JP3556919B2

JP3556919B2 - 発光素子

Info

Publication number: JP3556919B2
Application number: JP2001118497A
Authority: JP
Inventors: 耕三郎柴山; 善一郎原; 政明開; 彰彦細野; 典綱橋本; 修平中田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2021-04-17
Also published as: JP2002313263A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷陰極を用いた平板型表示装置（フラットパネルディスプレイ）、特にその中でもオーロラビジョン（登録商標）等の大画面の表示装置に用いられる配列型の発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
陰極電子源としては、従来から熱電子を用いた陰極線管（ＣＲＴ）用の電子源などが有名であるが、近年、フラット・パネル・デイスプレイの開発が盛んに行われるに伴い、ヒータが要らない冷陰極の電子源の開発が進んでいる。とりわけ平面状に配置された電界放出型陰極、即ち冷陰極（ＣｏｌｄＣａｔｈｏｄｅ）からなる電子源を備えた電界放出型表示装置（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ
ＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ）は、高輝度および広視野角、高速応答、低消費電力の実現が可能な自発光型表示装置として注目されている。この中でも特に注目されているのが、半導体プロセスを必要とせず印刷やＣＶＤ
（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）で作成可能なＣＮＴ（ＣａｒｂｏｎＮａｎｏ−Ｔｕｂｅ）を用いた電子源であり、学会や研究会で盛んに発表されている。
【０００３】
図７は背面パネル上に印刷・焼成により形成された従来例の冷陰極電子源を示す平面図であり、図８は従来例の冷陰極電子源を用いた発光素子を示す模式断面図である。ここでは冷陰極電子源の代表としてＣＮＴ陰極電子源を用いて従来の技術の説明をするが、もちろん、炭素系材料を用いた冷陰極電子源であればその種類はＣＮＴに限定されるものではない。また、簡単のため、印刷法で作製したＣＮＴ陰極電子源を例に説明するが、ＣＶＤ法で作製したＣＮＴ陰極電子源でも本質的には同じであり、同様に適用できる。
【０００４】
図において、１はガラスなどでできた真空容器の前面パネルであり、２は前面パネル１から約１０ｍｍ程度隔てて対向配置されたガラスなどで出来た真空容器の背面パネルで、その内表面には印刷によりＣＮＴ陰極電子源６が四角や丸の所定の形に多数マトリクス状に形成されている。ＣＮＴ陰極電子源６は、この場合は矩形に印刷され、その厚さは印刷・焼成後１０〜２０μｍ程度である。なお、簡略化のため陰極電子源が４×４として図示している。７は複数個のＣＮＴ陰極電子源６を連結して冷陰極部列６０を構成し、後述の金属ゲート電極とでＣＮＴ陰極電子源６をマトリクス駆動するための陰極配線層で、一般にＡｇペーストの印刷やＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）の蒸着膜などにより作製される導電体である。また、この配線層７はＣＮＴ陰極電子源６の下地にも配設される。
【０００５】
３は前面パネル１の内面に多数マトリクス状に塗布された赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの略正方形の蛍光体で、蛍光面を形成している。４は矩形枠状のガラス製のスペーサで、これら前面パネル１と背面パネル２とスペーサ４とが低融点ガラスにより気密に封止されて真空容器を形成している。蛍光面全体には、発光効率を高めること及び電子加速用の陽極として機能させることを目的としたアルミバックを施している。すなわち前面パネル１内面の蛍光体３は１０ｋＶ程度の陽極電位に保てるようになっている。５は良く知られた折り曲げ式の金属ゲート電極で、ＣＮＴ陰極電子源６から約１〜２ｍｍ離して冷陰極部列６０と交差して複数列設置されており、電圧を印加することによりＣＮＴ陰極電子源６から電子を引き出す作用をもっている。８はゲート電極５に開けられた電子を通過させるメッシュ開口部である。
