカーボンペースト
をストライプ状にスクリーン印刷することによって形成
することができる。このとき、球体８０は基板１１上の
全面に配置されているので、球体８０の中には、図１８
の（Ｂ）に示すように、カソード電極１１２で被覆され
ないものも当然存在する。次に、カソード電極１１２に
含まれる水分や溶剤を除去し、且つ、カソード電極１１
２を平坦化するために、例えば１５０゜Ｃにてカソード
電極１１２を乾燥する。この温度では、球体８０は何ら
状態変化及び／又は化学変化を起こさない。尚、上述の
ようなカーボンペーストを用いたスクリーン印刷に替え
て、カソード電極１１２を構成するカソード電極用導電
材料層を全面に形成し、このカソード電極用導電材料層
を通常のリソグラフィ技術とドライエッチング技術を用
いてパターニングし、ストライプ状のカソード電極１１
２を形成することもできる。リソグラフィ技術を適用す
る場合、通常、レジスト層をスピンコーティング法によ
り形成するが、スピンコーティング時の基板１１の回転
数が５００ｒｐｍ程度、回転時間が数秒間程度であれ
ば、球体８０は脱落したり変位することなく、基板１１
上に保持され得る。
【０１５６】［工程−８２０］次に、球体８０を除去す
ることによって、球体８０を被覆したカソード電極１１
２の部分を除去し、以て、電子を放出する複数の隆起部
１１２Ａと、各隆起部１１２Ａに囲まれ、且つ、球体８
０の形状の一部を反映した凹部１１２Ｂとを有するカソ
ード電極１１２を形成する。この状態を、図１９の
（Ａ）及び（Ｂ）に示す。具体的には、カソード電極１
１２の焼成を兼ね、約５３０゜Ｃにて加熱を行うことに
より球体８０を燃焼させる。球体８０の燃焼に伴って球
体８０が閉じ込められていた閉鎖空間の圧力が上昇し、
球体８０を被覆するカソード電極１１２の部分が或る耐
圧限界を超えた時点で破裂して除去される。その結果、
基板１１上に形成されたカソード電極１１２の一部分
に、隆起部１１２Ａ及び凹部１１２Ｂが形成される。
尚、球体を除去した後に、球体の一部分が残渣として残
る場合には、使用する球体を構成する材料にも依るが、
適切な洗浄液を用いて残渣を除去すればよい。
【０１５７】［工程−８３０］その後、カソード電極１
１２及び基板１１上に絶縁層１３を形成する。具体的に
は、例えば、ガラスペーストを全面に約５μｍの厚さに
スクリーン印刷する。次に、絶縁層１３に含まれる水分
や溶剤を除去し、且つ、絶縁層１３を平坦化するため
に、例えば１５０゜Ｃにて絶縁層１３を乾燥する。上述
のようなガラスペーストを用いたスクリーン印刷に替え
て、例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ 2膜を形成し
てもよい。
【０１５８】［工程−８４０］次に、絶縁層１３上に、
ストライプ状のゲート電極１４を形成する（図２０の
（Ａ）参照）。ゲート電極１４は、例えばカーボンペー
ストをストライプ状にスクリーン印刷することによって
形成することができる。このときのストライプ状のゲー
ト電極１４の射影像の延びる方向は、ストライプ状のカ
ソード電極１１２の射影像の延びる方向と９０度の角度
を成している。次に、ゲート電極１４に含まれる水分や
溶剤を除去し、且つ、ゲート電極１４を平坦化するため
に、例えば１５０゜Ｃにてゲート電極１４を乾燥した
後、ゲート電極１４及び絶縁層１３を構成する材料を焼
成する。尚、カーボンペーストを用いたスクリーン印刷
に替えて、ゲート電極１４を構成するゲート電極を絶縁
層１３の全面に形成し、次いで、ゲート電極を通常のリ
ソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いてパター
ニングしてもよい。
【０１５９】［工程−８５０］その後、ゲート電極１４
の射影像とカソード電極１１２の射影像とが重複する重
複領域において、ゲート電極１４及び絶縁層１３に開口
部１５を形成し、以て、開口部１５の底部に複数の複数
の隆起部１１２Ａ及び凹部１１２Ｂを露出させる。開口
部１５の形成は、通常のリソグラフィ技術によるレジス
トマスクの形成と、レジストマスクを用いたエッチング
により行うことができる。但し、カソード電極１１２に
対して十分に高いエッチング選択比が確保できる条件で
エッチングを行うことが好ましい。あるいは又、隆起部
１１２Ａを形成した後、例えば、クロムから成る保護層
を形成しておき、開口部１５を形成した後、保護層を取
り除くことが好ましい。その後、レジストマスクを除去
する。こうして、図２０の（Ｂ）に示した電界放出素子
を得ることができる。
【０１６０】尚、実施の形態８の製造方法の変形例とし
て、［工程−８１０］の後、［工程−８３０］〜［工程
−８５０］を実行し、次いで、［工程−８２０］を実行
してもよい。この場合、球体の燃焼とゲート電極１４及
び絶縁層１３を構成する材料の焼成を同時に行えばよ
い。
【０１６１】あるいは又、［工程−８１０］の後、［工
程−８３０］を実行し、更に、［工程−８４０］と同様
の工程において、開口部を有していないストライプ状の
ゲート電極を絶縁層上に形成した後、［工程−８２０］
を実行する。これによって、球体８０を被覆したカソー
ド電極１１２、絶縁層１３及びゲート電極１４の各部分
が除去され、以て、ゲート電極１４及び絶縁層１３を貫
通した開口部が形成されると共に、電子を放出する隆起
部１１２Ａと、隆起部１１２Ａに囲まれ、且つ、球体８
０の形状の一部を反映した凹部１１２Ｂとから成る電子
放出電極を、開口部の底部に位置するカソード電極１１
２に形成することができる。即ち、球体８０の燃焼に伴
って球体８０が閉じ込められている閉鎖空間の圧力が上
昇し、球体を被覆する部分のカソード電極１１２と絶縁
層１３とゲート電極１４とが或る耐圧限界を超えた時点
で破裂し、隆起部１１２Ａ及び凹部１１２Ｂと同時に開
口部が形成され、しかも、球体８０が除去される。開口
部は、ゲート電極１４及び絶縁層１３を貫通し、且つ、
球体８０の形状の一部を反映している。また、開口部の
底部には、電子を放出する隆起部１１２Ａ、及び、隆起
部１１２Ａに囲まれ、且つ、球体８０の形状の一部を反
映した凹部１１２Ｂが残る。
【０１６２】（実施の形態９）実施の形態９は、クレー
タ型電界放出素子の製造方法の変形である。実施の形態
９の製造方法を図２１を参照して説明するが、基板１１
上に複数の球体８０を配置する工程が、球体８０とカソ
ード電極材料とを分散媒中に分散させて成る組成物から
成る組成物層８１を基板１１上に形成し、以て、基板１
１上に複数の球体８０を配置し、カソード電極材料から
成るカソード電極１１２で球体を被覆した後、分散媒を
除去する工程から成る、即ち、湿式法から成る点が、実
施の形態８の製造方法と相違する。
【０１６３】［工程−９００］先ず、基板１１上に複数
の球体８０を配置する。具体的には、球体８０とカソー
ド電極材料８１Ｂとを分散媒８１Ａ中に分散させて成る
組成物から成る組成物層８１を基板１１上に形成する。
即ち、例えば、イソプロピルアルコールを分散媒８１Ａ
として使用し、平均直径約５μｍのポリメチレン系の高
分子材料から成る球体８０と、平均直径約０．０５μｍ
のカーボン粒子をカソード電極材料８１Ｂとして分散媒
８１Ａ中に分散させて成る組成物を基板１１上にストラ
イプ状にスクリーン印刷し、組成物層８１を形成する。
図２１の（Ａ）には、組成物層８１の形成直後の状態を
示す。
【０１６４】［工程−９１０］基板１１に保持された組
成物層８１中では、間もなく球体８０が沈降して基板１
１上に配置されると共に、球体８０から基板１１上に亙
ってカソード電極材料８１Ｂが沈降し、カソード電極材
料８１Ｂから成るカソード電極１１２が形成される。こ
れによって、基板１１上に複数の球体８０を配置し、カ
ソード電極材料から成るカソード電極１１２で球体８０
を被覆することができる。この状態を、図２１の（Ｂ）
に示す。
【０１６５】［工程−９２０］その後、分散媒８１Ａを
例えば蒸発させることによって除去する。この状態を、
図２１の（Ｃ）に示す。
【０１６６】［工程−９３０］次いで、実施の形態８の
［工程−８２０］〜［工程−８５０］と同様の工程、あ
るいは、実施の形態８の製造方法の変形例を実行するこ
とによって、図２０の（Ｂ）に示したと同様の電界放出
素子を完成することができる。
【０１６７】（実施の形態１０）実施の形態１０も、ク
レータ型電界放出素子の製造方法の変形である。実施の
形態１０の製造方法において、基板上にストライプ状の
カソード電極を形成する工程は、より具体的には、基板
上に複数の球体を配置する工程と、電子を放出する複数
の隆起部と、各隆起部に囲まれ、且つ、球体の形状の一
部を反映した凹部とを有し、各隆起部が球体の周囲に形
成されたカソード電極を、基板上に設ける工程と、球体
を除去する工程、から成る。基板上への複数の球体の配
置は、球体の散布によって行う。また、球体は疎水性の
表面処理層を有する。以下、実施の形態１０を、図２２
を参照して説明する。
【０１６８】［工程−１０００］先ず、基板１１上に複
数の球体１８０を配置する。具体的には、ガラスから成
る基板１１上の全面に、複数の球体１８０を配置する。
この球体１８０は、例えばジビニルベンゼン系の高分子
材料から成る芯材１８０Ａをポリテトラフルオロエチレ
ン系樹脂から成る表面処理層１８０Ｂで被覆して成り、
平均直径約５μｍ、粒径分布１％未満である。球体１８
０を、スプレーガンを用い、基板１１上におおよそ１０
００個／ｍｍ2の密度でランダムに配置する。配置され
た球体１８０は、静電気力で基板１１上に吸着されてい
る。ここまでのプロセスが終了した状態を、図２２の
（Ａ）に示す。
【０１６９】［工程−１０１０］次に、電子を放出する
複数の隆起部１１２Ａと、各隆起部１１２Ａに囲まれ、
且つ、球体１８０の形状の一部を反映した凹部１１２Ｂ
とを有し、各隆起部１１２Ａが球体１８０の周囲に形成
されたカソード電極１１２を、基板１１上に設ける。具
体的には、実施の形態８で述べたと同様に、例えばカー
ボンペーストをストライプ状にスクリーン印刷するが、
実施の形態１０では、球体１８０の表面が表面処理層１
８０Ｂにより疎水性を帯びているために、球体１８０の
上にスクリーン印刷されたカーボンペーストは直ちに弾
かれて落下し、球体１８０の周囲に堆積して隆起部１１
２Ａが形成される。隆起部１１２Ａの先端部１１２Ｃ
は、実施の形態８の場合ほど先鋭とはならない。球体１
８０と基板１１との間に入り込んだカソード電極１１２
の部分が、凹部１１２Ｂとなる。図２２の（Ｂ）では、
カソード電極１１２と球体１８０との間に隙間が存在す
るように図示されているが、カソード電極１１２と球体
１８０とは接触している場合もある。その後、カソード
電極１１２を例えば１５０゜Ｃにて乾燥させる。ここま
でのプロセスが終了した状態を、図２２の（Ｂ）に示
す。
【０１７０】［工程−１０２０］次に、球体１８０に外
力を与えることによって、基板１１上から球体１８０を
除去する。具体的な除去方法としては、洗浄や圧搾気体
の吹付けを挙げることができる。ここまでのプロセスが
終了した状態を、図２２の（Ｃ）に示す。尚、球体の除
去は、球体の状態変化及び／又は化学変化に基づいて、
より具体的には、例えば、燃焼によって球体を除去する
ことも可能である。以下に説明する実施の形態１１にお
いても同様である。
【０１７１】［工程−１０３０］その後、実施の形態８
の［工程−８３０］〜［工程−８５０］を実行すること
によって、図２０の（Ｂ）に示したと略同様の電界放出
素子を得ることができる。
【０１７２】尚、実施の形態１０の製造方法の変形例と
して、［工程−１０１０］の後、実施の形態８の［工程
−８３０］〜［工程−８５０］を実行し、次いで、［工
程−１０２０］を実行してもよい。
【０１７３】（実施の形態１１）実施の形態１１も、ク
レータ型電界放出素子の製造方法の変形である。実施の
形態１１の製造方法において、基板上にストライプ状の
カソード電極を形成する工程は、より具体的には、基板
上に複数の球体を配置する工程と、電子を放出する複数
の隆起部と、各隆起部に囲まれ、且つ、球体の形状の一
部を反映した凹部とを有し、各隆起部が球体の周囲に形
成されたカソード電極を基板上に設ける工程、から成
る。尚、全面に絶縁層を設ける際、球体の上方に開口部
が形成された絶縁層を、カソード電極及び基板上に設け
る。球体の除去は、開口部の形成後に行う。実施の形態
１１の電界放出素子の製造方法においては、基板上への
複数の球体の配置は、球体の散布によって行う。また、
球体は疎水性の表面処理層を有する。以下、実施の形態
１１を、図２３及び図２４を参照して説明する。
【０１７４】［工程−１１００］先ず、基板１１上に複
数の球体１８０を配置する。具体的には、実施の形態１
０の［工程−１０００］と同様の工程を実行する。
【０１７５】［工程−１１１０］その後、電子を放出す
る複数の隆起部１１２Ａと、各隆起部１１２Ａに囲ま
れ、且つ、球体１８０の形状の一部を反映した凹部１１
２Ｂとを有し、各隆起部１１２Ａが球体１８０の周囲に
形成されたカソード電極１１２を、基板１１上に設け
る。具体的には、実施の形態１０の［工程−１０１０］
と同様の工程を実行する。
【０１７６】［工程−１１２０］次に、球体の上方に開
口部１５Ａが形成された絶縁層１１３を、カソード電極
１１２及び基板１１上に設ける。具体的には、例えば、
ガラスペーストを全面に約５μｍの厚さにスクリーン印
刷する。ガラスペーストを用いたスクリーン印刷は、実
施の形態８と同様に行うことができるが、球体１８０の
表面が表面処理層１８０Ｂにより疎水性を帯びているた
めに、球体１８０の上にスクリーン印刷されたガラスペ
ーストは直ちに弾かれて落下し、自らの表面張力により
絶縁層１１３の球体１８０の上の部分は収縮する。その
結果、球体１８０の頂部は絶縁層１１３に覆われること
なく、開口部１５Ａ内に露出する。この状態を図２３の
（Ａ）に示す。図示した例では、開口部１５Ａの上端部
の直径は球体１８０の直径よりも大きいが、表面処理層
１８０Ｂの界面張力が、ガラスペーストの界面張力より
も小さい場合には、開口部１５Ａの直径が小さくなる傾
向にある。逆に、表面処理層１８０Ｂの界面張力が、ガ
ラスペーストの界面張力よりも著しく大きい場合には、
開口部１５Ａの直径は大きくなり易い。その後、絶縁層
１１３を例えば１５０゜Ｃにて乾燥させる。
【０１７７】［工程−１１３０］次に、開口部１５Ａと
連通する開口部１５Ｂを有するゲート電極１１４を絶縁
層１１３上に形成する。具体的には、例えば、カーボン
ペーストをストライプ状にスクリーン印刷する。カーボ
ンペーストを用いたスクリーン印刷は、実施の形態８と
