JP4678156B2 - Cathode panel conditioning method, cold cathode field emission display device conditioning method, and cold cathode field emission display device manufacturing method - Google Patents

Cathode panel conditioning method, cold cathode field emission display device conditioning method, and cold cathode field emission display device manufacturing method Download PDF

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本発明は、冷陰極電界電子放出表示装置を構成するカソードパネルのコンディショニング方法、カソードパネルとアノードパネルとが組み立てられた冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法、及び、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a conditioning method for a cathode panel constituting a cold cathode field emission display device, a conditioning method for a cold cathode field emission display device in which a cathode panel and an anode panel are assembled, and a cold cathode field emission display device. It relates to the manufacturing method.

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。   As an image display device that can replace the mainstream cathode ray tube (CRT), various types of flat display devices have been studied. Examples of such a flat display device include a liquid crystal display device (LCD), an electroluminescence display device (ELD), and a plasma display device (PDP). In addition, a cold cathode field emission display device, so-called field emission display (FED), which can emit electrons from a solid into a vacuum without using thermal excitation has been proposed. It has attracted attention from the viewpoint of color display and low power consumption.

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カソードパネルと、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。電子放出領域には、通常、1又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場合がある)が設けられている。電界放出素子として、スピント型、扁平型、エッジ型、平面型等を挙げることができる。   A cold cathode field emission display device (hereinafter sometimes abbreviated as a display device) generally has a cathode panel having an electron emission region corresponding to each pixel arranged in a two-dimensional matrix, and emits from the electron emission region. The anode panel having a phosphor region that emits light when excited by collision with the emitted electrons has a configuration in which the anode panel is disposed to face each other through a vacuum layer. The electron emission region is usually provided with one or a plurality of cold cathode field emission devices (hereinafter sometimes abbreviated as field emission devices). Examples of field emission devices include Spindt type, flat type, edge type, and planar type.

一例として、スピント型電界放出素子を有する表示装置の概念的な一部端面図を図8に示し、カソードパネルCP及びアノードパネルAPを分解したときのカソードパネルCPとアノードパネルAPの一部分の模式的な分解斜視図を図10に示す。この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、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に設けられた第1開口部14Aと、絶縁層12に設けられた第2開口部14B)と、開口部14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。   As an example, a conceptual partial end view of a display device having a Spindt-type field emission device is shown in FIG. 8, and a schematic view of a part of the cathode panel CP and the anode panel AP when the cathode panel CP and the anode panel AP are disassembled. A simple exploded perspective view is shown in FIG. The Spindt-type field emission device constituting this display device was formed on the cathode 10 formed on the support 10, the insulating layer 12 formed on the support 10 and the cathode 11, and the insulating layer 12. A gate electrode 13, an opening 14 provided in the gate electrode 13 and the insulating layer 12 (a first opening 14A provided in the gate electrode 13 and a second opening 14B provided in the insulating layer 12), and an opening It is composed of a conical electron emission portion 15 formed on the cathode electrode 11 located at the bottom of the portion 14.

あるいは又、略平面状の電子放出部115を有する、所謂扁平型電界放出素子を有する表示装置の概念的な一部端面図を図9に示す。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に設けられた第1開口部14A、及び、絶縁層12に設けられた第2開口部14B)と、開口部14の底部に位置するカソード電極11上に形成された電子放出部115から構成されている。電子放出部115は、例えば、マトリックスに一部分が埋め込まれた多数のカーボン・ナノチューブから構成されている。   Alternatively, FIG. 9 shows a conceptual partial end view of a display device having a so-called flat field emission device having a substantially planar electron emission portion 115. The field emission device includes a cathode electrode 11 formed on a support 10, an insulating layer 12 formed on the support 10 and the cathode electrode 11, a gate electrode 13 formed on the insulating layer 12, a gate An opening 14 provided in the electrode 13 and the insulating layer 12 (a first opening 14A provided in the gate electrode 13 and a second opening 14B provided in the insulating layer 12) and a bottom of the opening 14 The electron emission portion 115 is formed on the cathode electrode 11 positioned. The electron emission part 115 is comprised from many carbon nanotubes with which one part was embedded in the matrix, for example.

これらの表示装置において、カソード電極11は、第1方向に延びる帯状であり、ゲート電極13は、第1方向とは異なる第2方向に延びる帯状である(図10参照)。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11,13の射影像が互いに直交する方向に各々帯状に形成されている。帯状のカソード電極11と帯状のゲート電極13とが重複する重複領域が、電子放出領域EAであり、1サブピクセルに相当する。そして、かかる電子放出領域EAが、カソードパネルCPの有効領域(実際の表示部分として機能する領域)内に、通常、2次元マトリックス状に配列されている。ここで、カソードパネルCPに形成されたゲート電極の本数をM本、カソード電極の本数をN本としたとき、電子放出領域EAの数は、M×Nである。   In these display devices, the cathode electrode 11 has a strip shape extending in the first direction, and the gate electrode 13 has a strip shape extending in a second direction different from the first direction (see FIG. 10). In general, the cathode electrode 11 and the gate electrode 13 are each formed in a strip shape in a direction in which the projected images of both the electrodes 11 and 13 are orthogonal to each other. An overlapping region where the strip-shaped cathode electrode 11 and the strip-shaped gate electrode 13 overlap is an electron emission region EA, which corresponds to one subpixel. Such electron emission areas EA are usually arranged in a two-dimensional matrix within the effective area of the cathode panel CP (area that functions as an actual display portion). Here, when the number of gate electrodes formed on the cathode panel CP is M and the number of cathode electrodes is N, the number of electron emission regions EA is M × N.

