JP2003246633A

JP2003246633A - フリットガラスブロックの製造方法及び平面型表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP2003246633A
Application number: JP2002048405A
Authority: JP
Inventors: Haruo Kato; 治夫加藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2003-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】フリットガラス焼成体に気泡が残存し難い平面
型表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】平面型表示装置の製造方法は、（Ａ）フリ
ットガラス粉末を、真空、加圧下、加熱することによっ
てブロック状に賦形することにより、フリットガラスブ
ロックを得る工程と、（Ｂ）フリットガラスブロックを
切断、加工して、フリットガラス材料３０Ａを得る工程
と、（Ｃ）２枚の基板ＣＰ，ＡＰの周縁部の間に該フリ
ットガラス材料３０Ａを配置する工程と、（Ｄ）該フリ
ットガラス材料３０Ａを焼成して、２枚の基板ＣＰ，Ａ
Ｐの周縁部をフリットガラス焼成体によって接合する工
程から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フリットガラスブ
ロックの製造方法、及び、かかるフリットガラスブロッ
クの製造方法によって得られたフリットガラスブロック
を用いた平面型表示装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像機や情報端末機器に用
いられる表示装置の分野では、従来主流の陰極線管（Ｃ
ＲＴ）から、薄型化、軽量化、大画面化、高精細化の要
求に応え得る平面型（フラットパネル型）の表示装置へ
の移行が検討されている。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（ＰＤ
Ｐ）、冷陰極電界電子放出表示装置（ＦＥＤ：フィール
ドエミッションディスプレイ）を例示することができ
る。このなかでも、液晶表示装置は情報端末機器用の表
示装置として広く普及しているが、据置き型のテレビジ
ョン受像機に適用するには、高輝度化や大型化に未だ課
題を残している。これに対して、冷陰極電界電子放出表
示装置は、熱的励起によらず、量子トンネル効果に基づ
き固体から真空中に電子を放出することが可能な冷陰極
電界電子放出素子（以下、電界放出素子と呼ぶ場合があ
る）を利用しており、高輝度及び低消費電力の点から注
目を集めている。

【０００３】電界放出素子を利用した冷陰極電界電子放
出表示装置（以下、表示装置と呼ぶ場合がある）の模式
的な一部端面図を図２に示し、カソードパネルＣＰの模
式的な部分的斜視図を図３に示す。図示した電界放出素
子は、円錐形の電子放出部１５を有する、所謂スピント
（Ｓｐｉｎｄｔ）型電界放出素子と呼ばれるタイプの素
子である。この電界放出素子は、支持体１０上に形成さ
れたカソード電極１１と、支持体１０及びカソード電極
１１上に形成された絶縁層１２と、絶縁層１２上に形成
されたゲート電極１３と、ゲート電極１３に設けられた
第１開口部１４Ａと、絶縁層１２に設けられ、第１開口
部１４Ａに連通した第２開口部１４Ｂと、第２開口部１
４Ｂの底部に位置するカソード電極１１上に形成された
円錐形の電子放出部１５から構成されている。一般に、
カソード電極１１とゲート電極１３とは、これらの両電
極の射影像が互いに直交する方向に各々ストライプ状に
形成されており、これらの両電極の射影像が重複する部
分に相当する領域（１画素分の領域に相当する。この領
域を、以下、重複領域と呼ぶ）に、通常、複数の電界放
出素子が設けられている。更に、かかる重複領域が、カ
ソードパネルＣＰ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。

【０００４】一方、アノードパネルＡＰは、基板２０
と、基板２０上に形成され、所定のパターンを有する蛍
光体層２２と、その上に形成された反射膜としても機能
するアノード電極２４から構成されている。１画素は、
カソードパネル側のカソード電極１１とゲート電極１３
との重複領域に設けられた電界放出素子の一群と、これ
らの電界放出素子の一群に対面したアノードパネル側の
蛍光体層２２とによって構成されている。実際の表示部
分として機能する領域である有効領域には、かかる画素
が、例えば数十万〜数百万個ものオーダーにて配列され
ている。尚、蛍光体層２２と蛍光体層２２との間の基板
２０上には隔壁２１が形成されている。隔壁２１とスペ
ーサ２５と蛍光体層２２の配置状態の一例を模式的に図
４に示す。

【０００５】アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰ
とを、電界放出素子と蛍光体層２２とが対向するように
配置し、周縁部においてフリットガラス焼成体３０を介
して接合することによって、表示装置を作製することが
できる。有効領域を包囲し、画素を選択するための周辺
回路が形成された無効領域には、真空排気用の貫通孔
（図示せず）が設けられており、この貫通孔には真空排
気後に封じ切られたチップ管（図示せず）が接続されて
いる。即ち、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰ
とフリットガラス焼成体３０とによって囲まれた空間は
真空となっている。尚、アノードパネルＡＰ及びカソー
ドパネルＣＰには大気によって圧力が加わる。そして、
この圧力によって表示装置が破損しないように、アノー
ドパネルＡＰとカソードパネルＣＰとの間には、高さが
例えば１ｍｍ程度の所謂スペーサ２５（図４参照）が配
置されている。尚、図２においては、スペーサの図示を
省略した。

【０００６】アノードパネルＡＰの周縁部とカソードパ
ネルＣＰの周縁部とを接合するために、フリットガラス
粉末から成るフリットガラス材料を使用する。このフリ
ットガラス材料は、通常、以下の方法で作製される。即
ち、メチルセルロースから成るバインダをフリットガラ
ス粉末と混合、混練した後、押出成形法を用いてこれら
の混合品に基づきフリットガラスブロックを成形する。
次いで、仮焼成を行い、バインダを焼成する。その後、
フリットガラスブロックを切断、加工してフリットガラ
ス材料とする。そして、アノードパネルＡＰの周縁部と
カソードパネルＣＰの周縁部との間にフリットガラス材
料を配置した後、フリットガラス材料を予備焼成して乾
燥させ、次いで、本焼成を行うことで、アノードパネル
ＡＰの周縁部とカソードパネルＣＰの周縁部とをフリッ
トガラス焼成体３０によって接合する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の方法で作製され
たフリットガラス材料には、バインダとの混合、混練
や、バインダの焼成に起因して、多量の気泡が含まれて
いる。

【０００８】陰極線管の製造においてもフリットガラス
材料が使用されている。陰極線管にあっては、フリット
ガラス層の厚さが１ｍｍ未満であり、非常に薄い。ま
た、フリットガラス材料の本焼成時、陰極線管を構成す
るパネルの自重がフリットガラス材料に加わるため、フ
リットガラス材料が流動する結果、焼成中のフリットガ
ラス材料から気泡が抜け出る。こうして得られたフリッ
トガラス焼成体は緻密であり、気密性が高く、最終的に
陰極線管の内部を高真空に保持することができる。

【０００９】一方、冷陰極電界電子放出表示装置にあっ
ては、フリットガラス材料の厚さが１ｍｍ以上である。
しかも、フリットガラス材料の本焼成時、アノードパネ
ルＡＰやカソードパネルＣＰに荷重を加えることが困難
である。尚、アノードパネルＡＰやカソードパネルＣＰ
に荷重を加えた場合、アノードパネルＡＰとカソードパ
ネルＣＰとの間で位置ずれが発生してしまい、最終的に
得られた冷陰極電界電子放出表示装置の位置合わせ精度
が低下してしまう。それ故、フリットガラス焼成体３０
には多量の気泡が残存してしまう。このような状態で、
冷陰極電界電子放出表示装置を真空排気すると、フリッ
トガラス焼成体３０中の気泡が破裂し、アノードパネル
ＡＰとカソードパネルＣＰとフリットガラス焼成体３０
とによって囲まれた空間の真空度が低下する。このよう
な現象は、冷陰極電界電子放出表示装置の短寿命化を招
くといった大きな問題に繋がる。

【００１０】従って、本発明の目的は、フリットガラス
焼成体に気泡が残存し難いフリットガラスブロックを製
造する方法、及び、かかるフリットガラスブロックを切
断、加工して得られるフリットガラス材料を用いた平面
型表示装置の製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明のフリットガラスブロックの製造方法は、フ
リットガラス粉末を、真空、加圧下、加熱することによ
ってブロック状に賦形することを特徴とする。

【００１２】上記の目的を達成するための本発明の平面
型表示装置の製造方法は、２枚の基板の周縁部がフリッ
トガラス焼成体によって接合された平面型表示装置の製
造方法であって、（Ａ）フリットガラス粉末を、真空、
加圧下、加熱することによってブロック状に賦形するこ
とにより、フリットガラスブロックを得る工程と、
（Ｂ）フリットガラスブロックを切断、加工して、フリ
ットガラス材料を得る工程と、（Ｃ）２枚の基板の周縁
部の間に該フリットガラス材料を配置する工程と、
（Ｄ）該フリットガラス材料を焼成して、２枚の基板の
周縁部をフリットガラス焼成体によって接合する工程、
から成ることを特徴とする。

【００１３】本発明の平面型表示装置の製造方法におい
ては、平面型表示装置は冷陰極電界電子放出表示装置で
あり、２枚の基板は、複数の冷陰極電界電子放出素子が
形成されたカソードパネル、並びに、蛍光体層及びアノ
ード電極が形成されたアノードパネルである構成とする
ことができる。そして、この場合、フリットガラス材料
の厚さは、冷陰極電界電子放出表示装置の仕様に基づき
決定すればよく、０．５ｍｍ乃至３．０ｍｍ、好ましく
は、１ｍｍ乃至２ｍｍを例示することができる。あるい
は又、本発明の平面型表示装置の製造方法においては、
平面型表示装置をプラズマ表示装置（ＰＤＰ）とするこ
ともできる。

