JP2005044705A - 冷陰極電界電子放出表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放出電子の軌道に及ぼすスペーサの影響を小さくすることができ、しかも、表示画面の明るさに不均一が生じ難い冷陰極電界電子放出表示装置を提供する。
【解決手段】冷陰極電界電子放出表示装置に備えられたカソードパネルＣＰを構成する複数のゲート電極は、Ｎ本のゲート電極１３から構成されたゲート電極群Ｇ_GPの集合体から成り、スペーサ２５は、ゲート電極１３と平行に、Ｍ個のゲート電極群Ｇ_GP毎に配置されており、ゲート電極群Ｇ_GPとゲート電極群Ｇ_GPとの間の隙間ＧＧは、ゲート電極群Ｇ_GPを構成するゲート電極１３とゲート電極１３との間の隙間ＧＵ₁よりも広く、ゲート電極群Ｇ_GPとゲート電極群Ｇ_GPとの間に位置する絶縁層１２の部分の上には、ゲート電極１３と平行に延びる偏向電極３０が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷陰極電界電子放出表示装置に関する。

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（ＣＲＴ）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（ＰＤＰ）、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。

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、単に、表示装置と呼ぶ場合がある）の模式的な一部端面図を図１７に示し、カソードパネルＣＰの模式的な部分的斜視図を図４の（Ａ）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１４Ｂ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、電子放出領域ＥＡ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、かかる電子放出領域ＥＡ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。

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領域２２（カラー表示の場合、赤色発光蛍光体領域２２Ｒ、緑色発光蛍光体領域２２Ｇ、青色発光蛍光体領域２２Ｂ）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（１サブピクセル）は、カソードパネル側のカソード電極１１とゲート電極１３とが重複した領域（電子放出領域ＥＡ）に設けられた電界放出素子の一群と、この電子放出領域ＥＡに対面したアノードパネル側の蛍光体領域２２とによって構成されている。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、蛍光体領域２２と蛍光体領域２２との間の基板２０上には隔壁２１が形成されている。また、蛍光体領域２２と蛍光体領域２２との間の基板２０上には光吸収層２３が形成されている。更には、スペーサ２５はスペーサ保持部２６によって保持されている。

アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとを、電子放出領域ＥＡと蛍光体領域２２とが対向するように配置し、周縁部においてフリットガラス焼成体から成る接着層（図示せず）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から成る接着層とによって囲まれた空間は高真空となっている。

そして、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ので、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との間には所謂スペーサ２５が配置されている。

ところで、スペーサ２５は、電子放出領域ＥＡと電子放出領域ＥＡとの間に配置される。従って、スペーサ２５に隣接した電子放出領域ＥＡから放出された電子の一部がスペーサ２５に衝突したり、放出電子の作用でイオン化したイオンがスペーサ２５に付着することで、スペーサ２５が屡々帯電する。あるいは又、アノード電極２４や蛍光体領域２２に衝突した電子の一部が反射、散乱されてスペーサ２５に衝突し、スペーサ２５が帯電することもある。そして、このようにスペーサ２５が帯電すると、スペーサ２５の近傍を通過する電子の軌道が曲げられ、所定の蛍光体領域２２に電子が衝突しなくなり、画質の低下を招くといった現象が発生する。またスペーサ２５に衝突する電子によりイオンが発生し、スペーサ２５の近傍の電子放出領域の特性変化をもたらす場合もある。

このような現象の発生を回避する手段が、例えば、特開平９−１９０７８３号や特開平１１−１６５２１号から公知である。

特開平９−１９０７８３号に開示された冷陰極電界電子放出表示装置においては、電子放出領域から放出された電子ビームを、スペーサに向けて偏向させつつ、蛍光体領域に向けて飛翔させる偏向手段が開示されている。ここで、偏向手段は、具体的には、例えば、スペーサの表面に設けられた偏向電極である。そして、このような偏向手段を設けることによって、スペーサに隣接する電子放出領域からスペーサまでの距離を長くする（離す）ことができる結果、スペーサに隣接する電子放出領域から放出された電子がスペーサと衝突し難くなるとされている。

特開平１１−１６５２１号に開示された冷陰極電界電子放出表示装置においては、スペーサは絶縁性を有しており、複数の電子放出素子の内の、スペーサを挟んで隣接する２つの電子放出素子の間隔は、スペーサを間に挟まずに隣接する２つの電子放出素子の間隔よりも広い。

特開平９−１９０７８３号 特開平１１−１６５２１号

ところで、特開平９−１９０７８３号及び特開平１１−１６５２１号においては、スペーサとスペーサの間に位置する電子放出領域と電子放出領域との間隔あるいは電子放出素子と電子放出素子との間隔は一定である。一方、アノードパネルにおいて、蛍光体領域は、スペーサの有無に関係なく、一定の間隔で設けられている。従って、スペーサとスペーサの間に位置する電子放出領域あるいは電子放出素子にあっては、スペーサに近い電子放出領域あるいは電子放出素子ほど、放出電子の偏向量を大きくする必要がある。

しかしながら、スペーサに近い電子放出領域あるいは電子放出素子ほど、放出電子の偏向量を正確に大きくすることには、大きな技術的困難さを伴う。また、放出電子の偏向量を大きくすると、蛍光体領域に衝突する電子の数が少なくなり、その結果、表示画面の明るさに不均一が生じ易いし、スペーサの存在が視認され易くなる。

従って、本発明の目的は、電子放出領域から放出された電子の軌道や電子放出領域の特性変化に及ぼすスペーサの影響を小さくすることができ、しかも、表示画面の明るさに不均一が生じ難く、スペーサの存在が視認され難い構造を有する冷陰極電界電子放出表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置は、カソードパネルとアノードパネルとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルとアノードパネルとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルとアノードパネルとの間に複数のスペーサが配置されている冷陰極電界電子放出表示装置であって、
カソードパネルは、
（Ａ）支持体、
（Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数のストライプ状のカソード電極、
（Ｃ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（Ｄ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数のストライプ状のゲート電極、及び、
（Ｅ）カソード電極とゲート電極との重複領域に位置する電子放出領域、
から構成されており、
アノードパネルは、基板、並びに、該基板上に形成された、各電子放出領域に対応して設けられた蛍光体領域及びアノード電極から構成されており、
電子放出領域は、ゲート電極及び絶縁層に設けられた開口部の底部に位置する電子放出部から構成され、
前記複数のゲート電極は、Ｎ本（但し、Ｎ≧２）のゲート電極から構成されたゲート電極群の集合体から成り、
前記スペーサは、第２の方向と平行に、Ｍ個（但し、Ｍ≧２）のゲート電極群毎に配置されており、
ゲート電極群とゲート電極群との間の隙間は、ゲート電極群を構成するゲート電極とゲート電極との間の隙間よりも広く、
ゲート電極群とゲート電極群との間に位置する絶縁層の部分の上には、第２の方向と平行に延びる偏向電極が形成されていることを特徴とする。

上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置は、カソードパネルとアノードパネルとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルとアノードパネルとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルとアノードパネルとの間に複数のスペーサが配置されている冷陰極電界電子放出表示装置であって、
カソードパネルは、
（Ａ）支持体、
（Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数のストライプ状のカソード電極、
（Ｃ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（Ｄ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数のストライプ状のゲート電極、
（Ｅ）絶縁層及びゲート電極上に形成された層間絶縁層、
（Ｆ）層間絶縁層上に形成された表面電極、及び、
（Ｇ）カソード電極とゲート電極との重複領域に位置する電子放出領域、
から構成されており、
アノードパネルは、基板、並びに、該基板上に形成された、各電子放出領域に対応して設けられた蛍光体領域及びアノード電極から構成されており、
電子放出領域は、表面電極、層間絶縁層、ゲート電極及び絶縁層に設けられた開口部の底部に位置する電子放出部から構成され、
前記複数のゲート電極は、Ｎ本（但し、Ｎ≧２）のゲート電極から構成されたゲート電極群の集合体から成り、
前記スペーサは、第２の方向と平行に、Ｍ個（但し、Ｍ≧２）のゲート電極群毎に配置されており、
ゲート電極群とゲート電極群との間の隙間は、ゲート電極群を構成するゲート電極とゲート電極との間の隙間よりも広く、
ゲート電極群とゲート電極群との間の隙間の上方に位置し、且つ、表面電極と表面電極との間に位置する層間絶縁層の部分の上には、第２の方向と平行に延びる偏向電極が形成されていることを特徴とする。

上記の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置は、カソードパネルとアノードパネルとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルとアノードパネルとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルとアノードパネルとの間に複数のスペーサが配置されている冷陰極電界電子放出表示装置であって、
カソードパネルは、
（Ａ）支持体、
（Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数のストライプ状のカソード電極、
（Ｃ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（Ｄ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数のストライプ状のゲート電極、
（Ｅ）絶縁層及びゲート電極上に形成された層間絶縁層、
（Ｆ）層間絶縁層上に形成された表面電極、及び、
（Ｇ）カソード電極とゲート電極との重複領域に位置する電子放出領域、
から構成されており、
アノードパネルは、基板、並びに、該基板上に形成された、各電子放出領域に対応して設けられた蛍光体領域及びアノード電極から構成されており、
電子放出領域は、表面電極、層間絶縁層、ゲート電極及び絶縁層に設けられた開口部の底部に位置する電子放出部から構成され、
前記複数のカソード電極は、Ｎ’本（但し、Ｎ’≧２）のカソード電極から構成されたカソード電極群の集合体から成り、
前記スペーサは、第１の方向と平行に、Ｍ’個（但し、Ｍ’≧２）のカソード電極群毎に配置されており、
カソード電極群とカソード電極群との間の隙間は、カソード電極群を構成するカソード電極とカソード電極との間の隙間よりも広く、
カソード電極群とカソード電極群との間の隙間の上方に位置し、且つ、表面電極と表面電極との間に位置する層間絶縁層の部分の上には、第１の方向と平行に延びる偏向電極が形成されていることを特徴とする。

