JP4134417B2 - 電界放出素子並びに電界放出型表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子源としての陰極をなす電界放出素子並びに該電界放出素子を用いた電界放出型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の電界放出型表示装置の構造の一例を示す断面図、図８は図７の電界放出型表示装置における電界放出素子（陰極）を示す平面図（Ｄ−Ｄ断面部分）、図９は従来の電界放出型表示装置の他の構造を示す断面図、図１０は図９の電界放出型表示装置における電界放出素子（陰極）を示す平面図（Ｅ−Ｅ断面部分）である。
【０００３】
電界放出型表示装置は、図７及び図９に示すように、絶縁材料からなる陰極基板１０１と、陰極基板１０１に所定の間隔をおいて対面する如く透光性を有したガラス等の絶縁材料からなる陽極基板１１０を有している。両基板１０１，１１０の外周部の間には、両基板１０１，１１０を所定の間隔をおいて固定し、且つ両基板１０１，１１０の間の空間を高真空状態に保持するために、封着用のシールガラス１１３（図１０で示す）がある。
【０００４】
陰極基板１０１の内面には、電子源としての陰極をなす電界放出素子(FEC,Field Emission Cathode)が形成されている。電界放出素子は、陰極基板１０１の内面に形成された陰極導体１０２と、陰極導体１０２の表面に形成された抵抗層１０３と、抵抗層１０３の表面に形成された絶縁層１０４と、絶縁層１０４の表面に形成されたゲート電極１０５と、ゲート電極１０５と絶縁層１０４に形成された多数のホール１０６と、ホール１０６内で抵抗層１０３の上に形成されたコーン形状のエミッタ１０７とを有している。
【０００５】
図７及び図８で示す電界放出素子は、陰極導体１０２が複数のラインをなすストライプ状に形成されている。各ラインをなす陰極導体１０２は、所定の配置で矩形状の穴部１０８を複数有している。この矩形状の穴部１０８は、等間隔で配された九個で一画素をなす。抵抗層１０３は、陰極導体１０２の表面に対し、陰極導体１０２の各ラインに沿うライン形状をなし、前記矩形状の穴部１０８を埋める如く形成されている。絶縁層１０４は、抵抗層１０３の表面に形成されている。ゲート電極１０５は、陰極導体１０２の一画素をなす各穴部１０８の上に掛かるように形成されている。ホール１０６及びエミッタ１０７は、陰極導体１０２の各穴部１０８上に対し、複数（図８では四個）形成されている。なお、エミッタ１０７は、陰極導体１０２からの距離がそれぞれ等間隔で、同じ条件となるように配置されている。
【０００６】
図９及び図１０で示す他の構造の電界放出素子は、抵抗層１０３が、各陰極導体１０２の各ラインを跨ぐようにベタパターンで形成されている。絶縁層１０４とゲート電極１０５は、ベタパターンの抵抗層１０３の表面に形成されて、陰極導体１０２の上方において所定の配置で多数のホール１０６をなしており、該ホール１０６内にエミッタ１０７が形成されている。そして、ベタパターンとされた抵抗層１０３の上方（あるいは至近）であって、陰極基板１０１と陽極基板１１０との外周部の間となる部位には、上述のシールガラス１１３が設けられている。
【０００７】
一方、図８及び図１０に示すように、陽極基板１１０の内面には、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の透光性を有する導電膜からなる陽極導体１１１が形成されている。陽極導体１１１の表面には、蛍光体層１１２が被着されて陽極が構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した図８に示す従来の電界放出素子では、ストライプ状の陰極導体１０２の各ラインに沿って抵抗層１０３が設けられている。この抵抗層１０３には、例えばアモルファスシリコン，ポリシリコン，その他の半導体材料が用いられている。この種の半導体材料を用いた抵抗層１０３は、温度が下がると抵抗率が高くなるという温度特性をもっている。このため、このような抵抗層１０３を上記構成とした電界放出型表示装置では、設計時に設定した温度条件（例えば２０℃）よりも温度が低い条件下（例えば０℃）では、電圧ドロップが生じ、ゲート電極１０５と陰極導体１０２間の電位差がとれなくなって発光しなくなるという問題があった。
【０００９】
また、図８に示す如く抵抗層１０３が陰極導体１０２のラインに沿って設けられていると、この抵抗層１０３の上に形成されているエミッタ１０７が冷陰極であるため、動作時において高真空状態とされた雰囲気中に発生したガスがエミッタ１０７の表面に吸着し易く、電流寿命特性に劣化が生じるという問題もあった。
【００１０】
また、図１０に示す他の構造の電界放出素子では、ストライプ状に形成された各陰極導体１０２の各ラインを跨ぐようにベタパターンで抵抗層１０３を形成し、この抵抗層１０３の上方（あるいは至近）にシールガラス１１３が設けられている。このため、このような抵抗層１０３の構成をなす電界放出型表示装置では、陰極導体１０２に信号が入った時に生じる配線間の電位差によって抵抗層１０３が加熱する。また、シールガラス１１３と各基板１０１，１１０には熱膨張係数の差があるため、抵抗層１０３の加熱による急激な温度変化があると、シールガラス１１３や基板１０１，１１０にクラックが生じてしまうという問題があった。
【００１１】
そこで本発明は、上記課題を解消するために、抵抗層のもつ温度特性に伴う未発光を防止するとともに、シールガラスや基板のクラックにつながる抵抗層の加熱を防止することができる電界放出素子並びに電界放出型表示装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による請求項１に記載の電界放出素子は、陰極基板の内面に形成された複数の陰極導体と、前記陰極導体上に形成された抵抗層と、前記抵抗層上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極と前記絶縁層に対し前記抵抗層に達するように形成されたホールと、前記ホール内の前記抵抗層上に形成されたエミッタとを備えた電界放出素子において、
複数の前記陰極導体は、各々所定幅に形成されたラインパターンをなすとともに、各々独立した電圧が印加され、隣接する前記陰極導体に向かって互いに接続することなく延出された延出部を有し、
前記抵抗層は前記陰極導体を直接被覆しライン形状をなすとともに、前記延出部を覆うように複数の前記陰極導体間を一部連続して跨ぐ如く形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の電界放出素子は、陰極基板の内面に形成された陰極導体と、前記陰極導体上に形成された抵抗層と、前記抵抗層上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極と前記絶縁層に対し前記抵抗層に達するように形成されたホールと、前記ホール内の前記抵抗層上に形成されたエミッタとを備えた電界放出素子において、
前記陰極導体は長手状の共通配線を介し、その長手方向に沿って所定間隔で並設するように複数接続されたラインパターンをなし、