【００１４】本発明の平面型表示装置の製造方法におい
て、平面型表示装置を冷陰極電界電子放出表示装置とす
る場合、カソードパネルを構成する冷陰極電界電子放出
素子は如何なる形態の冷陰極電界電子放出素子とするこ
ともでき、例えば、円錐形の電子放出部を有する所謂ス
ピント型冷陰極電界電子放出素子、王冠型の電子放出部
を有する所謂クラウン型冷陰極電界電子放出素子、扁平
な電子放出部を有する所謂扁平型冷陰極電界電子放出素
子、カソード電極から電子が放出される平面型冷陰極電
界電子放出素子やクレータ型冷陰極電界電子放出素子、
カソード電極に設けられたエッジ部から電子が放出され
るエッジ型冷陰極電界電子放出素子を挙げることができ
る。冷陰極電界電子放出表示装置として、所謂３電極型
だけでなく、所謂２電極型を挙げることができる。

【００１５】本発明のフリットガラスブロックの製造方
法あるいは平面型表示装置の製造方法（以下、これらを
総称して、単に、本発明の製造方法と呼ぶ場合がある）
において、フリットガラスブロック製造時の加熱におけ
る温度（フリットガラス粉末の温度）は、フリットガラ
ス粉末のガラス転移温度Ｔ_gを越え、軟化点温度Ｔ_SOF _T
を下回る温度であることが好ましい。どの程度の真空
度、加圧圧力とするかは、また、加熱時間や加圧時間
は、各種の試験を行い、フリットガラスブロックに包含
される気泡の状態、フリットガラスブロックの強度、加
工性等に基づき決定すればよい。フリットガラス粉末の
ガラス転移温度Ｔ_gや軟化点温度Ｔ_SOFTは、熱膨張特性
及び示差熱分析法にて求めることができる。

【００１６】本発明の製造方法においては、フリットガ
ラス粉末の賦形を真空ホットプレスを用いて行うことが
好ましい。真空ホットプレスの金型のキャビティ面は、
フリットガラス粉末が付着しないように、窒化アルミニ
ウムあるいは黒鉛から構成されていることが好ましい。

【００１７】本発明の製造方法におけるフリットガラス
粉末として、Ｂ₂Ｏ₃−ＰｂＯ系粉末やＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃
−ＰｂＯ系粉末とフィラーを混合したものを挙げること
ができる。フリットガラス粉末の平均粒径は、３μｍ乃
至６μｍ、好ましくは、４μｍ乃至５μｍであることが
望ましいが、これに限定するものではない。

【００１８】基板（例えば、アノードパネルを構成する
基板、カソード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から構成されていればよく、無アル
カリガラス基板、低アルカリガラス基板、石英ガラス基
板といった各種のガラス基板、表面に絶縁膜が形成され
た各種のガラス基板、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が、製造コスト低減の観点からは、
ガラス基板、あるいは、表面に絶縁膜が形成されたガラ
ス基板を用いることが好ましい。

【００１９】本発明のフリットガラスブロックの製造方
法によって得られるフリットガラスブロックは、冷陰極
電界電子放出表示装置を含む平面型表示装置の製造に用
いることができるだけでなく、フリットガラス焼成体中
に気泡が含まれることを回避すべき分野、領域において
用いることができる。

【００２０】本発明においては、従来の技術と異なり、
フリットガラスブロックの製造にバインダを用いていな
いが故に、バインダの焼成に起因してフリットガラス材
料に多量の気泡が含まれるといった問題の発生を回避す
ることができる。しかも、真空下、フリットガラスブロ
ックを製造するが故に、フリットガラスブロック内に気
泡が存在しなくなり、あるいは又、存在しても微少量と
なる。

【００２１】

【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（以下、実施の形態と略称する）に基づき本発
明を説明する。

【００２２】（実施の形態１）実施の形態１は、本発明
のフリットガラスブロックの製造方法に関する。

【００２３】実施の形態１においては、フリットガラス
粉末として、平均粒径４．５μｍのＢ₂Ｏ₃−ＰｂＯ系粉
末を使用した。尚、このフリットガラス粉末のガラス転
移温度Ｔ_gは２９５゜Ｃであり、軟化点温度Ｔ_SOFTは３
５０゜Ｃである。実施の形態１においては、フリットガ
ラス粉末の賦形を真空ホットプレスを用いて行う。真空
ホットプレスの金型のキャビティ面は、フリットガラス
粉末が付着しないように、窒化アルミニウムあるいは黒
鉛から構成されている。

【００２４】上記のフリットガラス粉末を、真空ホット
プレスの金型のキャビティ内に充填し、型締めを行う。
そして、金型のキャビティ内を約６６Ｐａ（０．５Tor
r）の真空状態として、４×１０⁷Ｐａ（４００ｋｇ／ｃ
ｍ²）の圧力をキャビティ内のフリットガラス粉末に加
える。この状態を保持しつつ金型を加熱することで、キ
ャビティ内のフリットガラス粉末を加熱する。フリット
ガラス粉末の加熱温度Ｔを、フリットガラス粉末のガラ
ス転移温度Ｔ_gを越え、軟化点温度Ｔ_SOFTを下回る温度
とする。具体的には、キャビティに充填されたフリット
ガラス粉末の加熱温度Ｔを、３４０゜Ｃとする。この加
熱温度Ｔは、Ｔ＝１．１５Ｔ_gであり、且つ、Ｔ＝０．
９７Ｔ_SOFTである。また、加熱時間を４０分とする。
尚、この加熱温度Ｔに達するまでを１５８分（昇温速度
２゜Ｃ／分）とする。更には、加熱温度Ｔにおける加熱
が完了した後、降温速度１．５゜Ｃ／分にて２１０分か
けてキャビティ内のフリットガラス粉末を室温まで徐冷
する。このような操作によって得られるフリットガラス
ブロックには気泡が殆ど存在せず、しかも、フリットガ
ラスブロックの残留歪みを最小化することができる。得
られたフリットガラスブロックは、縦１５０ｍｍ、横１
００ｍｍ、長さ１５０ｍｍの直方体（四角柱状）であ
る。

【００２５】（実施の形態２）実施の形態２は、平面型
表示装置の製造方法に関し、より具体的には、冷陰極電
界電子放出表示装置（以下、単に、表示装置と呼ぶ）の
製造方法に関する。

【００２６】図２に模式的な一部端面図を示し、カソー
ドパネルＣＰの模式的な部分的斜視図を図３に示す実施
の形態２における表示装置は、複数の冷陰極電界電子放
出素子（電界放出素子と略称する）が設けられたカソー
ドパネルＣＰと、アノード電極２４及び蛍光体層２２
（カラー表示の場合、赤色発光蛍光体層２２Ｒ、緑色発
光蛍光体層２２Ｇ、青色発光蛍光体層２２Ｂ）が形成さ
れたアノードパネルＡＰとが、それらの周縁部でフリッ
トガラス焼成体３０によって接合されて成る。そして、
アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとフリットガ
ラス焼成体３０によって挟まれた空間は真空状態となっ
ている。

【００２７】カソードパネルＣＰは、（Ａ）支持体１０
と、（Ｂ）支持体１０上に形成され、第１の方向に延び
る複数のカソード電極１１と、（Ｃ）支持体１０及びカ
ソード電極１１上に形成された絶縁層１２と、（Ｄ）絶
縁層１２上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方
向に延びる複数のゲート電極１３と、（Ｅ）カソード電
極１１とゲート電極１３の重複する領域（電子放出領
域）に位置するゲート電極１３の部分に形成された第１
開口部１４Ａと、（Ｆ）絶縁層１２に形成され、第１開
口部１４Ａと連通した第２開口部１４Ｂと、（Ｇ）第２
開口部１４Ｂの底部に露出した電子放出部１５、から構
成されている。

【００２８】尚、第１の方向の射影像と第２の方向の射
影像とは直交している。また、カソード電極１１及びゲ
ート電極１３は、それぞれ、ストライプ状である。

【００２９】一方、アノードパネルＡＰは、基板２０、
基板２０上に形成された隔壁２１と隔壁２１との間の基
板２０上に形成され、多数の蛍光体粒子から成る蛍光体
層２２（赤色発光蛍光体層２２Ｒ、緑色発光蛍光体層２
２Ｇ、青色発光蛍光体層２２Ｂ）、及び、蛍光体層２２
上に形成されたアノード電極２４を備えている。アノー
ド電極２４は、有効領域を覆う薄い１枚のシート状であ
り、アノード電極制御回路４３に接続されている。アノ
ード電極２４は、厚さ約７０ｎｍのアルミニウムから成
り、隔壁２１を覆う状態で設けられている。蛍光体層２
２と蛍光体層２２との間であって、隔壁２１と基板２０
との間には、ブラックマトリックス２３が形成されてい
る。隔壁２１とスペーサ２５と蛍光体層２２の配置状態
の一例を模式的に図４あるいは図５に示す。図４に示す
例においては、格子形状（井桁形状）の隔壁２１が形成
されており、蛍光体層２２（赤色発光蛍光体層２２Ｒ、
緑色発光蛍光体層２２Ｇ、青色発光蛍光体層２２Ｂ）の
形状はドット状である。一方、図５に示す例において
は、隔壁２１の平面形状は、略矩形の蛍光体層２２の対
向する二辺と平行に延びる帯状形状（ストライプ形状）
を有する。尚、蛍光体層２２を、図５の上下方向に延び
るストライプ状とすることもできる。

