JP2005294134A - 冷陰極電界電子放出表示装置用のカソードパネルの検査方法、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゲート電極と電子放出部やカソード電極との間に生じた放電に起因して発生するであろうゲート電極と電子放出部やカソード電極との間の短絡発生箇所を実際の動作以前に予め予期することを可能とする冷陰極電界電子放出表示装置用のカソードパネルの検査方法を提供する。
【解決手段】カソードパネルの検査方法は、カソード電極１１、絶縁層１２、ゲート電極１３、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複数の開口部１４、並びに、開口部のそれぞれの底部に露出した電子放出部から成る電子放出領域ＥＡが２次元マトリクス状に配列されたカソードパネルＣＰを真空雰囲気中に配置した後、カソード電極１１及びゲート電極１３に電圧を印加することで、電子放出領域ＥＡにおける易放電箇所に放電を生じさせる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、冷陰極電界電子放出表示装置用のカソードパネルの検査方法、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置に関する。

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、高解像度、高輝度のカラー表示、及び、低消費電力の観点から注目を集めている。

冷陰極電界電子放出表示装置（以下、表示装置と略称する場合がある）は、一般に、２次元マトリクス状に配列された各画素に対応した電子放出領域を有する冷陰極電界電子放出表示装置用のカソードパネル（以下、カソードパネルと略称する場合がある）と、電子放出領域から放出された電子との衝突により励起されて発光する蛍光体領域を有するアノードパネルとが、真空層を介して対向配置された構成を有する。カソードパネルにおいて、２次元マトリクス状に配列され、それぞれが１画素を構成する電子放出領域ＥＡには、通常、複数の冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と略称する場合がある）が設けられている。尚、電界放出素子として、スピント型、エッジ型、扁平型、平面型等を挙げることができる。

一例として、スピント型電界放出素子を適用した従来の表示装置の概念的な一部端面図を図１５に示し、カソードパネルＣＰの一部分の模式的な斜視図を図１６に示す。かかる表示装置を構成するスピント型電界放出素子は、支持体１０に形成されたカソード電極１１と、絶縁層１２と、絶縁層１２上に形成されたゲート電極１３と、開口部１４（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。カソード電極１１は、第１の方向に延びるストライプ状であり、ゲート電極１３は、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である（図１６参照）。ストライプ状のカソード電極１１とストライプ状のゲート電極１３とが重複する重複領域が電子放出領域ＥＡに相当する。

一方、アノードパネルＡＰは、基板２０上に所定のパターンを有する蛍光体領域２２（具体的には、赤色を発光する蛍光体領域、緑色を発光する蛍光体領域、及び、青色を発光する蛍光体領域）が形成され、蛍光体領域２２がアノード電極２４で覆われた構造を有する。尚、これらの蛍光体領域２２の間は、カーボン等の光吸収性材料から成る光吸収層（ブラックマトリックス）２３で埋め込まれており、表示画像の色濁り、光学的クロストークの発生を防止している。尚、図１５中、参照番号２１は隔壁を表し、参照番号２５はスペーサを表し、参照番号２６はスペーサ保持部を表す。

カソード電極１１とゲート電極１３との間に電圧を印加すると、その結果生じた電界によって電子放出部１５の先端部から量子トンネル効果に基づき電子が放出される。そして、電子は、アノードパネルＡＰに設けられたアノード電極２４に引き付けられ、アノード電極２４と基板２０との間に形成された蛍光体領域２２に衝突する。その結果、蛍光体領域２２が励起されて発光し、所望の画像を得ることができる。電界放出素子の動作は、基本的に、ゲート電極１３とカソード電極１１に印加される電圧によって制御される。表示装置の実動作時（即ち、表示装置が実際に画像を表示している時）、カソード電極１１とゲート電極１３との間に印加される電圧の差の最大値をΔＶ_ACTとしたとき、ΔＶ_ACTの値は数十ボルト（例えば、約３２〜３３ボルト）である。

表示装置の動作中に、ゲート電極１３と電子放出部１５との間、あるいは又、ゲート電極１３とカソード電極１１との間に放電が生じる虞がある。このような放電が生じた場合、電子放出部１５に損傷が発生するばかりでなく、ゲート電極１３にも損傷が発生する。そして、係るゲート電極１３の損傷に起因して、ゲート電極１３と電子放出部１５との間、あるいは、ゲート電極１３とカソード電極１１との間が、屡々、短絡する。カソードパネルＣＰにおいては、通常、複数の電子放出領域が１次元的（ストライプ状）に配列された電子放出領域列が複数並置されているので、このような短絡が発生すると、かかる短絡箇所を含むストライプ状の電子放出領域列の一列全体の完全なる表示が出来なくなる場合もある。

電子放出部とゲート電極との間が短絡状態にあるときのカソードパネルの検査方法が、例えば、特開２００１−２３５０５から周知である。このカソードパネルの検査方法においては、支持体上に電子放出部及びゲート電極から成る冷陰極電界電子放出素子が複数形成されたカソードパネルの電子放出部とゲート電極との間に電圧を印加し、電子放出部とゲート電極との間が短絡状態にあるとき、発生した熱に基づき短絡箇所を蒸発あるいは気化させ、以て、電子放出部とゲート電極との間を不導電状態とする。

また、たとえ電子放出部に欠陥が発生したとしても、動作上、かかる電子放出部を排除することができ、あるいは又、電子放出部の欠陥部分を動作させなくすることができ、冷陰極電界電子放出表示装置の製造歩留の低下を招くことのない、冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネルが、例えば、特開２００１−３５４２３や特開２００３−１５１４５６から周知である。

特開２００１−２３５０５ 特開２００１−３５４２３ 特開２００３−１５１４５６ 特表２００１−５１２２３９

先に説明したように、表示装置の製造時には発見され難く、表示装置の実動作中に、ゲート電極１３と電子放出部１５との間、あるいは又、ゲート電極１３とカソード電極１１との間に発生した放電に起因した、ゲート電極１３と電子放出部１５との間の短絡、あるいは、ゲート電極１３とカソード電極１１との間の短絡が、屡々、発生する場合がある。ところが、これらの特許公開公報に開示された技術は、既に存在する短絡箇所の検出や、既に存在する短絡箇所の一種の補修に関するものである。そして、将来における短絡の発生を予め予期し、即ち、放電が生じる確率の高い箇所を予想し、係る放電に起因した短絡に事前に対処する技術、言い換えれば、潜在的な欠陥部分や欠陥箇所を予め発見し、係る潜在的な欠陥部分や欠陥箇所を予め補修しておく技術について、これらの特許公開公報には何ら言及がなされていない。