前記陰極基板の内面には、前記陰極導体の共通配線に略平行する如く長手状に形成されて、その長手方向と略直交して前記陰極導体の間に延出した複数の延端部をなす温度制御電極を有し、
前記抵抗層は、前記陰極導体及び前記温度制御電極上を直接覆う如くライン形状をなしていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の電界放出素子は、請求項２に記載の電界放出素子において、前記エミッタが、前記陰極導体の上にある前記抵抗層上に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の電界放出素子は、請求項２に記載の電界放出素子において、前記エミッタが、前記陰極導体の間を跨ぐ前記抵抗層上に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明による請求項５に記載の電界放出型表示装置は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の電界放出素子と、
前記陰極基板の内面と対面する内面に陽極導体を有し、且つ、該陽極導体上に蛍光体層を有して表示部をなす陽極基板と、
を備え、前記陰極基板と陽極基板の外周部を封着した内部を高真空雰囲気としたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一実施形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明による電界放出素子の第一実施形態を示す平面図、図２は同電界放出素子を用いた電界放出型表示装置の断面図（図１におけるＡ−Ａ断面部分）である。
【００１９】
第一実施形態における電界放出素子は、陰極基板１の内面に形成された陰極導体２と、陰極導体２上に形成された抵抗層３と、抵抗層３上に形成された絶縁層４と、絶縁層４上に形成されたゲート電極５と、ゲート電極５と絶縁層４に対して抵抗層３に達するように形成されたホール６と、ホール６内の抵抗層３上に形成されたエミッタ７とを備えている。
【００２０】
陰極基板１は、略矩形状をなす絶縁材料の板体からなる。この陰極基板１の内面（後述する陽極基板と対向する面）に形成された陰極導体２は、所定間隔をおいて多数本のラインパターンが並ぶストライプ状に形成されている。陰極導体２の各ラインには、矩形状の穴部８が形成されている。穴部８は、本実施形態では等間隔で配された九個を一画素（単位領域）分としている。また、陰極導体２の各ライン間において、上記画素をなす部位には、互いに隣接する画素に向かって延出された延出部９が形成されている。
【００２１】
抵抗層３は、陰極導体２の各穴部８を埋めるようにして陰極導体２の各ライン上に沿うライン形状をなしている。この抵抗層３は、陰極導体２の各ライン間で延出された延出部９上において、陰極導体２の各ラインにおける隣接する各画素間を跨ぐように一部連続して形成されている（図１中符号３ａ）。また、抵抗層３には、アモルファスシリコン，ポリシリコン，その他の半導体材料が用いられている。
【００２２】
絶縁層４およびゲート電極５は、抵抗層３上に積層されている。また、ホール６は、ゲート電極５と絶縁層４にエッチングによって形成されている。このホール６は、陰極導体２の穴部８上において、平面視で穴部８内に等間隔となるように複数（本実施形態では四個）設けられている。エミッタ７は、コーン形状をなし、各ホール内の抵抗層３上にそれぞれ形成されている。
【００２３】
また、上記電界放出素子を用いた電界放出型表示装置は、陰極基板１の内面と対面する陽極基板１０を有している。この陽極基板１０は、透光性を有し上記陰極基板１と略同形の絶縁材料からなる板体をなしている。陽極基板１０の内面には、透光性を有するＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の導電膜からなる陽極導体１１が形成されている。陽極導体１１の表面には、所定の厚さで蛍光体層１２が被着されて発光部を構成している。
【００２４】
陰極基板１と陽極基板１０は、それぞれの内面を対面した状態で、所定間隔をおくように各外周部の間にシールガラス１３を介在して封着した外囲器をなしている。この外囲器の内部は高真空状態に保持されている。
【００２５】
上記電界放出型表示装置は、電界放出素子の選択された単位領域から放出される電子の射突を受けることにより、発光部が選択的に発光して陽極基板の外面側に任意の画像を表示させる。
【００２６】
このような構成の電界放出素子では、各ライン間で一部連続して形成された抵抗層３ａが、陰極導体２に信号が入った時に生じる配線間の電位差によって温められる。ゆえに、抵抗層３ａがエミッタ７に対するヒータの代わりとなる。これにより、温度が下がると抵抗率が高くなる温度特性をもっているアモルファスシリコン等の半導体材料を抵抗層３（３ａ）に用い、設計時に設定した温度条件（例えば２０℃）よりも温度が低い条件下（例えば０℃）であっても、抵抗率の変化が少なくなるため、電圧ドロップが生じることなく、ゲート電極５と陰極導体２間の電位差がとれるので発光させることが可能となる。
【００２７】
また、上記の如く抵抗層３ａがエミッタ７に対するヒータとなるため、抵抗層３が陰極導体２のラインに沿って設けられていても、エミッタの表面へのガスの吸着を低減し、電流寿命特性の劣化を抑えることが可能となる。
【００２８】
また、陰極導体２における延出部９を設けたことにより、陰極導体２の各ラインの間隔（ギャップ）が変わるため、上記の如く抵抗層３ａによって温められた熱を制限して必要な分の熱だけを得ることが可能となる。
【００２９】
また、上記の如く抵抗層３をライン形状にパターニングしたことにより、シールガラス１３部分にベタな状態で抵抗層３が存在することなく、必要な部分（画素部分）だけが加熱されるので、シールガラス１３と各基板１，１０の間に急激な温度変化がなく、シールガラス１３や基板１，１０にクラックが生じることがない。
【００３０】
なお、上述した第一実施形態では、陰極導体２に穴部８を設け、この穴部８上となる抵抗層３上にエミッタ７を形成した構成であるが、陰極導体２に穴部８を設けずに、陰極導体２上となる抵抗層３上にエミッタ７を形成した構成であっても上記効果を得ることが可能である。
【００３１】
以下、本発明の第二実施形態を図面を参照して具体的に説明する。
図３は本発明による電界放出素子の第二実施形態を示す平面図、図４は同電界放出素子を用いた電界放出型表示装置の断面図（図３におけるＢ−Ｂ断面部分）である。
【００３２】
第二実施形態の電界放出素子は、略矩形状をなす絶縁材料の板体からなる陰極基板１の内面に形成された陰極導体２と、同じく陰極基板１の内面に形成された温度制御電極２０と、陰極導体２及び温度制御電極２０上に形成された抵抗層３と、抵抗層３上に形成された絶縁層４と、絶縁層４上に形成されたゲート電極５と、ゲート電極５と絶縁層４に対して抵抗層３に達するように形成されたホール６と、ホール６内の抵抗層３上に形成されたエミッタ７とを備えている。
【００３３】