同様に行えばよいが、球体１８０の表面が表面処理層１
８０Ｂにより疎水性を帯びているために、球体１８０の
上にスクリーン印刷されたカーボンペーストは直ちに弾
かれて、自らの表面張力により収縮し、絶縁層１１３の
表面のみに付着した状態となる。このとき、ゲート電極
１１４は、図示するように、絶縁層１１３の開口端部か
ら開口部１５Ａ内へ若干回り込むように形成されること
もある。その後、ゲート電極１１４を例えば１５０゜Ｃ
にて乾燥させる。ここまでのプロセスが終了した状態
を、図２３の（Ｂ）に示す。尚、表面処理層１８０Ｂの
界面張力が、カーボンペーストの界面張力よりも小さい
場合には、開口部１５Ａの直径が小さくなる傾向にあ
る。逆に、表面処理層１８０Ｂの界面張力が、カーボン
ペーストの界面張力よりも著しく大きい場合には、開口
部１５Ａの直径は大きくなり易い。
【０１７８】［工程−１１４０］次に、開口部１５Ｂ，
１５Ａの底部に露出した球体１８０を除去する。具体的
には、カソード電極１１２と絶縁層１１３とゲート電極
１１４の焼成を兼ね、ガラスペーストの典型的な焼成温
度である約５３０゜Ｃにて加熱を行うことにより、球体
１８０を燃焼させる。このとき、実施の形態８と異な
り、絶縁層１１３及びゲート電極１１４には開口部１５
Ａ，１５Ｂが最初から形成されているので、カソード電
極１１２や絶縁層１１３、ゲート電極１１４の一部が飛
散することはなく、球体１８０は速やかに除去される。
尚、開口部１５Ａ，１５Ｂの上端部の直径が球体１８０
の直径よりも大きい場合、球体１８０を燃焼させなくと
も、例えば、洗浄や圧搾気体の吹付け等の外力によって
球体１８０を除去することが可能である。ここまでのプ
ロセスが終了した状態を、図２４の（Ａ）に示す。
【０１７９】［工程−１１５０］その後、開口部１５Ａ
の側壁面に相当する絶縁層１１３の一部を等方的にエッ
チングすると、図２４の（Ｂ）に示す電界放出素子を完
成することができる。ここでは、ゲート電極１１４の端
部が下方を向いているが、このことは、開口部１５内の
電界強度を高める上で好ましい。
【０１８０】（実施の形態１２）実施の形態１２はエッ
ジ型電界放出素子に関する。このエッジ型電界放出素子
の模式的な一部断面図を図２５の（Ａ）に示す。このエ
ッジ型電界放出素子は、基板１１上に形成されたストラ
イプ状のカソード電極２１２と、基板１１及びカソード
電極２１２上に形成された絶縁層１３と、絶縁層１３上
に形成されたストライプ状のゲート電極１４から構成さ
れており、開口部１５がゲート電極１４及び絶縁層１３
に設けられている。開口部１５の底部にはカソード電極
２１２のエッジ部２１２Ａが露出している。カソード電
極２１２及びゲート電極１４に電圧を印加することによ
って、カソード電極２１２のエッジ部２１２Ａから電子
が放出される。
【０１８１】尚、図２５の（Ｂ）に示すように、開口部
１５内のカソード電極２１２の下の基板１１に凹部１１
Ａが形成されていてもよい。あるいは又、模式的な一部
断面図を図２５の（Ｃ）に示すように、基板１１上に形
成された第１のゲート電極１４Ａと、基板１１及び第１
のゲート電極１４Ａ上に形成された第１の絶縁層１３Ａ
と、第１の絶縁層１３Ａ上に形成されたカソード電極２
１２と、第１の絶縁層１３Ａ及びカソード電極２１２に
形成された第２の絶縁層１３Ｂと、第２の絶縁層１３Ｂ
上に形成された第２のゲート電極１４Ｂから構成するこ
ともできる。そして、開口部１５が、第２のゲート電極
１４Ｂ、第２の絶縁層１３Ｂ、カソード電極２１２及び
第１の絶縁層１３Ａに設けられており、開口部１５の側
壁にはカソード電極２１２のエッジ部２１２Ａが露出し
ている。カソード電極２１２並びに第１のゲート電極１
４Ａ、第２のゲート電極１４Ｂに電圧を印加することに
よって、カソード電極２１２のエッジ部２１２Ａから電
子が放出される。
【０１８２】例えば、図２５の（Ｃ）に示したエッジ型
電界放出素子の製造方法を、基板等の模式的な一部端面
図である図２６を参照して、以下、説明する。
【０１８３】［工程−１２００］先ず、例えばガラスか
ら成る基板１１の上に、スパッタリングにより厚さ約
０．２μｍのタングステン膜を成膜し、通常の手順に従
ってフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術
によりこのタングステン膜をパターニングし、第１のゲ
ート電極１４Ａを形成する。次に、全面に、ＳｉＯ2か
ら成る厚さ０．３μｍの第１の絶縁層１３Ａを形成した
後、第１の絶縁層１３Ａの上にタングステンから成るス
トライプ状のカソード電極２１２を形成する（図２６の
（Ａ）参照）。
【０１８４】［工程−１２１０］その後、全面に、例え
ばＳｉＯ2から成る厚さ０．７μｍの第２の絶縁層１３
Ｂを形成し、次いで、第２の絶縁層１３Ｂ上にストライ
プ状の第２のゲート電極１４Ｂを形成する（図２６の
（Ｂ）参照）。第２のゲート電極１４Ｂの構成材料や厚
さについては、第１のゲート電極１４Ａと同じであって
もよいし、異なっていてもよい。
【０１８５】［工程−１２２０］次に、全面にレジスト
層９０を形成した後、レジスト層９０に第２のゲート電
極１４Ｂの表面を一部露出させるようにレジスト開口部
９０Ａを形成する。レジスト開口部９０Ａの平面形状は
矩形である。矩形の長辺はおおよそ１００μｍ、短辺は
数μｍ〜１０μｍである。続いて、レジスト開口部９０
Ａの底面に露出した第２のゲート電極１４Ｂを例えばＲ
ＩＥ法により異方的にエッチングし、開口部を形成す
る。次に、開口部の底面に露出した第２の絶縁層１３Ｂ
を等方的にエッチングし、開口部を形成する（図２６の
（Ｃ）参照）。第２の絶縁層１３ＢをＳｉＯ2を用いて
形成しているので、緩衝化フッ酸水溶液を用いたウェッ
トエッチングを行う。第２の絶縁層１３Ｂに形成された
開口部の壁面は、第２のゲート電極１４Ｂに形成された
開口部の開口端面よりも後退するが、このときの後退量
はエッチング時間の長短により制御することができる。
ここでは、第２の絶縁層１３Ｂに形成された開口部の下
端が、第２のゲート電極１４Ｂに形成された開口部の開
口端面よりも後退するまで、ウェットエッチングを行
う。
【０１８６】次に、開口部の底面に露出したカソード電
極２１２を、イオンを主エッチング種とする条件により
ドライエッチングする。イオンを主エッチング種とする
ドライエッチングでは、被エッチング物へのバイアス電
圧の印加やプラズマと磁界との相互作用を利用して荷電
粒子であるイオンを加速することができるため、一般に
は異方性エッチングが進行し、被エッチング物の加工面
は垂直壁となる。しかし、この工程では、プラズマ中の
主エッチング種の中にも垂直以外の角度を有する入射成
分が若干存在すること、及び開口部の端部における散乱
によってもこの斜め入射成分が生ずることにより、カソ
ード電極２１２の露出面の中で、本来であれば開口部に
よって遮蔽されてイオンが到達しないはずの領域にも、
ある程度の確率で主エッチング種が入射する。このと
き、基板１１の法線に対する入射角の小さい主エッチン
グ種ほど入射確率は高く、入射角の大きい主エッチング
種ほど入射確率は低い。
【０１８７】従って、カソード電極２１２に形成された
開口部の上端部の位置は、第２の絶縁層１３Ｂに形成さ
れた開口部の下端部とほぼ揃っているものの、カソード
電極２１２に形成された開口部の下端部の位置はその上
端部よりも突出した状態となる。つまり、カソード電極
２１２のエッジ部２１２Ａの厚さが、突出方向の先端部
に向けて薄くなり、エッジ部２１２Ａが先鋭化される。
例えば、エッチング・ガスとしてＳＦ6を用いることに
より、カソード電極２１２の良好な加工を行うことがで
きる。
【０１８８】次に、カソード電極２１２に形成された開
口部の底面に露出した第１の絶縁層１３Ａを等方的にエ
ッチングし、第１の絶縁層１３Ａに開口部を形成し、開
口部１５を完成させる。ここでは、緩衝化フッ酸水溶液
を用いたウェットエッチングを行う。第１の絶縁層１３
Ａに形成された開口部の壁面は、カソード電極２１２に
形成された開口部の下端部よりも後退する。このときの
後退量はエッチング時間の長短により制御可能である。
開口部１５の完成後にレジスト層９０を除去すると、図
２５の（Ｃ）に示した構成を得ることができる。
【０１８９】（実施の形態１３）実施の形態１３におい
ては、本発明の発光性結晶粒子を陰極線管に適用した。
また、表示用パネルを陰極線管のフェースプレートとし
た。カラー受像管用ガラスバルブの一部を切り欠いた模
式図を図２７に示すように、フェースプレート３００
は、ガラスパネル３０１とファンネル３０２とをガラス
接着剤によって接合されて成る。ファンネル３０２の近
傍のガラスパネル３０１にはテンションバンド３０７が
巻かれており、カラー受像管用ガラスバルブの強度を高
めている。図２８に模式的な斜視図を示すように、色選
別機構３０３には、スリット３０４が設けられている。
そして、アパーチャーグリル型の色選別機構３０３は、
スリット３０４の延びる方向に張力を加えた状態で、抵
抗溶接法やレーザ溶接法によってフレーム部材３０５に
取り付けられている。フレーム部材３０５は、スプリン
グから成る取付具３０６によってガラスパネル３０１に
着脱自在に取り付けられている。ガラスパネル３０１の
内面３０１Ａには、蛍光体層３１４が形成されている。
ここで、蛍光体層３１４は、実施の形態１にて説明した
発光性結晶粒子から構成されている。尚、蛍光体層３１
４の上にはメタルバック膜が形成されているが、メタル
バック膜の図示は省略した。
【０１９０】ガラスパネル等の模式的な一部端面図であ
る図２９及び図３０を参照して、フェースプレートの製
造方法の概要、特に、蛍光体層３１４の形成方法を説明
する。ここで、ストライプ型のカラー蛍光体層の形成
は、ガラスパネル３０１の垂直方向と平行に延びたスト
ライプ状のスリット３０４が設けられたアパーチャグリ
ル型の色選別機構３０３が取り付けられたガラスパネル
３０１を用いて行われる。尚、図２９の（Ｂ）にのみ、
色選別機構３０３を図示した。
【０１９１】先ず、ガラスパネル３０１の内面３０１Ａ
に感光性被膜３１０を塗布し、乾燥させた後（図２９の
（Ａ）参照）、露光光源（図示せず）から射出され、色
選別機構３０３に設けられたストライプ状のスリット３
０４を通過した紫外線によって、感光性被膜３１０にス
トライプ状の露光領域３１１を形成する（図２９の
（Ｂ）参照）。尚、この露光処理は、赤、緑、青のそれ
ぞれの蛍光体層を形成するために、露光光源の位置をず
らして、３回行う。次いで、感光性被膜３１０を現像し
て選択的に除去し、感光性被膜の残部（露光、現像後の
感光性被膜）３１２をガラスパネル３０１の内面３０１
Ａに残す（図２９の（Ｃ）参照）。その後、全面にカー
ボン剤を塗布し、リフトオフ法にて感光性被膜の残部３
１２及びその上のカーボン剤を除去することによって、
カーボン剤から成るストライプ状のブラックストライプ
３１３を形成する（図３０の（Ａ）参照）。その後、露
出したガラスパネル３０１の内面３０１Ｂ（ブラックス
トライプ３１３の間の露出したフェースプレート３０１
の内面の部分３０１Ｂ）に、赤、緑、青のストライプ状
の各蛍光体層３１４を形成する（図２１の（Ｂ）参
照）。具体的には、実施の形態１にて説明した各発光性
結晶粒子（蛍光体粒子）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（蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現
像し、次いで、緑色の感光性の発光性結晶粒子組成物
（蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像し、更
に、青色の感光性の発光性結晶粒子組成物（蛍光体スラ
リー）を全面に塗布し、露光、現像すればよい。
【０１９２】尚、色選別機構は、ドットタイプのシャド
ウマスク型あるいはスロットタイプのシャドウマスク型
であってもよい。
【０１９３】（実施の形態１４）実施の形態１４におい
ては、本発明の発光性結晶粒子をプラズマ表示装置（Ｐ
ＤＰ）に適用した。ＡＣ型プラズマ表示装置の典型的な
構成例を、図３１に示す。このＡＣ型プラズマ表示装置
は所謂３電極型に属し、一対の放電維持電極４１３の間
で主に放電が生じる。図３１に示すＡＣ型プラズマ表示
装置は、フロントパネル４１０とリアパネル４２０とが
周縁部で貼り合わされて成る。リアパネル４２０上の蛍
光体層４２４の発光は、フロントパネル４１０を通して
観察される。
【０１９４】フロントパネル４１０は、透明な第１の基
板４１１と、第１の基板４１１上にストライプ状に設け
られ、透明導電材料から成る対になった放電維持電極４
１３と、放電維持電極４１３のインピーダンスを低下さ
せるために設けられ、放電維持電極４１３よりも電気抵
抗率の低い材料から成るバス電極４１２と、バス電極４
１２及び放電維持電極４１３上を含む第１の基板４１１
上に形成された誘電体膜として機能する保護層４１４と
から構成されている。
【０１９５】一方、リアパネル４２０は、第２の基板４
２１と、第２の基板４２１上にストライプ状に設けられ
たアドレス電極（データ電極とも呼ばれる）４２２と、
アドレス電極４２２上を含む第２の基板４２１上に形成
された誘電体膜４２３と、誘電体膜４２３上であって隣
り合うアドレス電極４２２の間の領域にアドレス電極４
２２と平行に延びる絶縁性の隔壁４２５と、誘電体膜４
２３上から隔壁４２５の側壁面上に亙って設けられた蛍
光体層４２４とから構成されている。蛍光体層４２４
は、赤色蛍光体層４２４Ｒ、緑色蛍光体層４２４Ｇ、及
び、青色蛍光体層４２４Ｂから構成されており、これら
の各色の蛍光体層４２４Ｒ，４２４Ｇ，４２４Ｂが所定
の順序に従って設けられている。ここで、蛍光体層４２
４Ｒ，４２４Ｇ，４２４Ｂは、実施の形態１にて説明し
た発光性結晶粒子から構成されている。蛍光体層の形成
方法として、実施の形態１にて説明した各発光性結晶粒
子（蛍光体粒子）から調製された発光性結晶粒子組成物
を使用した、厚膜印刷法、蛍光体粒子をスプレーする方
法、蛍光体層の形成予定部位に予め粘着性物質を付けて
おき、蛍光体粒子を付着させる方法、感光性の蛍光体ペ
ーストを使用し、露光及び現像によって蛍光体層をパタ
ーニングする方法、全面に蛍光体層を形成した後に不要
部をサンドブラスト法により除去する方法を挙げること
ができる。
【０１９６】図３１は分解斜視図であり、実際にはリア
パネル４２０側の隔壁４２５の頂部がフロントパネル４
１０側の保護層４１４に当接している。一対の放電維持
電極４１３と、２つの隔壁４２５の間に位置するアドレ