従って、本発明の目的は、ゲート電極と電子放出部との間、あるいは又、ゲート電極とカソード電極との間に生じた放電に起因して発生するであろうゲート電極と電子放出部との間、あるいは、ゲート電極とカソード電極との間の短絡発生箇所を、冷陰極電界電子放出表示装置の実際の動作以前に予め予期し、事前に、係る放電に起因した短絡に対処することを可能とする冷陰極電界電子放出表示装置用のカソードパネルの検査方法、及び、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法、並びに、係る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法に基づき得られた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冷陰極電界電子放出表示装置用のカソードパネルの検査方法（以下、本発明のカソードパネルの検査方法と略称する場合がある）は、
（Ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極を覆う絶縁層、
（Ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（Ｄ）カソード電極とゲート電極との重複領域に位置するゲート電極の部分及び絶縁層の部分に設けられた複数の開口部、並びに、
（Ｅ）複数の開口部のそれぞれの底部に露出した電子放出部、
から成る電子放出領域が２次元マトリクス状に配列されたカソードパネルを真空雰囲気中に配置した後、カソード電極及びゲート電極に電圧を印加することで、電子放出領域における易放電箇所に放電を生じさせ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冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法は、
（Ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極を覆う絶縁層、
（Ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（Ｄ）カソード電極とゲート電極との重複領域に位置するゲート電極の部分及び絶縁層の部分に設けられた複数の開口部、並びに、
（Ｅ）複数の開口部のそれぞれの底部に露出した電子放出部、
から成る電子放出領域が２次元マトリクス状に配列されたカソードパネルであって、真空雰囲気中に配置した後、カソード電極及びゲート電極に電圧を印加することで、電子放出領域における易放電箇所に放電を生じさせて放電箇所を検出し、ゲート電極における検出された放電箇所の部分を他のゲート電極の部分から分離することによって得られたカソードパネルと、基板上に形成された蛍光体領域及びアノード電極から成るアノードパネルとを、それらの周縁部で接合す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冷陰極電界電子放出表示装置は、
（Ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（Ｂ）支持体及びカソード電極を覆う絶縁層、
（Ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（Ｄ）カソード電極とゲート電極との重複領域に位置するゲート電極の部分及び絶縁層の部分に設けられた複数の開口部、並びに、
（Ｅ）複数の開口部のそれぞれの底部に露出した電子放出部、
から成る電子放出領域が２次元マトリクス状に配列されたカソードパネルであって、真空雰囲気中に配置した後、カソード電極及びゲート電極に電圧を印加することで、電子放出領域における易放電箇所に放電を生じさせて放電箇所を検出し、ゲート電極における検出された放電箇所の部分を他のゲート電極の部分から分離することによって得られたカソードパネルと、基板上に形成された蛍光体領域及びアノード電極から成るアノードパネルとが、それらの周縁部で接合されて成ることを特徴とする。

本発明のカソードパネルの検査方法、本発明の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法、本発明の冷陰極電界電子放出表示装置（以下、これらを総称して、単に本発明と呼ぶ場合がある）にあっては、カソード電極とゲート電極との間に印加する電圧の差をΔＶ_TEST、冷陰極電界電子放出表示装置の実動作時にカソード電極とゲート電極との間に印加される電圧の差の最大値をΔＶ_ACTとしたとき、
ΔＶ_TEST＞ΔＶ_ACT
好ましくは、
ΔＶ_TEST≧１．０５ΔＶ_ACT
を満足することが、電子放出領域における易放電箇所に確実に放電を生じさせるといった観点から、望ましい。

また、本発明にあっては、カソード電極及びゲート電極に印加する電圧を、正弦波や、パルス状の直流電圧とすることが好ましく、後者の場合、パルス占有率（デューティ・ファクター）を１０％乃至９０％とすることが、電子放出領域における易放電箇所に短い印加時間で放電を生じさせるといった観点から好ましい。尚、カソード電極及びゲート電極に電圧を印加する時間（電圧印加時間）は、限定するものではないが、１時間乃至２時間とすることが好ましい。

本発明のカソードパネルの検査方法においては、電子放出領域における易放電箇所に放電を生じさせた後、放電箇所を検出することが好ましく、更には、ゲート電極における検出された放電箇所の部分を、他のゲート電極の部分から分離することが好ましい。

通常、電子放出領域における易放電箇所での放電は、ゲート電極と電子放出部との間、あるいは、ゲート電極とカソード電極との間で生じる。そして、このような放電が生じた場合、ゲート電極の損傷に起因して、ゲート電極と電子放出部との間、あるいは、ゲート電極とカソード電極との間に、屡々、短絡が発生する。

本発明における放電箇所の検出方法として、特表２００１−５１２２３９に開示された方法や、画像検査装置を用いる方法、電子放出部の電気抵抗値や異常発熱を測定して短絡の有無を検査する配線短絡試験を例示することができ、これらの検出方法は大気中（室内等）にて行うことができる。あるいは又、本発明における放電箇所の検出方法を、カソードパネルから実際に電子を放出させる画像表示試験とすることもできる。

本発明において、ゲート電極における検出された放電箇所の部分を他のゲート電極の部分から分離する方法として、外部からの物理的あるいは化学的な作用に基づきゲート電極の部分を除去する方法を挙げることができ、より具体的な方法として、ゲート電極の部分を、レーザを用いて溶断する方法や、リソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき切断する方法を挙げることができる。

本発明においては、例えば、ストライプ状のゲート電極の形成時、第２の方向と平行に延びる１又は複数の溝部（切欠部）を重複領域におけるゲート電極の部分に併せて形成しておき、溝部の端部に位置するゲート電極の領域を溶断、切断することで、ゲート電極における検出された放電箇所の部分を他のゲート電極の部分から分離することができる。あるいは又、レーザビームを走査することによって、ゲート電極における検出された放電箇所の部分を他のゲート電極の部分から分離してもよいし、場合によっては、ゲート電極における検出された放電箇所の部分を消滅させてもよい。

本発明においては、検査用対向電極を有する検査用基板と電子放出領域とが対向するように、カソードパネルを真空雰囲気中に配置することが好ましい。尚、検査用基板には、蛍光体領域が形成されていてもよく、これによって画像表示試験を行うことができる。検査用対向電極に印加する電圧は、カソードパネルの検査時、カソード電極及びゲート電極に電圧Ｖ’_C，Ｖ’_Gを印加することによって生じた電界によって電子放出部の先端部から量子トンネル効果に基づき放出された電子が検査用対向電極に引き付けられ、電子の衝突によってカソードパネルの不所望の部位が帯電することを確実に防止することができる電圧であればよく、例えば、１キロボルト程度、あるいは、それ以下とすることができる。検査用対向電極に印加する電圧が高すぎると、検査用対向電極とゲート電極や電子放出部との間で放電が生じる虞がある。

具体的には、冷陰極電界電子放出表示装置用のカソードパネルを真空雰囲気中に配置するためには、カソードパネル検査装置を使用することが好ましい。このカソードパネル検査装置は、例えば、
上部が開口したハウジング、
ハウジング内に配置され、カソードパネルを載置するための検査台、
ハウジング内を真空にするための真空手段、
カソード電極及びゲート電極の端部に接触し得る構造の検査電圧印加部、
ハウジングの開口した上部に取り付けられ、検査用対向電極を有する検査用基板、並びに、
検査用対向電極、カソード電極及びゲート電極に電圧を印加するための電圧制御手段、
から構成することができる。