陰極導体２は、略矩形状をなし、所定間隔をおいて複数並設されている。並設された各陰極導体２の側部には、陰極導体２と共に陰極基板１の内面に形成され、各陰極導体２の並設された方向に長手状の共通配線２ａが設けられている。各陰極導体２は共通配線２ａにそれぞれ共通接続されている。共通配線２ａに接続された各陰極導体２は、共通配線２ａの長手方向に沿うラインパターンをなし、このラインパターンを陰極基板１上に複数並設している。また、矩形状の陰極導体２の略中央部分には、略矩形状の穴部８が形成されている。なお、上記各陰極導体２は一画素（単位領域）をなす。
【００３４】
温度制御電極２０は、陰極基板１上において上記陰極導体２の各ラインパターンの側部に沿ってそれぞれ設けられている。温度制御電極２０は、共通配線２ａに接続された各陰極導体２の両側に導出される延端部２０ａと、各延端部２０ａを接続する如く共通配線２ａと平行する長手状の共通電極２０ｂとからなり、いわゆる櫛歯状をなしている。ゆえに、一画素をなす各陰極導体２は、温度制御電極２０の延端部２０ａ及び共通電極２０ｂによって、その周囲が略囲まれている。
【００３５】
抵抗層３は、各陰極導体２の各穴部８を埋めるようにして共通配線２ａを含む各陰極導体２のライン上及び、このラインに沿う温度制御電極２０上を共に覆う如くライン形状をなしている。また、抵抗層３は、一画素分の陰極導体２を囲む温度制御電極２０の延端部２０ａを含む一画素分の領域の間（隣接する延端部２０ａ間）には形成されていない。また、抵抗層３には、アモルファスシリコン，ポリシリコン，その他の半導体材料が用いられている。
【００３６】
絶縁層４およびゲート電極５は、抵抗層３上に積層されている。また、ホール６は、ゲート電極５と絶縁層４にエッチングによって形成されている。このホール６は、各陰極導体２の穴部８上において、平面視で穴部８内に等間隔となるように複数（本実施形態では四個）設けられている。エミッタ７は、コーン形状をなし、各ホール６内の抵抗層３上にそれぞれ形成されている。
【００３７】
また、上記電界放出素子を用いた電界放出型表示装置は、陰極基板１の内面と対面する陽極基板１０を有している。この陽極基板１０は、透光性を有し上記陰極基板１と略同形の絶縁材料からなる板体をなしている。陽極基板１０の内面には、透光性を有するＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の導電膜からなる陽極導体１１が形成されている。陽極導体１１の表面には、所定の厚さで蛍光体層１２が被着されて発光部を構成している。
【００３８】
陰極基板１と陽極基板１０は、それぞれの内面を対面した状態で、所定間隔をおくように各外周部の間にシールガラス（図３中不図示）を介在して封着した外囲器をなしている。この外囲器の内部は高真空状態に保持されている。
【００３９】
上記電界放出型表示装置は、電界放出素子の選択された単位領域から放出される電子の射突を受けることにより、発光部が選択的に発光して陽極基板の外面側に任意の画像を表示させる。この際、温度制御電極２０にも同時に電位が印加される。
【００４０】
このような構成の電界放出素子では、陰極導体２を囲む如く温度制御電極２０を設けたことにより、陰極導体２の電位に対して所望の電位差を保持することが可能となり、各々異なる電位が印加される陰極導体２のラインの抵抗層３の発熱部分の温度が制御できる。これにより、アモルファスシリコン等の半導体材料を抵抗層３に用い、設計時に設定した温度条件（例えば２０℃）よりも温度が低い条件下（例えば０℃）であっても、ゲート電極５と陰極導体２間の電位差がとれるので発光させることが可能となる。
【００４１】
また、上記の如く温度制御電極２０を設けたため、抵抗層３が陰極導体２のラインに沿って設けられていても、エミッタの表面へのガスの吸着を低減し、電流寿命特性の劣化を抑えることが可能となる。
【００４２】
また、上記の如く抵抗層３をライン形状にパターニングしたことにより、シールガラス部分にベタな状態で抵抗層３が存在することなく、必要な部分（画素部分）だけが加熱されるので、シールガラスと各基板１，１０の間に急激な温度変化がなく、シールガラスや基板１，１０にクラックが生じることがない。
【００４３】
なお、上述した第二実施形態では、陰極導体２に穴部８を設け、この穴部８上となる抵抗層３上にエミッタ７を形成した構成であるが、陰極導体２に穴部８を設けずに、陰極導体２上となる抵抗層３上にエミッタ７を形成した構成であっても上記効果を得ることが可能である。
【００４４】
以下、本発明の第三実施形態を図面を参照して具体的に説明する。
図５は本発明による電界放出素子の第三実施形態を示す平面図、図６は同電界放出素子を用いた電界放出型表示装置の断面図（図５におけるＣ−Ｃ断面部分）である。
【００４５】
第三実施形態の電界放出素子は、略矩形状をなす絶縁材料の板体からなる陰極基板１の内面に形成された陰極導体２と、同じく陰極基板１の内面に形成された温度制御電極２０と、陰極導体２及び温度制御電極２０上に形成された抵抗層３と、抵抗層３上に形成された絶縁層４と、絶縁層４上に形成されたゲート電極５と、ゲート電極５と絶縁層４に対して抵抗層３に達するように形成されたホール６と、ホール６内の抵抗層３上に形成されたエミッタ７とを備えている。
【００４６】
陰極導体２は、長手状の共通配線２ａに共通接続されるように、共通配線２ａの長手方向に所定間隔をおいて略鉛直方向に導出された、いわゆる櫛歯形状をなしている。陰極導体２は、共通配線２ａの長手方向に沿うラインパターンをなし、このラインパターンを陰極基板１上に複数並設している。また、陰極導体２の共通配線２ａから導出された部位は、幅の異なる形状をなし、太幅形状の間に細幅形状を有した構成とされている。
【００４７】
温度制御電極２０は、陰極基板１上において上記陰極導体２の各ラインパターンの側部に沿ってそれぞれ設けられている。温度制御電極２０は、共通配線２ａに共通接続された陰極導体２間に導出される延端部２０ａと、各延端部２０ａを接続する如く共通配線２ａと平行する長手状の共通電極２０ｂとからなり、いわゆる櫛歯形状をなしている。ゆえに、陰極電極２の櫛歯形状と、温度制御電極２０の櫛歯形状は、互いに開口する端部を向き合うよう配されている。
【００４８】
抵抗層３は、陰極導体２のライン上及び、このラインに沿う温度制御電極２０上を共に覆う如くライン形状をなしている。この抵抗層３には、アモルファスシリコン，ポリシリコン，その他の半導体材料が用いられている。
【００４９】
絶縁層４およびゲート電極５は、抵抗層３上に積層されている。また、ホール６は、ゲート電極５と絶縁層４にエッチングによって形成されている。このホール６は、図５に示すように、陰極導体２及び温度制御電極２０の上に掛かることなく、陰極導体２の共通配線２ａと、温度制御電極２０の共通電極２０ｂの間であって、且つ、太幅形状の陰極導体２間において、陰極導体２の周縁から平面視で等間隔となるように複数（本実施形態では８４個）設けられている。エミッタ７は、コーン形状をなし、各ホール６内の抵抗層３上にそれぞれ形成されている。
【００５０】