上記の目的を達成するための本発明の第４の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置は、カソードパネルとアノードパネルとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルとアノードパネルとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルとアノードパネルとの間に複数のスペーサが配置されている冷陰極電界電子放出表示装置であって、
カソードパネルは、２次元マトリックス状に配列された複数の電子放出領域を備えており、
アノードパネルは、基板、並びに、該基板上に形成された、各電子放出領域に対応して設けられた蛍光体領域及びアノード電極から構成されており、
前記複数の電子放出領域は、Ｐ行（但し、Ｐ≧２）の電子放出領域行から構成された複数の電子放出領域行群の集合体から成り、
前記スペーサは、Ｑ個（但し、Ｑ≧２）の電子放出領域行群毎に、電子放出領域行群と電子放出領域行群との間に配置されており、
電子放出領域行群と電子放出領域行群との間の隙間は、電子放出領域行群を構成する電子放出領域行と電子放出領域行との間の隙間よりも広く、
電子放出領域行群と電子放出領域行群との間には偏向電極が形成されていることを特徴とする。

本発明の第１の態様〜第４の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置（以下、これらを総称して、単に本発明の冷陰極電界電子放出表示装置と呼ぶ場合がある）にあっては、Ｎ、Ｎ’あるいはＰの値は、２、３又は４であることが好ましいが、このような値に限定するものではない。但し、Ｎ、Ｎ’あるいはＰの値を２とすれば、電子放出領域から放出された電子の偏向量の絶対値（方向を考慮にいれない偏向量の値）は実質的に１つの値となるし、Ｎ、Ｎ’あるいはＰの値を３あるいは４とすれば、電子放出領域から放出された電子の偏向量の絶対値は実質的に２つの値となるので、偏向量の制御、調整が容易になる。

本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、偏向電極に印加される電圧Ｖ_DFはゲート電極に印加される電圧Ｖ_Gよりも高い構成とすることが好ましく、本発明の第２の態様若しくは第３の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、偏向電極に印加される電圧Ｖ_DFは表面電極に印加される電圧Ｖ_Fよりも高い構成とすることが好ましい。このような構成にすることで、電子放出部から放出された電子の偏向量を適切に制御することができる。電圧Ｖ_DFの値は、電子放出部から放出された電子が確実に電子放出領域に対応して設けられた蛍光体領域に衝突するように偏向されるような値とすればよい。（Ｖ_DF−Ｖ_G）の値として、２００ボルト乃至５００ボルトを例示することができ、（Ｖ_DF−Ｖ_F）の値として、２００ボルト乃至５００ボルトを例示することができる。

上記の好ましい態様を含む本発明の冷陰極電界電子放出表示装置において、スペーサは偏向電極上に配置されており、スペーサを載置している偏向電極に印加される電圧Ｖ_{DF_S}と、スペーサを載置していない偏向電極に印加される電圧Ｖ_{DF_NS}とを異ならせる構成とすることが、スペーサの存在の有無により偏向電極の電子に対する偏向量を適切に制御するといった観点から好ましい。電圧Ｖ_{DF_S}，Ｖ_{DF_NS}の値は、電子放出部から放出された電子が確実に電子放出領域に対応して設けられた蛍光体領域に衝突するように偏向されるような値とすればよい。一例として、Ｖ_{DF_S}＝２００ボルト乃至５００ボルト、Ｖ_{DF_NS}＝２００ボルト乃至５００ボルト、（Ｖ_{DF_S}−Ｖ_{DF_NS}）＝−２００ボルト乃至＋２００ボルトを挙げることができる。

本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、１つのゲート電極群において、第１番目又は第Ｎ番目のゲート電極によって構成される電子放出領域の中心を通る法線は、該電子放出領域に対応する蛍光体領域の中心よりも該ゲート電極群の中心側を通過する構成とすることが好ましく、本発明の第３の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、１つのカソード電極群において、第１番目又は第Ｎ’番目のカソード電極によって構成される電子放出領域の中心を通る法線は、該電子放出領域に対応する蛍光体領域の中心よりも該カソード電極群の中心側を通過する構成とすることが好ましく、本発明の第４の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、１つの電子放出領域行群において、第１行目又は第Ｐ行目の電子放出領域行を構成する電子放出領域の中心を通る法線は、該電子放出領域に対応する蛍光体領域の中心よりも電子放出領域行群の中心側を通過する構成とすることが好ましく、これらによって、電子放出領域から放出された電子を、対応する蛍光体領域に確実に、且つ、効率良く、衝突させることができる。

本発明の第１の態様及び第２の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、ゲート電極群を構成するゲート電極とゲート電極との間の隙間ＧＵ_n［ここで、ｎ＝１，２・・・（Ｎ−１）］の値を一定の値としてもよいし、ＧＵ₁＝ＧＵ_(N-1)≠ＧＵ₂＝ＧＵ_(N-2)≠ＧＵ₃＝ＧＵ_(N-3)・・・とすることもできる。具体的には、例えばＮ＝４の場合、ＧＵ₁＝ＧＵ₃≠ＧＵ₂とすることができる。また、本発明の第３の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、カソード電極群を構成するカソード電極とカソード電極との間の隙間ＧＵ’_n'［ここで、ｎ’＝１，２・・・（Ｎ’−１）］の値を一定の値としてもよいし、ＧＵ’₁＝ＧＵ’_(N'-1)≠ＧＵ’₂＝ＧＵ’_(N'-2)≠ＧＵ’₃＝ＧＵ’_(N'-3)・・・とすることもできる。具体的には、例えばＮ’＝４の場合、ＧＵ’₁＝ＧＵ’₃≠ＧＵ’₂とすることができる。更には、本発明の第４の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、電子放出領域行群を構成する電子放出領域行と電子放出領域行との間の隙間ＧＵ_p［ここで、ｐ＝１，２・・・（Ｐ−１）］の値を一定の値としてもよいし、ＧＵ₁＝ＧＵ_(P-1)≠ＧＵ₂＝ＧＵ_(P-2)≠ＧＵ₃＝ＧＵ_(P-3)・・・とすることもできる。具体的には、例えばＰ＝４の場合、ＧＵ₁＝ＧＵ₃≠ＧＵ₂とすることができる。

本発明の冷陰極電界電子放出表示装置において、カソード電極はカソード電極制御回路に接続され、ゲート電極はゲート電極制御回路に接続され、アノード電極はアノード電極制御回路に接続され、表面電極は表面電極制御回路に接続され、偏向電極は偏向電極制御回路に接続されている。尚、これらの制御回路は周知の回路から構成することができる。アノード電極制御回路の出力電圧Ｖ_Aは、通常、一定であり、例えば、５キロボルト〜１０キロボルトとすることができる。表面電極には、表面電極制御回路から０ボルトあるいは最大−２０ボルト程度の一定の電圧が印加される。一方、カソード電極に印加する電圧Ｖ_C及びゲート電極に印加する電圧Ｖ_Gに関しては、
（１）カソード電極に印加する電圧Ｖ_Cを一定とし、ゲート電極に印加する電圧Ｖ_Gを変化させる方式
（２）カソード電極に印加する電圧Ｖ_Cを変化させ、ゲート電極に印加する電圧Ｖ_Gを一定とする方式
（３）カソード電極に印加する電圧Ｖ_Cを変化させ、且つ、ゲート電極に印加する電圧Ｖ_Gも変化させる方式がある。

本発明の冷陰極電界電子放出表示装置において、第１の方向と第２の方向は直交していることが（即ち、カソード電極の射影像とゲート電極の射影像とは直交していることが）、冷陰極電界電子放出表示装置の構造の簡素化といった観点から好ましい。また、カソード電極の射影像とゲート電極の射影像とが重複する領域（重複領域）に設けられ、あるいは、位置する１又は複数の電子放出部によって、電子放出領域が構成される。

本発明の冷陰極電界電子放出表示装置において、カソードパネルを構成する支持体、アノードパネルを構成する基板は、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。ガラス基板を構成するガラスとして、より具体的には、高歪点ガラス、ソーダガラス（Ｎａ₂Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ₂）、硼珪酸ガラス（Ｎａ₂Ｏ・Ｂ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）、鉛ガラス（Ｎａ₂Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ₂）を例示することができる。

本発明の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におけるカソード電極やゲート電極、偏向電極、表面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（Ａｌ）、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）；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）、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。

カソード電極やゲート電極、偏向電極、表面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（電気メッキ法や無電解メッキ法）；リフトオフ法；レーザアブレーション法；ゾル−ゲル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やゲート電極、ストライプ状の偏向電極、表面電極を形成することが可能である。尚、本発明の第１の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、ゲート電極と偏向電極とを同時に、同じプロセスにて形成することができるし、本発明の第２の態様若しくは第３の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、表面電極と偏向電極とを同時に、同じプロセスにて形成することができる。

本発明の第２の態様若しくは第３の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置において、表面電極は、ゲート電極群あるいはカソード電極群毎に、ゲート電極群あるいはカソード電極群を恰も覆うような形状を有することが望ましい。尚、表面電極には、電子放出領域あるいは電子放出部から放出された電子を通過させるための開口部が設けられているが、この開口部は、各電子放出部毎に設けられていてもよいし、各電子放出領域毎に設けられていてもよい。

絶縁層や層間絶縁層の構成材料として、ＳｉＯ₂、ＢＰＳＧ、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、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。

本発明の冷陰極電界電子放出表示装置においては、
（ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるストライプ状のカソード電極、
（ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（ｃ）絶縁層上に形成され、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、
（ｄ）ゲート電極及び絶縁層に設けられた開口部、及び、
（ｅ）開口部の底部に位置する電子放出部、
から冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と略称する）が構成されており、あるいは又、
（ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるストライプ状のカソード電極、
（ｂ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（ｃ）絶縁層上に形成され、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、
（ｄ）絶縁層及びゲート電極上に形成された層間絶縁層、
（ｅ）層間絶縁層上に形成された表面電極、
（ｆ）表面電極、層間絶縁層、ゲート電極及び絶縁層に設けられた開口部、及び、
（ｇ）開口部の底部に位置する電子放出部、
から電界放出素子が構成されている。