【００３０】図２に示した例において、電子放出部１５
は、第２開口部１４Ｂの底部に位置するカソード電極１
１の上に形成された円錐形のスピント型電界放出素子か
ら構成されている。図３にカソードパネルＣＰの模式的
な部分的斜視図を示すように、１画素分の領域に相当す
る電子放出領域が、カソードパネルＣＰの有効領域内
に、２次元マトリクス状に配列されている。また、１画
素は、カソードパネル側の電子放出領域と、この電子放
出領域に対面したアノードパネル側の蛍光体層２２とに
よって構成されている。有効領域には、かかる画素が、
例えば数十万〜数百万個ものオーダーにて配列されてい
る。

【００３１】この表示装置において表示を行う場合に
は、カソード電極１１には相対的な負電圧がカソード電
極制御回路４１から印加され、ゲート電極１３には相対
的な正電圧（数十ボルト〜数百ボルト）がゲート電極制
御回路４２から印加され、アノード電極２４にはゲート
電極１３よりも更に高い正電圧（数百ボルト〜数千ボル
ト）がアノード電極制御回路４３から印加される。かか
る表示装置において表示を行う場合、例えば、カソード
電極１１にカソード電極制御回路４１から走査信号を入
力し、ゲート電極１３にゲート電極制御回路４２からビ
デオ信号を入力する。尚、これとは逆に、カソード電極
１１にカソード電極制御回路４１からビデオ信号を入力
し、ゲート電極１３にゲート電極制御回路４２から走査
信号を入力してもよい。カソード電極１１とゲート電極
１３との間に電圧を印加した際に生ずる電界により、量
子トンネル効果に基づき電子放出部１５から電子が放出
され、この電子がアノード電極２４に引き付けられ、ア
ノード電極２４を通過し、蛍光体層２２に衝突する。そ
の結果、蛍光体層２２が励起されて発光し、所望の画像
を基板２０の外表面上に得ることができる。

【００３２】以下、実施の形態２の平面型表示装置（冷
陰極電界電子放出表示装置）の製造方法を説明する。

【００３３】［工程−２００］先ず、実施の形態１にて
説明した方法に基づき、フリットガラスブロックを製造
する。そして、ダイシング装置を用いて、フリットガラ
スブロックを、例えば厚さ１．３ｍｍに切断する。その
後、大気雰囲気中で、３４０゜Ｃ、３０分のアニール処
理を行い、切断に起因したフリットガラスブロック切断
品の残留歪みの除去を行う。熱間等方加熱成形又はＨＩ
Ｐ（Hot Isostatic Pressing）方式にて４０ＭＰａ、３
４０゜Ｃでアリール処理を行うことが最良の結果を得る
上で好ましい。次に、フリットガラスブロック切断品を
加工して、例えば、図１の（Ａ）に模式的に示すフリッ
トガラス材料（フリットガラスフレーム）３０Ａを得
る。尚、フリットガラス材料の形状は図１の（Ａ）に示
した形状に限定されず、例えば、２枚の基板の４辺に適
合した棒状とすることもできる。尚、図１の（Ａ）に示
すフリットガラス材料（フリットガラスフレーム）を真
空ホットプレスを用いて製造しようと試みたが、金型の
フレーム状のキャビティ内へのフリットガラス粉末の充
填が不均一になり易く、得られたフリットガラス材料
（フリットガラスフレーム）の厚さのばらつきが大きす
ぎ、冷陰極電界電子放出表示装置の製造での使用には適
さなかった。

【００３４】［工程−２１０］次に、アノードパネルＡ
Ｐの周縁部の間に、セラミックスから成る保持部材３１
を配置する。アノードパネルＡＰ（基板２０）と保持部
材３１とは、例えば、紫外線硬化型接着剤（図示せず）
を用いて固定することができる。保持部材３１の高さ
は、フリットガラス材料３０Ａの厚さよりも僅かに高
い。

【００３５】［工程−２２０］次に、図１の（Ｂ）に模
式的な分解図を示すように（保持部材や電界放出素子、
アノード電極等の図示は省略した）、２枚の基板（カソ
ードパネルＣＰ及びアノードパネルＡＰ）の周縁部の間
にこのフリットガラス材料３０Ａを配置する。そして、
カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとを位置合わ
せした後、カソードパネルＣＰ（支持体１０）と保持部
材３１とを、例えば、紫外線硬化型接着剤（図示せず）
を用いて固定する。尚、この状態におけるカソードパネ
ルＣＰ及びアノードパネルＡＰの周縁部の間におけるフ
リットガラス材料３０Ａの配置状態を、図１の（Ｃ）に
模式的な一部断面図で示す。フリットガラス材料３０Ａ
は、何ら荷重が加わっていない状態にある。

【００３６】［工程−２３０］その後、フリットガラス
材料３０Ａを予備焼成してフリットガラス材料３０Ａを
乾燥した後、４４０゜Ｃ〜４５０゜Ｃで３０分〜４０分
の本焼成を行う。こうして、２枚の基板（カソードパネ
ルＣＰ及びアノードパネルＡＰ）の周縁部をフリットガ
ラス焼成体３０によって接合することができる。焼成時
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。

【００３７】［工程−２４０］その後、アノードパネル
ＡＰとカソードパネルＣＰとフリットガラス焼成体３０
とによって囲まれた空間を、貫通孔（図示せず）及びチ
ップ管（図示せず）を通じて排気し、空間の圧力が１０
^-4Ｐａ程度に達した時点でチップ管を加熱溶融により封
じ切る。このようにして、アノードパネルＡＰとカソー
ドパネルＣＰとフリットガラス焼成体３０とに囲まれた
空間を真空にすることができる。その後、必要な外部回
路との配線接続を行い、表示装置を完成させる。

【００３８】尚、チップ管は、典型的にはガラス管を用
いて構成され、カソードパネルＣＰ及び／又はアノード
パネルＡＰの無効領域に設けられた貫通部の周囲に、フ
リットガラス材料を用いて接着（接合）されている。
尚、封じ切りを行う前に、表示装置全体を一旦加熱して
から降温させると、空間に残留ガスを放出させることが
でき、この残留ガスを排気により空間外へ除去すること
ができるので、好適である。

【００３９】カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰ
とをフリットガラス材料を用いて接合する場合、焼成時
発泡しない本発明のフリットガラス材料（フリットガラ
スフレーム）の焼成を高真空雰囲気中で行えば、カソー
ドパネルＣＰとアノードパネルＡＰとフリットガラス焼
成体３０とにより囲まれた空間を、接合と同時に真空と
することができる。

【００４０】（実施の形態３）実施の形態３において
は、各種の電界放出素子及びその製造方法を説明する。

【００４１】所謂３電極型の表示装置を構成する電界放
出素子は、電子放出部の構造により、具体的には、例え
ば、以下の２つの範疇に分類することができる。即ち、
第１の構造の電界放出素子は、（イ）支持体上に設けら
れた、第１の方向に延びるストライプ状のカソード電極
と、（ロ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁
層と、（ハ）絶縁層上に設けられ、第１の方向とは異な
る第２の方向に延びるストライプ状のゲート電極と、
（ニ）ゲート電極に設けられた第１開口部、及び、絶縁
層に設けられ、第１開口部と連通した第２開口部と、
（ホ）第２開口部の底部に位置するカソード電極上に設
けられた電子放出部、から成り、第２開口部の底部に露
出した電子放出部から電子が放出される構造を有する。

【００４２】このような第１の構造を有する電界放出素
子として、上述したスピント型（円錐形の電子放出部
が、第２開口部の底部に位置するカソード電極上に設け
られた電界放出素子）、扁平型（略平面状の電子放出部
が、第２開口部の底部に位置するカソード電極上に設け
られた電界放出素子）を挙げることができる。

【００４３】第２の構造の電界放出素子は、（イ）支持
体上に設けられた、第１の方向に延びるストライプ状の
カソード電極と、（ロ）支持体及びカソード電極上に形
成された絶縁層と、（ハ）絶縁層上に設けられ、第１の
方向とは異なる第２の方向に延びるストライプ状のゲー
ト電極と、（ニ）ゲート電極に設けられた第１開口部、
及び、絶縁層に設けられ、第１開口部と連通した第２開
口部、から成り、第２開口部の底部に露出したカソード
電極の部分が電子放出部に相当し、かかる第２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
構造を有する。

【００４４】このような第２の構造を有する電界放出素
子として、平坦なカソード電極の表面から電子を放出す
る平面型電界放出素子を挙げることができる。

【００４５】スピント型電界放出素子にあっては、電子
放出部を構成する材料として、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、クロム合金、及び、不純物を含有するシリ
コン（ポリシリコンやアモルファスシリコン）から成る
群から選択された少なくとも１種類の材料を挙げること
ができる。スピント型電界放出素子の電子放出部は、例
えば、真空蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法によっ
て形成することができる。

【００４６】扁平型電界放出素子にあっては、電子放出
部を構成する材料として、カソード電極を構成する材料
よりも仕事関数Φの小さい材料から構成することが好ま
しく、どのような材料を選択するかは、カソード電極を
構成する材料の仕事関数、ゲート電極とカソード電極と
の間の電位差、要求される放出電子電流密度の大きさ等
に基づいて決定すればよい。電界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＝４．０２〜４．８
７ｅＶ）、モリブデン（Φ＝４．５３〜４．９５ｅ
Ｖ）、アルミニウム（Φ＝４．２８ｅＶ）、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。電子放出部は、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＝２．１４
ｅＶ）、ＬａＢ₆（Φ＝２．６６〜２．７６ｅＶ）、Ｂ
ａＯ（Φ＝１．６〜２．７ｅＶ）、ＳｒＯ（Φ＝１．２
５〜１．６ｅＶ）、Ｙ₂Ｏ₃（Φ＝２．０ｅＶ）、ＣａＯ
（Φ＝１．６〜１．８６ｅＶ）、ＢａＳ（Φ＝２．０５
ｅＶ）、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部を構成すること
が、一層好ましい。尚、電子放出部を構成する材料は、
必ずしも導電性を備えている必要はない。