また、上記電界放出素子を用いた電界放出型表示装置は、陰極基板１の内面と対面する陽極基板１０を有している。この陽極基板１０は、透光性を有し上記陰極基板１と略同形の絶縁材料からなる板体をなしている。陽極基板１０の内面には、透光性を有するＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の導電膜からなる陽極導体１１が形成されている。陽極導体１１の表面には、所定の厚さで蛍光体層１２が被着されて発光部を構成している。
【００５１】
陰極基板１と陽極基板１０は、それぞれの内面を対面した状態で、所定間隔をおくように各外周部の間にシールガラス（図５中不図示）を介在して封着した外囲器をなしている。この外囲器の内部は高真空状態に保持されている。
【００５２】
上記電界放出型表示装置は、電界放出素子の選択された単位領域から放出される電子の射突を受けることにより、発光部が選択的に発光して陽極基板の外面側に任意の画像を表示させる。この際、温度制御電極２０にも同時に電位が印加される。
【００５３】
このような構成の電界放出素子では、陰極導体２を囲む如く温度制御電極２０を設けたことにより、陰極導体２の電位に対して所望の電位差を保持することが可能となり、各々異なる電位が印加される陰極導体２のラインの抵抗層３の発熱部分の温度が制御できる。特に、本実施形態では、上述した第一実施形態および第二実施形態と異なり、エミッタ７直下の抵抗層３が発熱する構成であるため、エミッタ７への加熱効率がよい。
これにより、アモルファスシリコン等の半導体材料を抵抗層３に用い、設計時に設定した温度条件（例えば２０℃）よりも温度が低い条件下（例えば０℃）であっても、ゲート電極５と陰極導体２間の電位差がとれるので発光させることが可能となる。
【００５４】
また、上記の如く温度制御電極２０を設けたため、抵抗層３が陰極導体２のラインに沿って設けられていても、エミッタの表面へのガスの吸着を低減し、電流寿命特性の劣化を抑えることが可能となる。
【００５５】
また、上記の如く抵抗層３をライン形状にパターニングしたことにより、シールガラス部分にベタな状態で抵抗層３が存在することなく、必要な部分（画素部分）だけが加熱されるので、シールガラスと各基板１，１０の間に急激な温度変化がなく、シールガラスや基板１，１０にクラックが生じることがない。
【００５６】
なお、上述した第一乃至第三実施形態ではエミッタ７がコーン形状であるスピント形の電界放出素子を採用しているが、エッチングによって形成した縦型電界放出エミッタでもよく、また方向性に優れていれば、平面形電界放出エミッタでもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による電界放出素子は、複数のラインパターンをなす陰極導体上に、抵抗層をライン形状をなすように形成するとともに、該抵抗層を陰極導体の各ライン間の所定箇所を跨ぐ如く形成したことにより、各ライン間の所定箇所を跨ぐ抵抗層が陰極導体に信号が入った時に生じる配線間の電位差によって温められてエミッタに対するヒータの代わりとなる。これにより、抵抗層にアモルファスシリコン等の半導体材料を用いた場合でも、設計時に設定した温度条件温度が低い条件下であっても、抵抗率の変化が少なくなる。ゆえに、この電界放出素子を電界放出型表示装置に用いた場合には、電圧ドロップが生じることなく、ゲート電極と陰極導体間の電位差がとれるので十分な発光状態を得ることができる。
【００５８】
また、抵抗層をライン形状にパターニングしたことにより、各基板間を封着するシールガラス部分にベタな抵抗層が存在しないので、必要な部分（画素部分）だけの加熱が実施され、シールガラスと各基板間に急激な温度変化がなくなり、シールガラスや基板へのクラックを防止することができる。
【００５９】
また、抵抗層がエミッタに対するヒータとなるため、エミッタの表面へのガスの吸着を低減し、電流寿命特性の劣化を抑えることができる。
【００６０】
また、陰極導体に対し、該陰極導体の各ライン間を跨ぐ抵抗層下にて接続することなく延出された延出部を備えたことにより、陰極導体の各ラインの間隔（ギャップ）が変わるので、上記の如く抵抗層によって温められた熱を制限して必要な分の熱だけを得ることができる。
【００６１】
また、その他の構成の電界放出素子として、陰極導体を長手状の共通配線を介して長手方向に沿って所定間隔で並設するように複数接続されたラインパターンとし、陰極基板の内面において、共通配線と平行して長手状とされ、陰極導体の間に延出した複数の延端部をなす温度制御電極を設け、これら陰極導体及び前記温度制御電極上に沿うライン形状の抵抗層をなしても、上記効果を同様に得ることができる。
【００６２】
また、温度制御電極を設けた電界放出素子において、特にエミッタを陰極導体の間を跨ぐ抵抗層上に形成すれば、エミッタ直下の抵抗層が発熱するため、エミッタへの加熱効率がよくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電界放出素子の第一実施形態を示す平面図。
【図２】図１の電界放出素子を用いた電界放出型表示装置の断面図（図１におけるＡ−Ａ断面部分）。
【図３】本発明による電界放出素子の第二実施形態を示す平面図。
【図４】図３の電界放出素子を用いた電界放出型表示装置の断面図（図３におけるＢ−Ｂ断面部分）。
【図５】本発明による電界放出素子の第三実施形態を示す平面図。
【図６】図５の電界放出素子を用いた電界放出型表示装置の断面図（図５におけるＣ−Ｃ断面部分）。
【図７】従来の電界放出型表示装置の構造の一例を示す断面図。
【図８】図７の電界放出型表示装置における電界放出素子を示す平面図（Ｄ−Ｄ断面部分）。
【図９】従来の電界放出型表示装置の他の構造を示す断面図、
【図１０】図９の電界放出型表示装置における電界放出素子を示す平面図（Ｅ−Ｅ断面部分）。
【符号の説明】
１…陰極基板、２…陰極導体、２ａ…共通配線、３，３ａ…抵抗層、４…絶縁層、５…ゲート電極、６…ホール、７…エミッタ、９…延出部、１０…陽極基板、１１…陽極導体、１２…蛍光体層、２０…温度制御電極、２０ａ…延端部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子源としての陰極をなす電界放出素子並びに該電界放出素子を用いた電界放出型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の電界放出型表示装置の構造の一例を示す断面図、図８は図７の電界放出型表示装置における電界放出素子（陰極）を示す平面図（Ｄ−Ｄ断面部分）、図９は従来の電界放出型表示装置の他の構造を示す断面図、図１０は図９の電界放出型表示装置における電界放出素子（陰極）を示す平面図（Ｅ−Ｅ断面部分）である。
【０００３】
電界放出型表示装置は、図７及び図９に示すように、絶縁材料からなる陰極基板１０１と、陰極基板１０１に所定の間隔をおいて対面する如く透光性を有したガラス等の絶縁材料からなる陽極基板１１０を有している。両基板１０１，１１０の外周部の間には、両基板１０１，１１０を所定の間隔をおいて固定し、且つ両基板１０１，１１０の間の空間を高真空状態に保持するために、封着用のシールガラス１１３（図１０で示す）がある。
【０００４】