ここで、電界放出素子は如何なる形態の電界放出素子とすることもでき、例えば、
（１）円錐形の電子放出部が開口部の底部に位置するカソード電極上に設けられたスピント型電界放出素子
（２）略平面状の電子放出部が開口部の底部に位置するカソード電極上に設けられた扁平型電界放出素子
（３）王冠状の電子放出部が開口部の底部に位置するカソード電極上に設けられ、電子放出部の王冠状の部分から電子を放出するクラウン型電界放出素子
（４）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
（５）凹凸が形成されたカソード電極の表面の多数の凸部から電子を放出するクレータ型電界放出素子
（６）カソード電極のエッジ部から電子を放出するエッジ型電界放出素子
を例示することができる。

電界放出素子として、上述の各種の形式の他に、表面伝導型電子放出素子と通称される素子も知られており、本発明の冷陰極電界電子放出表示装置に適用することができる。表面伝導型電子放出素子においては、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）等の材料から成り、微小面積を有する薄膜がマトリクス状に形成され、各薄膜は２つの薄膜片から成り、一方の薄膜片に行方向配線、他方の薄膜片に列方向配線が接続されている。一方の薄膜片と他方の薄膜片との間には数ｎｍのギャップが設けられている。行方向配線と列方向配線とによって選択された薄膜においては、ギャップを介して薄膜から電子が放出される。

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。

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＝４．０２〜４．８７ｅＶ）、モリブデン（Φ＝４．５３〜４．９５ｅＶ）、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＝２．１４ｅＶ）、ＬａＢ₆（Φ＝２．６６〜２．７６ｅＶ）、ＢａＯ（Φ＝１．６〜２．７ｅＶ）、ＳｒＯ（Φ＝１．２５〜１．６ｅＶ）、Ｙ₂Ｏ₃（Φ＝２．０ｅＶ）、ＣａＯ（Φ＝１．６〜１．８６ｅＶ）、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。

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（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（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化錫（ＳｎＯ₂）、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。

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、グラファイト・ナノファイバー、カーボン・ナノチューブ構造体、ＺｎＯウィスカー、ＭｇＯウィスカー、ＳｎＯ₂ウィスカー、ＭｎＯウィスカー、Ｙ₂Ｏ₃ウィスカー、ＮｉＯウィスカー、ＩＴＯウィスカー、Ｉｎ₂Ｏ₃ウィスカー、Ａｌ₂Ｏ₃ウィスカーを挙げることができる。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、冷陰極電界電子放出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、冷陰極電界電子放出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、冷陰極電界電子放出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。

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ＰＶＤ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。

扁平型電界放出素子を、カーボン・ナノチューブ構造体やグラファイト・ナノファイバー、上記の各種ウィスカー（以下、これらを総称して、カーボン・ナノチューブ構造体等と呼ぶ）をバインダー材料に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、バインダー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ー材料や水ガラス等の無機系バインダー材料にカーボン・ナノチューブ構造体等を分散したものを、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、バインダー材料の焼成・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等の第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。

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等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等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等の第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等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等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。

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、これを有機溶媒（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媒（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等が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、有機溶媒の代わりに水を溶媒として用いることもできる。

カーボン・ナノチューブ構造体等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。

カーボン・ナノチューブ構造体等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。

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。

カーボン・ナノチューブ構造体等の第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。

カーボン・ナノチューブ構造体等の第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、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、電子放出部は、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。

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（あるいは、表面電極、層間絶縁層、ゲート電極及び絶縁層）に設けられた１つの開口部内に１つの電子放出部が存在してもよいし、ゲート電極及び絶縁層（あるいは、表面電極、層間絶縁層、ゲート電極及び絶縁層）に設けられた１つの開口部内に複数の電子放出部が存在してもよいし、ゲート電極に複数の開口部を設け、かかる開口部と連通する１つの開口部を絶縁層に設け、絶縁層に設けられた１つの開口部内に１又は複数の電子放出部が存在してもよい。

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。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、ゲート電極や表面電極の形成方法に依っては、ゲート電極や表面電極に開口部を直接形成することもできる。絶縁層や層間絶縁層における開口部の形成も、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。

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、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。

アノードパネルにおいて、電子放出部から放出された電子が先ず衝突する部位は、アノードパネルの構造に依るが、アノード電極であり、あるいは又、蛍光体領域である。蛍光体領域は、単色の蛍光体粒子から構成されていても、３原色の蛍光体粒子から構成されていてもよい。

蛍光体領域の平面形状（パターン）は、画素に対応して、ドット状であってもよいし、ストライプ状であってもよい。蛍光体領域が隔壁の間に形成されている場合、隔壁で取り囲まれたアノードパネルを構成する基板の部分の上に蛍光体領域が形成されている。

隔壁は、蛍光体領域から反跳した電子、あるいは、蛍光体領域から放出された二次電子が他の蛍光体領域に入射し、所謂光学的クロストーク（色濁り）が発生することを防止する機能を有する。あるいは又、蛍光体領域から反跳した電子、あるいは、蛍光体領域から放出された二次電子が隔壁を越えて他の蛍光体領域に向かって侵入したとき、これらの電子が他の蛍光体領域と衝突することを防止する機能を有する。

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）の蛍光体領域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領域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つの蛍光体領域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。

本発明の冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、アノードパネルとカソードパネルとによって挟まれた空間が真空状態となっているが故に、アノードパネルとカソードパネルとの間にスペーサを配しておかないと、大気圧によって冷陰極電界電子放出表示装置が損傷を受けてしまう。係るスペーサは、例えばセラミックスから構成することができる。スペーサをセラミックスから構成する場合、セラミックスとして、ムライトやアルミナ、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ジルコニア、コーディオライト、硼珪酸塩バリウム、珪酸鉄、ガラスセラミックス材料、これらに、酸化チタンや酸化クロム、酸化鉄、酸化バナジウム、酸化ニッケルを添加したもの等を例示することができる。この場合、所謂グリーンシートを成形して、グリーンシートを焼成し、かかるグリーンシート焼成品を切断することによってスペーサを製造することができる。また、スペーサの表面に、金属や合金から成る導電材料層を形成し、あるいは又、抵抗体層を形成し、あるいは又、二次電子放出係数の低い材料から成る薄層を形成してもよい。スペーサは、例えば、隔壁と隔壁との間に挟み込んで固定すればよく、あるいは又、例えば、アノードパネルにスペーサ保持部を形成し、スペーサ保持部とスペーサ保持部との間に挟み込んで固定すればよい。

蛍光体領域からの光を吸収する光吸収層が隔壁と基板との間に形成されていることが、表示画像のコントラスト向上といった観点から好ましい。ここで、光吸収層は、所謂ブラックマトリックスとして機能する。光吸収層を構成する材料として、蛍光体領域からの光を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。光吸収層は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法とエッチング法との組合せ、真空蒸着法やスパッタリング法、スピンコーティング法とリフトオフ法との組合せに、スクリーン印刷法、リソグラフィ技術等、使用する材料に依存して適宜選択された方法にて形成することができる。尚、スペーサ保持部や隔壁をアノード電極上に形成する場合、光吸収層を、基板とアノード電極との間に形成してもよいし、アノード電極とスペーサ保持部との間に形成してもよい。

蛍光体領域は、発光性結晶粒子（例えば、粒径５〜１０ｎｍ程度の蛍光体粒子）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（赤色蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、赤色発光蛍光体領域を形成し、次いで、緑色の感光性の発光性結晶粒子組成物（緑色蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、緑色発光蛍光体領域を形成し、更に、青色の感光性の発光性結晶粒子組成物（青色蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、青色発光蛍光体領域を形成する方法にて形成することができる。

発光性結晶粒子を構成する蛍光体材料としては、従来公知の蛍光体材料の中から適宜選択して用いることができる。カラー表示の場合、色純度がＮＴＳＣで規定される３原色に近く、３原色を混合した際の白バランスがとれ、残光時間が短く、３原色の残光時間がほぼ等しくなる蛍光体材料を組み合わせることが好ましい。赤色発光蛍光体領域を構成する蛍光体材料として、（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ）、（Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ）、（Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｅｕ）、（ＹＢＯ₃：Ｅｕ）、（ＹＶＯ₄：Ｅｕ）、（Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｅｕ）、（Ｙ_0.96Ｐ_0.60Ｖ_0.40Ｏ₄：Ｅｕ_0.04）、［（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ］、（ＧｄＢＯ₃：Ｅｕ）、（ＳｃＢＯ₃：Ｅｕ）、（３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ₂・ＧｅＯ₂：Ｍｎ）、（Ｚｎ₃（ＰＯ₄）₂：Ｍｎ）、（ＬｕＢＯ₃：Ｅｕ）、（ＳｎＯ₂：Ｅｕ）を例示することができる。緑色発光蛍光体領域を構成する蛍光体材料として、（ＺｎＳｉＯ₂：Ｍｎ）、（ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ）、（ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｍｎ）、（ＭｇＧａ₂Ｏ₄：Ｍｎ）、（ＹＢＯ₃：Ｔｂ）、（ＬｕＢＯ₃：Ｔｂ）、（Ｓｒ₄Ｓｉ₃Ｏ₈Ｃｌ₄：Ｅｕ）、（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）、（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ）、（ＺｎＢａＯ₄：Ｍｎ）、（ＧｂＢＯ₃：Ｔｂ）、（Ｓｒ₆ＳｉＯ₃Ｃｌ₃：Ｅｕ）、（ＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｍｎ）、（ＳｃＢＯ₃：Ｔｂ）、（Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ）、（ＺｎＯ：Ｚｎ）、（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ）、（ＺｎＧａ₂Ｏ₄：Ｍｎ）を例示することができる。青色発光蛍光体領域を構成する蛍光体材料として、（Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ）、（ＣａＷＯ₄：Ｐｂ）、ＣａＷＯ₄、ＹＰ_0.85Ｖ_0.15Ｏ₄、（ＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｅｕ）、（Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｅｕ）、（Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｓｎ）、（ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ）、（ＺｎＳ：Ａｇ）、ＺｎＭｇＯ、ＺｎＧａＯ₄を例示することができる。