本発明において、カソード電極とゲート電極との重複領域に位置する１つの電子放出領域は、複数の冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と略称する）から構成されている。ここで、１つの電界放出素子は、
（ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
（ｂ）支持体及びカソード電極を覆う絶縁層、
（ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
（ｄ）カソード電極とゲート電極との重複領域に位置するゲート電極の部分及び絶縁層の部分に設けられた開口部、並びに、
（ｅ）開口部の底部に露出した電子放出部、
から構成されている。

電界放出素子の型式は、特に限定されず、スピント型電界放出素子、エッジ型電界放出素子、平面型電界放出素子、扁平型電界放出素子、クラウン型電界放出素子のいずれであってもよい。尚、カソード電極及びゲート電極はストライプ形状を有し、カソード電極の射影像とゲート電極の射影像とは直交することが、即ち、第１の方向と第２の方向とは直交することが、冷陰極電界電子放出表示装置の構造の簡素化といった観点から好ましい。

更には、電界放出素子には収束電極が備えられていてもよい。即ち、ゲート電極及び絶縁層上には更に層間絶縁層が設けられ、層間絶縁層上に収束電極が設けられている電界放出素子、あるいは又、ゲート電極の上方に収束電極が設けられている電界放出素子とすることもできる。ここで、収束電極とは、開口部から放出され、アノード電極へ向かう放出電子の軌道を収束させ、以て、輝度の向上や隣接画素間の光学的クロストークの防止を可能とするための電極である。アノード電極とカソード電極との間の電位差が数キロボルトのオーダーであって、アノード電極とカソード電極との間の距離が比較的長い、所謂高電圧タイプの冷陰極電界電子放出表示装置において、収束電極は特に有効である。収束電極には、収束電極制御回路から相対的な負電圧が印加される。収束電極は、必ずしも各電界放出素子毎に設けられている必要はなく、例えば、電界放出素子の所定の配列方向に沿って延在させることにより、複数の電界放出素子に共通の収束効果を及ぼすこともできる。

カソード電極、ゲート電極、収束電極の構成材料として、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属；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（酸化インジウム−錫）、酸化インジウム、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物を例示することができる。また、これらの電極の形成方法として、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法といった蒸着法、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これらの電極を形成することが可能である。

電界放出素子を構成する絶縁層や層間絶縁層の構成材料として、ＳｉＯ₂、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、ＳｉＯＮ、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低融点ガラス、ガラスペーストといったＳｉＯ₂系材料；ＳｉＮ系材料；ポリイミド等の絶縁性樹脂を、単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。絶縁層や層間絶縁層の形成には、ＣＶＤ法、塗布法、スパッタリング法、スクリーン印刷法等の公知のプロセスが利用できる。

カソード電極と電子放出部との間に高抵抗膜を設けてもよい。高抵抗膜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。高抵抗膜を構成する材料として、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）やＳｉＣＮといったカーボン系材料；ＳｉＮ系材料；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。高抵抗膜の形成方法として、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。１つの電子放出部あたりの電気抵抗値は、概ね１×１０⁶〜１×１０¹¹Ω、好ましくは数十ギガΩとすればよい。

ゲート電極や絶縁層に設けられた開口部の平面形状（支持体表面と平行な仮想平面で開口部を切断したときの形状）は、円形、楕円形、矩形、多角形、丸みを帯びた矩形、丸みを帯びた多角形等、任意の形状とすることができる。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、ゲート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。

支持体や基板として、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。ガラス基板として、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。

本発明において、アノード電極は、全体として１つのアノード電極から構成されていてもよいし、複数のアノード電極ユニットから構成されていてもよい。後者の場合、アノード電極ユニットとアノード電極ユニットとは抵抗体層によって電気的に接続されている必要がある。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系材料；酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂）、酸化タンタル、窒化タンタル、酸化クロム、酸化チタン等の高融点金属酸化物；アモルファスシリコン等の半導体材料を挙げることができる。抵抗体層のシート抵抗値として、１×１０^-1Ω／□乃至１×１０¹⁰Ω／□、好ましくは１×１０³Ω／□乃至１×１０⁸Ω／□を例示することができる。アノード電極ユニットの数（Ｎ）は２以上であればよく、例えば、直線状に配列された蛍光体領域の列の総数をｎ列としたとき、Ｎ＝ｎとし、あるいは、ｎ＝α・Ｎ（αは２以上の整数であり、好ましくは１０≦α≦１００、一層好ましくは２０≦α≦５０）としてもよいし、一定の間隔をもって配設されるスペーサ（後述する）の数に１を加えた数とすることができるし、ピクセルの数あるいはサブピクセルの数と一致した数、あるいは、ピクセルの数あるいはサブピクセルの数の整数分の一とすることもできる。また、各アノード電極ユニットの大きさは、アノード電極ユニットの位置に拘わらず同じとしてもよいし、アノード電極ユニットの位置に依存して異ならせてもよい。

冷陰極電界電子放出表示装置がカラー表示の場合、直線状に配列された蛍光体領域の１列は、全てが赤色発光蛍光体領域で占められた列、緑色発光蛍光体領域で占められた列、及び、青色発光蛍光体領域で占められた列から構成されていてもよいし、赤色発光蛍光体領域、緑色発光蛍光体領域、及び、青色発光蛍光体領域が順に配置された列から構成されていてもよい。ここで、蛍光体領域とは、アノードパネル上において１つの輝点を生成する蛍光体領域であると定義する。また、１画素（１ピクセル）は、１つの赤色発光蛍光体領域、１つの緑色発光蛍光体領域、及び、１つの青色発光蛍光体領域の集合から構成され、１サブピクセルは、１つの蛍光体領域（１つの赤色発光蛍光体領域、あるいは、１つの緑色発光蛍光体領域、あるいは、１つの青色発光蛍光体領域）から構成される。更には、アノード電極ユニットにおける１サブピクセルに相当する大きさとは、１つの蛍光体領域を囲むアノード電極ユニットの大きさを意味する。