【０００６】
ここで示したもの以外にも実際には発光素子の内部を真空に引くための孔や排気管、外部への信号取り出し電極などが背面パネル２の中央部に、また内部ガスを吸着するためのゲッタがスペーサガラス４側面などに設置されているが、本願発明の要旨とは本質的に無関係であるので、簡明のために略している。
【０００７】
このように構成された発光素子は、縦横にマトリクス状に所定個ずつ配列され、大画面の表示装置を構成する。ここで、隣接する発光素子間の間隙が大きい場合、画面全体を見たときに、その境界部分（継目、シーム）が目立つという問題がある。従って隣接する発光素子間の間隔はできるだけ小さいことが望ましく、そのために、スペーサガラス４をできるだけ薄くしたり、外部電極（図示せず）や排気管（図示せず）を背面側に設けている。
【０００８】
次に、このように構成された個々の発光素子や大画面表示装置の動作について説明する。図８において、ＣＮＴ陰極電子源６とゲート電極５との間に適当な電圧を印加してゲート電極５のメッシュ開口部８を通してＣＮＴ陰極電子源６からエミッション電流を取り出す。一般に、このときのゲート電圧は点灯位置を制御するためパルス電圧が加えられるが、この値は、入手しやすい市販の安い駆動用ＩＣを使うためには２００Ｖ以下程度が望ましい。このようにしてゲート電極５から取り出されたエミッション電流は、陽極として機能する蛍光体３に印加された約１０ｋＶ程度の高電圧により加速され、蛍光体を励起して発光させ、個々の発光素子に所定のカラー画像を出す。そしてその結果、全体として大画面表示装置にカラー画像を表示できることになる。また、個々の発光素子においては、エミッション電流が蛍光体３に当ったときに出るガスは、ゲッタ（図示せず）により吸着され、発光素子本体、真空容器の内部を高真空に保つことにより劣化が起こりにくくなるようにしてある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の発光素子の場合、電子源（冷陰極）から放出されるエミッション電流を集束するための電極が設置されていないため、エミッション電流が充分集束しないで、電子ビームがある一定以上小さくならずに、蛍光面に当たるから、蛍光体ドットの解像度を高く出来ないという問題点があった。
また、特に発光素子の初期点灯時においてのみ、エミッション電流を取り出した電子源（冷陰極）の電子放出能力が劣化するという問題点があった。また、従来の発光素子の場合、ゲート電極に薄い( ０．１〜０．３ｍｍ程度の) 折り曲げ式の金属電極を用いていたので、低い駆動電圧を得ようとしても、陰極（冷陰極）とゲート電極間のギャップは０．５〜１．０ｍｍ程度にしか短縮できず、その結果ゲート電極５にかける電圧は低くならないという問題点があり、これ以上ギャップを近づけようとしても、折り曲げ式のゲート電極のため曲がりや反りなどもあり精度が出なかった。
【００１０】
本発明の発光素子は、かかる事情に鑑みてなされたもので、冷陰極の周囲に別個に電極を設けて、発光素子の特性を向上させようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる発光素子は、前面パネル及び背面パネルを有する真空容器と、上記前面パネルの内面に形成された蛍光面と、上記背面パネルの内面に形成され、複数個の冷陰極が配線により連結された複数列の冷陰極部列と、上記背面パネルの複数列の冷陰極部列上にそれらと交差し、それらとでマトリクス状に形成される複数列のゲート電極列とを備え、上記冷陰極から放出された電子を上記蛍光面に衝突させることによりこれを発光させ、上記冷陰極から放出された電