ス電極４２２とが重複する領域が、放電セルに相当す
る。そして、隣り合う隔壁４２５と蛍光体層４２４と保
護層４１４とによって囲まれた空間内には、希ガスが封
入されている。
【０１９７】放電維持電極４１３が延びる方向とアドレ
ス電極４２２が延びる方向とは９０度の角度を成してお
り、隣り合う一対の放電維持電極４１３と、３原色を発
光する蛍光体層４２４Ｒ，４２４Ｇ，４２４Ｂの１組と
が重複する領域が１画素に相当する。グロー放電が隣り
合う一対の放電維持電極４１３間で生じることから、こ
のタイプのプラズマ表示装置は「面放電型」と称され
る。放電セルにおいては、希ガス中でのグロー放電に基
づき発生した真空紫外線の照射によって励起された蛍光
体層が、蛍光体材料の種類に応じた特有の発光色を呈す
る。尚、封入された希ガスの種類に応じた波長を有する
真空紫外線が発生する。希ガスとして、Ｈｅ（共鳴線の
波長＝５８．４ｎｍ）、Ｎｅ（同７４．４ｎｍ）、Ａｒ
（同１０７ｎｍ）、Ｋｒ（同１２４ｎｍ）、Ｘｅ（同１
４７ｎｍ）を単独で用いるか、又は混合して用いること
が可能であるが、ペニング効果による放電開始電圧の低
下が期待できる混合ガスが特に有用である。かかる混合
ガスとしては、Ｎｅ−Ａｒ混合ガス、Ｈｅ−Ｘｅ混合ガ
ス、Ｎｅ−Ｘｅ混合ガスを挙げることができる。尚、こ
れらの希ガスの中でも最も長い共鳴線波長を有するＸｅ
は、波長１７２ｎｍの強い真空紫外線も放射するので、
好適な希ガスである。
【０１９８】以上、本発明を、発明の実施の形態に基づ
き説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。発明の実施の形態にて説明した平面型表示装置や陰
極線管、プラズマ表示装置、冷陰極電界電子放出表示装
置、冷陰極電界電子放出素子の構造、構成、発光性結晶
粒子組成物の組成、その調製方法は例示であり、適宜変
更することができるし、平面型表示装置や冷陰極電界電
子放出素子、陰極線管の製造方法も例示であり、適宜変
更することができる。
【０１９９】更には、冷陰極電界電子放出素子の製造に
おいて使用した各種材料も例示であり、適宜変更するこ
とができる。冷陰極電界電子放出素子においては、専ら
１つの開口部に１つの電子放出電子放出電極が対応する
形態を説明したが、冷陰極電界電子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電極が対応した
形態、あるいは、複数の開口部に１つの電子放出電極が
対応する形態とすることもできる。
【０２００】また、基板上に電子放出領域を形成し、併
せて、基板上にゲート電極支持部を形成し、複数の孔部
が形成されたストライプ状の導電材料箔を、複数の孔部
が電子放出領域の上方に位置するように、ゲート電極支
持部によって支持された状態に配設し、以て、ストライ
プ状の導電材料箔から構成され、複数の孔部を有するゲ
ート電極を電子放出領域の上方に位置させる構成の冷陰
極電界電子放出素子とすることもできる。
【０２０１】更には、表面伝導型電子放出素子と通称さ
れる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基
板上に酸化錫（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に行方向配線が接続され、一対の
電極の内の他方の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。かかる電子を表示用パ
ネル（アノードパネル）上の発光層（蛍光体層）に衝突
させることによって、発光層（蛍光体層）が励起されて
発光し、所望の画像を得ることができる。
【０２０２】
【発明の効果】本発明においては、発光性結晶粒子の表
面からエネルギー線あるいは電子が侵入する深さまでの
領域（実質的に発光に寄与する発光性結晶粒子の領域）
における結晶欠陥密度を規定することによって、発光性
結晶粒子の発光効率の向上を図ることが可能となるだけ
でなく、発光性結晶粒子の劣化を防ぐことが可能とな
る。その結果、例えば平面型表示装置における輝度の経
時劣化を、実用上、問題とならない程度に低減すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１における第１の構造の平面
型表示装置の模式的な一部端面図である。
【図２】蛍光体層がマトリクス状に配置された表示用パ
ネルの模式的な平面図、及び、模式的な一部断面図であ
る。
【図３】蛍光体層がストライプ状に配置された表示用パ
ネルの模式的な平面図、及び、模式的な一部断面図であ
る。
【図４】表示用パネルの製造方法の一例を説明するため
の支持体等の模式的な一部端面図である。
【図５】スピント型電界放出素子から成る第１の構造を
有する実施の形態１の電界放出素子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６】図５に引き続き、スピント型電界放出素子から
成る第１の構造を有する実施の形態１の電界放出素子の
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７】クラウン型電界放出素子から成る第１の構造を
有する実施の形態２の電界放出素子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８】図７に引き続き、クラウン型電界放出素子から
成る第１の構造を有する実施の形態２の電界放出素子の
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９】図８に引き続き、クラウン型電界放出素子から
成る第１の構造を有する実施の形態２の電界放出素子の
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、及び、部分的な斜視図である。
【図１０】扁平型電界放出素子から成る第１の構造を有
する実施の形態３の電界放出素子の製造方法を説明する
ための基板等の模式的な一部断面図である。
【図１１】扁平型電界放出素子から成る第１の構造を有
する実施の形態４の電界放出素子の製造方法を説明する
ための基板等の模式的な一部断面図である。
【図１２】扁平型電界放出素子から成る第１の構造を有
する実施の形態５の電界放出素子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１３】図１２に引き続き、扁平型電界放出素子から
成る第１の構造を有する実施の形態５の電界放出素子の
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１４】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する実施の形態６の電界放出素子の製造方法を説明する
ための基板等の模式的な一部断面図である。
【図１５】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する電界放出素子の変形例の模式的な一部断面図であ
る。
【図１６】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する電界放出素子の別の変形例の模式的な一部断面図で
ある。
【図１７】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する実施の形態８の電界放出素子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、及び、部分的な斜
視図である。
【図１８】図１７に引き続き、平面型電界放出素子から
成る第２の構造を有する実施の形態８の電界放出素子の
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、及び、部分的な斜視図である。
【図１９】図１８に引き続き、平面型電界放出素子から
成る第２の構造を有する実施の形態８の電界放出素子の
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、及び、部分的な斜視図である。
【図２０】図１９に引き続き、平面型電界放出素子から
成る第２の構造を有する実施の形態８の電界放出素子の
製造方法を説明するための基板等の模式的な一部断面図
である。
【図２１】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する実施の形態９の電界放出素子の製造方法を説明する
ための基板等の模式的な一部断面図である。
【図２２】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する実施の形態１０の電界放出素子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２３】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する実施の形態１１の電界放出素子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２４】図２３に引き続き、平面型電界放出素子から
成る第２の構造を有する実施の形態１１の電界放出素子
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２５】エッジ型電界放出素子から成る第３の構造を
有する実施の形態１２の電界放出素子の模式的な一部断
面図である。
【図２６】エッジ型電界放出素子から成る第３の構造を
有する実施の形態１２の電界放出素子の製造方法を説明
するための基板等の模式的な一部端面図である。
【図２７】カラー受像管用ガラスバルブの一部を切り欠
いた模式図である。
【図２８】アパーチャーグリル型の色選別機構の模式的
な斜視図である。
【図２９】カラー受像管用ガラスバルブの製造工程を説
明するためのフェースプレート等の模式的な一部端面図
である。
【図３０】図２９に引き続き、カラー受像管用ガラスバ
ルブの製造工程を説明するためのフェースプレート等の
模式的な一部端面図である。
【図３１】プラズマ表示装置の概念的な分解斜視図であ
る。
【図３２】加速電圧を３１．５キロボルトとし、蛍光体
層をＺｎＳから構成したときの、蛍光体層に入射した電
子のエネルギー損失と、蛍光体層への電子の侵入深さの
関係をベーテの式に基づきモンテカルロシミュレーショ
ンを行った結果を示すグラフである。
【図３３】加速電圧を６キロボルトとし、蛍光体層をＺ
ｎＳから構成したときの、蛍光体層に入射した電子のエ
ネルギー損失と、蛍光体層への電子の侵入深さの関係を
ベーテの式に基づきモンテカルロシミュレーションを行
った結果を示すグラフである。
【図３４】加速電圧を６キロボルトとし、蛍光体層をＺ
ｎＳから構成したときの、蛍光体層に入射した電子のエ
ネルギー損失と、蛍光体層への電子の侵入深さの関係を
ベーテの式に基づきモンテカルロシミュレーションを行
った結果を示すグラフである。
【図３５】加速電圧を６キロボルトとし、蛍光体層をＺ
ｎ及びＺｎＳから構成したときの、蛍光体層に入射した
電子のエネルギー損失と、蛍光体層への電子の侵入深さ
の関係をベーテの式に基づきモンテカルロシミュレーシ
ョンを行った結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０・・・背面パネル、１１・・・基板、１１Ａ・・・
凹部、１２，１１２，２１２・・・カソード電極、１１
２Ａ・・・隆起部、１１２Ｂ・・・凹部、１１２Ｃ・・
・先端部、２１２Ａ・・・エッジ部、１３，１３Ａ，１
３Ｂ，１１３・・・絶縁層、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１
１４・・・ゲート電極、１５，１５Ａ，１５Ｂ・・・開
口部、１６，１６Ａ，１６Ｂ・・・電子放出電極、２０
・・・表示用パネル、２１・・・支持体、２２，２２
Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ・・・蛍光体層、２３・・・ブラッ
クマトリクス、２４，２５・・・アノード電極、３１・
・・カソード電極駆動回路、３２・・・ゲート電極駆動
回路、３３・・・加速電源（アノード電極駆動回路）、
４０・・・感光性被膜、４１・・・感光領域、４２・・
・感光性被膜の残部、４３・・・マスク、４４・・・孔
部、５１・・・剥離層、５２・・・導電性組成物層、６
０・・・抵抗体層、７０・・・炭素薄膜選択成長領域、
７１・・・マスク層、７２・・・金属粒子、７３・・・
炭素薄膜、８０，１８０・・・球体、１８０Ａ・・・芯
材、１８０Ｂ・・・表面処理層、８１・・・組成物層、
８１Ａ・・・分散媒、８１Ｂ・・・カソード電極材料、
９０・・・レジスト層、９０Ａ・・・レジスト開口部、
３００・・・カラー受像管用ガラスバルブ、３０１・・
・フェースプレート、３０１Ａ・・・フェースプレート
の内面、３０２・・・ファンネル、３０３・・・色選別
機構、３０４・・・スリット、３０５・・・フレーム部
材、３０６・・・取付具、３０７・・・テンションバン
ド、３１０・・・感光性被膜、３１１・・・露光領域、
３１２・・・感光性被膜の残部、３１３・・・ブラック
ストライプ、３１４・・・蛍光体層、４１０・・・フロ
ントパネル、４１１・・・第１の基板、４１２・・・バ
ス電極、４１３・・・放電維持電極、４１４・・・保護
層、４２０・・・リアパネル、４２４・・・蛍光体層、
４２１・・・第２の基板、４２２・・・アドレス電極、
４２３・・・誘電体膜、４２５・・・隔壁
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年３月１６日（２００１．３．１
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】発光性結晶粒子、発光性結晶粒子組成
物、表示用パネル及び平面型表示装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギー線の照
射によって発光する発光性結晶粒子、発光性結晶粒子組
成物、かかる発光性結晶粒子から構成された表示用パネ
ル、及び、かかる表示装置から作製された平面型表示装
置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】冷陰極電界電子放出表示装置の代表的な構
成例を図１に示す。この表示装置においては、表示用パ
ネル２０と背面パネル１０とが対向配置され、両パネル
１０，２０は、各々の周縁部において図示しない枠体を