アノード電極の構成材料は、冷陰極電界電子放出表示装置の構成によって適宜選択すればよい。即ち、冷陰極電界電子放出表示装置が透過型（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領域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、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料を用いる。一方、冷陰極電界電子放出表示装置が反射型（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領域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（Ａｌ）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（１５０ｎｍ）、好ましくは５×１０^-8ｍ（５０ｎｍ）乃至１×１０^-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。尚、後者の場合、アノード電極は、蛍光体領域からの発光を反射させる反射膜としての機能の他、蛍光体領域から反跳した電子、あるいは放出された二次電子を反射させる反射膜としての機能、蛍光体領域の帯電防止といった機能を有する。

本発明の冷陰極電界電子放出表示装置において、アノード電極は、有効領域を覆う１枚のシート状の形状を有する構成とすることもできるし、２以上の複数個のアノード電極ユニットの集合体から構成することもできる。各アノード電極ユニットの大きさは、アノード電極ユニットの位置に拘わらず同じとしてもよいし、アノード電極ユニットの位置に依存して異ならせてもよい。

アノード電極と蛍光体領域の構成例として、（１）基板上に、アノード電極を形成し、アノード電極の上に蛍光体領域を形成する構成、（２）基板上に、蛍光体領域を形成し、蛍光体領域上にアノード電極を形成する構成、を挙げることができる。尚、（１）の構成において、蛍光体領域の上に、アノード電極と導通した所謂メタルバック膜を形成してもよい。また、（２）の構成において、アノード電極の上にメタルバック膜を形成してもよい。

カソードパネルとアノードパネルとを周縁部において接合する場合、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ス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、カソードパネルとアノードパネルとの間の対向距離をより長く設定することが可能である。尚、接着層の構成材料としては、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；Ｐｂ_97.5Ａｇ_2.5（融点３０４゜Ｃ）、Ｐｂ_94.5Ａｇ_5.5（融点３０４〜３６５゜Ｃ）、Ｐｂ_97.5Ａｇ_1.5Ｓｎ_1.0（融点３０９゜Ｃ）等の鉛（Ｐｂ）系高温はんだ；Ｚｎ₉₅Ａｌ₅（融点３８０゜Ｃ）等の亜鉛（Ｚｎ）系高温はんだ；Ｓｎ₅Ｐｂ₉₅（融点３００〜３１４゜Ｃ）、Ｓｎ₂Ｐｂ₉₈（融点３１６〜３２２゜Ｃ）等の錫−鉛系標準はんだ；Ａｕ₈₈Ｇａ₁₂（融点３８１゜Ｃ）等のろう材（以上の添字は全て原子％を表す）を例示することができる。

基板と支持体と枠体の三者を接合する場合、三者同時接合を行ってもよいし、あるいは、第１段階で基板又は支持体のいずれか一方と枠体とを先に接合し、第２段階で基板又は支持体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、基板と支持体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、基板と支持体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。

接合後に排気を行う場合、排気は、基板及び／又は支持体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、基板及び／又は支持体の無効領域（即ち、表示部分として機能する有効領域以外の領域）に設けられた貫通孔の周囲に、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、冷陰極電界電子放出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。

本発明の冷陰極電界電子放出表示装置においては、複数のゲート電極あるいはカソード電極は、複数のゲート電極あるいはカソード電極から構成されたゲート電極群あるいはカソード電極群の集合体から成り、スペーサは、複数のゲート電極群毎あるいは複数のカソード電極群毎に配置されている。あるいは又、２次元マトリックス状に配列された電子放出領域は、複数の電子放出領域行群にグルーピングされており、スペーサは複数の電子放出領域行群毎に配置されている。従って、スペーサに隣接する電子放出領域からスペーサまでの距離を長くする（離す）ことができる結果、電子放出領域から放出された電子の軌道や電子放出領域の特性変化に及ぼすスペーサの影響を小さくすることができる。しかも、従来の技術と異なり、スペーサに近い電子放出領域を構成する電子放出部ほど、放出電子の偏向量を大きくする必要はない。更には、放出電子の偏向量を左程大きくする必要がないので、蛍光体領域に衝突する電子の数が少なくなることがなく、表示画面の明るさに不均一が生じたり、スペーサの存在が視認され易くなるといった問題が発生することもない。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、従来の冷陰極電界電子放出表示装置の構成、構造を大幅に変更すること無く、また、従来の冷陰極電界電子放出表示装置の製造プロセスから製造プロセスが増加すること無く、表示画面の明るさに不均一が生じたり、スペーサの存在が視認され易くなるといった問題が発生することのない冷陰極電界電子放出表示装置を実現することができる。

実施例１は、本発明の第１の態様及び第４の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置（以下、単に、表示装置と略称する）に関する。

実施例１の表示装置の概念図を図１に示し、カソード電極、ゲート電極、偏向電極の配置状態を示す模式図を図２に示し、表示装置の模式的な一部端面図を図３に示し、カソードパネルの一部分の模式的な斜視図を図４の（Ａ）に示し、電子放出領域の模式的な一部断面図を図４の（Ｂ）に示す。更には、蛍光体領域等の配列を、模式的な部分的平面図として、図５〜図８に例示する。尚、アノードパネルＡＰの模式的な一部端面図における蛍光体領域等の配列を、図７あるいは図８に示す構成としている。また、図１においては、開口部や電子放出部、アノード電極等の図示を省略している。

実施例１の表示装置は、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとの間に複数のスペーサ２５が配置されている。

そして、カソードパネルＣＰは、
（Ａ）支持体１０、
（Ｂ）支持体１０上に形成され、第１の方向（図１参照）に延びる複数のストライプ状のカソード電極１１、
（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、
（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（図１の紙面と垂直な方向）に延びる複数のストライプ状のゲート電極１３（１３Ａ，１３Ｂ）、及び、
（Ｅ）カソード電極１１とゲート電極１３との重複領域に位置する電子放出領域ＥＡ、
から構成されている。

一方、アノードパネルＡＰは、基板２０、並びに、この基板２０上に形成された、各電子放出領域ＥＡに対応して設けられた蛍光体領域２２（カラー表示の場合、赤色発光蛍光体領域２２Ｒ、緑色発光蛍光体領域２２Ｇ、青色発光蛍光体領域２２Ｂ）及び蛍光体領域２２を覆うアノード電極２４から構成されている。

より具体的には、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領域２２（赤色発光蛍光体領域２２Ｒ、緑色発光蛍光体領域２２Ｇ、青色発光蛍光体領域２２Ｂ）、及び、蛍光体領域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４２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。蛍光体領域２２と蛍光体領域２２との間であって、隔壁２１と基板２０との間には、光吸収層（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と蛍光体領域２２の配置状態の一例を模式的に図５〜図８に示す。図５及び図６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、蛍光体領域２２（赤色発光蛍光体領域２２Ｒ、緑色発光蛍光体領域２２Ｇ、青色発光蛍光体領域２２Ｂ）の形状はドット状である。一方、図７及び図８に示す例においては、隔壁２１の平面形状は、略矩形の蛍光体領域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、蛍光体領域２２を、図５あるいは図７の上下方向に延びるストライプ状とすることもできる。

そして、電子放出領域ＥＡは、ゲート電極１３及び絶縁層１２に設けられた開口部１４（ゲート電極１３に設けられた開口部１４Ａ及び絶縁層１２に設けられた開口部１４Ｂ）の底部に位置する電子放出部１５から構成されている。尚、実施例１においては、電子放出部１５は円錐形である。

即ち、実施例１の表示装置においては、
（ａ）支持体１０上に形成され、第１の方向に延びるストライプ状のカソード電極１１、
（ｂ）支持体１０及びカソード電極１１上に形成された絶縁層１２、
（ｃ）絶縁層１２上に形成され、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、
（ｄ）ゲート電極１３及び絶縁層１２に設けられた開口部１４、及び、
（ｅ）開口部の底部に位置する電子放出部１５、
から冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と略称する）が構成されており、より具体的には、この電界放出素子は、円錐形の電子放出部１５が開口部１４の底部に位置するカソード電極１１上に設けられたスピント型電界放出素子である。

カソード電極１１の射影像とゲート電極１３の射影像とは直交している。即ち、第１の方向と第２の方向とは直交している。また、カソード電極１１の射影像とゲート電極１３の射影像とが重複する領域（重複領域）に設けられた複数の電子放出部１５によって、電子放出領域ＥＡが構成されている。そして、図４の（Ａ）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ＥＡ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ＥＡと、この電子放出領域ＥＡに対面したアノードパネル側の蛍光体領域２２とによって構成されている。有効領域には、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。

ここで、複数のゲート電極１３は、Ｎ本（但し、Ｎ≧２であり、実施例１においては、Ｎ＝２）のゲート電極１３から構成されたゲート電極群Ｇ_GPの集合体から成る。また、スペーサ２５は、第２の方向と平行に（即ち、ゲート電極１３の延びる方向と平行に）、Ｍ個（但し、Ｍ≧２であり、実施例１においては、Ｍ＝４０）のゲート電極群Ｇ_GP毎に配置されている。

そして、ゲート電極群Ｇ_GPとゲート電極群Ｇ_GPとの間の隙間は、ゲート電極群Ｇ_GPを構成するゲート電極１３Ａとゲート電極１３Ｂとの間の隙間よりも広い。また、ゲート電極群Ｇ_GPとゲート電極群Ｇ_GPとの間に位置する絶縁層１２の部分の上には、第２の方向と平行に延びる（即ち、ゲート電極１３の延びる方向と平行に延びる）偏向電極３０が形成されている。