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、赤色発光蛍光体領域22R、緑色発光蛍光体領域22G、及び、青色発光蛍光体領域22B)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8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。図9において、隔壁やスペーサ、スペーサ保持部の図示を省略した。   On the other hand, the anode panel AP has phosphor regions 22 having a predetermined pattern on the substrate 20 (specifically, a red light-emitting phosphor region 22R, a green light-emitting phosphor region 22G, and a blue light-emitting phosphor region 22B). The phosphor region 22 is formed and covered with the anode electrode 24. In addition, a space between these phosphor regions 22 is embedded with a light absorbing layer (black matrix) 23 made of a light absorbing material such as carbon to prevent the occurrence of color turbidity and optical crosstalk in the display image. ing. In FIG. 8, reference numeral 21 represents a partition, reference numeral 25 represents a spacer, and reference numeral 26 represents a spacer holding portion. In FIG. 9, illustration of partition walls, spacers, and spacer holding portions is omitted.

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、周縁部において枠体27を介して接合した後、排気し、封止することによって、表示装置を作製することができる。アノードパネルAPとカソードパネルCPと枠体27とによって囲まれた空間は真空となっている。   By disposing the anode panel AP and the cathode panel CP so that the electron emission region EA and the phosphor region 22 face each other and joining the peripheral portion via the frame body 27, exhausting and sealing, A display device can be manufactured. A space surrounded by the anode panel AP, the cathode panel CP, and the frame 27 is in a vacuum.

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31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32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33から印加される。かかる冷陰極電界電子放出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31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32からビデオ信号を入力する。あるいは、カソード電極11にカソード電極制御回路31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32から走査信号を入力する。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15,115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、この冷陰極電界電子放出表示装置の動作は、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に印加される電圧によって制御される。   A relatively negative voltage is applied to the cathode electrode 11 from the cathode electrode control circuit 31, a relatively positive voltage is applied to the gate electrode 13 from the gate electrode control circuit 32, and the anode electrode 24 is applied to the anode electrode 24 more than the gate electrode 13. Further, a higher positive voltage is applied from the anode electrode control circuit 33. When performing display in such a cold cathode field emission display, for example, a scanning signal is input from the cathode electrode control circuit 31 to the cathode electrode 11 and a video signal is input from the gate electrode control circuit 32 to the gate electrode 13. Alternatively, a video signal is input from the cathode electrode control circuit 31 to the cathode electrode 11, and a scanning signal is input from the gate electrode control circuit 32 to the gate electrode 13. Electrons are emitted from the electron emission portions 15 and 115 based on the quantum tunnel effect by an electric field generated when a voltage is applied between the cathode electrode 11 and the gate electrode 13, and the electrons are attracted to the anode electrode 24. It passes through 24 and collides with the phosphor region 22. As a result, the phosphor region 22 is excited to emit light, and a desired image can be obtained. That is, the operation of the cold cathode field emission display is basically controlled by the voltage applied to the gate electrode 13 and the voltage applied to the cathode electrode 11.

表示装置の設計において、最も明るい表示を達成するための目標輝度及びコントラストが設定されると、最も暗い表示を達成するための目標輝度が導かれる。そして、この最も暗い表示を達成するための目標輝度となるときの放出電子電流を得るための、ゲート電極に印加される電圧vG0とカソード電極に印加される電圧vC0との間の電圧差Δv(=vG0−vC0)が求まる。この電圧差Δv(=vG0−vC0)を、カットオフ電圧vCUTと呼ぶ。 In the design of the display device, when the target brightness and contrast for achieving the brightest display are set, the target brightness for achieving the darkest display is derived. The voltage difference between the voltage v G0 applied to the gate electrode and the voltage v C0 applied to the cathode electrode to obtain the emission electron current at the target brightness for achieving the darkest display. Δv (= v G0 −v C0 ) is obtained. This voltage difference Δv (= v G0 −v C0 ) is called a cut-off voltage v CUT .

ところで、スピント型電界放出素子における電子放出部15、特にその尖端部を均一に製造することは、一般に、困難である。そして、電子放出部15の電子放出特性にばらつきが生じると、電子放出部15からの電子放出状態にバラツキが生じる。また、扁平型電界放出素子における電子放出部115は多数のカーボン・ナノチューブから構成されているので、個々のカーボン・ナノチューブの特性のばらつき、1つの電子放出部115内におけるカーボン・ナノチューブの配置状態のばらつき等に依って、電子放出部115からの電子放出状態にバラツキが生じる。   By the way, it is generally difficult to uniformly manufacture the electron emission portion 15 in the Spindt-type field emission device, particularly the tip portion thereof. When the electron emission characteristics of the electron emission portion 15 vary, the electron emission state from the electron emission portion 15 varies. In addition, since the electron emission portion 115 in the flat type field emission device is composed of a large number of carbon nanotubes, variation in the characteristics of individual carbon nanotubes and the arrangement state of the carbon nanotubes in one electron emission portion 115 Due to variations and the like, the electron emission state from the electron emission portion 115 varies.

表示装置の動作電圧がカットオフ電圧vCUTあるいはその近傍である場合、表示装置にあっては最も暗い表示がなされている。然るに、カットオフ電圧vCUTあるいはその近傍にあっても電子を放出する電界放出素子(以下、便宜上、低電圧電子放出電界放出素子と呼ぶ)が存在する場合、表示装置全体としては最も暗い表示がなされているものの、係る低電圧電子放出電界放出素子を含む電子放出領域が輝点として認識されてしまう結果、画像品質が劣化するといった問題が生じる。 When the operating voltage of the display device is at or near the cut-off voltage v CUT , the display device displays the darkest display. However, when there is a field emission device that emits electrons even at or near the cutoff voltage v CUT (hereinafter referred to as a low voltage electron emission field emission device for convenience), the display device as a whole has the darkest display. However, as a result of the electron emission region including the low voltage electron emission field emission device being recognized as a bright spot, there arises a problem that image quality deteriorates.