子からなるエミッション電流を上記冷陰極の周囲に設けた集束電極で集束させるものであって、上記集束電極を、上記冷陰極と同じ背面パネル内面に形成し、上記ゲート電極列を、上記冷陰極部及び上記集束電極との間に空隙部が形成されるように上記冷陰極部及び上記集束電極との対向部毎に凹部を形成するとともに、上記冷陰極及び上記集束電極との対向部に電子引き出し用の開口部を形成した金属円板とし、上記背面パネルに載置したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による発光素子の模式的断面図である。図２は図１における背面パネルに形成された複数列の冷陰極部列と集束電極列を示す正面図である。図３（ａ）は図１における１個のゲート電極列の詳細構造を示す正面図で、ゲート電極列の上面を示し、同図（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図、同図（ｃ）はそのＣ−Ｃ線断面図である。図４は図１における背面パネル上にゲート電極列を直置きした状態を示す正面図である。なお、簡略化のため冷陰極部列を４列で図示している。
【００１３】
図において、１はガラスなどでできた厚さ２〜４ｍｍの真空容器の前面パネル、２は前面パネルから約５〜３０ｍｍ、例えば約１０ｍｍ程度隔てて対向配置された、前面パネルと同様の背面パネルである。背面パネル２の内表面には、図２に示すように、ＣＮＴの冷陰極６ａと集束電極６ｂが形成されている。その集束電極６ｂは冷陰極６ａの周囲に、冷陰極６ａを両側から挟み込み、冷陰極６ａと電気的に絶縁されるように空隙を設けて配置されている。冷陰極６ａと集束電極６ｂは同時に同製作法で同材料で形成されており、それぞれ矩形状に形成された銀系の金属膜又はＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）からなる下層の電極とその上層のＣＮＴ電子放出物質層からなり、厚さは印刷・焼成後１０〜２０μｍ程度である。
【００１４】
各冷陰極６ａと各集束電極６ｂ上毎にケガキが施されて縦横（図面では縦のみ示す）に切削されたＶ溝により電子放出物質層が島状に形成されている。７ａはマトリクス駆動するための陰極配線層で、Ａｇペーストの印刷やＩＴＯの蒸着膜などにより作製される導電体であり、冷陰極６ａと集束電極６ｂの下層電極と同時に形成するとよい。複数個の冷陰極６ａが陰極配線層７ａで接続されて冷陰極部列６０を構成している。図２では４列の冷陰極部列６０を示している。
【００１５】
７ｂは接続される集束電極６ｂに電圧を印加する配線層で、同様にＡｇペーストの印刷やＩＴＯの蒸着膜などにより作製される導電体であり、冷陰極６ａと集束電極６ｂの下層電極と同時に形成するとよい。複数個の集束電極６ｂが配線層７ｂで接続されて集束電極列６１を構成している。そのため、集束電極列６１には、それに接続された集束電極６ｂに対して共通の端子で、各集束電極６ｂに電圧を印加でき、共通端子は、例えば、背面パネルの反前面パネル側の中央部に引き出されている。図２では各冷陰極部列６０にそれぞれ沿って、冷陰極部列６０を取り囲んで集束電極列６１が形成されている。
【００１６】
このＣＮＴの冷陰極６ａと集束電極６ｂの一製造方法について述べる。背面パネル２上にＩＴＯの蒸着膜で所定の矩形状に、冷陰極６ａと集束電極６ｂの下層の電極をそれぞれ形成する。ＣＮＴやカーボンナノファイバーなどの炭素系材料をブチルカルビトールなどの適当な溶剤（樹脂としてエチルセルロ―スが入っている）に混ぜてペースト化した後、このペーストを冷陰極６ａと集束電極６ｂの下層の電極上に印刷し、焼成する。その後、ＣＮＴ等の電子放出物質層に鋭利な金属の先で縦横（垂直と水平）にケガキを施してＶ溝を切削し、電子放出物質層を島状に形成している。このように電子放出物質層をケガキにより島状に形成すると実用とされる適切なゲート電圧のところで、約１桁以上電子放出特性が改善されている。このように、単なる機械的研磨と異なり、ケガキにより電子源表面の電子放出物質層を短冊状や島状に形成することは、電子放出物質層のエッジ効果（鋭いエッジからは電子が出やすいという効果）や電子放出物質層の表面積拡大効果などがあり、飛躍的な電子放出量の増大、電子放出特性の改善につながっているものと考えられる。詳しくは、同一出願人による出願：特願２００１−８３１６６号明細書に記載してある。