介して互いに接着され、両パネル間の閉鎖空間が真空空
間とされている。背面パネル１０は、電子放出体として
冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と呼ぶ）
を備えている。図１では、電界放出素子の一例として、
円錐形の電子放出電極１６を有する、所謂スピント（Ｓ
ｐｉｎｄｔ）型電界放出素子を示す。スピント型電界放
出素子は、基板１１上に形成されたストライプ状のカソ
ード電極１２と、カソード電極１２及び基板１１上に形
成された絶縁層１３と、絶縁層１３上に形成されたスト
ライプ状のゲート電極１４と、ゲート電極１４及び絶縁
層１３に設けられた開口部１５内に形成された円錐形の
電子放出電極１６から構成されている。尚、電子放出電
極１６は、開口部１５の底部に位置するカソード電極１
２の部分の上に設けられている。通常、多数の電子放出
電極１６が、後述する蛍光体層（発光層）２２の１つに
対応付けられている。電子放出電極１６には、カソード
電極駆動回路３１からカソード電極１２を通じて相対的
に負電圧（ビデオ信号）が印加され、ゲート電極１４に
はゲート電極駆動回路３２から相対的に正電圧（走査信
号）が印加される。これらの電圧印加によって生じた電
界に応じ、電子放出電極１６の先端から電子が量子トン
ネル効果に基づき放出される。尚、電子放出体として
は、上述のようなスピント型電界放出素子に限られず、
所謂エッジ型や平面型やクラウン型等、他のタイプの電
界放出素子が用いられる場合もある。また、上述とは逆
に、走査信号がカソード電極１２に入力され、ビデオ信
号がゲート電極１４に入力される場合もある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】図３の（Ａ）に、蛍光体層２２Ｒ，２２
Ｇ，２２Ｂがストライプ状に形成された表示用パネルの
模式的な平面図を示し、図３の（Ｂ）及び（Ｃ）に、図
３の線Ｘ−Ｘに沿った模式的な一部断面図を示す。図３
の参照符号は図２と共通であり、共通部分については詳
しい説明を省略する。図３の（Ｂ）は、アノード電極２
４が導電性反射膜から成る構成例、図３の（Ｃ）はアノ
ード電極２５が透明導電膜から成る構成例を示す。アノ
ード電極２４，２５の形成領域は、表示用パネルの有効
領域のほぼ全面に亙っている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】しかも、冷陰極電界電子放出表示装置にお
いては、陰極線管の場合と異なり、或る電界放出素子か
ら放出された電子が衝突する蛍光体層（より具体的に
は、蛍光体粒子）の位置は概ね一定である。従って、常
に電子が衝突する蛍光体粒子の劣化が他の蛍光体粒子に
比べて著しく、陰極線管よりも蛍光体粒子の劣化の進行
が早い。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】本発明の表示用パネルとして、民生用（家
庭用）、産業用（例えば、コンピュータディスプレイ
用）、デジタル放送用あるいはプロジェクション型の陰
極線管の所謂フェースプレート、あるいは又、冷陰極電
界電子放出表示装置を構成するフロントパネル（アノー
ドパネル）を例示することができる。陰極線管のフェー
スプレートは、一般に、ガラスパネル（本発明の表示用
パネルにおける支持体に相当する）、発光性結晶粒子か
ら成り、ガラスパネルの内面にストライプ状あるいはド
ット状に形成された発光層、発光層と発光層との間のガ
ラスパネル内面に形成されたブラックマトリクス、並び
に、発光層及びブラックマトリクス上に形成されたメタ
ルバック膜（本発明の表示用パネルにおける電極に相当
する）から構成されている。また、冷陰極電界電子放出
表示装置のフロントパネル（アノードパネル）は、支持
体、発光性結晶粒子から成り、ストライプ状あるいはド
ット状に形成された発光層（カラー表示用の場合、スト
ライプ状又はドット状にパターニングされた赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に対応する発光層が交互に
配置されている）、並びに、アノード電極（本発明の表
示用パネルにおける電極に相当する）から構成されてい
る。尚、発光層と発光層との間にブラックマトリクスが
形成されていてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】本発明の平面型表示装置においては、各電
子放出領域は、１又は複数の冷陰極電界電子放出素子か
ら成り、冷陰極電界電子放出素子は、（イ）基板と、
（ロ）基板上に設けられたストライプ状のカソード電極
と、（ハ）基板及びカソード電極上に形成された絶縁層
と、（ニ）絶縁層上に設けられたストライプ状のゲート
電極と、（ホ）ゲート電極及び絶縁層を貫通する開口部
と、（ヘ）開口部の底部に位置するカソード電極の部分
の上に設けられた電子放出電極、から成り、開口部の底
部に露出した電子放出電極から電子が放出される構造と
することができる。尚、このような構造を、便宜上、第
１の構造を有する冷陰極電界電子放出素子と呼ぶ。かか
る冷陰極電界電子放出素子の形式として、スピント型
（円錐形の電子放出電極が、開口部の底部に位置するカ
ソード電極の部分の上に設けられた冷陰極電界電子放出
素子）、クラウン型（王冠状の電子放出電極が、開口部
の底部に位置するカソード電極の部分の上に設けられた
冷陰極電界電子放出素子）、扁平型（略平面の電子放出
電極が、開口部の底部に位置するカソード電極の部分の
上に設けられた冷陰極電界電子放出素子）を挙げること
ができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３４】あるいは又、本発明の平面型表示装置にお
いては、各電子放出領域は、１又は複数の冷陰極電界電
子放出素子から成り、冷陰極電界電子放出素子は、
（イ）基板と、（ロ）基板上に設けられたストライプ状
のカソード電極と、（ハ）基板及びカソード電極上に形
成された絶縁層と、（ニ）絶縁層上に設けられたストラ
イプ状のゲート電極と、（ホ）ゲート電極及び絶縁層を
貫通し、底部にカソード電極が露出した開口部、から成
り、開口部の底部に露出したカソード電極の部分から電
子を放出する構造とすることができる。尚、このような
構造を、便宜上、第２の構造を有する冷陰極電界電子放
出素子と呼ぶ。かかる冷陰極電界電子放出素子の形式と
して、平坦なカソード電極の表面から電子を放出する平
面型冷陰極電界電子放出素子、凹凸が形成されたカソー
ド電極の表面の凸部から電子を放出するクレータ型冷陰
極電界電子放出素子を挙げることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３５】更には、本発明の平面型表示装置において
は、各電子放出領域は、１又は複数の冷陰極電界電子放
出素子から成り、冷陰極電界電子放出素子は、（イ）基
板と、（ロ）基板の上方に設けられ、エッジ部を有する
ストライプ状のカソード電極と、（ハ）少なくともカソ
ード電極上に形成された絶縁層と、（ニ）絶縁層上に設
けられたストライプ状のゲート電極と、（ホ）少なくと
もゲート電極及び絶縁層を貫通する開口部、から成り、
開口部の底部若しくは側壁に露出したカソード電極のエ
ッジ部から電子を放出する構造とすることができる。
尚、このような構造を、便宜上、第３の構造を有する冷
陰極電界電子放出素子、あるいはエッジ型冷陰極電界電
子放出素子と呼ぶ。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５７】（実施の形態１）赤色を発光する発光性結
晶粒子としてＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、緑色を発光する発光性結
晶粒子としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、青色を発光する発光
性結晶粒子としてＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌを試作した。これ
らの３種類の発光性結晶粒子において、発光性結晶粒子
の表面からエネルギー線が侵入する深さ（約０．３μ
ｍ）までの領域における結晶欠陥密度は５×１０7ケ／
ｃｍ2であり、平均粒径は７．６μｍであり、表面の平
均粗度は５ｎｍ以下であった。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６２】次に、スピント型電界放出素子の製造方法
を説明する。スピント型電界放出素子の製造方法は、基
本的には、円錐形の電子放出電極１６を金属材料の垂直
蒸着により形成する方法である。即ち、開口部１５に対
して蒸着粒子は垂直に入射するが、開口部１５の付近に
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、開口部１５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電極１６を自
己整合的に形成する。以下、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、絶縁層１３及びゲー
ト電極１４上に剥離層１７を予め形成しておく方法に基
づくスピント型電界放出素子から成る第１の構造を有す
る電界放出素子を備えた平面型表示装置の製造方法の概
要を、基板等の模式的な一部端面図である図５及び図６
を参照して説明する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６６】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１７を絶縁層１３及びゲート電極１
４の表面から剥離し、絶縁層１３及びゲート電極１４上
の導電体層１８を選択的に除去する。その結果、図６の
（Ｂ）に示すように、開口部１５の底部に位置するカソ
ード電極１２上に円錐形の電子放出電極１６を残すこと
ができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００８０】［工程−２４０］次に、図８の（Ｃ）に示
すように、剥離層５１を除去する。剥離は、２重量％の
水酸化ナトリウム水溶液中に、３０秒間浸漬することに
より行う。このとき、超音波振動を加えながら剥離を行
ってもよい。これにより、剥離層５１と共に剥離層５１
上の導電性組成物層５２の部分が除去され、開口部１５
の底部に露出したカソード電極１２上の導電性組成物層
５２の部分のみが残される。この残存した部分が電子放
出電極１６Ａとなる。電子放出電極１６Ａの形状は、表
面が開口部１５の中央部に向かって窪み、王冠状とな
る。［工程−２４０］が終了した時点における状態を、
図９に示す。図９の（Ｂ）は、電界放出素子の一部を示
す模式的な斜視図であり、図９の（Ａ）は図９の（Ｂ）
の線Ａ−Ａに沿った模式的な一部端面図である。図９の
（Ｂ）では、電子放出電極１６Ａの全体が見えるよう
に、絶縁層１３とゲート電極１４との一部を切り欠いて
いる。尚、１つの電子放出領域（重複領域）には、５〜
１００個程度の電子放出電極１６Ａを設けることで十分
である。尚、導電性粒子が電子放出電極１６Ａの表面に
確実に露出するように、電子放出電極１６Ａの表面に露
出したバインダをエッチングによって除去してもよい。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００８８】［工程−３３０］次に、ゲート電極１４及
び絶縁層１３上にエッチング用マスクを形成した後、ゲ
ート電極１４及び絶縁層１３に開口部１５を形成し、開
口部１５の底部に電子放出電極１６Ｂを露出させる。そ
の後、エッチング用マスクを除去し、電子放出電極１６
Ｂ中の有機溶剤を除去するために、４００゜Ｃ、３０分
の熱処理を施す。こうして、図１０の（Ｃ）に示した電
界放出素子を得ることができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９３】電子放出電極を炭素薄膜から構成すること
は、炭素（Ｃ）の仕事関数が低く、高い放出電子電流を
達成することができるので、好ましい。炭素薄膜から電
子を放出させるためには、炭素薄膜が適切な電界（例え
ば、１０6ボルト／ｍ程度の強度を有する電界）中に置
かれた状態とすればよい。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９７】炭素薄膜選択成長領域形成工程は、炭素薄
膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の部分の表面
（以下、単にカソード電極表面と呼ぶ場合がある）に、
金属粒子を付着させ、若しくは、金属薄膜を形成する工
程から成り、以て、表面に金属粒子が付着し、若しく
は、表面に金属薄膜が形成されたカソード電極の部分か
ら成る炭素薄膜選択成長領域を得ることが好ましい。ま
た、この場合、炭素薄膜選択成長領域における炭素薄膜
の選択成長を一層確実なものとするために、炭素薄膜選
択成長領域の表面に、硫黄（Ｓ）、ホウ素（Ｂ）又はリ
ン（Ｐ）を付着させることが望ましく、これによって、
炭素薄膜の選択成長性を一層向上させることができる。
炭素薄膜選択成長領域の表面に硫黄、ホウ素又はリンを
付着させる方法としては、例えば、硫黄、ホウ素又はリ
ンを含む化合物から成る化合物層を炭素薄膜選択成長領
域の表面に形成し、次いで、例えば加熱処理を化合物層
に施すことによって化合物層を構成する化合物を分解さ
せ、炭素薄膜選択成長領域の表面に硫黄、ホウ素又はリ
ンを残す方法を挙げることができる。硫黄を含む化合物
としてチオナフテン、チオフテン、チオフェンを例示す
ることができる。ホウ素を含む化合物として、トリフェ
ニルボロンを例示することができる。リンを含む化合物
として、トリフェニルフォスフィンを例示することがで
きる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９８】あるいは又、炭素薄膜選択成長領域におけ
る炭素薄膜の選択成長を一層確実なものとするために、
カソード電極表面に、金属粒子を付着させ、若しくは、
金属薄膜を形成した後、金属粒子の表面若しくは金属薄
膜の表面の金属酸化物（所謂、自然酸化膜）を除去する
ことが望ましい。金属粒子の表面若しくは金属薄膜の表
面の金属酸化物の除去を、例えば、水素ガス雰囲気にお
けるマイクロ波プラズマ法、トランス結合型プラズマ
法、誘導結合型プラズマ法、電子サイクロトロン共鳴プ