陰極基板１０１の内面には、電子源としての陰極をなす電界放出素子(FEC,Field Emission Cathode)が形成されている。電界放出素子は、陰極基板１０１の内面に形成された陰極導体１０２と、陰極導体１０２の表面に形成された抵抗層１０３と、抵抗層１０３の表面に形成された絶縁層１０４と、絶縁層１０４の表面に形成されたゲート電極１０５と、ゲート電極１０５と絶縁層１０４に形成された多数のホール１０６と、ホール１０６内で抵抗層１０３の上に形成されたコーン形状のエミッタ１０７とを有している。
【０００５】
図７及び図８で示す電界放出素子は、陰極導体１０２が複数のラインをなすストライプ状に形成されている。各ラインをなす陰極導体１０２は、所定の配置で矩形状の穴部１０８を複数有している。この矩形状の穴部１０８は、等間隔で配された九個で一画素をなす。抵抗層１０３は、陰極導体１０２の表面に対し、陰極導体１０２の各ラインに沿うライン形状をなし、前記矩形状の穴部１０８を埋める如く形成されている。絶縁層１０４は、抵抗層１０３の表面に形成されている。ゲート電極１０５は、陰極導体１０２の一画素をなす各穴部１０８の上に掛かるように形成されている。ホール１０６及びエミッタ１０７は、陰極導体１０２の各穴部１０８上に対し、複数（図８では四個）形成されている。なお、エミッタ１０７は、陰極導体１０２からの距離がそれぞれ等間隔で、同じ条件となるように配置されている。
【０００６】
図９及び図１０で示す他の構造の電界放出素子は、抵抗層１０３が、各陰極導体１０２の各ラインを跨ぐようにベタパターンで形成されている。絶縁層１０４とゲート電極１０５は、ベタパターンの抵抗層１０３の表面に形成されて、陰極導体１０２の上方において所定の配置で多数のホール１０６をなしており、該ホール１０６内にエミッタ１０７が形成されている。そして、ベタパターンとされた抵抗層１０３の上方（あるいは至近）であって、陰極基板１０１と陽極基板１１０との外周部の間となる部位には、上述のシールガラス１１３が設けられている。
【０００７】
一方、図８及び図１０に示すように、陽極基板１１０の内面には、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の透光性を有する導電膜からなる陽極導体１１１が形成されている。陽極導体１１１の表面には、蛍光体層１１２が被着されて陽極が構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した図８に示す従来の電界放出素子では、ストライプ状の陰極導体１０２の各ラインに沿って抵抗層１０３が設けられている。この抵抗層１０３には、例えばアモルファスシリコン，ポリシリコン，その他の半導体材料が用いられている。この種の半導体材料を用いた抵抗層１０３は、温度が下がると抵抗率が高くなるという温度特性をもっている。このため、このような抵抗層１０３を上記構成とした電界放出型表示装置では、設計時に設定した温度条件（例えば２０℃）よりも温度が低い条件下（例えば０℃）では、電圧ドロップが生じ、ゲート電極１０５と陰極導体１０２間の電位差がとれなくなって発光しなくなるという問題があった。
【０００９】
また、図８に示す如く抵抗層１０３が陰極導体１０２のラインに沿って設けられていると、この抵抗層１０３の上に形成されているエミッタ１０７が冷陰極であるため、動作時において高真空状態とされた雰囲気中に発生したガスがエミッタ１０７の表面に吸着し易く、電流寿命特性に劣化が生じるという問題もあった。
【００１０】
また、図１０に示す他の構造の電界放出素子では、ストライプ状に形成された各陰極導体１０２の各ラインを跨ぐようにベタパターンで抵抗層１０３を形成し、この抵抗層１０３の上方（あるいは至近）にシールガラス１１３が設けられている。このため、このような抵抗層１０３の構成をなす電界放出型表示装置では、陰極導体１０２に信号が入った時に生じる配線間の電位差によって抵抗層１０３が加熱する。また、シールガラス１１３と各基板１０１，１１０には熱膨張係数の差があるため、抵抗層１０３の加熱による急激な温度変化があると、シールガラス１１３や基板１０１，１１０にクラックが生じてしまうという問題があった。
【００１１】
そこで本発明は、上記課題を解消するために、抵抗層のもつ温度特性に伴う未発光を防止するとともに、シールガラスや基板のクラックにつながる抵抗層の加熱を防止することができる電界放出素子並びに電界放出型表示装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による請求項１に記載の電界放出素子は、陰極基板の内面に形成された複数の陰極導体と、前記陰極導体上に形成された抵抗層と、前記抵抗層上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極と前記絶縁層に対し前記抵抗層に達するように形成されたホールと、前記ホール内の前記抵抗層上に形成されたエミッタとを備えた電界放出素子において、
複数の前記陰極導体は、各々所定幅に形成されたラインパターンをなすとともに、各々独立した電圧が印加され、隣接する前記陰極導体に向かって互いに接続することなく延出された延出部を有し、
前記抵抗層は前記陰極導体を直接被覆しライン形状をなすとともに、前記延出部を覆うように複数の前記陰極導体間を一部連続して跨ぐ如く形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の電界放出素子は、陰極基板の内面に形成された陰極導体と、前記陰極導体上に形成された抵抗層と、前記抵抗層上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極と前記絶縁層に対し前記抵抗層に達するように形成されたホールと、前記ホール内の前記抵抗層上に形成されたエミッタとを備えた電界放出素子において、
前記陰極導体は長手状の共通配線を介し、その長手方向に沿って所定間隔で並設するように複数接続されたラインパターンをなし、
前記陰極基板の内面には、前記陰極導体の共通配線に略平行する如く長手状に形成されて、その長手方向と略直交して前記陰極導体の間に延出した複数の延端部をなす温度制御電極を有し、
前記抵抗層は、前記陰極導体及び前記温度制御電極上を直接覆う如くライン形状をなしていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の電界放出素子は、請求項２に記載の電界放出素子において、前記エミッタが、前記陰極導体の上にある前記抵抗層上に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の電界放出素子は、請求項２に記載の電界放出素子において、前記エミッタが、前記陰極導体の間を跨ぐ前記抵抗層上に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明による請求項５に記載の電界放出型表示装置は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の電界放出素子と、
前記陰極基板の内面と対面する内面に陽極導体を有し、且つ、該陽極導体上に蛍光体層を有して表示部をなす陽極基板と、