より具体的には、スペーサ２５間の間隔をＬ_SP、スペーサ２５の厚さをＤ_SP、ゲート電極１３の幅をＷ_G、ゲート電極群Ｇ_GPとゲート電極群Ｇ_GPとの間の隙間をＧＧ、ゲート電極群Ｇ_GPを構成するゲート電極１３Ａとゲート電極１３Ｂとの間の隙間をＧＵ_n［但し、ｎ＝１，２・・・（Ｎ−１）であり、実施例１においては、Ｎ＝２であるが故に、ＧＵ₁のみである］としたとき、以下の式（１）及び式（２）を満足している。

Ｌ_SP＝Ｍ×｛ＧＧ＋Ｎ×Ｗ_G＋ΣＧＵ_n｝−Ｄ_SP （１）
ＧＧ＞ＧＵ_n （２）
但し、式（１）中、「ΣＧＵ_n」は、ＧＵ₁，ＧＵ₂・・・ＧＵ_(N-1)の総和を意味する。

実施例１においては、上記各種の値は以下のとおりである。

Ｗ_G ＝０．３ｍｍ
ＧＧ ＝０．３ｍｍ
ＧＵ_n＝０．１ｍｍ

あるいは又、実施例１の表示装置は、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとの間に複数のスペーサ２５が配置されている表示装置である。そして、カソードパネルＣＰは、Ｘ−Ｙ方向（Ｙ方向は、図１に示す第１の方向であり、Ｘ方向は、図１の紙面と垂直な方向）に２次元マトリックス状に配列された複数の電子放出領域ＥＡを備えており、アノードパネルＡＰは、基板２０、並びに、この基板２０上に形成された、各電子放出領域ＥＡに対応して設けられた蛍光体領域２２及びアノード電極２４から構成されている。ここで、Ｘ方向は、例えば、表示装置の左右方向（水平方向）であり、Ｙ方向は、例えば、表示装置の上下方向（垂直方向）である。

ここで、複数の電子放出領域ＥＡは、Ｐ行（但し、Ｐ≧２であり、実施例１にあっては、Ｐ＝２）の電子放出領域行ＥＡ_C1から構成された複数の電子放出領域行群ＥＡ_GPの集合体から成り、スペーサ２５は、Ｑ個（但し、Ｑ≧２であり、上記Ｍの値と同じ値である）の電子放出領域行群ＥＡ_GP毎に、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間に配置されており、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間の隙間（ＧＧ）は、電子放出領域行群ＥＡ_GPを構成する電子放出領域行ＥＡ_Cと電子放出領域行ＥＡ_Cとの間の隙間（ＧＵ₁）よりも広く、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間には偏向電極３０が形成されている。言い換えれば、複数の電子放出領域ＥＡは、複数の電子放出領域行群ＥＡ_GPに区画されており、各電子放出領域行群ＥＡ_GPは、Ｐ行の電子放出領域行から構成されており、スペーサ２５は、Ｑ個の電子放出領域行群ＥＡ_GP毎に、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間に配置されている。そして、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間の隙間（ＧＧ）は、電子放出領域行群ＥＡ_GPを構成する電子放出領域行ＥＡ_Cと電子放出領域行ＥＡ_Cとの間の隙間（ＧＵ₁）よりも広く、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間には偏向電極３０が形成されている。

尚、１つのゲート電極群Ｇ_GPにおいて、第１番目又は第Ｎ番目のゲート電極（実施例１においては、第１番目のゲート電極１３Ａ又は第２番目のゲート電極１３Ｂ）によって構成される電子放出領域ＥＡの中心を通る法線ＣＬ_Gは、この電子放出領域ＥＡに対応する蛍光体領域２２Ａ又は２２Ｂの中心（この中心を通る直線をＣＬ_Aで示す）よりもゲート電極群Ｇ_GPの中心側を通過する（図１参照）。あるいは又、１つの電子放出領域行群ＥＡ_GPにおいて、第１行目又は第Ｐ行目の電子放出領域行ＥＡ_Cを構成する電子放出領域ＥＡの中心を通る法線（ＣＬ_G）は、この電子放出領域ＥＡに対応する蛍光体領域２２の中心（この中心を通る直線をＣＬ_Aで示す）よりも電子放出領域行群ＥＡ_GPの中心側を通過する。

実施例１の表示装置において、図３に示すように、カソード電極１１はカソード電極制御回路４０に接続され、ゲート電極１３はゲート電極制御回路４１に接続され、アノード電極２４はアノード電極制御回路４２に接続され、偏向電極（図３には図示せず）は偏向電極制御回路（図示せず）に接続されている。ここで、スペーサ２５は偏向電極３０Ａ上に配置されており、スペーサ２５を載置している偏向電極３０Ａに印加される電圧Ｖ_{DF_S}と、スペーサ２５を載置していない偏向電極３０Ｂに印加される電圧Ｖ_{DF_NS}とを異ならせている。具体的には、Ｖ_{DF_S}＝２５０ボルト、Ｖ_{DF_NS}＝３００ボルトである。これらの制御回路は周知の回路から構成することができる。アノード電極制御回路の出力電圧Ｖ_Aは、通常、一定であり、例えば、５キロボルト〜１０キロボルトとすることができる。一方、カソード電極に印加する電圧Ｖ_C及びゲート電極に印加する電圧Ｖ_Gに関しては、
（１）カソード電極に印加する電圧Ｖ_Cを一定とし、ゲート電極に印加する電圧Ｖ_Gを変化させる方式
（２）カソード電極に印加する電圧Ｖ_Cを変化させ、ゲート電極に印加する電圧Ｖ_Gを一定とする方式
（３）カソード電極に印加する電圧Ｖ_Cを変化させ、且つ、ゲート電極に印加する電圧Ｖ_Gも変化させる方式
のいずれを採用してもよい。

また、実施例１の表示装置にあっては、偏向電極３０に印加される電圧Ｖ_DFはゲート電極１３に印加される電圧Ｖ_Gよりも高い。具体的には、電圧Ｖ_DFの値を３００ボルトとし、（Ｖ_DF−Ｖ_G）の値を２８０ボルトとした。

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９の（Ａ）、（Ｂ）及び図１０の（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。

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に設けられた開口部１４Ａに対して蒸着粒子は垂直に入射するが、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、絶縁層１２に設けられた開口部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９及び図１０においては、１つの電子放出部のみを図示した。

［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ＳｉＯ₂から成る絶縁層１２をＣＶＤ法にて形成する。

［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。

尚、ゲート電極１３を、真空蒸着法等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法、電気メッキ法や無電解メッキ法といったメッキ法、スクリーン印刷法、レーザーアブレーション法、ゾル−ゲル法、リフトオフ法等の公知の薄膜形成と、必要に応じてエッチング技術との組合せによって形成してもよい。スクリーン印刷法やメッキ法によれば、直接、例えば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。

［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に開口部１４Ａを形成し、更に、絶縁層に開口部１４Ｂを形成し、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９の（Ａ）に示す構造を得ることができる。

［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９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）、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、開口部１４Ａの開口端から庇状に張り出しており、これによって開口部１４Ａが実質的に縮径される。

［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１０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、開口部１４Ａの実質的な直径が次第に縮小されるので、開口部１４Ｂの底部において堆積に寄与する蒸着粒子は、次第に開口部１４Ａの中央付近を通過するものに限られるようになる。その結果、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。

［工程−Ａ５］
その後、図１０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１３及び絶縁層１２の表面から剥離し、ゲート電極１３及び絶縁層１２の上方の導電材料層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。その後、絶縁層１２に設けられた開口部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。こうして、図３に示す電界放出素子を完成することができる。

［工程−Ａ６］
次いで、表示装置の組み立てを行う。具体的には、蛍光体領域等が形成されたアノードパネルＡＰを準備する。そして、例えば、アノードパネルＡＰの有効領域に設けられたスペーサ保持部２６にスペーサ２５を取り付け、蛍光体領域２２と電子放出領域ＥＡとが対向するようにアノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとを配置し、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰ（より具体的には、基板２０と支持体１０）とを、セラミックスやガラスから作製された高さ約２ｍｍの枠体（図示せず）を介して、周縁部において接合する。接合に際しては、枠体とアノードパネルＡＰとの接合部位、及び、枠体とカソードパネルＣＰとの接合部位にフリットガラスを塗布し、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体とを貼り合わせ、予備焼成にてフリットガラスを乾燥した後、約４５０゜Ｃで１０〜３０分の本焼成を行う。その後、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体とフリットガラス（図示せず）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と枠体とに囲まれた空間を真空にすることができる。あるいは又、例えば、枠体とアノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとの貼り合わせを高真空雰囲気中で行ってもよい。あるいは又、表示装置の構造に依っては、枠体無しで、接着層のみによってアノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとを貼り合わせてもよい。その後、必要な外部回路との配線接続を行い、表示装置を完成させる。

実施例１の表示装置においては、複数のゲート電極１３はゲート電極群Ｇ_GPの集合体から成り、スペーサ２５は、複数（Ｍ）のゲート電極群Ｇ_GP毎に配置されている。あるいは又、２次元マトリックス状に配列された電子放出領域ＥＡは、複数の電子放出領域行群ＥＡ_GPにグルーピングされており、スペーサ２５は複数の電子放出領域行群ＥＡ_GP毎に配置されている。従って、スペーサ２５に隣接する電子放出領域ＥＡからスペーサ２５までの距離を長くする（離す）ことができる結果、電子放出領域ＥＡから放出された電子の軌道や電子放出領域の特性変化に及ぼすスペーサ２５の影響を小さくすることができる。しかも、スペーサ２５に近い電子放出領域ＥＡを構成する電子放出部ほど、放出電子の偏向量を大きくする必要はない。更には、放出電子の偏向量を左程大きくする必要がないので、蛍光体領域２２に衝突する電子の数が少なくなることがなく、表示画面の明るさに不均一が生じたり、スペーサ２５の存在が視認され易くなるといった問題が発生することもない。