ラズマ法、ＲＦプラズマ法等に基づくプラズマ還元処
理、アルゴンガス雰囲気におけるスパッタ処理、若しく
は、例えばフッ酸等の酸や塩基を用いた洗浄処理によっ
て行うことが望ましい。尚、炭素薄膜選択成長領域の表
面に硫黄、ホウ素又はリンを付着させる工程、あるいは
又、金属粒子の表面若しくは金属薄膜の表面の金属酸化
物を除去する工程を含む場合、絶縁層に開口部を設けた
後、炭素薄膜選択成長領域上に炭素薄膜を形成する前に
これらの工程を実行することが好ましい。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９９】炭素薄膜選択成長領域を得るためにカソー
ド電極表面に金属粒子を付着させる方法として、例え
ば、炭素薄膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の
領域以外の領域を適切な材料（例えば、マスク層）で被
覆した状態で、溶媒と金属粒子から成る層を炭素薄膜選
択成長領域を形成すべきカソード電極表面に形成した
後、溶媒を除去し、金属粒子を残す方法を挙げることが
できる。あるいは又、カソード電極表面に金属粒子を付
着させる工程として、例えば、炭素薄膜選択成長領域を
形成すべきカソード電極の領域以外の領域を適切な材料
（例えば、マスク層）で被覆した状態で、金属粒子を構
成する金属原子を含む金属化合物粒子をカソード電極表
面に付着させた後、金属化合物粒子を加熱することによ
って分解し、以て、表面に金属粒子が付着したカソード
電極の部分から成る炭素薄膜選択成長領域を得る方法を
挙げることができる。この場合、具体的には、溶媒と金
属化合物粒子から成る層を炭素薄膜選択成長領域を形成
すべきカソード電極表面に形成した後、溶媒を除去し、
金属化合物粒子を残す方法を例示することができる。金
属化合物粒子は、金属粒子を構成する金属のハロゲン化
物（例えば、ヨウ化物、塩化物、臭化物等）、酸化物、
水酸化物及び有機金属から成る群から選択された少なく
とも１種類の材料から成ることが好ましい。尚、これら
の方法においては、適切な段階で、炭素薄膜選択成長領
域を形成すべきカソード電極の領域以外の領域を被覆し
た材料（例えば、マスク層）を除去する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１００】炭素薄膜選択成長領域を得るためにカソー
ド電極表面に金属薄膜を形成する方法として、例えば、
炭素薄膜選択成長領域を形成すべきカソード電極の領域
以外の領域を適切な材料で被覆した状態での、電解メッ
キ法、無電解メッキ法、ＭＯＣＶＤ法を含むＣＶＤ法
（化学的気相成長法）、物理的気相成長法（ＰＶＤ法、
Physical Vapor Deposition 法）等の公知の方法を挙げ
ることができる。尚、物理的気相成長法として、（ａ）
電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着等の各
種真空蒸着法、（ｂ）プラズマ蒸着法、（ｃ）２極スパ
ッタ法、直流スパッタ法、直流マグネトロンスパッタ
法、高周波スパッタ法、マグネトロンスパッタ法、イオ
ンビームスパッタ法、バイアススパッタ法等の各種スパ
ッタ法、（ｄ）ＤＣ(direct current)法、ＲＦ法、多陰
極法、活性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレー
ティング法、反応性イオンプレーティング法等の各種イ
オンプレーティング法を挙げることができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１０１】ここで、炭素薄膜選択成長領域を形成する
ための金属粒子あるいは金属薄膜は、モリブデン（Ｍ
ｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃ
ｒ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、ジルコ
ニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、鉄（Ｆｅ）、銅
（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）及び亜鉛（Ｚｎ）から成る群か
ら選択された少なくとも１種類の金属から構成されてい
ることが好ましい。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１０８】［工程−５３０］次に、開口部１５の底部
に露出したカソード電極１２上に、電子放出電極１６Ｃ
を形成する。具体的には、先ず、開口部１５の底部に位
置するカソード電極１２の部分の表面に炭素薄膜選択成
長領域７０を形成する。そのために、先ず、開口部１５
の底部の中央部にカソード電極１２の表面が露出したマ
スク層７１を形成する（図１２の（Ｂ）参照）。具体的
には、レジスト材料層をスピンコーティング法にて開口
部１５内を含む全面に成膜した後、リソグラフィ技術に
基づき、開口部１５の底部の中央部に位置するレジスト
材料層に孔部を形成することによって、マスク層７１を
得ることができる。マスク層７１は、開口部１５の底部
に位置するカソード電極１２の一部分、開口部１５の側
壁、ゲート電極１４及び絶縁層１３を被覆している。こ
れによって、次の工程で、開口部１５の底部の中央部に
位置するカソード電極１２の部分の表面に炭素薄膜選択
成長領域を形成するが、カソード電極１２とゲート電極
１４とが金属粒子によって短絡することを確実に防止し
得る。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１１９】［工程−７００］先ず、実施の形態６の
［工程−６００］〜［工程−６２０］と略同様にして、
基板１１上にストライプ状のカソード電極１２を形成
し、全面に絶縁層１３を形成した後、ストライプ状のゲ
ート電極１４を絶縁層１３上に形成する。即ち、例えば
ガラスから成る基板１１の上に、スパッタ法により厚さ
約０．２μｍのタングステン層を成膜し、通常の手順に
従ってこのタングステン層をストライプ状にパターニン
グし、カソード電極１２を形成する。次に、基板１１及
びカソード電極１２上に絶縁層１３を形成する。絶縁層
１３は、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原料ガス
として用いるＣＶＤ法により形成することができる。更
に、この絶縁層１３の上に、例えば厚さ約０．２μｍの
クロムから成る導電材料層を成膜し、ストライプ状にパ
ターニングして、ゲート電極１４を形成する。ここまで
のプロセスが終了した状態は、実質的に、図１４の
（Ｂ）に示したと同様である。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１４７】ところで、ゲート電極とカソード電極は互
いに異なる方向（例えば、ストライプ状のゲート電極の
射影像とストライプ状のカソード電極の射影像とが成す
角度が９０度）に延びており、且つ、例えばストライプ
状にパターニングされており、電子放出領域（重複領
域）に位置する隆起部から電子が放出される。従って、
隆起部は、機能上、電子放出領域（重複領域）にのみ存
在すればよい。但し、たとえ電子放出領域（重複領域）
以外の領域に隆起部及び凹部が存在していたとしても、
このような隆起部及び凹部は絶縁層に被覆されたまま、
何ら電子を放出するといった機能を果たさない。従っ
て、球体を全面に配置しても何ら問題は生じない。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１４８】これに対して、球体を被覆したカソード電
極、絶縁層及びゲート電極（ゲート電極）の各部分を除
去する場合、個々の球体の配置位置と開口部の形成位置
とが一対一に対応するため、電子放出領域（重複領域）
以外の領域にも開口部が形成される。以下、電子放出領
域（重複領域）以外の領域に形成される開口部を「無効
開口部」と呼び、電子放出に寄与する本来の開口部と区
別する。ところで、電子放出領域（重複領域）以外の領
域に無効開口部が形成されたとしても、この無効開口部
は電界放出素子として何ら機能せず、電子放出領域（重
複領域）に形成される電界放出素子の動作に何ら悪影響
を及ぼさない。なぜなら、無効開口部の底部に隆起部及
び凹部が露出していても、無効開口部の上端部にゲート
電極が形成されていないからであり、あるいは又、無効
開口部の上端部にゲート電極が形成されていても底部に
隆起部及び凹部が露出していないか、あるいは、無効開
口部の底部に隆起部及び凹部が露出しておらず、しか
も、上端部にゲート電極が形成されておらず、単に基板
の表面が露出しているか、のいずれかであるからであ
る。従って、球体を全面に配置しても何ら問題は生じな
い。尚、電子放出領域（重複領域）とそれ以外の領域と
の境界線上に形成された孔は、開口部に含まれる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１５３】以下、図１７〜図２０を参照して、実施の
形態８の電界放出素子の製造方法を説明するが、図１７
の（Ａ）、図１８の（Ａ）、図１９の（Ａ）は模式的な
一部端面図であり、図２０の（Ａ）及び（Ｂ）は模式的
な一部断面図であり、図１７の（Ｂ）、図１８の（Ｂ）
及び図１９の（Ｂ）は、図１７の（Ａ）、図１８の
（Ａ）及び図１９の（Ａ）よりも広い範囲を模式的に示
す一部斜視図である。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１５８】［工程−８４０］次に、絶縁層１３上に、
ストライプ状のゲート電極１４を形成する（図２０の
（Ａ）参照）。ゲート電極１４は、例えばカーボンペー
ストをストライプ状にスクリーン印刷することによって
形成することができる。このときのストライプ状のゲー
ト電極１４の射影像の延びる方向は、ストライプ状のカ
ソード電極１１２の射影像の延びる方向と９０度の角度
を成している。次に、ゲート電極１４に含まれる水分や
溶剤を除去し、且つ、ゲート電極１４を平坦化するため
に、例えば１５０゜Ｃにてゲート電極１４を乾燥した
後、ゲート電極１４及び絶縁層１３を構成する材料を焼
成する。尚、カーボンペーストを用いたスクリーン印刷
に替えて、ゲート電極１４を構成する導電材料層を絶縁
層１３の全面に形成し、次いで、導電材料層を通常のリ
ソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いてパター
ニングしてもよい。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１９１】先ず、ガラスパネル３０１の内面３０１Ａ
に感光性被膜３１０を塗布し、乾燥させた後（図２９の
（Ａ）参照）、露光光源（図示せず）から射出され、色
選別機構３０３に設けられたストライプ状のスリット３
０４を通過した紫外線によって、感光性被膜３１０にス
トライプ状の露光領域３１１を形成する（図２９の
（Ｂ）参照）。尚、この露光処理は、赤、緑、青のそれ
ぞれの蛍光体層を形成するために、露光光源の位置をず
らして、３回行う。次いで、感光性被膜３１０を現像し
て選択的に除去し、感光性被膜の残部（露光、現像後の
感光性被膜）３１２をガラスパネル３０１の内面３０１
Ａに残す（図２９の（Ｃ）参照）。その後、全面にカー
ボン剤を塗布し、リフトオフ法にて感光性被膜の残部３
１２及びその上のカーボン剤を除去することによって、
カーボン剤から成るストライプ状のブラックマトリクス
３１３を形成する（図３０の（Ａ）参照）。その後、露
出したガラスパネル３０１の内面３０１Ｂ（ブラックマ
トリクス３１３の間の露出したフェースプレート３０１
の内面の部分３０１Ｂ）に、赤、緑、青のストライプ状
の各蛍光体層３１４を形成する（図３０の（Ｂ）参
照）。具体的には、実施の形態１にて説明した各発光性
結晶粒子（蛍光体粒子）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（蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現
像し、次いで、緑色の感光性の発光性結晶粒子組成物
（蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像し、更
に、青色の感光性の発光性結晶粒子組成物（蛍光体スラ
リー）を全面に塗布し、露光、現像すればよい。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１９７】放電維持電極４１３が延びる方向とアドレ
ス電極４２２が延びる方向とは９０度の角度を成してお
り、一対の放電維持電極４１３と、３原色を発光する蛍
光体層４２４Ｒ，４２４Ｇ，４２４Ｂの１組とが重複す
る領域が１画素に相当する。グロー放電が一対の放電維
持電極４１３間で生じることから、このタイプのプラズ
マ表示装置は「面放電型」と称される。放電セルにおい
ては、希ガス中でのグロー放電に基づき発生した真空紫
外線の照射によって励起された蛍光体層が、蛍光体材料
の種類に応じた特有の発光色を呈する。尚、封入された
希ガスの種類に応じた波長を有する真空紫外線が発生す
る。希ガスとして、Ｈｅ（共鳴線の波長＝５８．４ｎ
ｍ）、Ｎｅ（同７４．４ｎｍ）、Ａｒ（同１０７ｎ
ｍ）、Ｋｒ（同１２４ｎｍ）、Ｘｅ（同１４７ｎｍ）を
単独で用いるか、又は混合して用いることが可能である
が、ペニング効果による放電開始電圧の低下が期待でき
る混合ガスが特に有用である。かかる混合ガスとして
は、Ｎｅ−Ａｒ混合ガス、Ｈｅ−Ｘｅ混合ガス、Ｎｅ−
Ｘｅ混合ガスを挙げることができる。尚、これらの希ガ
スの中でも最も長い共鳴線波長を有するＸｅは、波長１
７２ｎｍの強い真空紫外線も放射するので、好適な希ガ
スである。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１９９】更には、冷陰極電界電子放出素子の製造に
おいて使用した各種材料も例示であり、適宜変更するこ
とができる。冷陰極電界電子放出素子においては、専ら
１つの開口部に１つの電子放出電極が対応する形態を説
明したが、冷陰極電界電子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電極が対応した形態、あ
るいは、複数の開口部に１つの電子放出電極が対応する
形態とすることもできる。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１における平面型表示装置の