また、扁平型電界放出素子の製造にあっては、電子放出部115の形成工程において、ゲート電極13や絶縁層12の上にカーボン・ナノチューブが残渣として残される場合がある。そして、このような場合、アノード電極24によって形成された電界に基づき、ゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として残されたカーボン・ナノチューブから電子が放出され、表示装置における輝点が不均一となり、画像品質が劣化する虞がある。   In manufacturing a flat field emission device, carbon nanotubes may be left as a residue on the gate electrode 13 or the insulating layer 12 in the step of forming the electron emission portion 115. In such a case, based on the electric field formed by the anode electrode 24, electrons are emitted from the carbon nanotubes left as residues on the gate electrode 13 and the insulating layer 12, and the luminescent spots in the display device are uneven. Thus, the image quality may be deteriorated.

特開2002−343254JP2002-343254 特開2003−168355JP 2003-168355 A

以上に説明した問題の発生を防止するための技術として、特開2002−343254に開示されたコンディショニング技術を適用することができる。   As a technique for preventing the occurrence of the problem described above, a conditioning technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-343254 can be applied.

即ち、カソードパネルCPを、電子放出領域に対向した検査用電極が備えられたコンディショニング用のチャンバ内に配置し、検査用電極に直流の電圧VAを印加した状態とする。あるいは又、カソードパネルCPとアノードパネルAPとを組み立てた後、封止する前に、アノード電極24に直流の電圧VAを印加した状態とする。ここで、検査用電極あるいはアノード電極24に印加する直流の電圧VAは、表示装置の実動作時にアノード電極24に印加される直流の電圧vAよりも高い電圧である。そして、N本のカソード電極11の全てに同時に電圧VC(例えば、0ボルト)を印加しながら、第1番目のゲート電極、第2番目のゲート電極、第3番目のゲート電極、・・・、第(M−1)番目のゲート電極、第M番目のゲート電極に、順次、パルス状の電圧VG(>0ボルト)を印加し、その後、再び、第1番目のゲート電極、第2番目のゲート電極、第3番目のゲート電極、・・・、第(M−1)番目のゲート電極、第M番目のゲート電極に、順次、パルス状の電圧VG(>0ボルト)を印加するといった操作を繰り返す。 That is, the cathode panel CP is placed in a conditioning chamber provided with an inspection electrode facing the electron emission region, and a DC voltage VA is applied to the inspection electrode. Alternatively, after assembling the cathode panel CP and the anode panel AP, the DC voltage V A is applied to the anode electrode 24 before sealing. Here, the DC voltage V A applied to the inspection electrode or the anode electrode 24 is higher than the DC voltage v A applied to the anode electrode 24 during the actual operation of the display device. The first gate electrode, the second gate electrode, the third gate electrode,..., While simultaneously applying a voltage V C (for example, 0 volts) to all of the N cathode electrodes 11. , A pulsed voltage V G (> 0 volts) is sequentially applied to the (M−1) -th gate electrode and the M-th gate electrode, and then again the first gate electrode, the second gate electrode, numbered gate electrode of the third gate electrode, ..., the (M-1) th gate electrode, in the M-th gate electrode, sequentially applying a pulse voltage V G (> 0 V) Repeat the operation.

これによって、低電圧電子放出電界放出素子にあっては、電子放出部15,115に過剰の電流が流れる結果、かかる低電圧電子放出電界放出素子が破壊され、電子を放出するといった機能を停止させることができる。また、扁平型電界放出素子の製造においてゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として残されたカーボン・ナノチューブにあっては、検査用電極あるいはアノード電極24に印加された直流の電圧VAによって形成された電界に基づき電子が放出され、ゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として残されたカーボン・ナノチューブに過剰の電流が流れる結果、燃焼によって除去される。 As a result, in the low voltage electron emission field emission device, as a result of an excessive current flowing through the electron emission portions 15 and 115, the function of the electron emission field emission device is destroyed and the electron emission is stopped. be able to. In addition, in the case of carbon nanotubes left as a residue on the gate electrode 13 or the insulating layer 12 in the manufacture of the flat type field emission device, the direct current voltage V A applied to the inspection electrode or the anode electrode 24 is used. Electrons are emitted based on the formed electric field, and an excess current flows through the carbon nanotubes left as residues on the gate electrode 13 and the insulating layer 12, resulting in removal by combustion.

ところが、低電圧電子放出電界放出素子が存在する場合、たとえ、ゲート電極13に何らの電圧を印加しなくとも、検査用電極あるいはアノード電極24に印加された直流の電圧VAによって形成された電界に基づき、電子放出部15,115から電子が放出される場合がある。このような場合、コンディショニング処理中、電界放出素子と検査用電極あるいはアノード電極24との間には直流の電流が流れ続ける結果、電界放出素子やアノード電極24における温度上昇に起因したカソードパネルCPやアノードパネルAPの損傷発生、表示装置内部やカソードパネルCPにおける放電破壊が生じる虞がある。 However, in the case where a low voltage electron emission field emission device exists, even if no voltage is applied to the gate electrode 13, the electric field formed by the DC voltage V A applied to the inspection electrode or the anode electrode 24. In some cases, electrons are emitted from the electron emission portions 15 and 115. In such a case, a direct current continues to flow between the field emission element and the inspection electrode or the anode electrode 24 during the conditioning process. As a result, the cathode panel CP or the like caused by the temperature rise in the field emission element or the anode electrode 24 There is a risk that the anode panel AP may be damaged, or the discharge inside the display device or the cathode panel CP may be broken.