を備え、前記陰極基板と陽極基板の外周部を封着した内部を高真空雰囲気としたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一実施形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明による電界放出素子の第一実施形態を示す平面図、図２は同電界放出素子を用いた電界放出型表示装置の断面図（図１におけるＡ−Ａ断面部分）である。
【００１９】
第一実施形態における電界放出素子は、陰極基板１の内面に形成された陰極導体２と、陰極導体２上に形成された抵抗層３と、抵抗層３上に形成された絶縁層４と、絶縁層４上に形成されたゲート電極５と、ゲート電極５と絶縁層４に対して抵抗層３に達するように形成されたホール６と、ホール６内の抵抗層３上に形成されたエミッタ７とを備えている。
【００２０】
陰極基板１は、略矩形状をなす絶縁材料の板体からなる。この陰極基板１の内面（後述する陽極基板と対向する面）に形成された陰極導体２は、所定間隔をおいて多数本のラインパターンが並ぶストライプ状に形成されている。陰極導体２の各ラインには、矩形状の穴部８が形成されている。穴部８は、本実施形態では等間隔で配された九個を一画素（単位領域）分としている。また、陰極導体２の各ライン間において、上記画素をなす部位には、互いに隣接する画素に向かって延出された延出部９が形成されている。
【００２１】
抵抗層３は、陰極導体２の各穴部８を埋めるようにして陰極導体２の各ライン上に沿うライン形状をなしている。この抵抗層３は、陰極導体２の各ライン間で延出された延出部９上において、陰極導体２の各ラインにおける隣接する各画素間を跨ぐように一部連続して形成されている（図１中符号３ａ）。また、抵抗層３には、アモルファスシリコン，ポリシリコン，その他の半導体材料が用いられている。
【００２２】
絶縁層４およびゲート電極５は、抵抗層３上に積層されている。また、ホール６は、ゲート電極５と絶縁層４にエッチングによって形成されている。このホール６は、陰極導体２の穴部８上において、平面視で穴部８内に等間隔となるように複数（本実施形態では四個）設けられている。エミッタ７は、コーン形状をなし、各ホール内の抵抗層３上にそれぞれ形成されている。
【００２３】
また、上記電界放出素子を用いた電界放出型表示装置は、陰極基板１の内面と対面する陽極基板１０を有している。この陽極基板１０は、透光性を有し上記陰極基板１と略同形の絶縁材料からなる板体をなしている。陽極基板１０の内面には、透光性を有するＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の導電膜からなる陽極導体１１が形成されている。陽極導体１１の表面には、所定の厚さで蛍光体層１２が被着されて発光部を構成している。
【００２４】
陰極基板１と陽極基板１０は、それぞれの内面を対面した状態で、所定間隔をおくように各外周部の間にシールガラス１３を介在して封着した外囲器をなしている。この外囲器の内部は高真空状態に保持されている。
【００２５】
上記電界放出型表示装置は、電界放出素子の選択された単位領域から放出される電子の射突を受けることにより、発光部が選択的に発光して陽極基板の外面側に任意の画像を表示させる。
【００２６】
このような構成の電界放出素子では、各ライン間で一部連続して形成された抵抗層３ａが、陰極導体２に信号が入った時に生じる配線間の電位差によって温められる。ゆえに、抵抗層３ａがエミッタ７に対するヒータの代わりとなる。これにより、温度が下がると抵抗率が高くなる温度特性をもっているアモルファスシリコン等の半導体材料を抵抗層３（３ａ）に用い、設計時に設定した温度条件（例えば２０℃）よりも温度が低い条件下（例えば０℃）であっても、抵抗率の変化が少なくなるため、電圧ドロップが生じることなく、ゲート電極５と陰極導体２間の電位差がとれるので発光させることが可能となる。
【００２７】
また、上記の如く抵抗層３ａがエミッタ７に対するヒータとなるため、抵抗層３が陰極導体２のラインに沿って設けられていても、エミッタの表面へのガスの吸着を低減し、電流寿命特性の劣化を抑えることが可能となる。
【００２８】
また、陰極導体２における延出部９を設けたことにより、陰極導体２の各ラインの間隔（ギャップ）が変わるため、上記の如く抵抗層３ａによって温められた熱を制限して必要な分の熱だけを得ることが可能となる。
【００２９】
また、上記の如く抵抗層３をライン形状にパターニングしたことにより、シールガラス１３部分にベタな状態で抵抗層３が存在することなく、必要な部分（画素部分）だけが加熱されるので、シールガラス１３と各基板１，１０の間に急激な温度変化がなく、シールガラス１３や基板１，１０にクラックが生じることがない。
【００３０】
なお、上述した第一実施形態では、陰極導体２に穴部８を設け、この穴部８上となる抵抗層３上にエミッタ７を形成した構成であるが、陰極導体２に穴部８を設けずに、陰極導体２上となる抵抗層３上にエミッタ７を形成した構成であっても上記効果を得ることが可能である。
【００３１】
以下、本発明の第二実施形態を図面を参照して具体的に説明する。
図３は本発明による電界放出素子の第二実施形態を示す平面図、図４は同電界放出素子を用いた電界放出型表示装置の断面図（図３におけるＢ−Ｂ断面部分）である。
【００３２】
第二実施形態の電界放出素子は、略矩形状をなす絶縁材料の板体からなる陰極基板１の内面に形成された陰極導体２と、同じく陰極基板１の内面に形成された温度制御電極２０と、陰極導体２及び温度制御電極２０上に形成された抵抗層３と、抵抗層３上に形成された絶縁層４と、絶縁層４上に形成されたゲート電極５と、ゲート電極５と絶縁層４に対して抵抗層３に達するように形成されたホール６と、ホール６内の抵抗層３上に形成されたエミッタ７とを備えている。
【００３３】
陰極導体２は、略矩形状をなし、所定間隔をおいて複数並設されている。並設された各陰極導体２の側部には、陰極導体２と共に陰極基板１の内面に形成され、各陰極導体２の並設された方向に長手状の共通配線２ａが設けられている。各陰極導体２は共通配線２ａにそれぞれ共通接続されている。共通配線２ａに接続された各陰極導体２は、共通配線２ａの長手方向に沿うラインパターンをなし、このラインパターンを陰極基板１上に複数並設している。また、矩形状の陰極導体２の略中央部分には、略矩形状の穴部８が形成されている。なお、上記各陰極導体２は一画素（単位領域）をなす。
【００３４】
温度制御電極２０は、陰極基板１上において上記陰極導体２の各ラインパターンの側部に沿ってそれぞれ設けられている。温度制御電極２０は、共通配線２ａに接続された各陰極導体２の両側に導出される延端部２０ａと、各延端部２０ａを接続する如く共通配線２ａと平行する長手状の共通電極２０ｂとからなり、いわゆる櫛歯状をなしている。ゆえに、一画素をなす各陰極導体２は、温度制御電極２０の延端部２０ａ及び共通電極２０ｂによって、その周囲が略囲まれている。
【００３５】