模式的な一部端面図である。
【図２】蛍光体層がマトリクス状に配置された表示用パ
ネルの模式的な平面図、及び、模式的な一部断面図であ
る。
【図３】蛍光体層がストライプ状に配置された表示用パ
ネルの模式的な平面図、及び、模式的な一部断面図であ
る。
【図４】表示用パネルの製造方法の一例を説明するため
の支持体等の模式的な一部端面図である。
【図５】スピント型電界放出素子から成る第１の構造を
有する実施の形態１の電界放出素子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６】図５に引き続き、スピント型電界放出素子から
成る第１の構造を有する実施の形態１の電界放出素子の
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７】クラウン型電界放出素子から成る第１の構造を
有する実施の形態２の電界放出素子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８】図７に引き続き、クラウン型電界放出素子から
成る第１の構造を有する実施の形態２の電界放出素子の
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９】図８に引き続き、クラウン型電界放出素子から
成る第１の構造を有する実施の形態２の電界放出素子の
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、及び、部分的な斜視図である。
【図１０】扁平型電界放出素子から成る第１の構造を有
する実施の形態３の電界放出素子の製造方法を説明する
ための基板等の模式的な一部断面図である。
【図１１】扁平型電界放出素子から成る第１の構造を有
する実施の形態４の電界放出素子の製造方法を説明する
ための基板等の模式的な一部断面図である。
【図１２】扁平型電界放出素子から成る第１の構造を有
する実施の形態５の電界放出素子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１３】図１２に引き続き、扁平型電界放出素子から
成る第１の構造を有する実施の形態５の電界放出素子の
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１４】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する実施の形態６の電界放出素子の製造方法を説明する
ための基板等の模式的な一部断面図である。
【図１５】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する電界放出素子の変形例の模式的な一部断面図であ
る。
【図１６】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する電界放出素子の別の変形例の模式的な一部断面図で
ある。
【図１７】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する実施の形態８の電界放出素子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、及び、部分的な斜
視図である。
【図１８】図１７に引き続き、平面型電界放出素子から
成る第２の構造を有する実施の形態８の電界放出素子の
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、及び、部分的な斜視図である。
【図１９】図１８に引き続き、平面型電界放出素子から
成る第２の構造を有する実施の形態８の電界放出素子の
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、及び、部分的な斜視図である。
【図２０】図１９に引き続き、平面型電界放出素子から
成る第２の構造を有する実施の形態８の電界放出素子の
製造方法を説明するための基板等の模式的な一部断面図
である。
【図２１】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する実施の形態９の電界放出素子の製造方法を説明する
ための基板等の模式的な一部断面図である。
【図２２】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する実施の形態１０の電界放出素子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２３】平面型電界放出素子から成る第２の構造を有
する実施の形態１１の電界放出素子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２４】図２３に引き続き、平面型電界放出素子から
成る第２の構造を有する実施の形態１１の電界放出素子
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２５】エッジ型電界放出素子から成る第３の構造を
有する実施の形態１２の電界放出素子の模式的な一部断
面図である。
【図２６】エッジ型電界放出素子から成る第３の構造を
有する実施の形態１２の電界放出素子の製造方法を説明
するための基板等の模式的な一部端面図である。
【図２７】カラー受像管用ガラスバルブの一部を切り欠
いた模式図である。
【図２８】アパーチャーグリル型の色選別機構の模式的
な斜視図である。
【図２９】カラー受像管用ガラスバルブの製造工程を説
明するためのフェースプレート等の模式的な一部端面図
である。
【図３０】図２９に引き続き、カラー受像管用ガラスバ
ルブの製造工程を説明するためのフェースプレート等の
模式的な一部端面図である。
【図３１】プラズマ表示装置の概念的な分解斜視図であ
る。
【図３２】加速電圧を３１．５キロボルトとし、蛍光体
層をＺｎＳから構成したときの、蛍光体層に入射した電
子のエネルギー損失と、蛍光体層への電子の侵入深さの
関係をベーテの式に基づきモンテカルロシミュレーショ
ンを行った結果を示すグラフである。
【図３３】加速電圧を６キロボルトとし、蛍光体層をＺ
ｎＳから構成したときの、蛍光体層に入射した電子のエ
ネルギー損失と、蛍光体層への電子の侵入深さの関係を
ベーテの式に基づきモンテカルロシミュレーションを行
った結果を示すグラフである。
【図３４】加速電圧を６キロボルトとし、蛍光体層をＺ
ｎＳから構成したときの、蛍光体層に入射した電子のエ
ネルギー損失と、蛍光体層への電子の侵入深さの関係を
ベーテの式に基づきモンテカルロシミュレーションを行
った結果を示すグラフである。
【図３５】加速電圧を６キロボルトとし、蛍光体層をＺ
ｎ及びＺｎＳから構成したときの、蛍光体層に入射した
電子のエネルギー損失と、蛍光体層への電子の侵入深さ
の関係をベーテの式に基づきモンテカルロシミュレーシ
ョンを行った結果を示すグラフである。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 １０・・・背面パネル、１１・・・基板、１１Ａ・・・
凹部、１２，１１２，２１２・・・カソード電極、１１
２Ａ・・・隆起部、１１２Ｂ・・・凹部、１１２Ｃ・・
・先端部、２１２Ａ・・・エッジ部、１３，１３Ａ，１
３Ｂ，１１３・・・絶縁層、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１
１４・・・ゲート電極、１５，１５Ａ，１５Ｂ・・・開
口部、１６，１６Ａ，１６Ｂ・・・電子放出電極、２０
・・・表示用パネル、２１・・・支持体、２２，２２
Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ・・・蛍光体層、２３・・・ブラッ
クマトリクス、２４，２５・・・アノード電極、３１・
・・カソード電極駆動回路、３２・・・ゲート電極駆動
回路、３３・・・加速電源（アノード電極駆動回路）、
４０・・・感光性被膜、４１・・・感光領域、４２・・
・感光性被膜の残部、４３・・・マスク、４４・・・孔
部、５１・・・剥離層、５２・・・導電性組成物層、６
０・・・抵抗体層、７０・・・炭素薄膜選択成長領域、
７１・・・マスク層、７２・・・金属粒子、７３・・・
炭素薄膜、８０，１８０・・・球体、１８０Ａ・・・芯
材、１８０Ｂ・・・表面処理層、８１・・・組成物層、
８１Ａ・・・分散媒、８１Ｂ・・・カソード電極材料、
９０・・・レジスト層、９０Ａ・・・レジスト開口部、
３００・・・カラー受像管用ガラスバルブ、３０１・・
・フェースプレート、３０１Ａ・・・フェースプレート
の内面、３０２・・・ファンネル、３０３・・・色選別
機構、３０４・・・スリット、３０５・・・フレーム部
材、３０６・・・取付具、３０７・・・テンションバン
ド、３１０・・・感光性被膜、３１１・・・露光領域、
３１２・・・感光性被膜の残部、３１３・・・ブラック
マトリクス、３１４・・・蛍光体層、４１０・・・フロ
ントパネル、４１１・・・第１の基板、４１２・・・バ
ス電極、４１３・・・放電維持電極、４１４・・・保護
層、４２０・・・リアパネル、４２４・・・蛍光体層、
４２１・・・第２の基板、４２２・・・アドレス電極、
４２３・・・誘電体膜、４２５・・・隔壁
【手続補正３３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正３４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 11/02 Ｈ０１Ｊ 11/02 Ｂ 29/20 29/20 31/12 31/12 Ｃ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エネルギー線の照射によって発光する発光
    性結晶粒子であって、 発光性結晶粒子の表面からエネルギー線が侵入する深さ
    までの領域における結晶欠陥密度が５×１０7ケ／ｃｍ2
    以下であることを特徴とする発光性結晶粒子。
  2. 【請求項２】発光性結晶粒子の表面からエネルギー線が
    侵入する深さまでの領域における結晶欠陥密度が１×１
    ０7ケ／ｃｍ2以下であることを特徴とする請求項１に記
    載の発光性結晶粒子。
  3. 【請求項３】発光性結晶粒子は蛍光体粒子であることを
    特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光性結晶粒
    子。
  4. 【請求項４】エネルギー線は電子線ビームであることを
    特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載
    の発光性結晶粒子。
  5. 【請求項５】発光性結晶粒子を照射する電子線ビームの
    エネルギーは０．５ｋｅＶ乃至３５ｋｅＶであることを
    特徴とする請求項４に記載の発光性結晶粒子。
  6. 【請求項６】発光性結晶粒子を照射する電子線ビームの
    エネルギーは０．５ｋｅＶ乃至１０ｋｅＶであり、 発光性結晶粒子の表面から電子線ビームが侵入する深さ
    は０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記
    載の発光性結晶粒子。
  7. 【請求項７】エネルギー線は紫外線であることを特徴と
    する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光
    性結晶粒子。
  8. 【請求項８】発光性結晶粒子を照射する紫外線の波長は
    １００ｎｍ乃至４００ｎｍであることを特徴とする請求
    項７に記載の発光性結晶粒子。
  9. 【請求項９】平均粒径が１×１０-8ｍ乃至１×１０-5ｍ
    であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれ
    か１項に記載の発光性結晶粒子。
  10. 【請求項１０】表面の平均粗度が５ｎｍ以下であること
    を特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記
    載の発光性結晶粒子。
  11. 【請求項１１】支持体、真空空間中から飛来した電子の
    照射によって発光する発光性結晶粒子から成る発光層、
    及び、電極から成る表示用パネルであって、 発光性結晶粒子の表面から電子が侵入する深さまでの領
    域における結晶欠陥密度が５×１０7ケ／ｃｍ2以下であ
    ることを特徴とする表示用パネル。
  12. 【請求項１２】表示用パネルと、複数の電子放出領域を
    有する背面パネルとが真空空間を挟んで対向配置されて
    成る平面型表示装置であって、 表示用パネルは、支持体、電子放出領域から飛来した電
    子の照射によって発光する発光性結晶粒子から成る発光
    層、及び、電極から成り、 発光性結晶粒子の表面から電子が侵入する深さまでの領
    域における結晶欠陥密度が５×１０7ケ／ｃｍ2以下であ
    ることを特徴とする平面型表示装置。
  13. 【請求項１３】各電子放出領域は、１又は複数の冷陰極
    電界電子放出素子から成り、 各冷陰極電界電子放出素子は、 （イ）基板と、 （ロ）基板上に設けられたストライプ状のカソード電極
    と、 （ハ）基板及びカソード電極上に形成された絶縁層と、 （ニ）絶縁層上に設けられたストライプ状のゲート電極
    と、 （ホ）ゲート電極及び絶縁層を貫通する開口部と、 （ヘ）開口部の底部に位置するカソード電極の部分の上
    に設けられた電子放出電極、から成り、 開口部の底部に露出した電子放出電極から電子が放出さ
    れることを特徴とする請求項１２に記載の平面型表示装
    置。
  14. 【請求項１４】各電子放出領域は、１又は複数の冷陰極
    電界電子放出素子から成り、 各冷陰極電界電子放出素子は、 （イ）基板と、 （ロ）基板上に設けられたストライプ状のカソード電極
    と、 （ハ）基板及びカソード電極上に形成された絶縁層と、 （ニ）絶縁層上に設けられたストライプ状のゲート電極
    と、 （ホ）ゲート電極及び絶縁層を貫通し、底部にカソード
    電極が露出した開口部、から成り、 開口部の底部に露出したカソード電極の部分から電子を
    放出することを特徴とする請求項１２に記載の平面型表
    示装置。
  15. 【請求項１５】各電子放出領域は、１又は複数の冷陰極