従って、本発明の第1の目的は、カソードパネルやアノードパネルの損傷発生、冷陰極電界電子放出表示装置内部やカソードパネルにおける放電破壊といった問題が生じることなく、カットオフ電圧vCUTあるいはその近傍において電子を放出する冷陰極電界電子放出素子を、動作上、除去することを可能とするカソードパネルのコンディショニング方法、冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法、及び、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法を提供することにある。また、本発明の第2の目的は、カソードパネルやアノードパネルの損傷発生、冷陰極電界電子放出表示装置内部やカソードパネルにおける放電破壊といった問題が生じることなく、ゲート電極や絶縁層上に残渣として残された電子を放出する物質を除去することを可能とするカソードパネルのコンディショニング方法、冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法、及び冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法を提供することにある。 Therefore, the first object of the present invention is to prevent the occurrence of damage to the cathode panel or the anode panel, the discharge breakdown in the cold cathode field emission display device or the cathode panel, and the like in the cutoff voltage v CUT or the vicinity thereof. Cathode panel conditioning method, cold cathode field emission display device conditioning method, and cold cathode field emission display device capable of removing the cold cathode field emission device that emits electrons in operation It is to provide a method. The second object of the present invention is to provide a residue on the gate electrode or the insulating layer without causing problems such as damage to the cathode panel or anode panel and discharge breakdown in the cold cathode field emission display device or cathode panel. The present invention provides a conditioning method for a cathode panel, a conditioning method for a cold cathode field emission display device, and a manufacturing method for a cold cathode field emission display device capable of removing a substance that emits remaining electrons. .

上記の第1の目的を達成するための本発明の第1の態様に係るカソードパネルのコンディショニング方法は、
(A)支持体上に形成され、第1の方向に延びる帯状の複数のカソード電極、
(B)カソード電極及び支持体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の方向に延びる帯状の複数のゲート電極、
(D)カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置するゲート電極及び絶縁層の部分に設けられ、底部にカソード電極が露出した1又は複数の開口部、及び、
(E)カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置し、開口部の底部に露出したカソード電極上に設けられた電子放出部を有する電子放出領域、
を具備したカソードパネルを、電子放出領域に対向した検査用電極が備えられたコンディショニング用のチャンバ内に配置し、
コンディショニング用のチャンバを排気しながら、各カソード電極に一定の電圧VCを印加し、検査用電極に電圧VIEを印加した状態で、各ゲート電極に、最小電圧値VG-MIN及び最大電圧値VG-MAXを有するパルス状の電圧(但し、VG-MIN<VC<VG-MAX≪VIE)を印加することを特徴とする。
The cathode panel conditioning method according to the first aspect of the present invention for achieving the first object is as follows.
(A) A plurality of strip-like cathode electrodes formed on the support and extending in the first direction;
(B) an insulating layer formed on the cathode electrode and the support;
(C) a plurality of strip-shaped gate electrodes formed on the insulating layer and extending in a second direction different from the first direction;
(D) one or a plurality of openings provided in a portion of the gate electrode and the insulating layer located in an overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap, and the cathode electrode exposed at the bottom; and
(E) an electron emission region having an electron emission portion located on the overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap each other and provided on the cathode electrode exposed at the bottom of the opening;
A cathode panel comprising: a conditioning panel provided with an inspection electrode facing the electron emission region;
While evacuating the conditioning chamber, applying a constant voltage V C to each cathode electrode and applying a voltage V IE to the inspection electrode, each gate electrode has a minimum voltage value V G-MIN and a maximum voltage. A pulse voltage having a value V G-MAX (where V G-MIN <V C <V G-MAX << V IE ) is applied.

上記の第2の目的を達成するための本発明の第2の態様に係るカソードパネルのコンディショニング方法は、
(A)支持体上に形成され、第1の方向に延びる帯状の複数のカソード電極、
(B)カソード電極及び支持体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の方向に延びる帯状の複数のゲート電極、
(D)カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置するゲート電極及び絶縁層の部分に設けられ、底部にカソード電極が露出した1又は複数の開口部、及び、
(E)カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置し、開口部の底部に露出したカソード電極上に設けられた電子放出部を有する電子放出領域、
を具備したカソードパネルを、電子放出領域に対向した検査用電極が備えられたコンディショニング用のチャンバ内に配置し、
コンディショニング用のチャンバを排気しながら、各カソード電極に一定の電圧VCを印加し、各ゲート電極に一定の電圧VG(但し、VG<VC)を印加した状態で、検査用電極に電圧VIE(但し、VC≪VIE)を印加することを特徴とする。
The cathode panel conditioning method according to the second aspect of the present invention for achieving the second object described above,
(A) A plurality of strip-like cathode electrodes formed on the support and extending in the first direction;
(B) an insulating layer formed on the cathode electrode and the support;
(C) a plurality of strip-shaped gate electrodes formed on the insulating layer and extending in a second direction different from the first direction;
(D) one or a plurality of openings provided in a portion of the gate electrode and the insulating layer located in an overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap, and the cathode electrode exposed at the bottom; and
(E) an electron emission region having an electron emission portion located on the overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap each other and provided on the cathode electrode exposed at the bottom of the opening;
A cathode panel comprising: a conditioning panel provided with an inspection electrode facing the electron emission region;
While evacuating the conditioning chamber, a constant voltage V C is applied to each cathode electrode, and a constant voltage V G (where V G <V C ) is applied to each gate electrode. A voltage V IE (where V C << V IE ) is applied.