実施例２は、本発明の第２の態様及び第４の態様に係る表示装置に関する。

実施例２の表示装置の概念図を図１１に示し、カソード電極、ゲート電極、偏向電極、表面電極の配置状態を示す模式図を図１２に示し、電子放出領域の模式的な一部断面図を図１３に示す。尚、図１１においては、ゲート電極や絶縁層に形成された開口部や電子放出部、アノード電極等の図示を省略している。

実施例２の表示装置は、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとの間に複数のスペーサ２５が配置されている。

そして、カソードパネルＣＰは、
（Ａ）支持体１０、
（Ｂ）支持体１０上に形成され、第１の方向（図１１参照）に延びる複数のストライプ状のカソード電極１１、
（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、
（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（図１１の紙面と垂直な方向）に延びる複数のストライプ状のゲート電極１３（１３Ａ，１３Ｂ）、
（Ｅ）絶縁層１２及びゲート電極１３上に形成された層間絶縁層５０、
（Ｆ）層間絶縁層５０上に形成された表面電極５１、及び、
（Ｇ）カソード電極１１とゲート電極１３との重複領域に位置する電子放出領域ＥＡ、
から構成されている。

一方、アノードパネルＡＰは、基板２０、並びに、この基板２０上に形成された、各電子放出領域ＥＡに対応して設けられた蛍光体領域２２及びアノード電極２４から構成されている。ここで、アノードパネルＡＰの具体的な構成は、実施例１にて説明したアノードパネルＡＰと同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

実施例２においては、電子放出領域ＥＡは、表面電極５１、層間絶縁層５０、ゲート電極１３及び絶縁層１２に設けられた開口部１４（表面電極５１及び層間絶縁層５０に設けられた開口部１４Ｃ、ゲート電極１３に設けられた開口部１４Ａ、並びに、絶縁層１２に設けられた開口部１４Ｂ）の底部に位置する電子放出部１５から構成されている。尚、実施例２においても電子放出部１５は円錐形である。即ち、スピント型電界放出素子を備えている。尚、表面電極５１及び層間絶縁層５０に設けられた開口部１４Ｃは、電子放出領域ＥＡを囲むように設けられている。

カソード電極１１の射影像とゲート電極１３の射影像とは直交している。即ち、第１の方向と第２の方向とは直交している。また、カソード電極１１の射影像とゲート電極１３の射影像とが重複する領域（重複領域）に設けられた複数の電子放出部１５によって、電子放出領域ＥＡが構成されている。

ここで、複数のゲート電極１３は、Ｎ本（但し、Ｎ≧２であり、実施例２においても、Ｎ＝２）のゲート電極１３から構成されたゲート電極群Ｇ_GPの集合体から成る。また、スペーサ２５は、第２の方向と平行に（即ち、ゲート電極１３の延びる方向と平行に）、Ｍ個（但し、Ｍ≧２であり、実施例２においては、Ｍ＝４０）のゲート電極群Ｇ_GP毎に配置されている。

そして、ゲート電極群Ｇ_GPとゲート電極群Ｇ_GPとの間の隙間は、ゲート電極群Ｇ_GPを構成するゲート電極１３Ａとゲート電極１３Ｂとの間の隙間よりも広い。また、ゲート電極群Ｇ_GPとゲート電極群Ｇ_GPとの間の隙間の上方に位置し、且つ、表面電極５１と表面電極５１との間に位置する層間絶縁層５０の部分の上には、第２の方向と平行に延びる（即ち、ゲート電極１３の延びる方向と平行に延びる）偏向電極３０が形成されている。

具体的には、スペーサ２５間の間隔をＬ_SP、スペーサ２５の厚さをＤ_SP、ゲート電極１３の幅をＷ_G、ゲート電極群Ｇ_GPとゲート電極群Ｇ_GPとの間の隙間をＧＧ、ゲート電極群Ｇ_GPを構成するゲート電極１３Ａとゲート電極１３Ｂとの間の隙間をＧＵ_n［但し、ｎ＝１，２・・・（Ｎ−１）であり、実施例２においては、Ｎ＝２であるが故に、ＧＵ₁のみである］としたとき、以下の式（３）及び式（４）を満足している。

Ｌ_SP＝Ｍ×｛ＧＧ＋Ｎ×Ｗ_G＋ΣＧＵ_n｝−Ｄ_SP （３）
ＧＧ＞ＧＵ_n （４）
但し、式（３）中、「ΣＧＵ_n」は、ＧＵ₁，ＧＵ₂・・・ＧＵ_(N-1)の総和を意味する。

実施例２においては、上記各種の値は以下のとおりである。

Ｗ_G ＝０．３ｍｍ
ＧＧ ＝０．３ｍｍ
ＧＵ_n＝０．１ｍｍ

あるいは又、実施例２の表示装置は、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとの間に複数のスペーサ２５が配置されている表示装置である。そして、カソードパネルＣＰは、Ｘ−Ｙ方向（Ｙ方向は、図１１に示す第１の方向であり、Ｘ方向は、図１１の紙面と垂直な方向）に２次元マトリックス状に配列された複数の電子放出領域ＥＡを備えており、アノードパネルＡＰは、基板２０、並びに、この基板２０上に形成され、各電子放出領域ＥＡに対応して設けられた蛍光体領域２２及びアノード電極２４から構成されている。ここで、Ｘ方向は、例えば、表示装置の左右方向（水平方向）であり、Ｙ方向は、例えば、表示装置の上下方向（垂直方向）である。

ここで、複数の電子放出領域ＥＡは、Ｐ行（但し、Ｐ≧２であり、実施例２にあっては、Ｐ＝２）の電子放出領域行ＥＡ_C1から構成された複数の電子放出領域行群ＥＡ_GPの集合体から成り、スペーサ２５は、Ｑ個（但し、Ｑ≧２であり、上記Ｍの値と同じ値である）の電子放出領域行群ＥＡ_GP毎に、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間に配置されており、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間の隙間（ＧＧ）は、電子放出領域行群ＥＡ_GPを構成する電子放出領域行ＥＡ_Cと電子放出領域行ＥＡ_Cとの間の隙間（ＧＵ₁）よりも広く、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間には偏向電極３０が形成されている。言い換えれば、複数の電子放出領域ＥＡは、複数の電子放出領域行群ＥＡ_GPに区画されており、各電子放出領域行群ＥＡ_GPは、Ｐ行（但し、Ｐ≧２であり、実施例２にあっても、Ｐ＝２）の電子放出領域行から構成されており、スペーサ２５は、Ｑ個（但し、Ｑ≧２であり、上記Ｍの値と同じ値である）の電子放出領域行群ＥＡ_GP毎に、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間に配置されている。そして、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間の隙間（ＧＧ）は、電子放出領域行群ＥＡ_GPを構成する電子放出領域行ＥＡ_Cと電子放出領域行ＥＡ_Cとの間の隙間（ＧＵ₁）よりも広く、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間には偏向電極３０が形成されている。

尚、実施例２においても、１つのゲート電極群Ｇ_GPにおいて、第１番目又は第Ｎ番目のゲート電極（実施例２においては、第１番目のゲート電極１３Ａ又は第２番目のゲート電極１３Ｂ）によって構成される電子放出領域ＥＡの中心を通る法線ＣＬ_Gは、この電子放出領域ＥＡに対応する蛍光体領域２２Ａ又は２２Ｂの中心（この中心を通る直線をＣＬ_Aで示す）よりもゲート電極群Ｇ_GPの中心側を通過する（図１１参照）。あるいは又、１つの電子放出領域行群ＥＡ_GPにおいて、第１行目又は第Ｐ行目の電子放出領域行ＥＡ_Cを構成する電子放出領域ＥＡの中心を通る法線（ＣＬ_G）は、この電子放出領域ＥＡに対応する蛍光体領域２２の中心（この中心を通る直線をＣＬ_Aで示す）よりも電子放出領域行群ＥＡ_GPの中心側を通過する。

実施例２の表示装置において、カソード電極１１はカソード電極制御回路に接続され、ゲート電極１３はゲート電極制御回路に接続され、アノード電極２４はアノード電極制御回路に接続され、偏向電極３０は偏向電極制御回路に接続され、表面電極５１は表面電極制御回路に接続されている。尚、これらの各種の制御回路の図示は省略した。これらの制御回路は周知の回路から構成することができる。ここで、スペーサ２５は偏向電極３０Ａ上に配置されており、スペーサ２５を載置している偏向電極３０Ａに印加される電圧Ｖ_{DF_S}と、スペーサ２５を載置していない偏向電極３０Ｂに印加される電圧Ｖ_{DF_NS}とを異ならせている。具体的には、Ｖ_{DF_S}＝２５０ボルト、Ｖ_{DF_NS}＝３００ボルトである。アノード電極制御回路の出力電圧Ｖ_A、カソード電極に印加する電圧Ｖ_C及びゲート電極に印加する電圧Ｖ_Gに関しては、実施例１にて説明したとおりである。

実施例２の表示装置にあっては、偏向電極３０に印加される電圧Ｖ_DFは表面電極５１に印加される電圧Ｖ_Fよりも高い。具体的には、（Ｖ_{DF_NS}−Ｖ_F）の値を、３００ボルトとした。

実施例２におけるスピント型電界放出素子は、例えば、実施例１の［工程−Ａ１］に引き続き、全面に層間絶縁層５０を形成し、層間絶縁層５０上に導電材料層を成膜した後、導電材料層をパターニングすることで、偏向電極３０及び表面電極５１を層間絶縁層５０上に形成し、次いで、表面電極５１及び層間絶縁層５０に開口部１４Ｃを形成し、その後、実施例１の［工程−Ａ２］〜［工程−Ａ５］を実行することで得ることができるし、その後、実施例１の［工程−Ａ６］を実行することで実施例２の表示装置を得ることができる。

実施例３は、本発明の第３の態様及び第４の態様に係る表示装置に関する。

実施例３の表示装置の概念図を図１４に示し、カソード電極、ゲート電極、偏向電極、表面電極の配置状態を示す模式図を図１５に示し、電子放出領域の模式的な一部断面図を図１６に示す。尚、図１４においては、ゲート電極や絶縁層に形成された開口部や電子放出部、アノード電極等の図示を省略している。