    電界電子放出素子から成り、 各冷陰極電界電子放出素子は、 （イ）基板と、 （ロ）基板の上方に設けられ、エッジ部を有するストラ
    イプ状カソード電極と、 （ハ）少なくともカソード電極上に形成された絶縁層
    と、 （ニ）絶縁層上に設けられたストライプ状のゲート電極
    と、 （ホ）少なくともゲート電極及び絶縁層を貫通する開口
    部、から成り、 開口部の底部若しくは側壁に露出したカソード電極のエ
    ッジ部から電子を放出することを特徴とする請求項１２
    に記載の平面型表示装置。
  16. 【請求項１６】エネルギー線の照射によって発光する発
    光性結晶粒子であって、発光性結晶粒子の表面からエネ
    ルギー線が侵入する深さまでの領域における結晶欠陥密
    度が５×１０7ケ／ｃｍ2以下である発光性結晶粒子を分
    散媒中に分散させて成ることを特徴とする発光性結晶粒
    子組成物。
JP2000048666A 2000-02-25 2000-02-25 発光性結晶粒子、発光性結晶粒子組成物、表示用パネル及び平面型表示装置 Pending JP2001234163A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000048666A JP2001234163A (ja) 2000-02-25 2000-02-25 発光性結晶粒子、発光性結晶粒子組成物、表示用パネル及び平面型表示装置
US09/789,603 US6819041B2 (en) 2000-02-25 2001-02-22 Luminescence crystal particle, luminescence crystal particle composition, display panel and flat-panel display
CN01117238A CN1312572A (zh) 2000-02-25 2001-02-24 发光晶粒、发光晶粒组合物显示板和平面显示器
EP01400490A EP1127936A3 (en) 2000-02-25 2001-02-26 Luminescent crystal particle, luminescence crystal particle composition, display panel and flat-panel display
KR1020010009789A KR20010085623A (ko) 2000-02-25 2001-02-26 발광성 결정 입자, 발광성 결정 입자 조성물, 표시용 패널및 평판형 표시 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000048666A JP2001234163A (ja) 2000-02-25 2000-02-25 発光性結晶粒子、発光性結晶粒子組成物、表示用パネル及び平面型表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001234163A true JP2001234163A (ja) 2001-08-28

Family

ID=18570719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000048666A Pending JP2001234163A (ja) 2000-02-25 2000-02-25 発光性結晶粒子、発光性結晶粒子組成物、表示用パネル及び平面型表示装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6819041B2 (ja)
EP (1) EP1127936A3 (ja)
JP (1) JP2001234163A (ja)
KR (1) KR20010085623A (ja)
CN (1) CN1312572A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007086198A1 (ja) * 2006-01-27 2007-08-02 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. 半導体ナノ粒子蛍光体
WO2008120441A1 (ja) * 2007-03-01 2008-10-09 Panasonic Corporation 発光表示装置、プラズマ表示装置および蛍光体粒子
JP2009021033A (ja) * 2007-07-10 2009-01-29 Hitachi Ltd 画像表示装置
JP2009049019A (ja) * 2002-01-22 2009-03-05 Samsung Sdi Co Ltd 三極構造を有する炭素ナノチューブを備えた電界放出素子の製造方法
KR100988887B1 (ko) 2008-04-07 2010-10-20 국민대학교산학협력단 복합 구조를 갖는 박막형광체 및 그 제조방법
CN104064432A (zh) * 2013-03-22 2014-09-24 海洋王照明科技股份有限公司 一种场发射平面光源及其制备方法
CN104064437A (zh) * 2013-03-22 2014-09-24 海洋王照明科技股份有限公司 一种场发射平面光源及其制备方法

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000054307A1 (fr) * 1999-03-05 2000-09-14 Canon Kabushiki Kaisha Dispositif de formation d'images
US7182812B2 (en) * 2002-09-16 2007-02-27 University Of Louisville Direct synthesis of oxide nanostructures of low-melting metals
TW594395B (en) * 2000-09-29 2004-06-21 Nippon Zeon Co Photoresist composition for insulating film, insulating film for organic electroluminescent element, and process for producing the same
US7288014B1 (en) 2000-10-27 2007-10-30 Science Applications International Corporation Design, fabrication, testing, and conditioning of micro-components for use in a light-emitting panel
US20030057821A1 (en) * 2001-09-26 2003-03-27 Si Diamond Technology, Inc. Nanoparticle phosphor
US7854861B2 (en) * 2001-10-19 2010-12-21 Applied Nanotech Holdings, Inc. Well formation
KR100438835B1 (ko) * 2001-12-18 2004-07-05 삼성에스디아이 주식회사 기판에서 들뜬 구조물의 형성 방법 및 이를 적용한 들뜬구조의 게이트 전극 및 ｆｅｄ 제조방법
US7358658B2 (en) * 2002-03-08 2008-04-15 Chien-Min Sung Amorphous diamond materials and associated methods for the use and manufacture thereof
US7235912B2 (en) * 2002-03-08 2007-06-26 Chien-Min Sung Diamond-like carbon thermoelectric conversion devices and methods for the use and manufacture thereof
US20070126312A1 (en) * 2002-03-08 2007-06-07 Chien-Min Sung DLC field emission with nano-diamond impregnated metals
JP3968519B2 (ja) * 2002-12-03 2007-08-29 ソニー株式会社 表示装置の製造方法
US7044822B2 (en) * 2002-12-20 2006-05-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Method of manufacturing a field emission device utilizing the sacrificial layer
KR100519754B1 (ko) * 2003-01-13 2005-10-07 삼성에스디아이 주식회사 이중 게이트 구조를 가진 전계방출소자 및 그 제조방법
US20040227705A1 (en) * 2003-02-13 2004-11-18 Fuji Photo Film Co., Ltd. AC operating electroluminescence device
US7176616B2 (en) * 2003-02-14 2007-02-13 Fuji Photo Film Co., Ltd. Electroluminescence device having phosphor particles which give donor-acceptor type luminescence
KR100544117B1 (ko) * 2003-05-01 2006-01-23 삼성에스디아이 주식회사 박막 트랜지스터를 구비한 평판표시장치
JP4112449B2 (ja) * 2003-07-28 2008-07-02 株式会社東芝 放電電極及び放電灯
JP2005121905A (ja) * 2003-10-16 2005-05-12 Pioneer Electronic Corp 表示装置
JP3809182B2 (ja) * 2004-01-08 2006-08-16 松下電器産業株式会社 電子放出材料とその製造方法ならびにこれを用いた電子放出素子
US20060001356A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Teco Nanotech Co., Ltd. FED including gate-supporting device with gate mask having reflection layer
JP2006073386A (ja) * 2004-09-03 2006-03-16 Hitachi Ltd 映像表示装置
US20080020499A1 (en) * 2004-09-10 2008-01-24 Dong-Wook Kim Nanotube assembly including protective layer and method for making the same
KR20060059618A (ko) * 2004-11-29 2006-06-02 삼성에스디아이 주식회사 전자방출표시장치
KR20060059617A (ko) * 2004-11-29 2006-06-02 삼성에스디아이 주식회사 스페이서를 구비하는 평판 표시장치 및 평판표시장치의스페이서를 고정하는 방법
KR100695143B1 (ko) * 2005-02-24 2007-03-14 삼성전자주식회사 나노입자 전기발광 소자 및 그 제조방법
KR20060104654A (ko) * 2005-03-31 2006-10-09 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 소자와 이의 제조 방법
TW200638458A (en) * 2005-04-20 2006-11-01 Ind Tech Res Inst Triode field emission display
US7994702B2 (en) 2005-04-27 2011-08-09 Prysm, Inc. Scanning beams displays based on light-emitting screens having phosphors
KR20060117823A (ko) * 2005-05-14 2006-11-17 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출원, 그 제조방법 및 이를 채용한 전자 방출 소자
US7911123B2 (en) * 2005-07-04 2011-03-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Electron emission device and electron emission display using the electron emission device
KR100778436B1 (ko) * 2005-09-12 2007-11-21 삼성에스디아이 주식회사 플라즈마 디스플레이 패널
KR20070040647A (ko) * 2005-10-12 2007-04-17 삼성에스디아이 주식회사 탄소나노튜브의 길이 균일화 방법 및 이를 이용한전계방출소자의 제조방법
US7673993B2 (en) * 2005-12-22 2010-03-09 3M Innovative Properties Company Projection system using reflective polarizers
US7808169B2 (en) * 2006-01-12 2010-10-05 Panasonic Corporation Electron emitting device and electromagnetic wave generating device using the same
KR101026307B1 (ko) 2006-05-05 2011-03-31 프리즘, 인코포레이티드 디스플레이 시스템 및 장치용 형광체 조성물 및 다른 형광 물질
US8013506B2 (en) 2006-12-12 2011-09-06 Prysm, Inc. Organic compounds for adjusting phosphor chromaticity