上記の第1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のコンディショニング方法は、
(A)支持体上に形成され、第1の方向に延びる帯状の複数のカソード電極、
(B)カソード電極及び支持体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の方向に延びる帯状の複数のゲート電極、
(D)カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置するゲート電極及び絶縁層の部分に設けられ、底部にカソード電極が露出した1又は複数の開口部、及び、
(E)カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置し、開口部の底部に露出したカソード電極上に設けられた電子放出部を有する電子放出領域、
を具備したカソードパネル、並びに、蛍光体領域及びアノード電極を具備したアノードパネルが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法であって、
各カソード電極に一定の電圧VCを印加し、アノード電極に電圧VAを印加した状態で、各ゲート電極に、最小電圧値VG-MIN及び最大電圧値VG-MAXを有するパルス状の電圧(但し、VG-MIN<VC<VG-MAX≪VA)を印加することを特徴とする。
A conditioning method of a cold cathode field emission display according to the first aspect of the present invention for achieving the first object is as follows:
(A) A plurality of strip-like cathode electrodes formed on the support and extending in the first direction;
(B) an insulating layer formed on the cathode electrode and the support;
(C) a plurality of strip-shaped gate electrodes formed on the insulating layer and extending in a second direction different from the first direction;
(D) one or a plurality of openings provided in a portion of the gate electrode and the insulating layer located in an overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap, and the cathode electrode exposed at the bottom; and
(E) an electron emission region having an electron emission portion located on the overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap each other and provided on the cathode electrode exposed at the bottom of the opening;
And a cathode cathode electron emission display device comprising: a cathode panel comprising: a cathode panel; and an anode panel comprising a phosphor region and an anode electrode joined together at the periphery thereof,
With a constant voltage V C applied to each cathode electrode and a voltage V A applied to the anode electrode, each gate electrode has a pulse-like shape having a minimum voltage value V G-MIN and a maximum voltage value V G-MAX. A voltage (however, V G-MIN <V C <V G-MAX << V A ) is applied.

上記の第2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のコンディショニング方法は、
(A)支持体上に形成され、第1の方向に延びる帯状の複数のカソード電極、
(B)カソード電極及び支持体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の方向に延びる帯状の複数のゲート電極、
(D)カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置するゲート電極及び絶縁層の部分に設けられ、底部にカソード電極が露出した1又は複数の開口部、及び、
(E)カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置し、開口部の底部に露出したカソード電極上に設けられた電子放出部を有する電子放出領域、
を具備したカソードパネル、並びに、蛍光体領域及びアノード電極を具備したアノードパネルが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法であって、
各カソード電極に一定の電圧VCを印加し、各ゲート電極に一定の電圧VG(但し、VG<VC)を印加した状態で、アノード電極に電圧VA(但し、VC≪VA)を印加することを特徴とする。
A conditioning method of a cold cathode field emission display according to the second aspect of the present invention for achieving the second object described above,
(A) A plurality of strip-like cathode electrodes formed on the support and extending in the first direction;
(B) an insulating layer formed on the cathode electrode and the support;
(C) a plurality of strip-shaped gate electrodes formed on the insulating layer and extending in a second direction different from the first direction;
(D) one or a plurality of openings provided in a portion of the gate electrode and the insulating layer located in an overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap, and the cathode electrode exposed at the bottom; and
(E) an electron emission region having an electron emission portion located on the overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap each other and provided on the cathode electrode exposed at the bottom of the opening;
And a cathode cathode electron emission display device comprising: a cathode panel comprising: a cathode panel; and an anode panel comprising a phosphor region and an anode electrode joined together at the periphery thereof,
In a state where a constant voltage V C is applied to each cathode electrode and a constant voltage V G (where V G <V C ) is applied to each gate electrode, a voltage V A (where V C << V A ) is applied.

上記の第1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の方向に延びる帯状の複数のカソード電極、
(B)カソード電極及び支持体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の方向に延びる帯状の複数のゲート電極、
(D)カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置するゲート電極及び絶縁層の部分に設けられ、底部にカソード電極が露出した1又は複数の開口部、及び、
(E)カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置し、開口部の底部に露出したカソード電極上に設けられた電子放出部を有する電子放出領域、
を具備したカソードパネルを、電子放出領域に対向した検査用電極が備えられたコンディショニング用のチャンバ内に配置した後、
コンディショニング用のチャンバを排気しながら、各カソード電極に一定の電圧VCを印加し、検査用電極に電圧VIEを印加した状態で、各ゲート電極に、最小電圧値VG-MIN及び最大電圧値VG-MAXを有するパルス状の電圧(但し、VG-MIN<VC<VG-MAX≪VIE)を印加するコンディショニング処理を行う、
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を具備した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。
A manufacturing method of a cold cathode field emission display according to the first aspect of the present invention for achieving the first object is as follows.
(A) A plurality of strip-like cathode electrodes formed on the support and extending in the first direction;
(B) an insulating layer formed on the cathode electrode and the support;
(C) a plurality of strip-shaped gate electrodes formed on the insulating layer and extending in a second direction different from the first direction;
(D) one or a plurality of openings provided in a portion of the gate electrode and the insulating layer located in an overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap, and the cathode electrode exposed at the bottom; and
(E) an electron emission region having an electron emission portion located on the overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap each other and provided on the cathode electrode exposed at the bottom of the opening;
After disposing the cathode panel equipped with in a conditioning chamber equipped with an inspection electrode facing the electron emission region,
While evacuating the conditioning chamber, applying a constant voltage V C to each cathode electrode and applying a voltage V IE to the inspection electrode, each gate electrode has a minimum voltage value V G-MIN and a maximum voltage. A conditioning process is applied to apply a pulsed voltage having a value V G-MAX (where V G-MIN <V C <V G-MAX << V IE ).
The cathode panel obtained in this way and the anode panel provided with the phosphor region and the anode electrode formed on the substrate are joined at the periphery thereof.