抵抗層３は、各陰極導体２の各穴部８を埋めるようにして共通配線２ａを含む各陰極導体２のライン上及び、このラインに沿う温度制御電極２０上を共に覆う如くライン形状をなしている。また、抵抗層３は、一画素分の陰極導体２を囲む温度制御電極２０の延端部２０ａを含む一画素分の領域の間（隣接する延端部２０ａ間）には形成されていない。また、抵抗層３には、アモルファスシリコン，ポリシリコン，その他の半導体材料が用いられている。
【００３６】
絶縁層４およびゲート電極５は、抵抗層３上に積層されている。また、ホール６は、ゲート電極５と絶縁層４にエッチングによって形成されている。このホール６は、各陰極導体２の穴部８上において、平面視で穴部８内に等間隔となるように複数（本実施形態では四個）設けられている。エミッタ７は、コーン形状をなし、各ホール６内の抵抗層３上にそれぞれ形成されている。
【００３７】
また、上記電界放出素子を用いた電界放出型表示装置は、陰極基板１の内面と対面する陽極基板１０を有している。この陽極基板１０は、透光性を有し上記陰極基板１と略同形の絶縁材料からなる板体をなしている。陽極基板１０の内面には、透光性を有するＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の導電膜からなる陽極導体１１が形成されている。陽極導体１１の表面には、所定の厚さで蛍光体層１２が被着されて発光部を構成している。
【００３８】
陰極基板１と陽極基板１０は、それぞれの内面を対面した状態で、所定間隔をおくように各外周部の間にシールガラス（図３中不図示）を介在して封着した外囲器をなしている。この外囲器の内部は高真空状態に保持されている。
【００３９】
上記電界放出型表示装置は、電界放出素子の選択された単位領域から放出される電子の射突を受けることにより、発光部が選択的に発光して陽極基板の外面側に任意の画像を表示させる。この際、温度制御電極２０にも同時に電位が印加される。
【００４０】
このような構成の電界放出素子では、陰極導体２を囲む如く温度制御電極２０を設けたことにより、陰極導体２の電位に対して所望の電位差を保持することが可能となり、各々異なる電位が印加される陰極導体２のラインの抵抗層３の発熱部分の温度が制御できる。これにより、アモルファスシリコン等の半導体材料を抵抗層３に用い、設計時に設定した温度条件（例えば２０℃）よりも温度が低い条件下（例えば０℃）であっても、ゲート電極５と陰極導体２間の電位差がとれるので発光させることが可能となる。
【００４１】
また、上記の如く温度制御電極２０を設けたため、抵抗層３が陰極導体２のラインに沿って設けられていても、エミッタの表面へのガスの吸着を低減し、電流寿命特性の劣化を抑えることが可能となる。
【００４２】
また、上記の如く抵抗層３をライン形状にパターニングしたことにより、シールガラス部分にベタな状態で抵抗層３が存在することなく、必要な部分（画素部分）だけが加熱されるので、シールガラスと各基板１，１０の間に急激な温度変化がなく、シールガラスや基板１，１０にクラックが生じることがない。
【００４３】
なお、上述した第二実施形態では、陰極導体２に穴部８を設け、この穴部８上となる抵抗層３上にエミッタ７を形成した構成であるが、陰極導体２に穴部８を設けずに、陰極導体２上となる抵抗層３上にエミッタ７を形成した構成であっても上記効果を得ることが可能である。
【００４４】
以下、本発明の第三実施形態を図面を参照して具体的に説明する。
図５は本発明による電界放出素子の第三実施形態を示す平面図、図６は同電界放出素子を用いた電界放出型表示装置の断面図（図５におけるＣ−Ｃ断面部分）である。
【００４５】
第三実施形態の電界放出素子は、略矩形状をなす絶縁材料の板体からなる陰極基板１の内面に形成された陰極導体２と、同じく陰極基板１の内面に形成された温度制御電極２０と、陰極導体２及び温度制御電極２０上に形成された抵抗層３と、抵抗層３上に形成された絶縁層４と、絶縁層４上に形成されたゲート電極５と、ゲート電極５と絶縁層４に対して抵抗層３に達するように形成されたホール６と、ホール６内の抵抗層３上に形成されたエミッタ７とを備えている。
【００４６】
陰極導体２は、長手状の共通配線２ａに共通接続されるように、共通配線２ａの長手方向に所定間隔をおいて略鉛直方向に導出された、いわゆる櫛歯形状をなしている。陰極導体２は、共通配線２ａの長手方向に沿うラインパターンをなし、このラインパターンを陰極基板１上に複数並設している。また、陰極導体２の共通配線２ａから導出された部位は、幅の異なる形状をなし、太幅形状の間に細幅形状を有した構成とされている。
【００４７】
温度制御電極２０は、陰極基板１上において上記陰極導体２の各ラインパターンの側部に沿ってそれぞれ設けられている。温度制御電極２０は、共通配線２ａに共通接続された陰極導体２間に導出される延端部２０ａと、各延端部２０ａを接続する如く共通配線２ａと平行する長手状の共通電極２０ｂとからなり、いわゆる櫛歯形状をなしている。ゆえに、陰極電極２の櫛歯形状と、温度制御電極２０の櫛歯形状は、互いに開口する端部を向き合うよう配されている。
【００４８】
抵抗層３は、陰極導体２のライン上及び、このラインに沿う温度制御電極２０上を共に覆う如くライン形状をなしている。この抵抗層３には、アモルファスシリコン，ポリシリコン，その他の半導体材料が用いられている。
【００４９】
絶縁層４およびゲート電極５は、抵抗層３上に積層されている。また、ホール６は、ゲート電極５と絶縁層４にエッチングによって形成されている。このホール６は、図５に示すように、陰極導体２及び温度制御電極２０の上に掛かることなく、陰極導体２の共通配線２ａと、温度制御電極２０の共通電極２０ｂの間であって、且つ、太幅形状の陰極導体２間において、陰極導体２の周縁から平面視で等間隔となるように複数（本実施形態では８４個）設けられている。エミッタ７は、コーン形状をなし、各ホール６内の抵抗層３上にそれぞれ形成されている。
【００５０】
また、上記電界放出素子を用いた電界放出型表示装置は、陰極基板１の内面と対面する陽極基板１０を有している。この陽極基板１０は、透光性を有し上記陰極基板１と略同形の絶縁材料からなる板体をなしている。陽極基板１０の内面には、透光性を有するＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の導電膜からなる陽極導体１１が形成されている。陽極導体１１の表面には、所定の厚さで蛍光体層１２が被着されて発光部を構成している。
【００５１】
陰極基板１と陽極基板１０は、それぞれの内面を対面した状態で、所定間隔をおくように各外周部の間にシールガラス（図５中不図示）を介在して封着した外囲器をなしている。この外囲器の内部は高真空状態に保持されている。
【００５２】
上記電界放出型表示装置は、電界放出素子の選択された単位領域から放出される電子の射突を受けることにより、発光部が選択的に発光して陽極基板の外面側に任意の画像を表示させる。この際、温度制御電極２０にも同時に電位が印加される。
【００５３】
このような構成の電界放出素子では、陰極導体２を囲む如く温度制御電極２０を設けたことにより、陰極導体２の電位に対して所望の電位差を保持することが可能となり、各々異なる電位が印加される陰極導体２のラインの抵抗層３の発熱部分の温度が制御できる。特に、本実施形態では、上述した第一実施形態および第二実施形態と異なり、エミッタ７直下の抵抗層３が発熱する構成であるため、エミッタ７への加熱効率がよい。