WO2008126729A1 (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Sharp Kabushiki Kaisha 半導体素子およびその製造方法、並びに該半導体素子を備える電子デバイス
US20110057164A1 (en) * 2007-06-18 2011-03-10 California Institute Of Technology Carbon nanotube field emission device with overhanging gate
TWI408725B (zh) * 2008-12-04 2013-09-11 Ind Tech Res Inst 電子發射式發光裝置及其封裝方法
JP5063715B2 (ja) * 2010-02-04 2012-10-31 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子源，電子銃、それを用いた電子顕微鏡装置及び電子線描画装置
CN102903829B (zh) * 2011-07-26 2015-01-07 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管光源装置
US9808822B2 (en) 2013-03-15 2017-11-07 Mycronic AB Methods and devices for jetting viscous medium on workpieces
WO2014140192A2 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Micronic Mydata AB Methods and devices for jetting viscous medium on workpieces
US20140338597A1 (en) * 2013-05-16 2014-11-20 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Mask Plate for Glue Coating and Manufacturing Method Thereof
CN106784390A (zh) * 2017-03-06 2017-05-31 京东方科技集团股份有限公司 用于显示面板的基板及其制作方法、显示面板及封装方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3596095A (en) * 1968-12-23 1971-07-27 Sam L Leach Optically stimulated fluorescent lighting system
US4119562A (en) * 1975-05-12 1978-10-10 Dai Nippon Toryo Co. Ltd. Fluorescent compositions
US4081398A (en) * 1975-06-30 1978-03-28 Dai Nippon Toryo Co., Ltd. Fluorescent compositions
DE2906505C2 (de) * 1978-02-20 1985-10-24 Japan Electric Industry Development Association, Tokio/Tokyo Fluoreszenzmischung und deren Verwendung in einem Fluoreszenzschirm einer durch langsame Elektronen angeregten Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung
US5015912A (en) * 1986-07-30 1991-05-14 Sri International Matrix-addressed flat panel display
US4857799A (en) * 1986-07-30 1989-08-15 Sri International Matrix-addressed flat panel display
JPH04215439A (ja) * 1990-12-14 1992-08-06 Nikko Kyodo Co Ltd ＧａＡｓ単結晶基板の製造方法
JPH05144570A (ja) 1991-03-08 1993-06-11 Canon Inc 電界発光素子
JPH05182609A (ja) * 1991-12-27 1993-07-23 Sharp Corp 画像表示装置
US5653619A (en) * 1992-03-02 1997-08-05 Micron Technology, Inc. Method to form self-aligned gate structures and focus rings
US5441788A (en) * 1993-11-03 1995-08-15 Hewlett-Packard Company Method of preparing recording media for a disk drive and disk drive recording media
JP2669368B2 (ja) * 1994-03-16 1997-10-27 日本電気株式会社 Ｓｉ基板上化合物半導体積層構造の製造方法
KR100315106B1 (ko) * 1994-07-26 2002-02-19 김순택 표시소자
US6013199A (en) * 1997-03-04 2000-01-11 Symyx Technologies Phosphor materials
US5709577A (en) * 1994-12-22 1998-01-20 Lucent Technologies Inc. Method of making field emission devices employing ultra-fine diamond particle emitters
US5558554A (en) * 1995-05-31 1996-09-24 Texas Instruments Inc. Method for fabricating a field emission device anode plate having multiple grooves between anode conductors
US5851428A (en) * 1996-03-15 1998-12-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Phosphor and manufacturing method thereof
DE19626219A1 (de) * 1996-06-29 1998-01-02 Philips Patentverwaltung Leuchtstoffzubereitung mit SiO¶2¶-Partikel-Beschichtung
TW469292B (en) * 1996-10-31 2001-12-21 Samsung Display Devices Co Ltd An improved phosphor complex having high brightness
US5695685A (en) * 1997-01-03 1997-12-09 Osram Sylvania Inc. Phosphor with modified surface composition and method for preparation
US5985173A (en) * 1997-11-18 1999-11-16 Gray; Henry F. Phosphors having a semiconductor host surrounded by a shell

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009049019A (ja) * 2002-01-22 2009-03-05 Samsung Sdi Co Ltd 三極構造を有する炭素ナノチューブを備えた電界放出素子の製造方法
JP4512156B2 (ja) * 2002-01-22 2010-07-28 三星エスディアイ株式会社 三極構造を有する炭素ナノチューブを備えた電界放出素子の製造方法
WO2007086198A1 (ja) * 2006-01-27 2007-08-02 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. 半導体ナノ粒子蛍光体
WO2008120441A1 (ja) * 2007-03-01 2008-10-09 Panasonic Corporation 発光表示装置、プラズマ表示装置および蛍光体粒子
US7952279B2 (en) 2007-03-01 2011-05-31 Panasonic Corporation Light emitting display device, plasma display device and phosphor particles
JP2009021033A (ja) * 2007-07-10 2009-01-29 Hitachi Ltd 画像表示装置
KR100988887B1 (ko) 2008-04-07 2010-10-20 국민대학교산학협력단 복합 구조를 갖는 박막형광체 및 그 제조방법
CN104064432A (zh) * 2013-03-22 2014-09-24 海洋王照明科技股份有限公司 一种场发射平面光源及其制备方法
CN104064437A (zh) * 2013-03-22 2014-09-24 海洋王照明科技股份有限公司 一种场发射平面光源及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010085623A (ko) 2001-09-07
EP1127936A2 (en) 2001-08-29
CN1312572A (zh) 2001-09-12
EP1127936A3 (en) 2003-03-26
US20010024084A1 (en) 2001-09-27
US6819041B2 (en) 2004-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001234163A (ja) 発光性結晶粒子、発光性結晶粒子組成物、表示用パネル及び平面型表示装置
JP2002265942A (ja) 蛍光体粉末及びその製造方法、表示用パネル、並びに、平面型表示装置
JP4670137B2 (ja) 平面型表示装置
JP2004158350A (ja) 平面型表示装置及びその製造方法
US6945838B2 (en) Knocking processing method in flat-type display device, and knocking processing method in flat-panel display device-use substrate
JP2001256884A (ja) 冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法
JP2002175764A (ja) 表示用パネル及びこれを用いた表示装置
JP2002208346A (ja) 冷陰極電界電子放出素子の製造方法
JP2004285363A (ja) 蛍光体粉末及びその製造方法、表示用パネル、並びに、平面型表示装置
JP4670154B2 (ja) 冷陰極電界電子放出素子及び冷陰極電界電子放出表示装置
JP2004307869A (ja) 蛍光体粉末及びその製造方法、表示用パネル、並びに、平面型表示装置
JP2003151456A (ja) 冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネル及び冷陰極電界電子放出表示装置、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネルの製造方法
JP2002124199A (ja) 表示用パネル、表示装置、及び、それらの製造方法
JP2003086080A (ja) 冷陰極電界電子放出素子及び冷陰極電界電子放出表示装置
JP2004244643A (ja) 蛍光体粉末、表示用パネル、並びに、平面型表示装置
JP2002338959A (ja) 蛍光体粒子及びその製造方法、表示用パネル及びその製造方法、並びに、平面型表示装置及びその製造方法
JP2002270087A (ja) 冷陰極電界電子放出素子の製造方法、及び、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法
JP2003007234A (ja) 冷陰極電界電子放出表示装置用のアノードパネル及びその製造方法、冷陰極電界電子放出表示装置用のカソードパネル及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置およびその製造方法
JP2003217468A (ja) 冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネル、及び、冷陰極電界電子放出表示装置
JP2002343254A (ja) 冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法
JP4649739B2 (ja) 冷陰極電界電子放出素子の製造方法
JP4281844B2 (ja) 表示用パネル及びこれを用いた表示装置
JP2003197087A (ja) 冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネル及び冷陰極電界電子放出表示装置
JP2002134017A (ja) 冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法、及び、冷陰極電界電子放出表示装置用のアノードパネルの製造方法
JP2002313264A (ja) 表示用パネル及び表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040323

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040519

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040727