上記の第2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の方向に延びる帯状の複数のカソード電極、
(B)カソード電極及び支持体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の方向に延びる帯状の複数のゲート電極、
(D)カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置するゲート電極及び絶縁層の部分に設けられ、底部にカソード電極が露出した1又は複数の開口部、及び、
(E)カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置し、開口部の底部に露出したカソード電極上に設けられた電子放出部を有する電子放出領域、
を具備したカソードパネルを、電子放出領域に対向した検査用電極が備えられたコンディショニング用のチャンバ内に配置した後、
コンディショニング用のチャンバを排気しながら、各カソード電極に一定の電圧VCを印加し、各ゲート電極に一定の電圧VG(但し、VG<VC)を印加した状態で、検査用電極に電圧VIE(但し、VC≪VIE)を印加するコンディショニング処理を行う、
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を具備した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。
A manufacturing method of a cold cathode field emission display according to the second aspect of the present invention for achieving the second object described above,
(A) A plurality of strip-like cathode electrodes formed on the support and extending in the first direction;
(B) an insulating layer formed on the cathode electrode and the support;
(C) a plurality of strip-shaped gate electrodes formed on the insulating layer and extending in a second direction different from the first direction;
(D) one or a plurality of openings provided in a portion of the gate electrode and the insulating layer located in an overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap, and the cathode electrode exposed at the bottom; and
(E) an electron emission region having an electron emission portion located on the overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap each other and provided on the cathode electrode exposed at the bottom of the opening;
After disposing the cathode panel equipped with in a conditioning chamber equipped with an inspection electrode facing the electron emission region,
While evacuating the conditioning chamber, a constant voltage V C is applied to each cathode electrode, and a constant voltage V G (where V G <V C ) is applied to each gate electrode. A conditioning process for applying a voltage V IE (V C << V IE ) is performed.
The cathode panel obtained in this way and the anode panel provided with the phosphor region and the anode electrode formed on the substrate are joined at the periphery thereof.

本発明の第1の態様に係るカソードパネルのコンディショニング方法、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のコンディショニング方法、あるいは、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の製造方法におけるコンディショニング処理(以下、これらを総称して、本発明の第1の態様に係る方法と呼ぶ場合がある)において、実動作時、カソードパネルは、フィールド周波数T(Hz)の線順次駆動方式で駆動され、各ゲート電極に印加されるパルス状の電圧の周波数TG(Hz)は、TG=T/α(但し、2≦α≦10)を満足する構成とすることができる。 A conditioning method for a cathode panel according to the first aspect of the present invention, a conditioning method for a cold cathode field emission display according to the first aspect of the present invention, or a cold cathode field electron according to the first aspect of the present invention. In the conditioning process in the manufacturing method of the emission display device (hereinafter, these may be collectively referred to as the method according to the first aspect of the present invention), the cathode panel has a field frequency T (Hz) during actual operation. The frequency T G (Hz) of the pulse voltage applied to each gate electrode is driven by the line-sequential driving method, and T G = T / α (where 2 ≦ α ≦ 10) is satisfied. be able to.

また、上記の好ましい構成を含む本発明の第1の態様に係る方法においては、VC−VG-MIN≧10(ボルト)を満足することが好ましく、あるいは又、VG-MAX−VCの値は、電子放出部から量子トンネル効果に基づき電子が放出されるような電界が電子放出部近傍において形成されるような値、具体的には、検査用電極に印加された電圧VIEあるいはアノード電極に印加された電圧VAとの相乗効果によって、電子放出部近傍において最低8ボルト/μmの電界が形成されるような値であることが望ましい。 In the method according to the first aspect of the present invention including the above-described preferable configuration, it is preferable that V C −V G−MIN ≧ 10 (volts) or V G−MAX −V C Is a value such that an electric field is generated in the vicinity of the electron emission portion so that electrons are emitted from the electron emission portion based on the quantum tunnel effect. Specifically, the voltage V IE applied to the inspection electrode or It is desirable that the value be such that an electric field of at least 8 volts / μm is formed in the vicinity of the electron emission portion due to a synergistic effect with the voltage V A applied to the anode electrode.

本発明の第2の態様に係るカソードパネルのコンディショニング方法、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のコンディショニング方法、あるいは、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の製造方法におけるコンディショニング処理(以下、これらを総称して、本発明の第2の態様に係る方法と呼ぶ場合がある)においては、VC−VG≧10(ボルト)を満足することが好ましい。 A cathode panel conditioning method according to the second aspect of the invention, a cold cathode field emission display conditioning method according to the second aspect of the invention, or a cold cathode field electron according to the second aspect of the invention. In the conditioning process in the manufacturing method of the emission display device (hereinafter, these may be collectively referred to as the method according to the second aspect of the present invention), V C −V G ≧ 10 (volts) is satisfied. It is preferable.