【００４７】あるいは又、扁平型電界放出素子におい
て、電子放出部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（Ａｇ）、アルミニウム（Ａ
ｌ）、金（Ａｕ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、モ
リブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）、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（Ｓ
ｉ）、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（Ａｌ
₂Ｏ₃）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ベリリウム（Ｂ
ｅＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）、酸化錫（ＳｎＯ₂）、フッ化バリウム（Ｂ
ａＦ₂）、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、電子放出部を構
成する材料は、必ずしも導電性を備えている必要はな
い。

【００４８】扁平型電界放出素子にあっては、特に好ま
しい電子放出部の構成材料として、炭素、より具体的に
はダイヤモンドやグラファイト、カーボン・ナノチュー
ブ構造体を挙げることができる。電子放出部をこれらか
ら構成する場合、５×１０⁷Ｖ／ｍ以下の電界強度に
て、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、ダイヤモンドは電気抵抗体であるため、各
電子放出部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、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、これらの材料は、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、電界放出素子の長寿命
化を図ることができる。

【００４９】カーボン・ナノチューブ構造体として、具
体的には、カーボン・ナノチューブ及び／又はカーボン
・ナノファイバーを挙げることができる。より具体的に
は、カーボン・ナノチューブから電子放出部を構成して
もよいし、カーボン・ナノファイバーから電子放出部を
構成してもよいし、カーボン・ナノチューブとカーボン
・ナノファイバーの混合物から電子放出部を構成しても
よい。カーボン・ナノチューブやカーボン・ナノファイ
バーは、巨視的には、粉末状であってもよいし、薄膜状
であってもよいし、場合によっては、カーボン・ナノチ
ューブ構造体は円錐状の形状を有していてもよい。カー
ボン・ナノチューブやカーボン・ナノファイバーは、周
知のアーク放電法やレーザアブレーション法といったＰ
ＶＤ法、プラズマＣＶＤ法やレーザＣＶＤ法、熱ＣＶＤ
法、気相合成法、気相成長法といった各種のＣＶＤ法に
よって製造、形成することができる。

【００５０】扁平型電界放出素子を、バインダ材料にカ
ーボン・ナノチューブ構造体を分散させたものをカソー
ド電極の所望の領域に例えば塗布した後、バインダ材料
の焼成あるいは硬化を行う方法（より具体的には、エポ
キシ系樹脂やアクリル系樹脂等の有機系バインダ材料や
水ガラス等の無機系バインダ材料にカーボン・ナノチュ
ーブ構造体を分散したものを、カソード電極の所望の領
域に例えば塗布した後、溶媒の除去、バインダ材料の焼
成・硬化を行う方法）によって製造することもできる。
尚、このような方法を、カーボン・ナノチューブ構造体
の第１の形成方法と呼ぶ。塗布方法として、スクリーン
印刷法を例示することができる。

【００５１】あるいは又、扁平型電界放出素子を、カー
ボン・ナノチューブ構造体が分散された金属化合物溶液
をカソード電極上に塗布した後、金属化合物を焼成する
方法によって製造することもでき、これによって、金属
化合物を構成する金属原子を含むマトリックスにてカー
ボン・ナノチューブ構造体がカソード電極表面に固定さ
れる。尚、このような方法を、カーボン・ナノチューブ
構造体の第２の形成方法と呼ぶ。マトリックスは、導電
性を有する金属酸化物から成ることが好ましく、より具
体的には、酸化錫、酸化インジウム、酸化インジウム−
錫、酸化亜鉛、酸化アンチモン、又は、酸化アンチモン
−錫から構成することが好ましい。焼成後、各カーボン
・ナノチューブ構造体の一部分がマトリックスに埋め込
まれている状態を得ることもできるし、各カーボン・ナ
ノチューブ構造体の全体がマトリックスに埋め込まれて
いる状態を得ることもできる。マトリックスの体積抵抗
率は、１×１０^-9Ω・ｍ乃至５×１０^-6Ω・ｍであるこ
とが望ましい。

【００５２】金属化合物溶液を構成する金属化合物とし
て、例えば、有機金属化合物、有機酸金属化合物、又
は、金属塩（例えば、塩化物、硝酸塩、酢酸塩）を挙げ
ることができる。有機酸金属化合物溶液として、有機錫
化合物、有機インジウム化合物、有機亜鉛化合物、有機
アンチモン化合物を酸（例えば、塩酸、硝酸、あるいは
硫酸）に溶解し、これを有機溶剤（例えば、トルエン、
酢酸ブチル、イソプロピルアルコール）で希釈したもの
を挙げることができる。また、有機金属化合物溶液とし
て、有機錫化合物、有機インジウム化合物、有機亜鉛化
合物、有機アンチモン化合物を有機溶剤（例えば、トル
エン、酢酸ブチル、イソプロピルアルコール）に溶解し
たものを例示することができる。溶液を１００重量部と
したとき、カーボン・ナノチューブ構造体が０．００１
〜２０重量部、金属化合物が０．１〜１０重量部、含ま
れた組成とすることが好ましい。溶液には、分散剤や界
面活性剤が含まれていてもよい。また、マトリックスの
厚さを増加させるといった観点から、金属化合物溶液
に、例えばカーボンブラック等の添加物を添加してもよ
い。また、場合によっては、有機溶剤の代わりに水を溶
媒として用いることもできる。

【００５３】カーボン・ナノチューブ構造体が分散され
た金属化合物溶液をカソード電極上に塗布する方法とし
て、スプレー法、スピンコーティング法、ディッピング
法、ダイクォーター法、スクリーン印刷法を例示するこ
とができるが、中でもスプレー法を採用することが塗布
の容易性といった観点から好ましい。

【００５４】カーボン・ナノチューブ構造体が分散され
た金属化合物溶液をカソード電極上に塗布した後、金属
化合物溶液を乾燥させて金属化合物層を形成し、次い
で、カソード電極上の金属化合物層の不要部分を除去し
た後、金属化合物を焼成してもよいし、金属化合物を焼
成した後、カソード電極上の不要部分を除去してもよい
し、カソード電極の所望の領域上にのみ金属化合物溶液
を塗布してもよい。

【００５５】金属化合物の焼成温度は、例えば、金属塩
が酸化されて導電性を有する金属酸化物となるような温
度、あるいは又、有機金属化合物や有機酸金属化合物が
分解して、有機金属化合物や有機酸金属化合物を構成す
る金属原子を含むマトリックス（例えば、導電性を有す
る金属酸化物）が形成できる温度であればよく、例え
ば、３００゜Ｃ以上とすることが好ましい。焼成温度の
上限は、電界放出素子あるいはカソードパネルの構成要
素に熱的な損傷等が発生しない温度とすればよい。

【００５６】カーボン・ナノチューブ構造体の第１の形
成方法あるいは第２の形成方法にあっては、電子放出部
の形成後、電子放出部の表面の一種の活性化処理（洗浄
処理）を行うことが、電子放出部からの電子の放出効率
の一層の向上といった観点から好ましい。このような処
理として、水素ガス、アンモニアガス、ヘリウムガス、
アルゴンガス、ネオンガス、メタンガス、エチレンガ
ス、アセチレンガス、窒素ガス等のガス雰囲気中でのプ
ラズマ処理を挙げることができる。

【００５７】カーボン・ナノチューブ構造体の第１の形
成方法あるいは第２の形成方法にあっては、電子放出部
は、第２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、第２開口部の底部に位置
するカソード電極の部分から第２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、電子放出部は、第２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。

【００５８】各種の電界放出素子におけるカソード電極
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）、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；
これらの金属元素を含む合金あるいは化合物（例えばＴ
ｉＮ等の窒化物や、ＷＳｉ₂、ＭｏＳｉ₂、ＴｉＳｉ₂、
ＴａＳｉ₂等のシリサイド）；シリコン（Ｓｉ）等の半
導体；ダイヤモンド等の炭素薄膜；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
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。

【００５９】各種の電界放出素子におけるゲート電極を
構成する導電性材料として、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。

【００６０】カソード電極やゲート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、スパッタリング法、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、リフトオフ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、例
えば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。

【００６１】第１の構造あるいは第２の構造を有する電
界放出素子においては、電界放出素子の構造に依存する
が、ゲート電極及び絶縁層に設けられた１つの第１開口
部及び第２開口部内に１つの電子放出部が存在してもよ
いし、ゲート電極及び絶縁層に設けられた１つの第１開
口部及び第２開口部内に複数の電子放出部が存在しても
よいし、ゲート電極に複数の第１開口部を設け、かかる
第１開口部と連通する１つの第２開口部を絶縁層に設
け、絶縁層に設けられた１つの第２開口部内に１又は複
数の電子放出部が存在してもよい。