これにより、アモルファスシリコン等の半導体材料を抵抗層３に用い、設計時に設定した温度条件（例えば２０℃）よりも温度が低い条件下（例えば０℃）であっても、ゲート電極５と陰極導体２間の電位差がとれるので発光させることが可能となる。
【００５４】
また、上記の如く温度制御電極２０を設けたため、抵抗層３が陰極導体２のラインに沿って設けられていても、エミッタの表面へのガスの吸着を低減し、電流寿命特性の劣化を抑えることが可能となる。
【００５５】
また、上記の如く抵抗層３をライン形状にパターニングしたことにより、シールガラス部分にベタな状態で抵抗層３が存在することなく、必要な部分（画素部分）だけが加熱されるので、シールガラスと各基板１，１０の間に急激な温度変化がなく、シールガラスや基板１，１０にクラックが生じることがない。
【００５６】
なお、上述した第一乃至第三実施形態ではエミッタ７がコーン形状であるスピント形の電界放出素子を採用しているが、エッチングによって形成した縦型電界放出エミッタでもよく、また方向性に優れていれば、平面形電界放出エミッタでもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による電界放出素子は、複数のラインパターンをなす陰極導体上に、抵抗層をライン形状をなすように形成するとともに、該抵抗層を陰極導体の各ライン間の所定箇所を跨ぐ如く形成したことにより、各ライン間の所定箇所を跨ぐ抵抗層が陰極導体に信号が入った時に生じる配線間の電位差によって温められてエミッタに対するヒータの代わりとなる。これにより、抵抗層にアモルファスシリコン等の半導体材料を用いた場合でも、設計時に設定した温度条件温度が低い条件下であっても、抵抗率の変化が少なくなる。ゆえに、この電界放出素子を電界放出型表示装置に用いた場合には、電圧ドロップが生じることなく、ゲート電極と陰極導体間の電位差がとれるので十分な発光状態を得ることができる。
【００５８】
また、抵抗層をライン形状にパターニングしたことにより、各基板間を封着するシールガラス部分にベタな抵抗層が存在しないので、必要な部分（画素部分）だけの加熱が実施され、シールガラスと各基板間に急激な温度変化がなくなり、シールガラスや基板へのクラックを防止することができる。
【００５９】
また、抵抗層がエミッタに対するヒータとなるため、エミッタの表面へのガスの吸着を低減し、電流寿命特性の劣化を抑えることができる。
【００６０】
また、陰極導体に対し、該陰極導体の各ライン間を跨ぐ抵抗層下にて接続することなく延出された延出部を備えたことにより、陰極導体の各ラインの間隔（ギャップ）が変わるので、上記の如く抵抗層によって温められた熱を制限して必要な分の熱だけを得ることができる。
【００６１】
また、その他の構成の電界放出素子として、陰極導体を長手状の共通配線を介して長手方向に沿って所定間隔で並設するように複数接続されたラインパターンとし、陰極基板の内面において、共通配線と平行して長手状とされ、陰極導体の間に延出した複数の延端部をなす温度制御電極を設け、これら陰極導体及び前記温度制御電極上に沿うライン形状の抵抗層をなしても、上記効果を同様に得ることができる。
【００６２】
また、温度制御電極を設けた電界放出素子において、特にエミッタを陰極導体の間を跨ぐ抵抗層上に形成すれば、エミッタ直下の抵抗層が発熱するため、エミッタへの加熱効率がよくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電界放出素子の第一実施形態を示す平面図。
【図２】図１の電界放出素子を用いた電界放出型表示装置の断面図（図１におけるＡ−Ａ断面部分）。
【図３】本発明による電界放出素子の第二実施形態を示す平面図。
【図４】図３の電界放出素子を用いた電界放出型表示装置の断面図（図３におけるＢ−Ｂ断面部分）。
【図５】本発明による電界放出素子の第三実施形態を示す平面図。
【図６】図５の電界放出素子を用いた電界放出型表示装置の断面図（図５におけるＣ−Ｃ断面部分）。
【図７】従来の電界放出型表示装置の構造の一例を示す断面図。
【図８】図７の電界放出型表示装置における電界放出素子を示す平面図（Ｄ−Ｄ断面部分）。
【図９】従来の電界放出型表示装置の他の構造を示す断面図、
【図１０】図９の電界放出型表示装置における電界放出素子を示す平面図（Ｅ−Ｅ断面部分）。
【符号の説明】
１…陰極基板、２…陰極導体、２ａ…共通配線、３，３ａ…抵抗層、４…絶縁層、５…ゲート電極、６…ホール、７…エミッタ、９…延出部、１０…陽極基板、１１…陽極導体、１２…蛍光体層、２０…温度制御電極、２０ａ…延端部。
Claims (5)
- 陰極基板の内面に形成された複数の陰極導体と、前記陰極導体上に形成された抵抗層と、前記抵抗層上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極と前記絶縁層に対し前記抵抗層に達するように形成されたホールと、前記ホール内の前記抵抗層上に形成されたエミッタとを備えた電界放出素子において、
複数の前記陰極導体は、各々所定幅に形成されたラインパターンをなすとともに、各々独立した電圧が印加され、隣接する前記陰極導体に向かって互いに接続することなく延出された延出部を有し、
前記抵抗層は前記陰極導体を直接被覆しライン形状をなすとともに、前記延出部を覆うように複数の前記陰極導体間を一部連続して跨ぐ如く形成されていることを特徴とする電界放出素子。 - 陰極基板の内面に形成された陰極導体と、前記陰極導体上に形成された抵抗層と、前記抵抗層上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極と前記絶縁層に対し前記抵抗層に達するように形成されたホールと、前記ホール内の前記抵抗層上に形成されたエミッタとを備えた電界放出素子において、
前記陰極導体は長手状の共通配線を介し、その長手方向に沿って所定間隔で並設するように複数接続されたラインパターンをなし、
前記陰極基板の内面には、前記陰極導体の共通配線に略平行する如く長手状に形成されて、その長手方向と略直交して前記陰極導体の間に延出した複数の延端部をなす温度制御電極を有し、
前記抵抗層は、前記陰極導体及び前記温度制御電極上を直接覆う如くライン形状をなしていることを特徴とする電界放出素子。 - 前記エミッタが、前記陰極導体の上にある前記抵抗層上に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子。
- 前記エミッタが、前記陰極導体の間を跨ぐ前記抵抗層上に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子。
- 請求項１〜請求項４の何れかに記載の電界放出素子と、
前記陰極基板の内面と対面する内面に陽極導体を有し、且つ、該陽極導体上に蛍光体層を有して表示部をなす陽極基板と、
を備え、前記陰極基板と陽極基板の外周部を封着した内部を高真空雰囲気としたことを特徴とする電界放出型表示装置。
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