以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の第1の態様若しくは第2の態様に係る方法においては、検査用電極あるいはアノード電極に一定の電圧VIE,VAを印加する構成としてもよいし、あるいは又、検査用電極あるいはアノード電極に、最小電圧値VIE-MIN,VA-MIN及び最大電圧値VIE,VAを有するパルス状の電圧を印加する構成としてもよい。そして、後者の場合、実動作時、カソードパネルは、フィールド周波数T(Hz)の線順次駆動方式で駆動され、検査用電極あるいはアノード電極に印加されるパルス状の電圧の周波数TIE,TA(Hz)は、TIE又はTA=T/β(但し、10≦β≦100)を満足する構成とすることができる。また、検査用電極あるいはアノード電極に一定の電圧VIE,VAを印加する代わりに、検査用電極あるいはアノード電極に印加する電圧VIE,VAを経時的に増加させてもよい。そして、この場合、検査用電極あるいはアノード電極に印加する電圧VIE,VAの経時的な増加を、直線状としてもよいし、階段状としてもよい。 In the method according to the first aspect or the second aspect of the present invention including the various preferable configurations described above, a configuration in which constant voltages V IE and V A are applied to the inspection electrode or the anode electrode may be adopted. Alternatively, a pulse voltage having minimum voltage values V IE-MIN and V A-MIN and maximum voltage values V IE and V A may be applied to the inspection electrode or the anode electrode. Then, in the latter case, the actual operation, the cathode panel is driven by a line sequential driving method of field frequency T (Hz), the frequency T IE of the pulsed voltage applied to the inspection electrode or anode, T A (Hz) may be configured to satisfy T IE or T A = T / β (where 10 ≦ β ≦ 100). Further, a constant voltage V IE to the inspection electrode or anode electrode, instead of applying the V A, the voltage V IE applied to the inspection electrode or anode electrode, may over time increases the V A. In this case, the time-dependent increase in the voltages V IE and V A applied to the inspection electrode or the anode electrode may be linear or stepped.

以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の第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のコンディショニング方法にあっては、カソードパネルとアノードパネルとの間の空間を排気しながら、コンディショニング方法を実行することが好ましい。但し、冷陰極電界電子放出表示装置の内部で発生したガスを確実に吸着できるゲッター等を冷陰極電界電子放出表示装置が備えている場合には、以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の第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のコンディショニング方法を、冷陰極電界電子放出表示装置の完成品(内部が高真空に排気され、封止された冷陰極電界電子放出表示装置)に対して実行してもよい。カソードパネルとアノードパネルとの間の空間を排気しながらコンディショニング方法を実行する場合のカソードパネルとアノードパネルとの間の空間の真空度P1(Pa)は、あるいは又、排気されているコンディショニング用のチャンバ内の真空度P1(Pa)は、完成後の冷陰極電界電子放出表示装置における内部の真空度をP0(Pa)としたとき、例えば、0.01≦P1/P0≦100を満足することが望ましい。尚、P0は、10-3Pa乃至10-6Paのオーダーである。P1の値が高すぎると(即ち、真空度が悪いと)、カットオフ電圧vCUTよりも高い電圧において電子を放出する電子放出部(冷陰極電界電子放出素子)にも過剰の電流が流れる虞がある。一方、P1の値が低すぎると(即ち、高真空であると)、カットオフ電圧vCUTあるいはその近傍において電子を放出する電子放出部(冷陰極電界電子放出素子)に過剰の電流が流れない虞がある。 In the conditioning method of the cold cathode field emission display device according to the first aspect or the second aspect of the present invention including the various preferable configurations described above, the space between the cathode panel and the anode panel is formed. It is preferable to execute the conditioning method while evacuating. However, in the case where the cold cathode field emission display device is provided with a getter or the like that can reliably adsorb gas generated inside the cold cathode field emission display device, the present invention includes various preferable configurations described above. The cold cathode field emission display device conditioning method according to the first aspect or the second aspect of the present invention is applied to a cold cathode field emission display device finished product (internally exhausted to a high vacuum and sealed You may perform with respect to an electron emission display apparatus. The degree of vacuum P 1 (Pa) of the space between the cathode panel and the anode panel when the conditioning method is executed while exhausting the space between the cathode panel and the anode panel, or alternatively, for the conditioning being exhausted The degree of vacuum P 1 (Pa) in the chamber is, for example, 0.01 ≦ P 1 / P 0 ≦ when the degree of vacuum in the completed cold cathode field emission display is P 0 (Pa). It is desirable to satisfy 100. Note that P 0 is on the order of 10 −3 Pa to 10 −6 Pa. When the value of P 1 is too high (that is, when the degree of vacuum is poor), an excessive current flows also in an electron emission portion (cold cathode field emission device) that emits electrons at a voltage higher than the cutoff voltage v CUT. There is a fear. On the other hand, if the value of P 1 is too low (that is, high vacuum), an excessive current flows through the electron emission portion (cold cathode field emission device) that emits electrons at or near the cutoff voltage v CUT. There is no fear.

検査用電極が備えられたチャンバは、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、検査用電極を有する検査用基板、並びに、
検査用電極、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。
The chamber provided with the inspection electrode is, for example,
A housing with an open top,
An inspection table placed in the housing for mounting the cathode panel;
Vacuum means for evacuating the housing,
An inspection voltage application unit having a structure capable of contacting the ends of the cathode electrode and the gate electrode;
An inspection substrate attached to the upper open portion of the housing and having an inspection electrode; and
Voltage control means for applying a voltage to the inspection electrode, the cathode electrode and the gate electrode;
It can consist of