【００６２】第１開口部あるいは第２開口部の平面形状
（支持体表面と平行な仮想平面で開口部を切断したとき
の形状）は、円形、楕円形、矩形、多角形、丸みを帯び
た矩形、丸みを帯びた多角形等、任意の形状とすること
ができる。第１開口部の形成は、例えば、等方性エッチ
ング、異方性エッチングと等方性エッチングの組合せに
よって行うことができ、あるいは又、ゲート電極の形成
方法に依っては、第１開口部を直接形成することもでき
る。第２開口部の形成も、例えば、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。

【００６３】第１の構造を有する電界放出素子におい
て、カソード電極と電子放出部との間に抵抗体層を設け
てもよい。あるいは又、カソード電極の表面が電子放出
部に相当している場合（即ち、第２の構造を有する電界
放出素子においては）、カソード電極を導電材料層、抵
抗体層、電子放出部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、電界放出
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）やＳｉＣＮといったカーボン系材料、
ＳｉＮ、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、スパッタリング法や、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１×１０⁵〜１×１０⁷Ω、好ましくは数ＭΩとすれば
よい。

【００６４】絶縁層の構成材料として、ＳｉＯ₂、ＢＰ
ＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、ＳｉＮ、
ＳｉＯＮ、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低融点ガラ
ス、ガラスペーストといったＳｉＯ₂系材料、ＳｉＮ、
ポリイミド等の絶縁性樹脂を、単独あるいは適宜組み合
わせて使用することができる。絶縁層の形成には、ＣＶ
Ｄ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。

【００６５】アノード電極の構成材料は、表示装置の構
成によって適宜選択すればよい。即ち、表示装置が透過
型（アノードパネルが表示面に相当する）であって、且
つ、アノードパネルを構成する基板上にアノード電極と
蛍光体層がこの順に積層されている場合には、基板は元
より、アノード電極自身も透明である必要があり、ＩＴ
Ｏ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料を用いる。
一方、表示装置が反射型（カソードパネルが表示面に相
当する）である場合、及び、透過型であっても基板上に
蛍光体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、アルミニウム（Ａｌ）あるいはク
ロム（Ｃｒ）を用いることができる。アルミニウム（Ａ
ｌ）あるいはクロム（Ｃｒ）からアノード電極を構成す
る場合、アノード電極の厚さとして、具体的には、３×
１０^-8ｍ（３０ｎｍ）乃至１．５×１０^-7ｍ（１５０ｎ
ｍ）、好ましくは５×１０^-8ｍ（５０ｎｍ）乃至１×１
０ ^-7ｍ（１００ｎｍ）を例示することができる。アノー
ド電極は、蒸着法やスパッタリング法にて形成すること
ができる。

【００６６】アノードパネルには、更に、蛍光体層から
反跳した電子、あるいは、蛍光体層から放出された二次
電子が他の蛍光体層に入射し、所謂光学的クロストーク
（色濁り）が発生することを防止するための、あるいは
又、蛍光体層から反跳した電子、あるいは、蛍光体層か
ら放出された二次電子が隔壁を越えて他の蛍光体層に向
かって侵入したとき、これらの電子が他の蛍光体層と衝
突することを防止するための、隔壁が、複数、設けられ
ていることが好ましい。

【００６７】隔壁の平面形状としては、格子形状（井桁
形状）、即ち、１画素に相当する、例えば平面形状が略
矩形（ドット状）の蛍光体層の四方を取り囲む形状を挙
げることができ、あるいは、略矩形あるいはストライプ
状の蛍光体層の対向する二辺と平行に延びる帯状形状あ
るいはストライプ形状を挙げることができる。隔壁を格
子形状とする場合、１つの蛍光体層の領域の四方を連続
的に取り囲む形状としてもよいし、不連続に取り囲む形
状としてもよい。隔壁を帯状形状あるいはストライプ形
状とする場合、連続した形状としてもよいし、不連続な
形状としてもよい。隔壁を形成した後、隔壁を研磨し、
隔壁の頂面の平坦化を図ってもよい。

【００６８】蛍光体層からの光を吸収するブラックマト
リックスが蛍光体層と蛍光体層との間であって隔壁と基
板との間に形成されていることが、表示画像のコントラ
スト向上といった観点から好ましい。ブラックマトリッ
クスを構成する材料として、蛍光体層からの光を９９％
以上吸収する材料を選択することが好ましい。このよう
な材料として、カーボン、金属薄膜（例えば、クロム、
ニッケル、アルミニウム、モリブデン等、あるいは、こ
れらの合金）、金属酸化物（例えば、酸化クロム）、金
属窒化物（例えば、窒化クロム）、耐熱性有機樹脂、ガ
ラスペースト、黒色顔料や銀等の導電性粒子を含有する
ガラスペースト等の材料を挙げることができ、具体的に
は、感光性ポリイミド樹脂、酸化クロムや、酸化クロム
／クロム積層膜を例示することができる。尚、酸化クロ
ム／クロム積層膜においては、クロム膜が基板と接す
る。

【００６９】［スピント型電界放出素子］スピント型電
界放出素子は、（イ）支持体１０上に設けられた、第１
の方向に延びるストライプ状のカソード電極１１と、
（ロ）支持体１０及びカソード電極１１上に形成された
絶縁層１２と、（ハ）絶縁層１２上に設けられ、第１の
方向とは異なる第２の方向に延びるストライプ状のゲー
ト電極１３と、（ニ）ゲート電極１３に設けられた第１
開口部１４Ａ、及び、絶縁層１２に設けられ、第１開口
部１４Ａと連通した第２開口部１４Ｂと、（ホ）第２開
口部１４Ｂの底部に位置するカソード電極１１上に設け
られた電子放出部１５、から成り、第２開口部１４Ｂの
底部に露出した円錐形の電子放出部１５から電子が放出
される構造を有する。

【００７０】以下、スピント型電界放出素子の製造方法
を、カソードパネルを構成する支持体１０等の模式的な
一部端面図である図６の（Ａ）、（Ｂ）及び図７の
（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。

【００７１】尚、このスピント型電界放出素子は、基本
的には、円錐形の電子放出部１５を金属材料の垂直蒸着
により形成する方法によって得ることができる。即ち、
ゲート電極１３に設けられた第１開口部１４Ａに対して
蒸着粒子は垂直に入射するが、第１開口部１４Ａの開口
端付近に形成されるオーバーハング状の堆積物による遮
蔽効果を利用して、第２開口部１４Ｂの底部に到達する
蒸着粒子の量を漸減させ、円錐形の堆積物である電子放
出部１５を自己整合的に形成する。ここでは、不要なオ
ーバーハング状の堆積物の除去を容易とするために、ゲ
ート電極１３及び絶縁層１２上に剥離層１６を予め形成
しておく方法について説明する。尚、図６〜図１１にお
いては、１つの電子放出部のみを図示した。

【００７２】［工程−Ａ０］先ず、例えばガラス基板か
ら成る支持体１０の上に、例えばポリシリコンから成る
カソード電極用導電材料層をプラズマＣＶＤ法にて成膜
した後、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術に
基づきカソード電極用導電材料層をパターニングして、
ストライプ状のカソード電極１１を形成する。その後、
全面にＳｉＯ ₂から成る絶縁層１２をＣＶＤ法にて形成
する。

【００７３】［工程−Ａ１］次に、絶縁層１２上に、ゲ
ート電極用導電材料層（例えば、ＴｉＮ層）をスパッタ
法にて成膜し、次いで、ゲート電極用導電材料層をリソ
グラフィ技術及びドライエッチング技術にてパターニン
グすることによって、ストライプ状のゲート電極１３を
得ることができる。ストライプ状のカソード電極１１
は、図面の紙面左右方向に延び、ストライプ状のゲート
電極１３は、図面の紙面垂直方向に延びている。

【００７４】尚、ゲート電極１３を、真空蒸着法等のＰ
ＶＤ法、ＣＶＤ法、電気メッキ法や無電解メッキ法とい
ったメッキ法、スクリーン印刷法、レーザアブレーショ
ン法、ゾル−ゲル法、リフトオフ法等の公知の薄膜形成
技術と、必要に応じてエッチング技術との組合せによっ
て形成してもよい。スクリーン印刷法やメッキ法によれ
ば、直接、例えばストライプ状のゲート電極を形成する
ことが可能である。

【００７５】［工程−Ａ２］その後、再びレジスト層を
形成し、エッチングによってゲート電極１３に第１開口
部１４Ａを形成し、更に、絶縁層に第２開口部１４Ｂを
形成し、第２開口部１４Ｂの底部にカソード電極１１を
露出させた後、レジスト層を除去する。こうして、図６
の（Ａ）に示す構造を得ることができる。

【００７６】［工程−Ａ３］次に、支持体１０を回転さ
せながらゲート電極１３上を含む絶縁層１２上にニッケ
ル（Ｎｉ）を斜め蒸着することにより、剥離層１６を形
成する（図６の（Ｂ）参照）。このとき、支持体１０の
法線に対する蒸着粒子の入射角を十分に大きく選択する
ことにより（例えば、入射角６５度〜８５度）、第２開
口部１４Ｂの底部にニッケルを殆ど堆積させることな
く、ゲート電極１３及び絶縁層１２の上に剥離層１６を
形成することができる。剥離層１６は、第１開口部１４
Ａの開口端から庇状に張り出しており、これによって第
１開口部１４Ａが実質的に縮径される。

【００７７】［工程−Ａ４］次に、全面に例えば導電材
料としてモリブデン（Ｍｏ）を垂直蒸着する（入射角３
度〜１０度）。このとき、図７の（Ａ）に示すように、
剥離層１６上でオーバーハング形状を有する導電材料層
１７が成長するに伴い、第１開口部１４Ａの実質的な直
径が次第に縮小されるので、第２開口部１４Ｂの底部に
おいて堆積に寄与する蒸着粒子は、次第に第１開口部１
４Ａの中央付近を通過するものに限られるようになる。
その結果、第２開口部１４Ｂの底部には円錐形の堆積物
が形成され、この円錐形の堆積物が電子放出部１５とな
る。