アノード電極（アノード電極ユニットを包含する）は、導電材料層を用いて形成すればよい。導電材料層の形成方法として、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法といった蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法といった各種のＰＶＤ法；各種のＣＶＤ法；スクリーン印刷法；リフトオフ法；ゾル−ゲル法等を挙げることができる。即ち、導電材料から成る導電材料層を形成し、リソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、この導電材料層をパターニングしてアノード電極を形成することができる。あるいは又、アノード電極のパターンを有するマスクやスクリーンを介して導電材料をＰＶＤ法やスクリーン印刷法に基づき形成することによって、アノード電極を得ることもできる。尚、抵抗体層も同様の方法で形成することができる。即ち、抵抗体材料から抵抗体層を形成し、リソグラフィ技術及びエッチング技術に基づきこの抵抗体層をパターニングしてもよいし、あるいは、抵抗体層のパターンを有するマスクやスクリーンを介して抵抗体材料のＰＶＤ法やスクリーン印刷法に基づく形成により、抵抗体層を得ることができる。基板上（あるいは基板上方）におけるアノード電極の平均厚さ（後述するように隔壁を設ける場合、隔壁の頂面上におけるアノード電極の平均厚さ）として、３×１０^-8ｍ（３０ｎｍ）乃至１．５×１０^-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、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、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属；これらの金属元素を含む合金あるいは化合物（例えばＴｉＮ等の窒化物や、ＷＳｉ₂、ＭｏＳｉ₂、ＴｉＳｉ₂、ＴａＳｉ₂等のシリサイド）；シリコン（Ｓｉ）等の半導体；ダイヤモンド等の炭素薄膜；ＩＴＯ（酸化インジウム−錫）、酸化インジウム、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物を例示することができる。尚、抵抗体層を形成する場合、抵抗体層の抵抗値を変化させない導電材料からアノード電極を構成することが好ましく、例えば、抵抗体層をシリコンカーバイド（ＳｉＣ）から構成した場合、アノード電極をモリブデン（Ｍｏ）から構成することが好ましい。

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。

アノードパネルには、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ための隔壁が、複数、設けられている構成とすることもできる。

隔壁の平面形状として、格子形状（井桁形状）、即ち、１サブピクセルに相当する、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。

隔壁の形成方法として、スクリーン印刷法、ドライフィルム法、感光法、サンドブラスト形成法を例示することができる。ここで、スクリーン印刷法とは、隔壁を形成すべき部分に対応するスクリーンの部分に開口が形成されており、スクリーン上の隔壁形成用材料をスキージを用いて開口を通過させ、基板上に隔壁形成用材料層を形成した後、かかる隔壁形成用材料層を焼成する方法である。ドライフィルム法とは、基板上に感光性フィルムをラミネートし、露光及び現像によって隔壁形成予定部位の感光性フィルムを除去し、除去によって生じた開口に隔壁形成用の材料を埋め込み、焼成する方法である。感光性フィルムは焼成によって燃焼、除去され、開口に埋め込まれた隔壁形成用の材料が残り、隔壁となる。感光法とは、基板上に感光性を有する隔壁形成用材料層を形成し、露光及び現像によってこの隔壁形成用材料層をパターニングした後、焼成を行う方法である。サンドブラスト形成法とは、例えば、スクリーン印刷やロールコーター、ドクターブレード、ノズル吐出式コーター等を用いて隔壁形成用材料層を基板上に形成し、乾燥させた後、隔壁を形成すべき隔壁形成用材料層の部分をマスク層で被覆し、次いで、露出した隔壁形成用材料層の部分をサンドブラスト法によって除去する方法である。

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。また、蛍光体領域の配列様式は、ドット状であっても、ストライプ状であってもよい。尚、ドット状やストライプ状の配列様式においては、隣り合う蛍光体領域の間の隙間がコントラスト向上を目的とした光吸収層（ブラックマトリックス）で埋め込まれていてもよい。

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。基板上における蛍光体領域の平均厚さは、限定するものではないが、３μｍ乃至２０μｍ、好ましくは５μｍ乃至１０μｍであることが望ましい。

発光性結晶粒子を構成する蛍光体材料としては、従来公知の蛍光体材料の中から適宜選択して用いることができる。カラー表示の場合、色純度がＮＴＳＣで規定される３原色に近く、３原色を混合した際の白バランスがとれ、残光時間が短く、３原色の残光時間がほぼ等しくなる蛍光体材料を組み合わせることが好ましい。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）、（Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｅｕ）、（Ｚｎ₃（ＰＯ₄）₂：Ｍｎ）を例示することができるが、中でも、（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ）、（Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ）を用いることが好ましい。また、緑色発光蛍光体領域を構成する蛍光体材料として、（ＺｎＳｉＯ₂：Ｍｎ）、（Ｓｒ₄Ｓｉ₃Ｏ₈Ｃｌ₄：Ｅｕ）、（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）、（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ）、［（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ］、（Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｔｂ）、（Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｔｂ）、［Ｙ₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｔｂ］、（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が、中でも、（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）、（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ）、［（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ］、（Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｔｂ）、［Ｙ₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｔｂ］、（Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｔｂ）を用いることが好ましい。更には、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が、中でも、（ＺｎＳ：Ａｇ）、（ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ）を用いることが好ましい。

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。

冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、カソード電極及びゲート電極に印加された電圧によって生じた強電界が電子放出部に加わる結果、量子トンネル効果により電子放出部から電子が放出される。そして、この電子は、アノードパネルに設けられたアノード電極によってアノードパネルへと引き付けられ、蛍光体領域に衝突する。そして、蛍光体領域への電子の衝突の結果、蛍光体領域が発光し、画像として認識することができる。

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虞がある。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、高抵抗層を形成し、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。

カソードパネルとアノードパネルとを周縁部において接合するが、接合は接着層を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。

冷陰極電界電子放出表示装置において、カソード電極はカソード電極制御回路に接続され、ゲート電極はゲート電極制御回路に接続され、アノード電極はアノード電極制御回路に接続されている。尚、これらの制御回路は周知の回路から構成することができる。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。あるいは又、アノードパネルとカソードパネルとの間の距離をｄ（但し、０．５ｍｍ≦ｄ≦１０ｍｍ）としたとき、Ｖ_A／ｄ（単位：キロボルト／ｍｍ）の値は、０．５以上２０以下、好ましくは１以上１０以下、一層好ましくは５以上１０以下を満足することが望ましい。

冷陰極電界電子放出表示装置の実動作時、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、階調制御方式として電圧変調方式を採用した場合、
（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用のカソードパネルの検査方法にあっては、カソード電極及びゲート電極に電圧を印加することで電子放出領域における易放電箇所に放電を生じさせる。即ち、冷陰極電界電子放出表示装置として組み立てる前に、耐圧の弱い箇所のスクリーニングを行うことができる。従って、係るカソードパネルとアノードパネルとを組み立てることによって冷陰極電界電子放出表示装置を製造した後、冷陰極電界電子放出表示装置を実際の表示動作に供したとき、ゲート電極と電子放出部との間、あるいは、ゲート電極とカソード電極との間での放電が発生し難くなる結果、高い信頼性を有する冷陰極電界電子放出表示装置を提供することが可能となる。

本発明の冷陰極電界電子放出表示装置あるいはその製造方法にあっては、カソード電極及びゲート電極に電圧を印加することで、電子放出領域における易放電箇所に放電を生じさせて放電箇所を検出し、ゲート電極における検出された放電箇所の部分を他のゲート電極の部分から分離することによってカソードパネルを得る。即ち、冷陰極電界電子放出表示装置として組み立てる前に、耐圧の弱い箇所のスクリーニングを行うことができる。従って、係るカソードパネルとアノードパネルとを組み立てることによって冷陰極電界電子放出表示装置を製造した後、冷陰極電界電子放出表示装置を実際の表示動作に供したとき、ゲート電極と電子放出部との間、あるいは、ゲート電極とカソード電極との間での放電が発生し難くなる結果、高い信頼性を有する冷陰極電界電子放出表示装置を提供することが可能となる。しかも、ゲート電極における検出された放電箇所の部分を他のゲート電極の部分から分離するので、放電箇所は冷陰極電界電子放出表示装置の表示動作に何ら影響を及ぼすことがなくなり、冷陰極電界電子放出表示装置の信頼性を著しく向上させることができるし、冷陰極電界電子放出表示装置の製造歩留の向上を図ることができる。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。