実施例３の表示装置は、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとの間に複数のスペーサ２５が配置されている。

そして、カソードパネルＣＰは、
（Ａ）支持体１０、
（Ｂ）支持体１０上に形成され、第１の方向（図１４の紙面と垂直の方向）に延びる複数のストライプ状のカソード電極１１（１１Ａ，１１Ｂ）、
（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、
（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（図１４参照）に延びる複数のストライプ状のゲート電極１３、
（Ｅ）絶縁層１２及びゲート電極１３上に形成された層間絶縁層５０、
（Ｆ）層間絶縁層５０上に形成された表面電極５１、及び、
（Ｇ）カソード電極１１とゲート電極１３との重複領域に位置する電子放出領域ＥＡ、
から構成されている。

一方、アノードパネルＡＰは、基板２０、並びに、この基板２０上に形成された、各電子放出領域ＥＡに対応して設けられた蛍光体領域２２及びアノード電極２４から構成されている。ここで、アノードパネルＡＰの具体的な構成は、実施例１にて説明したアノードパネルＡＰと同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

実施例３においては、電子放出領域ＥＡは、表面電極５１、層間絶縁層５０、ゲート電極１３及び絶縁層１２に設けられた開口部１４（表面電極５１及び層間絶縁層５０に設けられた開口部１４Ｃ、ゲート電極１３に設けられた開口部１４Ａ、並びに、絶縁層１２に設けられた開口部１４Ｂ）の底部に位置する電子放出部１５から構成されている。尚、実施例３においても電子放出部１５は円錐形である。即ち、スピント型電界放出素子を備えている。尚、表面電極５１及び層間絶縁層５０に設けられた開口部１４Ｃは、電子放出領域ＥＡを囲むように設けられている。

カソード電極１１の射影像とゲート電極１３の射影像とは直交している。即ち、第１の方向と第２の方向とは直交している。また、カソード電極１１の射影像とゲート電極１３の射影像とが重複する領域（重複領域）に設けられた複数の電子放出部１５によって、電子放出領域ＥＡが構成されている。

ここで、複数のカソード電極１１は、Ｎ’本（但し、Ｎ’≧２であり、実施例３においては、Ｎ’＝２）のカソード電極１１から構成されたカソード電極群Ｃ_GPの集合体から成る。また、スペーサ２５は、第１の方向と平行に（即ち、カソード電極１１の延びる方向と平行に）、Ｍ’個（但し、Ｍ’≧２であり、実施例３においては、Ｍ’＝４０）のカソード電極群Ｃ_GP毎に配置されている。

そして、カソード電極群Ｃ_GPとカソード電極群Ｃ_GPとの間の隙間は、カソード電極群Ｃ_GPを構成するカソード電極１１Ａとカソード電極１１Ｂとの間の隙間よりも広い。また、カソード電極群Ｃ_GPとカソード電極群Ｃ_GPとの間の隙間の上方に位置し、且つ、表面電極５１と表面電極５１との間に位置する層間絶縁層５０の部分の上には、第１の方向と平行に延びる（即ち、カソード電極１１の延びる方向と平行に延びる）偏向電極３０が形成されている。

具体的には、スペーサ２５間の間隔をＬ’_SP、スペーサ２５の厚さをＤ_SP、カソード電極１１の幅をＷ_C、カソード電極群Ｃ_GPとカソード電極群Ｃ_GPとの間の隙間をＧＧ’、カソード電極群Ｃ_GPを構成するカソード電極１１Ａとカソード電極１１Ｂとの間の隙間をＧＵ’_n'［但し、ｎ’＝１，２・・・（Ｎ’−１）であり、実施例３においては、Ｎ’＝２であるが故に、ＧＵ’₁のみである］としたとき、以下の式（５）及び式（６）を満足している。

Ｌ’_SP＝Ｍ’×｛ＧＧ’＋Ｎ’×Ｗ_C＋ΣＧＵ’_n'｝−Ｄ_SP （５）
ＧＧ’＞ＧＵ’_n' （６）
但し、式（５）中、「ΣＧＵ’_n'」は、ＧＵ’₁，ＧＵ’₂・・・ＧＵ’_(N'-1)の総和を意味する。

実施例３においては、上記各種の値は以下のとおりである。

Ｗ_C ＝０．３ｍｍ
ＧＧ’ ＝０．３ｍｍ
ＧＵ’_n＝０．１ｍｍ

あるいは又、実施例３の表示装置は、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルＣＰとアノードパネルＡＰとの間に複数のスペーサ２５が配置されている表示装置である。そして、カソードパネルＣＰは、Ｘ−Ｙ方向（Ｘ方向は、図１４に示す第２の方向であり、Ｙ方向は、図１４の紙面と垂直な方向である）に２次元マトリックス状に配列された複数の電子放出領域ＥＡを備えており、アノードパネルＡＰは、基板２０、並びに、この基板２０上に形成され、各電子放出領域ＥＡに対応して設けられた蛍光体領域２２及びアノード電極２４から構成されている。ここで、Ｘ方向は、例えば、表示装置の左右方向（水平方向）であり、Ｙ方向は、例えば、表示装置の上下方向（垂直方向）である。

ここで、複数の電子放出領域ＥＡは、Ｐ行（但し、Ｐ≧２であり、実施例３にあっては、Ｐ＝２）の電子放出領域行ＥＡ_C1から構成された複数の電子放出領域行群ＥＡ_GPの集合体から成り、スペーサ２５は、Ｑ個（但し、Ｑ≧２であり、上記Ｍの値と同じ値である）の電子放出領域行群ＥＡ_GP毎に、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間に配置されており、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間の隙間（ＧＧ）は、電子放出領域行群ＥＡ_GPを構成する電子放出領域行ＥＡ_Cと電子放出領域行ＥＡ_Cとの間の隙間（ＧＵ₁）よりも広く、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間には偏向電極３０が形成されている。言い換えれば、複数の電子放出領域ＥＡは、複数の電子放出領域行群ＥＡ_GPに区画されており、各電子放出領域行群ＥＡ_GPは、Ｐ行（但し、Ｐ≧２であり、実施例３にあっても、Ｐ＝２）の電子放出領域行から構成されており、スペーサ２５は、Ｑ個（但し、Ｑ≧２であり、上記Ｍ’の値と同じ値である）の電子放出領域行群ＥＡ_GP毎に、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間に配置されている。そして、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間の隙間（ＧＧ）は、電子放出領域行群ＥＡ_GPを構成する電子放出領域行ＥＡ_Cと電子放出領域行ＥＡ_Cとの間の隙間（ＧＵ₁）よりも広く、電子放出領域行群ＥＡ_GPと電子放出領域行群ＥＡ_GPとの間には偏向電極３０が形成されている。

尚、実施例３においては、１つのカソード電極群Ｃ_GPにおいて、第１番目又は第Ｎ’番目のカソード電極（実施例３においては、第１番目のカソード電極１１Ａ又は第２番目のカソード電極１１Ｂ）によって構成される電子放出領域ＥＡの中心を通る法線ＣＬ_Cは、この電子放出領域ＥＡに対応する蛍光体領域２２の中心（この中心を通る直線をＣＬ_Aで示す）よりもカソード電極群Ｃ_GPの中心側を通過する（図１４参照）。あるいは又、１つの電子放出領域行群ＥＡ_GPにおいて、第１行目又は第Ｐ行目の電子放出領域行ＥＡ_Cを構成する電子放出領域ＥＡの中心を通る法線（ＣＬ_G）は、この電子放出領域ＥＡに対応する蛍光体領域２２の中心（この中心を通る直線をＣＬ_Aで示す）よりも電子放出領域行群ＥＡ_GPの中心側を通過する。

実施例３の表示装置においても、カソード電極１１はカソード電極制御回路に接続され、ゲート電極１３はゲート電極制御回路に接続され、アノード電極２４はアノード電極制御回路に接続され、偏向電極３０は偏向電極制御回路に接続され、表面電極５１は表面電極制御回路に接続されている。尚、これらの各種の制御回路の図示は省略した。これらの制御回路は周知の回路から構成することができる。ここで、スペーサ２５は偏向電極３０Ａ上に配置されており、スペーサ２５を載置している偏向電極３０Ａに印加される電圧Ｖ_{DF_S}と、スペーサ２５を載置していない偏向電極３０Ｂに印加される電圧Ｖ_{DF_NS}とを異ならせている。具体的には、Ｖ_{DF_S}の値、Ｖ_{DF_NS}の値を実施例２と同様とした。また、アノード電極制御回路の出力電圧Ｖ_A、カソード電極に印加する電圧Ｖ_C及びゲート電極に印加する電圧Ｖ_Gに関しては、実施例１にて説明したとおりである。

また、実施例３の表示装置にあっては、偏向電極３０に印加される電圧Ｖ_DFは表面電極５１に印加される電圧Ｖ_Fよりも高い。具体的には、（Ｖ_{DF_NS}−Ｖ_F）の値を実施例２と同様とした。

実施例３におけるスピント型電界放出素子及び表示装置は、実施例２にて説明したと同様の方法で作製、製造することができるので、詳細な説明は省略する。

以上、本発明を実施例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。実施例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。

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開口部を設け、絶縁層にかかる複数の開口部に連通した複数の開口部を設け、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。