【００１７】
また、一般に鋭利な金属の先で電子放出物質層にケガキを施すと、その幅は約数１０μｍになる。ケガキピッチは細かいほど電子放出物質層のエッジや表面積が増加し電子放出量が増大するが、作業性が損なわれので、一般に多用される数ｍｍ角程度の大きさのＣＮＴ陰極電子源において、ケガキピッチは５０μｍ以上で５００μｍ以下が望ましく、１００〜１５０μｍが電子放出量と作業性の両面を考慮して最も望ましい。
【００１８】
また、ケガキに代わって、ＣＮＴ等の電子放出物質層にラビングを施してもよい。ラビングを施したＣＮＴ等の電子放出物質層も、ケガキの場合と同様に、実用とされる適切なゲート電圧のところで、約１桁以上電子放出特性が改善され、飛躍的な電子放出量の増大、電子放出特性の改善が見られた。
【００１９】
図１で、３は前面パネル１の内面に塗布された赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの略正方形の蛍光体で、蛍光面を形成している。４は矩形枠状のガラス製のスペーサで、前面パネル１と背面パネル２とスペーサ４とが低融点ガラスにて気密に封止されて真空容器を形成している。蛍光面全体には、発光効率を高めると共に電子加速用の陽極として機能させるためにアルミバックを施している。前面パネル１内面の蛍光体３は10kV程度の陽極電位に保てるようになっている。
【００２０】
図３，図４で示すように、５ａは冷陰極部列６０及び集束電極列６１毎との間に空隙部が形成されるように凹部、すなわち冷陰極６ａ及び集束電極６ｂ並びに配線層７ａ，７ｂとの対向部に開口部１０が形成され、冷陰極６ａ及び集束電極６ｂを覆って背面パネル２に直置きされたゲート電極列、８はゲート電極列５ａの開口部１０に冷陰極６ａ及び集束電極６ｂに対向して開けられた電子を通過させるメッシュ開口部である。複数列のゲート電極列５ａは複数の冷陰極部列６０とでマトリクス状に形成されている。
【００２１】
このゲート電極列５ａは１枚の薄い四角形の金属平板からエッチングにより不要な部分を除去してその骨格、開口部１０の凹部、メッシュ開口部８を作る。開口部１０の凹部は、ハーフエッチングで作成し、特に重要なのは、開口部１０の空隙の高さ（すなわち凹部の深さ）であり、この空隙の高さがＣＮＴ冷陰極６ａとのギャップを決める。図３では、その値の一例として、金属板厚が０．１〜０．２ｍｍ、開口部１０が０．０５〜０．１ｍｍの場合を示している。また、このゲート電極列５ａは、図２で示すように背面パネル２の上に形成されている冷陰極部列６０及び集束電極列６１並びに配線層７ａ，７ｂの上にこれらとの接触を避けるように図１や図４で示すように直に置かれる。
【００２２】
また、このゲート電極列５ａは背面パネル２の上に直置きされるが、直置きしたゲート電極列５ａとＣＮＴ冷陰極６ａとのギャップを精度よく狙いどおり出すために、ゲート電極列５ａを背面パネル２の所定の位置に置いた後、適当な治具を用いてゲート電極列５ａを押さえ、曲げやそりの影響を受けにくくした状態で背面パネル２とゲート電極列５ａを低融点ガラスなどで固定している。なお、ゲート電極列５ａに背面パネル２と熱膨張率が異なる材料を使えば、発光素子を作る上で欠かせない熱工程で、固定した部分にクラックが入るおそれがあるため、ゲート電極列５ａの材料としては、背面パネル２の一般的な材料である光学ガラスやソーダガラスの熱膨張率と同程度の熱膨張率を持つ４２６合金（４２％Ｎｉ−６％Ｃｒ−５２％Ｆｅ）や５０−５０合金（５０％Ｆｅ−５０％Ｎｉ）を使っている。
【００２３】
ゲート電極列５ａは、薄い金属板であるが曲げや反りの影響を受けにくく、ＣＮＴ冷陰極６ａ及び集束電極６ｂとのギャップを０．０５〜０．１ｍｍと従来の折り曲げ式ゲート電極５の場合より１桁程度小さくできる。これにより、ゲート電極５ａにかける印加電圧も従来の数分の一以下の極めて低い電圧ですむようになる。