実施例１は、本発明の冷陰極電界電子放出表示装置用のカソードパネル（以下、カソードパネルと略称する）の検査方法、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法（以下、単に、表示装置の製造方法と呼ぶ）、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置（以下、単に、表示装置と呼ぶ）に関する。

実施例１の表示装置の模式的な一部端面図を図１に示し、カソードパネルの一部分の模式的な斜視図を図２の（Ａ）及び（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３〜図８に例示する。尚、図１に示すアノードパネル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４あるいは図６に示す構成としている。また、図３〜図８においてはアノード電極の図示を省略している。

ここで、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ている。そして、カソードパネルＣＰは、支持体１０、及び、この支持体１０上に２次元マトリクス状に配置、配列された電子放出領域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。

具体的には、実施例１の表示装置におけるカソードパネルＣＰにおいては、
（Ａ）支持体１０上に形成され、第１の方向（図１の紙面と平行な方向）に延びるカソード電極１１、
（Ｂ）支持体１０及びカソード電極１１を覆う絶縁層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（図１の紙面と垂直な方向）に延びるゲート電極１３、
（Ｄ）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ゲート電極１３の部分及び絶縁層１２の部分に設けられた複数の開口部１４（ゲート電極１３に設けられた第１開口部１４Ａと、絶縁層１２に設けられた第２開口部１４Ｂ）、並びに、
（Ｅ）複数の開口部１４のそれぞれの底部に露出した電子放出部１５、
から成る電子放出領域ＥＡが２次元マトリクス状に配列されている。ここで、１つの電子放出領域ＥＡが、１つのサブピクセルに相当する。

また、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１つの電子放出領域ＥＡは、複数の冷陰極電界電子放出素子（以下、電界放出素子と略称する）から構成されている。ここで、１つの電界放出素子は、
（ａ）支持体１０上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極１１、
（ｂ）支持体１０及びカソード電極１１を覆う絶縁層１２、
（ｃ）絶縁層１２上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極１３、
（ｄ）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ゲート電極１３の部分及び絶縁層１２の部分に設けられた開口部１４（ゲート電極１３に設けられた第１開口部１４Ａと、絶縁層１２に設けられた第２開口部１４Ｂ）、並びに、
（ｅ）開口部１４の底部に露出した電子放出部１５、
から構成されている。

実施例１における電子放出部１５は円錐形の電子放出部から構成されており、実施例１における電界放出素子はスピント型電界放出素子である。

カソード電極１１は第１の方向（図１の紙面と平行な方向）に延びるストライプ状であり、ゲート電極１３は第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）に延びるストライプ状である（図２も参照）。ここで、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。ストライプ状のカソード電極１１とストライプ状のゲート電極１３とが重複する重複領域が電子放出領域ＥＡに相当する。１サブピクセルは、カソードパネル側の電子放出領域ＥＡと、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。

アノードパネルＡＰは、より具体的には、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３２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及び蛍光体領域２２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、表示画像の色濁り、光学的クロストークの発生を防止するために、光吸収層（ブラックマトリックス）２３が形成されている。

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３〜図８に示す。隔壁２１の平面形状としては、格子形状（井桁形状）、即ち、１サブピクセルに相当する、例えば平面形状が略矩形の蛍光体領域２２の四方を取り囲む形状（図３、図４、図５、図６参照）、あるいは、略矩形の（あるいはストライプ状の）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）を挙げることができる（図７及び図８参照）。尚、図７に示す蛍光体領域２２にあっては、蛍光体領域２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを、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。隔壁２１の一部は、スペーサ２５を保持するためのスペーサ保持部２６としても機能する。

実施例１の表示装置において、図１に示すように、カソード電極１１はカソード電極制御回路３０に接続され、ゲート電極１３はゲート電極制御回路３１に接続され、アノード電極２４はアノード電極制御回路３２に接続されている。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、表示装置の実動作時、カソード電極１１に印加する電圧Ｖ_C及びゲート電極１３に印加する電圧Ｖ_Gに関しては、
（１）カソード電極１１に印加する電圧Ｖ_Cを一定とし、ゲート電極１３に印加する電圧Ｖ_Gを変化させる方式
（２）カソード電極１１に印加する電圧Ｖ_Cを変化させ、ゲート電極１３に印加する電圧Ｖ_Gを一定とする方式
（３）カソード電極１１に印加する電圧Ｖ_Cを変化させ、且つ、ゲート電極１３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。

カソード電極１１には相対的に負電圧がカソード電極制御回路３０から印加され、ゲート電極１３には相対的に正電圧がゲート電極制御回路３１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がアノード電極制御回路３２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３０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３１からビデオ信号を入力する。尚、カソード電極１１にカソード電極制御回路３０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３１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を通過して蛍光体領域２２に衝突する。その結果、蛍光体領域２２が励起されて発光し、所望の画像を得ることができる。つまり、この表示装置の動作は、基本的に、ゲート電極１３に印加される電圧、及びカソード電極１１を通じて電子放出部１５に印加される電圧によって制御される。表示装置の実動作時、カソード電極１１に印加される電圧Ｖ_Cとゲート電極１３に印加される電圧Ｖ_Gとの間の差の最大値をΔＶ_ACTとしたとき、ΔＶ_ACTの値は数十ボルト（例えば、約３２〜３３ボルト）である。

以下、実施例１のカソードパネルの検査方法及び表示装置の製造方法を説明する。

［工程−１００］
先ず、多数の電子放出領域ＥＡ、電界放出素子が形成されたカソードパネルＣＰを準備する。電界放出素子の形成方法については、後述する。

［工程−１１０］
そして、このカソードパネルＣＰを真空雰囲気中に配置する。具体的には、図９に概念図を示すカソードパネル検査装置１００を使用する。尚、カソードパネルＣＰを真空雰囲気中に配置しない場合、即ち、大気中にてカソード電極１１とゲート電極１３に電圧を印加したのでは、カソード電極１１とゲート電極１３との間の耐圧が低すぎ、検査を行うことができない。

このカソードパネル検査装置１００は、
上部が開口したハウジング１０１、
ハウジング１０１内に配置され、カソードパネルを載置するための検査台１０２、
ハウジング１０１内を真空にするための真空手段、
カソード電極１１及びゲート電極１３の端部に接触し得る構造の検査電圧印加部１０８、
ハウジング１０１の開口した上部に取り付けられ、検査用対向電極１１１を有する検査用基板１１０、並びに、
検査用対向電極１１１、カソード電極１１及びゲート電極１３に電圧を印加するための電圧制御手段１１２、
から構成されている。