【００７８】［工程−Ａ５］その後、図７の（Ｂ）に示
すように、リフトオフ法にて剥離層１６をゲート電極１
３及び絶縁層１２の表面から剥離し、ゲート電極１３及
び絶縁層１２の上方の導電材料層１７を選択的に除去す
る。こうして、複数のスピント型電界放出素子が形成さ
れたカソードパネルを得ることができる。

【００７９】［扁平型電界放出素子（その１）］扁平型
電界放出素子は、（イ）支持体１０上に設けられた、第
１の方向に延びるカソード電極１１と、（ロ）支持体１
０及びカソード電極１１上に形成された絶縁層１２と、
（ハ）絶縁層１２上に設けられ、第１の方向とは異なる
第２の方向に延びるゲート電極１３と、（ニ）ゲート電
極１３に設けられた第１開口部１４Ａ、及び、絶縁層１
２に設けられ、第１開口部１４Ａと連通した第２開口部
１４Ｂと、（ホ）第２開口部１４Ｂの底部に位置するカ
ソード電極１１上に設けられた扁平状の電子放出部１５
Ａ、から成り、第２開口部１４Ｂの底部に露出した電子
放出部１５Ａから電子が放出される構造を有する。

【００８０】電子放出部１５Ａは、マトリックス１８、
及び、先端部が突出した状態でマトリックス１８中に埋
め込まれたカーボン・ナノチューブ構造体（具体的に
は、カーボン・ナノチューブ１９）から成り、マトリッ
クス１８は、導電性を有する金属酸化物（具体的には、
酸化インジウム−錫、ＩＴＯ）から成る。

【００８１】以下、電界放出素子の製造方法を、図８の
（Ａ）、（Ｂ）及び図９の（Ａ）、（Ｂ）を参照して説
明する。

【００８２】［工程−Ｂ０］先ず、例えばガラス基板か
ら成る支持体１０上に、例えばスパッタリング法及びエ
ッチング技術により形成された厚さ約０．２μｍのクロ
ム（Ｃｒ）層から成るストライプ状のカソード電極１１
を形成する。

【００８３】［工程−Ｂ１］次に、カーボン・ナノチュ
ーブ構造体が分散された有機酸金属化合物から成る金属
化合物溶液をカソード電極１１上に、例えばスプレー法
にて塗布する。具体的には、以下の表１に例示する金属
化合物溶液を用いる。尚、金属化合物溶液中にあって
は、有機錫化合物及び有機インジウム化合物は酸（例え
ば、塩酸、硝酸、あるいは硫酸）に溶解された状態にあ
る。カーボン・ナノチューブはアーク放電法にて製造さ
れ、平均直径３０ｎｍ、平均長さ１μｍである。塗布に
際しては、支持体を７０〜１５０゜Ｃに加熱しておく。
塗布雰囲気を大気雰囲気とする。塗布後、５〜３０分
間、支持体を加熱し、酢酸ブチルを十分に蒸発させる。
このように、塗布時、支持体を加熱することによって、
カソード電極の表面に対してカーボン・ナノチューブが
水平に近づく方向にセルフレベリングする前に塗布溶液
の乾燥が始まる結果、カーボン・ナノチューブが水平に
はならない状態でカソード電極の表面にカーボン・ナノ
チューブを配置することができる。即ち、カーボン・ナ
ノチューブの先端部がアノード電極の方向を向くような
状態、言い換えれば、カーボン・ナノチューブを、支持
体の法線方向に近づく方向に配向させることができる。
尚、予め、表１に示す組成の金属化合物溶液を調製して
おいてもよいし、カーボン・ナノチューブを添加してい
ない金属化合物溶液を調製しておき、塗布前に、カーボ
ン・ナノチューブと金属化合物溶液とを混合してもよ
い。また、カーボン・ナノチューブの分散性向上のた
め、金属化合物溶液の調製時、超音波を照射してもよ
い。

【００８４】［表１］有機錫化合物及び有機インジウム化合物：０．１〜１０重量部分散剤（ドデシル硫酸ナトリウム）：０．１〜５重量部カーボン・ナノチューブ：０．１〜２０重量部酢酸ブチル：残余

【００８５】尚、有機酸金属化合物溶液として、有機錫
化合物を酸に溶解したものを用いれば、マトリックスと
して酸化錫が得られ、有機インジウム化合物を酸に溶解
したものを用いれば、マトリックスとして酸化インジウ
ムが得られ、有機亜鉛化合物を酸に溶解したものを用い
れば、マトリックスとして酸化亜鉛が得られ、有機アン
チモン化合物を酸に溶解したものを用いれば、マトリッ
クスとして酸化アンチモンが得られ、有機アンチモン化
合物及び有機錫化合物を酸に溶解したもの用いれば、マ
トリックスとして酸化アンチモン−錫が得られる。ま
た、有機金属化合物溶液として、有機錫化合物を用いれ
ば、マトリックスとして酸化錫が得られ、有機インジウ
ム化合物を用いれば、マトリックスとして酸化インジウ
ムが得られ、有機亜鉛化合物を用いれば、マトリックス
として酸化亜鉛が得られ、有機アンチモン化合物を用い
れば、マトリックスとして酸化アンチモンが得られ、有
機アンチモン化合物及び有機錫化合物を用いれば、マト
リックスとして酸化アンチモン−錫が得られる。あるい
は又、金属の塩化物の溶液（例えば、塩化錫、塩化イン
ジウム）を用いてもよい。

【００８６】場合によっては、金属化合物溶液を乾燥し
た後の金属化合物層の表面に著しい凹凸が形成されてい
る場合がある。このような場合には、金属化合物層の上
に、支持体を加熱することなく、再び、金属化合物溶液
を塗布することが望ましい。

【００８７】［工程−Ｂ２］その後、有機酸金属化合物
から成る金属化合物を焼成することによって、有機酸金
属化合物を構成する金属原子（具体的には、Ｉｎ及びＳ
ｎ）を含むマトリックス（具体的には、金属酸化物であ
り、より一層具体的にはＩＴＯ）１８にてカーボン・ナ
ノチューブ１９がカソード電極１１の表面に固定された
電子放出部１５Ａを得る。焼成を、大気雰囲気中で、３
５０゜Ｃ、２０分の条件にて行う。こうして、得られた
マトリックス１８の体積抵抗率は、５×１０^-7Ω・ｍで
あった。有機酸金属化合物を出発物質として用いること
により、焼成温度３５０゜Ｃといった低温においても、
ＩＴＯから成るマトリックス１８を形成することができ
る。尚、有機酸金属化合物溶液の代わりに、有機金属化
合物溶液を用いてもよいし、金属の塩化物の溶液（例え
ば、塩化錫、塩化インジウム）を用いた場合、焼成によ
って塩化錫、塩化インジウムが酸化されつつ、ＩＴＯか
ら成るマトリックス１８が形成される。

【００８８】［工程−Ｂ３］次いで、全面にレジスト層
を形成し、カソード電極１１の所望の領域の上方に、例
えば直径１０μｍの円形のレジスト層を残す。そして、
１０〜６０゜Ｃの塩酸を用いて、１〜３０分間、マトリ
ックス１８をエッチングして、電子放出部の不要部分を
除去する。更に、所望の領域以外にカーボン・ナノチュ
ーブが未だ存在する場合には、以下の表２に例示する条
件の酸素プラズマエッチング処理によってカーボン・ナ
ノチューブをエッチングする。尚、バイアスパワーは０
Ｗでもよいが、即ち、直流としてもよいが、バイアスパ
ワーを加えることが望ましい。また、支持体を、例えば
８０゜Ｃ程度に加熱してもよい。

【００８９】［表２］使用装置：ＲＩＥ装置導入ガス：酸素を含むガスプラズマ励起パワー：５００Ｗバイアスパワー：０〜１５０Ｗ処理時間：１０秒以上

【００９０】あるいは又、表３に例示する条件のウェッ
トエッチング処理によってカーボン・ナノチューブをエ
ッチングしてもよい。

【００９１】［表３］使用溶液：ＫＭｎＯ₄ 温度：２０〜１２０゜Ｃ処理時間：１０秒〜２０分

【００９２】その後、レジスト層を除去することによっ
て、図８の（Ａ）に示す構造を得ることができる。尚、
直径１０μｍの円形の電子放出部を残すことに限定され
ない。例えば、電子放出部をカソード電極１１上に残し
てもよい。

【００９３】尚、［工程−Ｂ１］、［工程−Ｂ３］、
［工程−Ｂ２］の順に実行してもよい。

【００９４】［工程−Ｂ４］次に、電子放出部１５Ａ、
支持体１０及びカソード電極１１上に絶縁層１２を形成
する。具体的には、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシ
ラン）を原料ガスとして使用するＣＶＤ法により、全面
に、厚さ約１μｍの絶縁層１２を形成する。

【００９５】［工程−Ｂ５］その後、絶縁層１２上にス
トライプ状のゲート電極１３を形成し、更に、絶縁層１
２及びゲート電極１３上にマスク層１１８を設けた後、
ゲート電極１３に第１開口部１４Ａを形成し、更に、ゲ
ート電極１３に形成された第１開口部１４Ａに連通する
第２開口部１４Ｂを絶縁層１２に形成する（図８の
（Ｂ）参照）。尚、マトリックス１８を金属酸化物、例
えばＩＴＯから構成する場合、絶縁層１２をエッチング
するとき、マトリックス１８がエッチングされることは
ない。即ち、絶縁層１２とマトリックス１８とのエッチ
ング選択比はほぼ無限大である。従って、絶縁層１２の
エッチングによってカーボン・ナノチューブ１９に損傷
が発生することはない。