曲がりや反りのない高精度なゲート電極列５ａを簡便に形成でき、絶縁破壊の心配もなく、冷陰極とゲート電極間のギャップを極く狭くすることができるので、制御用ゲート電圧を低くでき、入手しやすい安い駆動用ＩＣを用いることができる。なお、ゲート電極列の詳細については、同一出願人の出願：特願２００１−１４０４９号明細書に記載してある。
【００２４】
発光素子は、陽極蛍光体３に約＋１０ｋＶ程度の高電圧を印加し、ゲート電極列５ａに約＋１５０〜２００Ｖの電圧を印加し、冷陰極部列６０に０Ｖの電圧を印加しておき、集束電極列６１にゲート電極列５ａの約半分の＋電圧を印加すると、冷陰極６ａから発射されるエミッション電流の直径を陽極蛍光体の大きさと一致するように集束させることができる。このとき、集束電極列６１の＋電位を調整することによりエミッション電流の直径を調整することができる。このようにして、冷陰極６ａの周囲に集束電極６ｂを設けて、冷陰極６ａから発射されるエミッション電流の直径を陽極蛍光体の大きさと一致するように集束させることにより、蛍光体ドットの解像度を高くできる。
【００２５】
実施の形態２．
図５，図６は、それぞれ図２に対応する他例で、図１における背面パネルに形成された複数列の冷陰極部列と集束電極列を示す正面図である。図５では、集束電極６ｂが、冷陰極６ａを空隙を介在させて取り囲むロの字形状に形成されている。集束電極６ｂは冷陰極６ａの陰極配線層７ａと接触しないように、両者間には空隙を介在させている。図６では、集束電極６ｂがコの字形状で、冷陰極６ａを両側から空隙を介在させて挟み込んでいる。集束電極６ｂは冷陰極６ａの陰極配線層７ａと接触しないように、両者間には空隙を介在させている。図５，図６の場合は、集束電極６ｂの表面部（上層の電子放出物質層）に対するケガキ処理又はラビング処理が施されていないが、冷陰極６ａから発射されるエミッション電流を集束するために電位だけを与えるだけの場合は、ケガキ処理又はラビング処理はしなくてもよい。しかし、冷陰極６ａと集束電極６ｂを同製作法で形成した方が、効果的である。
【００２６】
図５，図６のいずれにおいても、上述と同様に電圧を印加することにより、近接する冷陰極６ａから発射されるエミッション電流の直径を陽極蛍光体と一致するように集束させることができる。図５，図６の場合は、図２の場合より、集束電極６ｂが冷陰極６ａを一層均一に取り囲んでいるため、エミッション電流を均一に集束し易い。
【００２７】
参考例
図１〜図４の実施の形態１に示す構成において、図２で示す、冷陰極部列６０及び集束電極列６１の場合は、冷陰極６ａと集束電極６ｂの表面部（上層の電子放出物質層）にケガキ処理又はラビング処理が施されて、両電極とも電子放出特性が改善されている。そのため、集束電極６ｂを冷陰極６ａの単なるエミッション電流の集束用のみでなく、集束電極６ｂからもエミッション電流を取り出すこともできる。一方、発光素子は、特に初期点灯時において、冷陰極が劣化するという問題があったので、正規の冷陰極６ａの代わりに（正規の冷陰極６ａを浮かせて絶縁した状態で）、集束電極６ｂに０Ｖを印加し、陽極蛍光体３とゲート電極列５ａには実施の形態１と同様な電圧を印加して、集束電極６ｂに冷陰極の役目を果たさせ、エージングを行う初期のみ冷陰極電子源としてエミッション電流を出させることにより、集束電極６ｂに初期エミッションの劣化を起こさせる。
【００２８】
しばらく集束電極６ｂからエミッションを出し、エミッションの劣化がおさまった後、集束電極６ｂの０Ｖの印加を解除し、正規の冷陰極６a に０Ｖを印加してからエミッション電流を取り出せば、集束電極６ｂのエミッション能力は劣化したままであるが、正規の冷陰極６a からのエミッション電流は減少せず、初期のみエミッション電流を取り出した冷陰極電子源の電子放出能力が劣化するという問題を解決できる。すなわち、この集束電極６ｂに、集束のみでなく意図的にエミッションの劣化を引き起こす犠牲電極（カソード）としての役割も兼ね備えさせることが出来る。電極６ｂを犠牲電極機能のみに利用することもできるが、集束電極６ｂを犠牲電極として利用した後、本来の集束電極６ｂとして、正規の電圧（ゲート電極列の印加電圧の半分程度）を印加して働かせることができる。犠牲電極として利用後、集束電極６ｂを、集束用として利用するときは、エミッション電流を放出する必要はないので、たとえエミッション劣化を起していても問題はない。