具体的には、このカソードパネル検査装置１００は、上部が開口したハウジング１０１を具備する。アルミニウム製又はステンレススチール製のハウジング１０１内には、検査台１０２が配設されており、検査台１０２の下には検査台昇降シリンダー１０３が取り付けられている。検査台昇降シリンダー１０３は、図示しない移動台座に乗せられており、検査台１０２ごと図９の紙面垂直方向に移動可能である。検査台１０２の下には、更に、ピン昇降シリンダー１０４が取り付けられており、ピン昇降シリンダー１０４の作動によって検査台１０２を貫通した孔内をピン１０５が上下する。ハウジング１０１は、バルブ１０７を介して、ターボ分子ポンプ及びドライポンプ等から構成された真空手段（図示せず）に繋がれており、ハウジング１０１の雰囲気を高真空にすることができる。ハウジング１０１内には、更に、カソード電極１１及びゲート電極１３の端部に接触し得る構造の検査電圧印加部１０８が配置されている。

全てのカソード電極１１をそれらの端部において短絡させておけば、カソード電極１１の端部に接触し得る構造の検査電圧印加部１０８は１本でよい。また、全てのゲート電極１３をそれらの端部において短絡させておけば、ゲート電極１３の端部に接触し得る構造の検査電圧印加部１０８は１本でよい。一方、全てのカソード電極１１をＰ個のブロックに分け、各ブロックに属するカソード電極１１をそれらの端部において短絡させておけば、カソード電極１１の端部に接触し得る構造の検査電圧印加部１０８はＰ本でよい。また、全てのゲート電極１３をＱ個のブロックに分け、各ブロックに属するゲート電極１３をそれらの端部において短絡させておけば、ゲート電極１３の端部に接触し得る構造の検査電圧印加部１０８はＱ本でよい。表示装置の組立前に、短絡されたカソード電極１１の端部をカソード電極１１と切り離し、短絡されたゲート電極１３の端部をゲート電極１３と切り離せば、表示装置の実動作時、それぞれのカソード電極１１、ゲート電極１３への電圧の印加を独立して行うことができる。

ハウジング１０１の開口した上部には、検査用対向電極１１１を有する検査用基板１１０が取り付けられている。また、電圧制御手段１１２が、検査電圧印加部１０８及び検査用対向電極１１１に接続されている。

カソードパネルＣＰの検査に際しては、上昇位置にあるピン１０５上にカソードパネルＣＰを乗せ、ピン昇降シリンダー１０４を動作させることによってピン１０５を下降させて、カソードパネルＣＰを検査台１０２に載置する。そして、ハウジング１０１に設けられた扉（図示せず）を介して、検査台１０２に載置されたカソードパネルＣＰをハウジング１０１内に搬入した後、ハウジング１０１内を真空手段によって高真空雰囲気（例えば、１×１０^-4Ｐａあるいはそれ以下）とする。ハウジング１０１内の圧力はイオンゲージ等の圧力計１０６によって測定することができる。

ハウジング１０１内が所望の雰囲気となったならば、検査台昇降シリンダー１０３を作動させて、検査台１０２を上昇させ、カソードパネルＣＰと検査用基板１１０との間の距離を、例えば５ｍｍとする。併せて、カソード電極１１及びゲート電極１３の端部に検査電圧印加部１０８を接触させる。

［工程−１２０］
そして、電圧制御手段１１２から検査電圧印加部１０８を介して全てのカソード電極１１に例えばＶ’_C＝０ボルトを印加し、電圧制御手段１１２から検査電圧印加部１０８を介して全てのゲート電極１３に例えばＶ’_G＝３５ボルトを印加する。更には、電圧制御手段１１２から検査用対向電極１１１に例えば０．８キロボルトを印加する。即ち、カソード電極１１とゲート電極１３との間に印加する電圧の差をΔＶ_TEST（＝Ｖ’_G−Ｖ’_C）、カソードパネルの実動作時にカソード電極１１とゲート電極１３との間に印加される電圧の差の最大値をΔＶ_ACTとしたとき、
ΔＶ_TEST＞ΔＶ_ACT
を満足しており、具体的には、ΔＶ_TEST／ΔＶ_ACTの値は、１．０６乃至１．０９である。

実施例１においては、ΔＶ_TESTは、パルス状の直流電圧であり、パルス占有率（デューティ・ファクター）を５０％とし、電圧印加時間（Ｔ）を２時間とする。

このようにカソード電極１１及びゲート電極１３に電圧Ｖ’_C，Ｖ’_Gを印加することによって生じた電界に基づき、電子放出部１５の先端部から量子トンネル効果に基づき電子が放出される。そして、電子は、検査用基板１１０に設けられた検査用対向電極１１１に引き付けられる。従って、電子の衝突によってカソードパネルＣＰの不所望の部位が帯電することを確実に防止することができる。

そして、以上の操作により、電子放出領域ＥＡにおける易放電箇所（図２の（Ａ）に模式的に示す）に放電を生じさせることができる。一般に、電子放出領域ＥＡにおける易放電箇所での放電は、ゲート電極１３と電子放出部１５との間、あるいは、ゲート電極１３とカソード電極１１との間で生じる。そして、このような放電が生じた場合、ゲート電極１３の損傷に起因して、ゲート電極１３と電子放出部１５との間、あるいは、ゲート電極１３とカソード電極１１との間に短絡が発生する。

検査完了後、ハウジング１０１内の雰囲気を大気雰囲気とし、検査台昇降シリンダー１０３を作動させて、検査台１０２を下降させ、カソードパネルＣＰが載置された検査台１０２をハウジング１０１から搬出する。

［工程−１３０］
そして、大気雰囲気中で、放電箇所を検出する。具体的には、特表２００１−５１２２３９に開示された方法や、画像検査装置を用いる方法、電子放出部の電気抵抗値や異常発熱を測定して短絡の有無を検査する配線短絡試験を採用すればよい。そして、ゲート電極１３における検出された放電箇所の部分を、他のゲート電極１３の部分から分離する。具体的には、レーザを用いてゲート電極の部分を溶断する。実施例１においては、ゲート電極１３の形成時、第２の方向と平行に延びる１本の溝部（切欠部）１３Ａを重複領域におけるゲート電極１３の部分に併せて形成しておく（図２の（Ａ）参照）。そして、溝部１３Ａの端部に位置するゲート電極１３の領域を、図２の（Ｂ）に模式的に示すように、レーザ切断処理装置を用いて切断することで、ゲート電極１３における検出された放電箇所の部分を他のゲート電極の部分から分離することができる。図１には、他のゲート電極の部分から分離させたゲート電極１３における検出された放電箇所の部分を分離部として表す。

［工程−１４０］
一方、蛍光体領域２２、アノード電極２４等が形成されたアノードパネルＡＰを準備する。そして、表示装置の組み立てを行う。具体的には、例えば、アノードパネルＡＰ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。