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。

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。

アノード電極は、実施例にて説明したように有効領域を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。

図１は、実施例１の冷陰極電界電子放出表示装置の概念図である。 図２は、実施例１の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におけるカソード電極、ゲート電極、偏向電極の配置状態を示す模式図である。 図３は、実施例１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。 図４の（Ａ）は、実施例１の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一部分の模式的な斜視図であり、図４の（Ｂ）は、電子放出領域の模式的な一部断面図である。 図５は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体領域の配置を模式的に示す配置図である。 図６は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体領域の配置を模式的に示す配置図である。 図７は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体領域の配置を模式的に示す配置図である。 図８は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するアノードパネルにおける隔壁、スペーサ及び蛍光体領域の配置を模式的に示す配置図である。 図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１における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１０の（Ａ）及び（Ｂ）は、図９の（Ｂ）に引き続き、実施例１における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１１は、実施例２の冷陰極電界電子放出表示装置の概念図である。 図１２は、実施例２の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におけるカソード電極、ゲート電極、偏向電極、表面電極の配置状態を示す模式図である。 図１３は、実施例２の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における電子放出領域の模式的な一部断面図である。 図１４は、実施例３の冷陰極電界電子放出表示装置の概念図である。 図１５は、実施例３の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におけるカソード電極、ゲート電極、偏向電極、表面電極の配置状態を示す模式図である。 図１６は、実施例３の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における電子放出領域の模式的な一部断面図である。 図１７は、従来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、ＥＡ・・・電子放出領域、ＥＡ_GP・・・電子放出領域行群、Ｃ_GP・・・カソード電極群、Ｇ_GP・・・ゲート電極群、１０・・・支持体、１１・・・カソード電極、１２・・・絶縁層、１３，１３Ａ，１３Ｂ・・・ゲート電極、１４，１４Ａ，１４Ｂ・・・開口部、１５・・・電子放出部、１６・・・剥離層、１７・・・導電材料層、２０・・・基板、２１・・・隔壁、２２，２２ａ，２２ｂ，２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ・・・蛍光体領域、２３・・・光吸収層（ブラックマトリックス）、２４・・・アノード電極、２５・・・スペーサ、２６・・・スペーサ保持部、３０，３０Ａ，３０Ｂ・・・偏向電極、４０・・・カソード電極制御回路、４１・・・ゲート電極制御回路、４２・・・アノード電極制御回路、５０・・・層間絶縁層、５１・・・表面電極

Claims (19)

1. カソードパネルとアノードパネルとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルとアノードパネルとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルとアノードパネルとの間に複数のスペーサが配置されている冷陰極電界電子放出表示装置であって、
   カソードパネルは、
   （Ａ）支持体、
   （Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数のストライプ状のカソード電極、
   （Ｃ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
   （Ｄ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数のストライプ状のゲート電極、及び、
   （Ｅ）カソード電極とゲート電極との重複領域に位置する電子放出領域、
   から構成されており、
   アノードパネルは、基板、並びに、該基板上に形成された、各電子放出領域に対応して設けられた蛍光体領域及びアノード電極から構成されており、
   電子放出領域は、ゲート電極及び絶縁層に設けられた開口部の底部に位置する電子放出部から構成され、
   前記複数のゲート電極は、Ｎ本（但し、Ｎ≧２）のゲート電極から構成されたゲート電極群の集合体から成り、
   前記スペーサは、第２の方向と平行に、Ｍ個（但し、Ｍ≧２）のゲート電極群毎に配置されており、
   ゲート電極群とゲート電極群との間の隙間は、ゲート電極群を構成するゲート電極とゲート電極との間の隙間よりも広く、
   ゲート電極群とゲート電極群との間に位置する絶縁層の部分の上には、第２の方向と平行に延びる偏向電極が形成されていることを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。
2. Ｎの値は、２、３又は４であることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
3. 偏向電極に印加される電圧は、ゲート電極に印加される電圧よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
4. スペーサは偏向電極上に配置されており、
   スペーサを載置している偏向電極に印加される電圧と、スペーサを載置していない偏向電極に印加される電圧とを異ならせることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
5. １つのゲート電極群において、第１番目又は第Ｎ番目のゲート電極によって構成される電子放出領域の中心を通る法線は、該電子放出領域に対応する蛍光体領域の中心よりも該ゲート電極群の中心側を通過することを特徴とする請求項１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
6. カソードパネルとアノードパネルとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルとアノードパネルとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルとアノードパネルとの間に複数のスペーサが配置されている冷陰極電界電子放出表示装置であって、
   カソードパネルは、
   （Ａ）支持体、
   （Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数のストライプ状のカソード電極、
   （Ｃ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
   （Ｄ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数のストライプ状のゲート電極、
   （Ｅ）絶縁層及びゲート電極上に形成された層間絶縁層、
   （Ｆ）層間絶縁層上に形成された表面電極、及び、
   （Ｇ）カソード電極とゲート電極との重複領域に位置する電子放出領域、
   から構成されており、
   アノードパネルは、基板、並びに、該基板上に形成された、各電子放出領域に対応して設けられた蛍光体領域及びアノード電極から構成されており、
   電子放出領域は、表面電極、層間絶縁層、ゲート電極及び絶縁層に設けられた開口部の底部に位置する電子放出部から構成され、
   前記複数のゲート電極は、Ｎ本（但し、Ｎ≧２）のゲート電極から構成されたゲート電極群の集合体から成り、
   前記スペーサは、第２の方向と平行に、Ｍ個（但し、Ｍ≧２）のゲート電極群毎に配置されており、
   ゲート電極群とゲート電極群との間の隙間は、ゲート電極群を構成するゲート電極とゲート電極との間の隙間よりも広く、
   ゲート電極群とゲート電極群との間の隙間の上方に位置し、且つ、表面電極と表面電極との間に位置する層間絶縁層の部分の上には、第２の方向と平行に延びる偏向電極が形成されていることを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。
7. Ｎの値は、２、３又は４であることを特徴とする請求項６に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
8. 偏向電極に印加される電圧は、表面電極に印加される電圧よりも高いことを特徴とする請求項６に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
9. スペーサは偏向電極上に配置されており、
   スペーサを載置している偏向電極に印加される電圧と、スペーサを載置していない偏向電極に印加される電圧とを異ならせることを特徴とする請求項６に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
10. １つのゲート電極群において、第１番目又は第Ｎ番目のゲート電極によって構成される電子放出領域の中心を通る法線は、該電子放出領域に対応する蛍光体領域の中心よりも該ゲート電極群の中心側を通過することを特徴とする請求項６に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
11. カソードパネルとアノードパネルとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルとアノードパネルとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルとアノードパネルとの間に複数のスペーサが配置されている冷陰極電界電子放出表示装置であって、
    カソードパネルは、
    （Ａ）支持体、
    （Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数のストライプ状のカソード電極、
    （Ｃ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
    （Ｄ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数のストライプ状のゲート電極、
    （Ｅ）絶縁層及びゲート電極上に形成された層間絶縁層、
    （Ｆ）層間絶縁層上に形成された表面電極、及び、
    （Ｇ）カソード電極とゲート電極との重複領域に位置する電子放出領域、
    から構成されており、
    アノードパネルは、基板、並びに、該基板上に形成された、各電子放出領域に対応して設けられた蛍光体領域及びアノード電極から構成されており、
    電子放出領域は、表面電極、層間絶縁層、ゲート電極及び絶縁層に設けられた開口部の底部に位置する電子放出部から構成され、
    前記複数のカソード電極は、Ｎ’本（但し、Ｎ’≧２）のカソード電極から構成されたカソード電極群の集合体から成り、
    前記スペーサは、第１の方向と平行に、Ｍ’個（但し、Ｍ’≧２）のカソード電極群毎に配置されており、
    カソード電極群とカソード電極群との間の隙間は、カソード電極群を構成するカソード電極とカソード電極との間の隙間よりも広く、
    カソード電極群とカソード電極群との間の隙間の上方に位置し、且つ、表面電極と表面電極との間に位置する層間絶縁層の部分の上には、第１の方向と平行に延びる偏向電極が形成されていることを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。
12. Ｎ’の値は、２、３又は４であることを特徴とする請求項１１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
13. 偏向電極に印加される電圧は、表面電極に印加される電圧よりも高いことを特徴とする請求項１１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
14. スペーサは偏向電極上に配置されており、
    スペーサを載置している偏向電極に印加される電圧と、スペーサを載置していない偏向電極に印加される電圧とを異ならせることを特徴とする請求項１１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
15. １つのカソード電極群において、第１番目又は第Ｎ’番目のカソード電極によって構成される電子放出領域の中心を通る法線は、該電子放出領域に対応する蛍光体領域の中心よりも該カソード電極群の中心側を通過することを特徴とする請求項１１に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
16. カソードパネルとアノードパネルとがそれらの周縁部で接合されて成り、カソードパネルとアノードパネルとによって挟まれた空間は真空状態とされ、カソードパネルとアノードパネルとの間に複数のスペーサが配置されている冷陰極電界電子放出表示装置であって、
    カソードパネルは、２次元マトリックス状に配列された複数の電子放出領域を備えており、
    アノードパネルは、基板、並びに、該基板上に形成された、各電子放出領域に対応して設けられた蛍光体領域及びアノード電極から構成されており、
    前記複数の電子放出領域は、Ｐ行（但し、Ｐ≧２）の電子放出領域行から構成された複数の電子放出領域行群の集合体から成り、
    前記スペーサは、Ｑ個（但し、Ｑ≧２）の電子放出領域行群毎に、電子放出領域行群と電子放出領域行群との間に配置されており、
    電子放出領域行群と電子放出領域行群との間の隙間は、電子放出領域行群を構成する電子放出領域行と電子放出領域行との間の隙間よりも広く、
    電子放出領域行群と電子放出領域行群との間には偏向電極が形成されていることを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。
17. Ｐの値は、２、３又は４であることを特徴とする請求項１６に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
18. スペーサは偏向電極上に配置されており、
    スペーサを載置している偏向電極に印加される電圧と、スペーサを載置していない偏向電極に印加される電圧とを異ならせることを特徴とする請求項１６に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
19. １つの電子放出領域行群において、第１行目又は第Ｐ行目の電子放出領域行を構成する電子放出領域の中心を通る法線は、該電子放出領域に対応する蛍光体領域の中心よりも電子放出領域行群の中心側を通過することを特徴とする請求項１６に記載の冷陰極電界電子放出表示装置。
    

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