犠牲電極は配線により連結されて犠牲電極列を形成しており、犠牲電極列が冷陰極部列に沿っており、犠牲電極列には、それに接続された犠牲電極に対して共通の端子で、各犠牲電極に電圧を印加できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の発光素子によれば、集束電極を、冷陰極と同じ背面パネル内面に形成し、ゲート電極列を、冷陰極部及び上記集束電極との間に空隙部が形成されるように上記冷陰極部及び上記集束電極との対向部毎に凹部を形成するとともに、上記冷陰極及び上記集束電極との対向部に電子引き出し用の開口部を形成した金属平板とし、上記背面パネルに載置したので、冷陰極から発射されるエミッション電流の直径を集束させることができ、蛍光体ドットの解像度を高くでき、冷陰極とゲート電極間のギャップを狭くすることができ、制御用ゲート電圧を低くできる。
特に、本発明の発光素子は大画面の表示装置に用いられる発光素子に関し、半導体プロセスを必要とせず印刷やＣＶＤで作成可能な電子源に適用されるものであって、ゲート電極列は、金属平板であるが曲げや反りの影響を受けにくく、冷陰極及び集束電極とのギャップを従来の折り曲げ式ゲート電極（図８）の場合より１桁程度小さくできる。これにより、ゲート電極にかける印加電圧も従来の数分の一以下の極めて低い電圧ですむようになる。曲がりや反りの影響を受けにくい高精度なゲート電極列を簡便に形成でき、絶縁破壊の心配もなく、冷陰極とゲート電極間のギャップを極く狭くすることができるので、制御用ゲート電圧が低い駆動用ＩＣを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による発光素子の模式的断面図である。
【図２】図１における背面パネルに形成された複数列の冷陰極部列と集束電極列を示す正面図である。
【図３】図１における１個のゲート電極列の詳細構造を示す図である。
【図４】図１における背面パネル上にゲート電極列を直置きした状態を示す正面図である。
【図５】背面パネルに形成された複数列の冷陰極部列と集束電極列を示す他例の正面図である。
【図６】背面パネルに形成された複数列の冷陰極部列と集束電極列を示す他例の正面図である。
【図７】背面パネル上に印刷・焼成により形成された従来の冷陰極電子源を示す平面図である。
【図８】従来例の冷陰極電子源を用いた発光素子を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１前面パネル２背面パネル
３蛍光体４スペーサ
５ゲート電極６陰極電子源
５ａゲート電極列６ａ冷陰極
６ｂ集束電極７ａ陰極配線層
７ｂ配線層８メッシュ開口部
１０開口部６０冷陰極部列
６１集束電極列。

Claims

前面パネル及び背面パネルを有する真空容器と、上記前面パネルの内面に形成された蛍光面と、上記背面パネルの内面に形成され、複数個の冷陰極が配線により連結された複数列の冷陰極部列と、上記背面パネルの複数列の冷陰極部列上にそれらと交差し、それらとでマトリクス状に形成される複数列のゲート電極列とを備え、上記冷陰極から放出された電子を上記蛍光面に衝突させることによりこれを発光させ、上記冷陰極から放出された電子からなるエミッション電流を上記冷陰極の周囲に設けた集束電極で集束させるものであって、上記集束電極を、上記冷陰極と同じ背面パネル内面に形成し、上記ゲート電極列を、上記冷陰極部及び上記集束電極との間に空隙部が形成されるように上記冷陰極部及び上記集束電極との対向部毎に凹部を形成するとともに、上記冷陰極及び上記集束電極との対向部に電子引き出し用の開口部を形成した金属平板とし、上記背面パネルに載置した発光素子。