１枚のカソードパネルの上半分には本発明のカソードパネルの検査方法を適用せず、一方、下半分には実施例１のカソードパネルの検査方法を適用した。即ち、１枚のカソードパネルの上半分にあっては、カソード電極１１及びゲート電極１３に何ら電圧を印加せず、１枚のカソードパネルの下半分にあっては、カソード電極１１及びゲート電極１３に、それぞれ、０ボルト、３５ボルトの電圧（パルス占有率が５０％のパルス状の直流電圧）を２時間、印加した。そして、係るカソードパネルを用いて表示装置を組み立て、表示装置を動作させて、電子放出部１５とアノード電極２４との間に流れる電流を測定した。その結果を図１０に示す。尚、図１０の横軸は、ゲート電極１３に印加した電圧（単位：ボルト）であり、カソード電極１１には０ボルトが印加されている。また、図１０の縦軸は、電子放出部１５とアノード電極２４との間に流れる電流値である。図１０から明らかなように、有意な差は認められなかった。よって、電圧印加時間（Ｔ）が２時間以内ならば、カソードパネルの検査方法の実施の有無によって、表示装置における電子放出状態が変わることはないと判断することができる。

また、実施例１のカソードパネルの検査方法及び表示装置の製造方法を適用して製造した表示装置、並びに、本発明のカソードパネルの検査方法及び表示装置の製造方法を適用せずに製造した表示装置の実動作試験を行ったところ、実施例１のカソードパネルの検査方法及び表示装置の製造方法を適用して製造した表示装置にあっては、ゲート電極１３と電子放出部１５との間、及び、ゲート電極１３とカソード電極１１との間に放電が生じることはなかった。一方、本発明のカソードパネルの検査方法及び表示装置の製造方法を適用せずに製造した表示装置にあっては、ゲート電極１３と電子放出部１５との間、あるいは、ゲート電極１３とカソード電極１１との間に放電が生じた部分が認められる。

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１１の（Ａ）、（Ｂ）及び図１２の（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。

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、電界放出素子の製造方法を説明するための図面においては、１つの電子放出部のみを図示した。

［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、Ａｌ層）をスパッタリング法にて成膜し、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。尚、ゲート電極１３の形成時、第２の方向と平行に延びる１本の溝部（切欠部）１３Ａ（図１１〜図１２には図示せず）を重複領域におけるゲート電極１３の部分に併せて形成しておく。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。

ゲート電極１３を、真空蒸着法等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法、電気メッキ法や無電解メッキ法といったメッキ法、スクリーン印刷法、レーザアブレーション法、ゾル−ゲル法、リフトオフ法等の公知の薄膜形成と、必要に応じてエッチング技術との組合せによって形成してもよい。スクリーン印刷法やメッキ法によれば、直接、例えば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１１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）を斜め真空蒸着することにより、剥離層１６を形成する（図１１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１４Ａの開口端から庇状に張り出しており、これによって第１開口部１４Ａが実質的に縮径される。

［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１２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１４Ａの中央付近を通過するものに限られるようになる。その結果、第２開口部１４Ｂの底部には円錐形の堆積物が形成され、この円錐形の堆積物が電子放出部１５となる。

［工程−Ａ５］
その後、図１２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。次いで、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。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。

以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明したカソードパネルやアノードパネル、冷陰極電界電子放出表示装置や冷陰極電界電子放出素子の構成、構造は例示であり、適宜変更することができるし、アノードパネルやカソードパネル、冷陰極電界電子放出表示装置や冷陰極電界電子放出素子の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。

本発明における放電箇所の検出方法として、カソードパネルから実際に電子を放出させる画像表示試験とすることもできる。画像表示試験に基づくカソードパネルの検査方法の実施に適したカソードパネル検査装置１２０の概要を図１３に示す。このカソードパネル検査装置１２０にあっては、ハウジング１０１の開口した上部に、検査用対向電極１３１及び蛍光体領域１３２を有する検査用基板１３０が取り付けられている。そして、検査用基板１３０の上方にはＣＣＤを有する受像装置１４０が配設されている。ここで、受像装置１４０は、画像検査ユニット１４１に接続されている。尚、カソードパネル検査装置１２０のその他の構成、構造は、カソードパネル検査装置１００の構成、構造と同様とすればよいので、詳細な説明は省略する。

そして、実施例１の［工程−１２０］と同様の工程において、電圧制御手段１１２から検査電圧印加部１０８を介して全てのカソード電極１１に例えばＶ’_C＝０ボルトを印加し、電圧制御手段１１２から検査電圧印加部１０８を介して全てのゲート電極１３に例えばＶ’_G＝３５ボルトを印加し、更には、電圧制御手段１１２から検査用対向電極１１１に例えば０．８キロボルトを印加する。これによって、電子放出部１５から電子が放出され、検査用基板１３０に設けられた検査用対向電極１３１に引き付けられ、蛍光体領域１３２に衝突する。その結果、蛍光体領域１３２が励起されて発光し、所望の画像を得ることができる。

かかる画像を受像装置１４０にて受像し、受像装置１４０からの信号を画像検査ユニット１４１にて処理する。電子放出領域ＥＡにおける易放電箇所に放電が生じた場合、ゲート電極１３と電子放出部１５との間、あるいは、ゲート電極１３とカソード電極１１との間に短絡が発生する結果、画像には暗点や輝点、輝度ムラ等が発生する。このような画像異常を生じさせた電子放出領域ＥＡの位置を画像検査ユニット１４１にて解析し、図示しないディスプレイに表示する。あるいは、係る電子放出領域ＥＡの位置データをレーザ切断処理装置に送る。

あるいは又、以下に説明する方法に基づき、ゲート電極１３における検出された放電箇所の部分を他のゲート電極１３の部分から分離してもよい。即ち、カソードパネルＣＰの全面にレジスト層を塗布し、光ビームを用いてレジスト層を露光し、レジスト層を現像することによって、分離すべきゲート電極１３の部分を露出させる。そして、ドライエッチング法に基づき露出したゲート電極１３の部分をエッチングすることによって切断した後、レジスト層を除去する。

場合によっては、ゲート電極における検出された放電箇所の部分を、他のゲート電極の部分から分離する代わりに、カソード電極における検出された放電箇所の部分を、他のカソード電極の部分から分離してもよく、これによっても、放電箇所は冷陰極電界電子放出表示装置の表示動作に何ら影響を及ぼすことがなくなる。

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。

電界放出素子において、ゲート電極１３及び絶縁層１２の上に更に層間絶縁層４２を設け、層間絶縁層４２上に収束電極４３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１４に示す。層間絶縁層４２には、第１開口部１４Ａに連通した第３開口部４４が設けられている。収束電極４３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、層間絶縁層４２を形成し、次いで、層間絶縁層４２上にパターニングされた収束電極４３を形成した後、収束電極４３、層間絶縁層４２に第３開口部４４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。尚、図１４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。

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。

本発明における冷陰極電界電子放出表示装置において、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、実施例にて説明したように、電界放出素子を、
（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
とするだけでなく、電界放出素子を、
（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
とすることもできる。