【００９６】［工程−Ｂ６］次いで、以下の表４に例示
する条件にて、マトリックス１８の一部を除去し、マト
リックス１８から先端部が突出した状態のカーボン・ナ
ノチューブ１９を得ることが好ましい。こうして、図９
の（Ａ）に示す構造の電子放出部１５Ａを得ることがで
きる。

【００９７】［表４］エッチング溶液：塩酸エッチング時間：１０秒〜３０秒エッチング温度：１０〜６０゜Ｃ

【００９８】マトリックス１８のエッチングによって一
部あるいは全てのカーボン・ナノチューブ１９の表面状
態が変化し（例えば、その表面に酸素原子や酸素分子、
フッ素原子が吸着し）、電界放出に関して不活性となっ
ている場合がある。それ故、その後、電子放出部１５Ａ
に対して水素ガス雰囲気中でのプラズマ処理を行うこと
が好ましく、これによって、電子放出部１５Ａが活性化
し、電子放出部１５Ａからの電子の放出効率の一層の向
上させることができる。プラズマ処理の条件を、以下の
表５に例示する。

【００９９】［表５］使用ガス：Ｈ₂＝１００sccm 電源パワー：１０００Ｗ支持体印加電力：５０Ｖ反応圧力：０．１Ｐａ支持体温度：３００゜Ｃ

【０１００】その後、カーボン・ナノチューブ１９から
ガスを放出させるために、加熱処理や各種のプラズマ処
理を施してもよいし、カーボン・ナノチューブ１９の表
面に意図的に吸着物を吸着させるために吸着させたい物
質を含むガスにカーボン・ナノチューブ１９を晒しても
よい。また、カーボン・ナノチューブ１９を精製するた
めに、酸素プラズマ処理やフッ素プラズマ処理を行って
もよい。

【０１０１】［工程−Ｂ７］その後、絶縁層１２に設け
られた第２開口部１４Ｂの側壁面を等方的なエッチング
によって後退させることが、ゲート電極１３の開口端部
を露出させるといった観点から、好ましい。尚、等方的
なエッチングは、ケミカルドライエッチングのようにラ
ジカルを主エッチング種として利用するドライエッチン
グ、あるいはエッチング液を利用するウェットエッチン
グにより行うことができる。エッチング液としては、例
えば４９％フッ酸水溶液と純水の１：１００（容積比）
混合液を用いることができる。次いで、マスク層１１８
を除去する。こうして、図９の（Ｂ）に示す電界放出素
子を完成することができる。

【０１０２】尚、［工程−Ｂ５］の後、［工程−Ｂ
７］、［工程−Ｂ６］の順に実行してもよい。

【０１０３】［扁平型電界放出素子（その２）］扁平型
電界放出素子の模式的な一部断面図を、図１０の（Ａ）
に示す。この扁平型電界放出素子は、例えばガラスから
成る支持体１０上に形成されたカソード電極１１、支持
体１０及びカソード電極１１上に形成された絶縁層１
２、絶縁層１２上に形成されたゲート電極１３、ゲート
電極１３及び絶縁層１２を貫通する開口部１４（ゲート
電極１３に設けられた第１開口部、及び、絶縁層１２に
設けられ、第１開口部と連通した第２開口部）、並び
に、開口部１４の底部に位置するカソード電極１１の部
分の上に設けられた扁平の電子放出部（電子放出層１５
Ｂ）から成る。ここで、電子放出層１５Ｂは、図面の紙
面垂直方向に延びたストライプ状のカソード電極１１上
に形成されている。また、ゲート電極１３は、図面の紙
面左右方向に延びている。カソード電極１１及びゲート
電極１３はクロムから成る。電子放出層１５Ｂ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。図１０の（Ａ）に示した扁平型電界放出素子にお
いては、カソード電極１１の表面の全域に亙って、電子
放出層１５Ｂ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１４の底
部に電子放出層１５Ｂが設けられていればよい。

【０１０４】［平面型電界放出素子］平面型電界放出素
子の模式的な一部断面図を、図１０の（Ｂ）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支持体
１０上に形成されたストライプ状のカソード電極１１、
支持体１０及びカソード電極１１上に形成された絶縁層
１２、絶縁層１２上に形成されたストライプ状のゲート
電極１３、並びに、ゲート電極１３及び絶縁層１２を貫
通する第１開口部及び第２開口部（開口部１４）から成
る。開口部１４の底部にはカソード電極１１が露出して
いる。カソード電極１１は、図面の紙面垂直方向に延
び、ゲート電極１３は、図面の紙面左右方向に延びてい
る。カソード電極１１及びゲート電極１３はクロム（Ｃ
ｒ）から成り、絶縁層１２はＳｉＯ₂から成る。ここ
で、開口部１４の底部に露出したカソード電極１１の部
分が電子放出部１５Ｃに相当する。

【０１０５】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アノードパネルやカ
ソードパネル、表示装置や電界放出素子の構成、構造は
例示であり、適宜変更することができるし、アノードパ
ネルやカソードパネル、表示装置や電界放出素子の製造
方法も例示であり、適宜変更することができる。更に
は、アノードパネルやカソードパネルの製造において使
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。表示装置においては、専らカラー表示を例にとり説
明したが、単色表示とすることもできる。

【０１０６】アノード電極は、有効領域を１枚のシート
状の導電材料で被覆した形式のアノード電極としてもよ
いし、１又は複数の電子放出部、あるいは、１又は複数
の画素に対応するアノード電極ユニットが集合した形式
のアノード電極としてもよい。アノード電極が前者の構
成の場合、かかるアノード電極をアノード電極制御回路
に接続すればよいし、アノード電極が後者の構成の場
合、例えば、各アノード電極ユニットをアノード電極制
御回路に接続すればよい。

【０１０７】また、電界放出素子においては、専ら１つ
の開口部に１つの電子放出部が対応する形態を説明した
が、電界放出素子の構造に依っては、１つの開口部に複
数の電子放出部が対応した形態、あるいは、複数の開口
部に１つの電子放出部が対応する形態とすることもでき
る。あるいは又、ゲート電極に複数の第１開口部を設
け、絶縁層にかかる複数の第１開口部に連通した複数の
第２開口部を設け、１又は複数の電子放出部を設ける形
態とすることもできる。

【０１０８】電界放出素子において、ゲート電極１３及
び絶縁層１２の上に更に第２の絶縁層５２を設け、第２
の絶縁層５２上に収束電極５３を設けてもよい。このよ
うな構造を有する電界放出素子の模式的な一部端面図を
図１１に示す。第２の絶縁層５２には、第１開口部１４
Ａに連通した第３開口部５４が設けられている。収束電
極５３の形成は、例えば、［工程−Ａ２］において、絶
縁層１２上にストライプ状のゲート電極１３を形成した
後、第２の絶縁層５２を形成し、次いで、第２の絶縁層
５２上にパターニングされた収束電極５３を形成した
後、収束電極５３、第２の絶縁層５２に第３開口部５４
を設け、更に、ゲート電極１３に第１開口部１４Ａを設
ければよい。尚、収束電極のパターニングに依存して、
１又は複数の電子放出部、あるいは、１又は複数の画素
に対応する収束電極ユニットが集合した形式の収束電極
とすることもでき、あるいは又、有効領域を１枚のシー
ト状の導電材料で被覆した形式の収束電極とすることも
できる。また、電子放出部として、実施の形態３にて説
明した各種の電子放出部とすることができる。即ち、図
１１においては、スピント型電界放出素子を図示した
が、その他の電界放出素子とすることもできることは云
うまでもない。

【０１０９】収束電極は、このような方法にて形成する
だけでなく、例えば、厚さ数十μｍの４２％Ｎｉ−Ｆｅ
アロイから成る金属板の両面に、例えばＳｉＯ₂から成
る絶縁膜を形成した後、各画素に対応した領域にパンチ
ングやエッチングすることによって開口部を形成するこ
とで収束電極を作製することもできる。そして、カソー
ドパネル、金属板、アノードパネルを積み重ね、両パネ
ルの外周部に枠体を配置し、加熱処理を施すことによっ
て、金属板の一方の面に形成された絶縁膜と絶縁層１２
とを接着させ、金属板の他方の面に形成された絶縁膜と
アノードパネルとを接着し、これらの部材を一体化さ
せ、その後、真空封入することで、表示装置を完成させ
ることもできる。

【０１１０】ゲート電極を、有効領域を１枚のシート状
の導電材料（開口部を有する）で被覆した形式のゲート
電極とすることもできる。この場合には、かかるゲート
電極に正の電圧を印加する。そして、各画素を構成する
カソード電極とカソード電極制御回路との間に、例え
ば、ＴＦＴから成るスイッチング素子を設け、かかるス
イッチング素子の作動によって、各画素を構成する電子
放出部への印加状態を制御し、画素の発光状態を制御す
る。

【０１１１】あるいは又、カソード電極を、有効領域を
１枚のシート状の導電材料で被覆した形式のカソード電
極とすることもできる。この場合には、かかるカソード
電極に電圧を印加する。そして、各画素を構成する電子
放出部とゲート電極制御回路との間に、例えば、ＴＦＴ
から成るスイッチング素子を設け、かかるスイッチング
素子の作動によって、各画素を構成するゲート電極への
印加状態を制御し、画素の発光状態を制御する。