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、実施例にて説明したモリブデン以外にも、タングステン、タングステン合金、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、真空蒸着法の他、例えばスパッタリング法やＣＶＤ法によっても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、より具体的にはアモルファスダイヤモンドやグラファイト、カーボン・ナノチューブ構造体、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、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／又はグラファイト・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、グラファイト・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・ナノチューブとグラファイト・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・ナノチューブやグラファイト・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・ナノチューブやグラファイト・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。有機酸金属化合物から構成された金属化合物溶液として、具体的には、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、有機金属化合物から構成された金属化合物溶液として、具体的には、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。金属化合物溶液を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。金属化合物溶液には、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。

図１は、スピント型冷陰極電界電子放出素子を適用した本発明における冷陰極電界電子放出表示装置の概念的な一部端面図である。 図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソードパネルの一部分の模式的な斜視図である。 図３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４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は、カソードパネルの検査方法の実施に適した検査装置の概要を示す図である。 図１０は、実施例１のカソードパネルの検査方法を適用した場合と適用しなかった場合における冷陰極電界電子放出表示装置の電子放出部／アノード電極間に流れる電流を測定した結果を示すグラフである。 図１１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１２の（Ａ）及び（Ｂ）は、図１１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１３は、カソードパネルの検査方法の実施に適した検査装置の変形例の概要を示す図である。 図１４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１５は、スピント型冷陰極電界電子放出素子を適用した従来の冷陰極電界電子放出表示装置の概念的な一部端面図である。 図１６は、従来の冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソードパネルの一部分の模式的な斜視図である。

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、１４，１４Ａ，１４Ｂ，４４・・・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、２２，２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ・・・蛍光体領域、２３・・・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・・・カソード電極制御回路、３１・・・ゲート電極制御回路、３２・・・アノード電極制御回路、４２・・・層間絶縁層、４３・・・収束電極、１００，１２０・・・カソードパネル検査装置、１０１・・・ハウジング、１０２・・・検査台、１０３・・・検査台昇降シリンダー、１０４・・・ピン昇降シリンダー、１０５・・・孔、１０６・・・圧力計、１０７・・・バルブ、１０８・・・検査電圧印加部、１１０，１３０・・・検査用基板、１１１，１３１・・・検査用対向電極、１１２・・・電圧制御手段、１３２・・・蛍光体領域、１４０・・・受像装置、１４１・・・画像検査ユニット

Claims (15)

1. （Ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
   （Ｂ）支持体及びカソード電極を覆う絶縁層、
   （Ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
   （Ｄ）カソード電極とゲート電極との重複領域に位置するゲート電極の部分及び絶縁層の部分に設けられた複数の開口部、並びに、
   （Ｅ）複数の開口部のそれぞれの底部に露出した電子放出部、
   から成る電子放出領域が２次元マトリクス状に配列されたカソードパネルを真空雰囲気中に配置した後、カソード電極及びゲート電極に電圧を印加することで、電子放出領域における易放電箇所に放電を生じさせることを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置用のカソードパネルの検査方法。
2. カソード電極とゲート電極との間に印加する電圧の差をΔＶ_TEST、冷陰極電界電子放出表示装置の実動作時にカソード電極とゲート電極との間に印加される電圧の差の最大値をΔＶ_ACTとしたとき、
   ΔＶ_TEST＞ΔＶ_ACT
   を満足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用のカソードパネルの検査方法。
3. ΔＶ_TEST≧１．０５ΔＶ_ACT
   を満足することを特徴とする請求項２に記載の冷陰極電界電子放出表示装置用のカソードパネルの検査方法。
4. カソード電極及びゲート電極に印加する電圧は、パルス状の直流電圧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用のカソードパネルの検査方法。
5. 電子放出領域における易放電箇所に放電を生じさせた後、放電箇所を検出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用のカソードパネルの検査方法。
6. ゲート電極における検出された放電箇所の部分を、他のゲート電極の部分から分離することを特徴とする請求項５に記載の冷陰極電界電子放出表示装置用のカソードパネルの検査方法。
7. ゲート電極における検出された放電箇所の部分を、レーザを用いて、他のゲート電極の部分から分離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用のカソードパネルの検査方法。
8. 検査用対向電極を有する検査用基板と電子放出領域とが対向するように、カソードパネルを真空雰囲気中に配置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用のカソードパネルの検査方法。
9. （Ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
   （Ｂ）支持体及びカソード電極を覆う絶縁層、
   （Ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
   （Ｄ）カソード電極とゲート電極との重複領域に位置するゲート電極の部分及び絶縁層の部分に設けられた複数の開口部、並びに、
   （Ｅ）複数の開口部のそれぞれの底部に露出した電子放出部、
   から成る電子放出領域が２次元マトリクス状に配列されたカソードパネルであって、真空雰囲気中に配置した後、カソード電極及びゲート電極に電圧を印加することで、電子放出領域における易放電箇所に放電を生じさせて放電箇所を検出し、ゲート電極における検出された放電箇所の部分を他のゲート電極の部分から分離することによって得られたカソードパネルと、基板上に形成された蛍光体領域及びアノード電極から成るアノードパネルとを、それらの周縁部で接合することを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。
10. カソード電極とゲート電極との間に印加する電圧の差をΔＶ_TEST、冷陰極電界電子放出表示装置の実動作時にカソード電極とゲート電極との間に印加される電圧の差の最大値をΔＶ_ACTとしたとき、
    ΔＶ_TEST＞ΔＶ_ACT
    を満足することを特徴とする請求項９に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。
11. ΔＶ_TEST≧１．０５ΔＶ_ACT
    を満足することを特徴とする請求項１０に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。
12. カソード電極及びゲート電極に印加する電圧は、パルス状の直流電圧であることを特徴とする請求項９に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。
13. ゲート電極における検出された放電箇所の部分を、レーザを用いて、他のゲート電極の部分から分離することを特徴とする請求項９に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。
14. 検査用対向電極を有する検査用基板と電子放出領域とが対向するように、カソードパネルを真空雰囲気中に配置することを特徴とする請求項９に記載の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。
15. （Ａ）支持体上に形成され、第１の方向に延びるカソード電極、
    （Ｂ）支持体及びカソード電極を覆う絶縁層、
    （Ｃ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるゲート電極、
    （Ｄ）カソード電極とゲート電極との重複領域に位置するゲート電極の部分及び絶縁層の部分に設けられた複数の開口部、並びに、
    （Ｅ）複数の開口部のそれぞれの底部に露出した電子放出部、
    から成る電子放出領域が２次元マトリクス状に配列されたカソードパネルであって、真空雰囲気中に配置した後、カソード電極及びゲート電極に電圧を印加することで、電子放出領域における易放電箇所に放電を生じさせて放電箇所を検出し、ゲート電極における検出された放電箇所の部分を他のゲート電極の部分から分離することによって得られたカソードパネルと、基板上に形成された蛍光体領域及びアノード電極から成るアノードパネルとが、それらの周縁部で接合されて成ることを特徴とする冷陰極電界電子放出表示装置。
    

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