【０１１２】冷陰極電界電子放出表示装置は、カソード
電極、ゲート電極及びアノード電極から構成された所謂
３電極型に限定されず、カソード電極及びアノード電極
から構成された所謂２電極型とすることもできる。この
ような構造の表示装置の模式的な一部端面図を図１２に
示す。尚、図１２においては、隔壁及びブラックマトリ
ックスの図示を省略している。この表示装置における電
界放出素子は、支持体１０上に設けられたカソード電極
１１と、カソード電極１１上に形成されたカーボン・ナ
ノチューブ１９から構成された電子放出部１５Ａから成
る。アノードパネルＡＰを構成するアノード電極２４Ａ
はストライプ状である。尚、電子放出部の構造はカーボ
ン・ナノチューブ構造体に限定されない。ストライプ状
のカソード電極１１の射影像とストライプ状のアノード
電極２４Ａの射影像とは直交する。具体的には、カソー
ド電極１１は図面の紙面垂直方向に延び、アノード電極
２４Ａは図面の紙面左右方向に延びている。この表示装
置におけるカソードパネルＣＰにおいては、上述のよう
な電界放出素子の複数から構成された電子放出領域が有
効領域に２次元マトリクス状に多数形成されている。

【０１１３】この表示装置においては、アノード電極２
４Ａによって形成された電界に基づき、量子トンネル効
果に基づき電子放出部１５Ａから電子が放出され、この
電子がアノード電極２４Ａに引き付けられ、蛍光体層２
２に衝突する。即ち、アノード電極２４Ａの射影像とカ
ソード電極１１の射影像とが重複する領域（アノード電
極／カソード電極重複領域）に位置する電子放出部１５
Ａから電子が放出される、所謂単純マトリクス方式によ
り、表示装置の駆動が行われる。具体的には、カソード
電極制御回路４１からカソード電極１１に相対的に負の
電圧を印加し、アノード電極制御回路４３からアノード
電極２４Ａに相対的に正の電圧を印加する。その結果、
列選択されたカソード電極１１と行選択されたアノード
電極２４Ａ（あるいは、行選択されたカソード電極１１
と列選択されたアノード電極２４Ａ）とのアノード電極
／カソード電極重複領域に位置する電子放出部１５Ａを
構成するカーボン・ナノチューブ１９から選択的に真空
空間中へ電子が放出され、この電子がアノード電極２４
Ａに引き付けられてアノードパネルＡＰを構成する蛍光
体層２２に衝突し、蛍光体層２２を励起、発光させる。

【０１１４】表面伝導型電界放出素子と通称される電界
放出素子から電子放出領域を構成することもできる。こ
の表面伝導型電界放出素子は、例えばガラスから成る支
持体上に酸化錫（ＳｎＯ₂）、金（Ａｕ）、酸化インジ
ウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）／酸化錫（ＳｎＯ₂）、カーボン、酸
化パラジウム（ＰｄＯ）等の導電材料から成り、微小面
積を有し、所定の間隔（ギャップ）を開けて配された一
対の電極がマトリクス状に形成されて成る。それぞれの
電極の上には炭素薄膜が形成されている。そして、一対
の電極の内の一方の電極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。かかる電子をアノ
ードパネル上の蛍光体層に衝突させることによって、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。

【０１１５】

【発明の効果】本発明においては、従来の技術と異な
り、フリットガラスブロックの製造にバインダを用いて
いないが故に、しかも、真空下、フリットガラスブロッ
クを製造する。従って、フリットガラスブロック内に気
泡が存在しなくなり、バインダの焼成に起因してフリッ
トガラス材料に多量の気泡が含まれるといった問題の発
生を回避することができる。そして、厚いフリットガラ
ス焼成体であっても、気泡の無い、緻密なフリットガラ
ス焼成体を得ることができる。それ故、２枚の基板（例
えばアノードパネル及びカソードパネル）に荷重を加え
なくとも、フリットガラス焼成体には気泡が残存するこ
とがなく、２枚の基板（例えばアノードパネル及びとカ
ソードパネル）とフリットガラス焼成体とによって囲ま
れた空間の真空度が低下するといった問題の発生を回避
することができる。それ故、例えば、冷陰極電界電子放
出表示装置の短寿命化を招くといった大きな問題が発生
することが無く、高品質の冷陰極電界電子放出表示装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のそれぞれ
は、発明の実施の形態２における平面型表示装置の製造
方法における、フリットガラス材料の平面形状の一例を
模式的に示す図、アノードパネル、カソードパネル及び
フリットガラス材料の組立時における模式的な分解図、
並びに、カソードパネル及びアノードパネルの周縁部の
間におけるフリットガラス材料の配置状態を示す模式的
な一部断面図である。

【図２】図２は、冷陰極電界電子放出表示装置の模式的
な一部端面図である。

【図３】図３は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成す
るカソードパネルの模式的な部分的斜視図である。

【図４】図４は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成す
る表示用パネルであるアノードパネルにおける隔壁、ス
ペーサ及び蛍光体層の配置を模式的に示す配置図であ
る。

【図５】図５は、冷陰極電界電子放出表示装置における
アノードパネルに相当する表示用パネルにおける隔壁、
スペーサ及び蛍光体層の配置の変形例を模式的に示す配
置図である。

【図６】図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、スピント型冷陰極
電界電子放出素子の製造方法を説明するための支持体等
の模式的な一部端面図である。

【図７】図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、図６の（Ｂ）に引
き続き、スピント型冷陰極電界電子放出素子の製造方法
を説明するための支持体等の模式的な一部端面図であ
る。

【図８】図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、扁平型冷陰極電界
電子放出素子（その１）の製造方法を説明するための支
持体等の模式的な一部端面図である。

【図９】図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、図８の（Ｂ）に引
き続き、扁平型冷陰極電界電子放出素子（その１）の製
造方法を説明するための支持体等の模式的な一部端面図
である。

【図１０】図１０の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、扁
平型冷陰極電界電子放出素子（その２）の模式的な一部
断面図、及び、平面型冷陰極電界電子放出素子の模式的
な一部断面図である。

【図１１】図１１は、収束電極を有するスピント型冷陰
極電界電子放出素子の模式的な一部端面図である。

【図１２】図１２は、所謂２電極型の冷陰極電界電子放
出表示装置の模式的な一部端面図である。

【符号の説明】

ＣＰ・・・カソードパネル、ＡＰ・・・アノードパネ
ル、１０・・・支持体、１１・・・カソード電極、１２
・・・絶縁層、１３・・・ゲート電極、１４・・・開口
部、１４Ａ・・・第１開口部、１４Ｂ・・・第２開口
部、１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ・・・電子放出部、
１６・・・剥離層、１７・・・導電材料層、１８・・・
マトリックス、１９・・・カーボン・ナノチューブ、２
０・・・基板、２１・・・隔壁、２２，２２Ｒ，２２
Ｇ，２２Ｂ・・・蛍光体層、２３・・・ブラックマトリ
ックス、２４・・・アノード電極、２５・・・スペー
サ、３０・・・フリットガラス焼成体、３０Ａ・・・フ
リットガラス材料、３１・・・保持部材、４１・・・カ
ソード電極制御回路、４２・・・ゲート電極制御回路、
４３・・・アノード電極制御回路、５２・・・第２の絶
縁層、５３・・・収束電極、５４・・・第３開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フリットガラス粉末を、真空、加圧下、加
熱することによってブロック状に賦形することを特徴と
するフリットガラスブロックの製造方法。
【請求項２】前記加熱における温度は、フリットガラス
粉末のガラス転移温度を越え、軟化点温度を下回る温度
であることを特徴とする請求項１に記載のフリットガラ
スブロックの製造方法。
【請求項３】フリットガラス粉末の賦形を真空ホットプ
レスを用いて行うことを特徴とする請求項１に記載のフ
リットガラスブロックの製造方法。
【請求項４】２枚の基板の周縁部がフリットガラス焼成
体によって接合された平面型表示装置の製造方法であっ
て、（Ａ）フリットガラス粉末を、真空、加圧下、加熱する
ことによってブロック状に賦形することにより、フリッ
トガラスブロックを得る工程と、（Ｂ）フリットガラスブロックを切断、加工して、フリ
ットガラス材料を得る工程と、（Ｃ）２枚の基板の周縁部の間に該フリットガラス材料
を配置する工程と、（Ｄ）該フリットガラス材料を焼成して、２枚の基板の
周縁部をフリットガラス焼成体によって接合する工程、
から成ることを特徴とする平面型表示装置の製造方法。
【請求項５】前記工程（Ａ）における加熱における温度
は、フリットガラス粉末のガラス転移温度を越え、軟化
点温度を下回る温度であることを特徴とする請求項４に
記載の平面型表示装置の製造方法。
【請求項６】前記工程（Ａ）において、フリットガラス
粉末の賦形を真空ホットプレスを用いて行うことを特徴
とする請求項４に記載の平面型表示装置の製造方法。
【請求項７】平面型表示装置は冷陰極電界電子放出表示
装置であり、前記２枚の基板は、複数の冷陰極電界電子放出素子が形
成されたカソードパネル、並びに、蛍光体層及びアノー
ド電極が形成されたアノードパネルであることを特徴と
する請求項４に記載の平面型表示装置の製造方法。
【請求項８】フリットガラス材料の厚さは、０．５ｍｍ
乃至３．０ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載
の平面型表示装置の製造方法。