本発明の第1の態様若しくは第2の態様に係るカソードパネルのコンディショニング方法あるいは冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法にあっては、カソードパネルを、内部が圧力P1とされたチャンバ内に、電子放出領域が検査用電極と対向するように配置するが、具体的には、
(1)予め内部が圧力P1とされたチャンバ内にカソードパネルを搬入して、電子放出領域が検査用電極と対向するようにカソードパネルを配置する方法
(2)チャンバ内に、カソードパネルを搬入して、電子放出領域が検査用電極と対向するようにカソードパネルを配置した後、内部が圧力P1となるようにチャンバの内部を排気する方法
(3)チャンバ内に、カソードパネルを搬入して、内部が圧力P1となるようにチャンバの内部を排気した後、電子放出領域が検査用電極と対向するようにカソードパネルを配置する方法
のいずれを採用してもよい。
In the cathode panel conditioning method or the cold cathode field emission display manufacturing method according to the first or second aspect of the present invention, the cathode panel is placed in a chamber whose pressure is set to P 1. The electron emission region is arranged so as to face the inspection electrode. Specifically,
(1) A method in which a cathode panel is carried into a chamber whose pressure is set to a pressure P 1 in advance and the cathode panel is disposed so that an electron emission region faces an inspection electrode. (2) A cathode panel is placed in the chamber. After carrying in and arranging the cathode panel so that the electron emission region faces the inspection electrode, the method of exhausting the inside of the chamber so that the inside becomes the pressure P 1 (3) Loading the cathode panel into the chamber Any method may be employed in which the cathode panel is arranged so that the electron emission region faces the inspection electrode after the inside of the chamber is evacuated so that the inside becomes the pressure P 1 .

本発明の第1の態様若しくは第2の態様に係る方法において、パルス状の電圧の形態として、矩形波電圧を例示することができる。尚、パルス状の電圧を矩形波電圧とする場合、本発明の第1の態様に係る方法におけるt(VG-MAX)/TG -1、本発明の第2の態様に係るカソードパネルのコンディショニング方法あるいは冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法におけるt(VIE)/TIE -1、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のコンディショニング方法におけるt(VA)/TA -1をデューティ比と呼ぶ。ここで、t(VG-MAX)は、ゲート電極に最大電圧値VG-MAXが印加される時間長さ(単位:秒)、t(VIE)は、検査用電極に最大電圧値VIEが印加される時間長さ(単位:秒)、t(VA)は、アノード電極に最大電圧値VAが印加される時間長さ(単位:秒)を表す。 In the method according to the first aspect or the second aspect of the present invention, a rectangular wave voltage can be exemplified as the form of the pulsed voltage. When the pulsed voltage is a rectangular wave voltage, t (V G−MAX ) / T G −1 in the method according to the first aspect of the present invention, the cathode panel according to the second aspect of the present invention T (V IE ) / T IE −1 in the conditioning method or cold cathode field emission display manufacturing method, t (V A ) in the cold cathode field emission display conditioning method according to the second aspect of the present invention / a T a -1 is called a duty ratio. Here, t (V G-MAX ) is the length of time (unit: second) that the maximum voltage value V G-MAX is applied to the gate electrode, and t (V IE ) is the maximum voltage value V to the inspection electrode. The time length (unit: second) in which IE is applied, and t (V A ) represents the time length (unit: second) in which the maximum voltage value V A is applied to the anode electrode.

本発明の第1の態様に係る方法におけるVG-MINの値として、0ボルトを採用することが最も好ましいが、これに限定されるものではなく、正の値であっても負の値であってもよい。VG-MAXの値は、冷陰極電界電子放出表示装置の実動作時にゲート電極に印加されるパルス状の電圧vGの最大値と同程度の電圧とすればよい。検査用電極あるいはアノード電極に印加される一定の電圧VIE,VAは、冷陰極電界電子放出表示装置の実動作時にアノード電極に印加される直流の電圧vAよりも高い電圧であることが好ましく、例えば、1.2vA≦VIE,VA≦2.0vAを満足することが好ましい。 As the value of V G-MIN in the method according to the first aspect of the present invention, 0 it is most preferable to employ a bolt, is not limited to this, even if a positive value at a negative value There may be. The value of V G-MAX may be a voltage approximately equal to the maximum value of the pulse voltage v G applied to the gate electrode during the actual operation of the cold cathode field emission display. The constant voltages V IE and V A applied to the inspection electrode or the anode electrode are higher than the DC voltage v A applied to the anode electrode during actual operation of the cold cathode field emission display device. For example, it is preferable that 1.2 v A ≦ V IE and V A ≦ 2.0 v A are satisfied.

本発明の第2の態様に係る方法におけるVGの値として、0ボルトを採用することが最も好ましいが、これに限定されるものではなく、正の値であっても負の値であってもよい。検査用電極あるいはアノード電極に印加される一定の電圧あるいは最大電圧値VIE,VAは、冷陰極電界電子放出表示装置の実動作時にアノード電極に印加される直流の電圧vAよりも高い電圧であることが好ましく、例えば、1.2vA≦VIE,VA≦2.0vAを満足することが好ましい。また、最小電圧値VIE-MIN,VA-MINは、例えば、0≦VIE-MIN,VA-MIN≦0.1vAを満足することが好ましい。 As the value of V G in the method according to the second aspect of the present invention, 0 it is most preferable to employ a bolt, it is not limited thereto, a negative value is also a positive value Also good. The constant voltage or maximum voltage values V IE and V A applied to the inspection electrode or the anode electrode are higher than the DC voltage v A applied to the anode electrode during the actual operation of the cold cathode field emission display. For example, it is preferable that 1.2 v A ≦ V IE and V A ≦ 2.0 v A are satisfied. The minimum voltage values V IE-MIN and V A-MIN preferably satisfy, for example, 0 ≦ V IE-MIN and V A-MIN ≦ 0.1 v A.

本発明の第1の態様に係る方法あるいは本発明の第2の態様に係る方法において、フィールド周波数T(Hz)として、例えば、60Hzを挙げることができる。   In the method according to the first aspect of the present invention or the method according to the second aspect of the present invention, the field frequency T (Hz) may be 60 Hz, for example.

冷陰極電界電子放出素子(以下、電界放出素子と略称する)は、
(a)支持体上に形成され、第1の方向に延びる帯状のカソード電極、
(b)カソード電極及び支持体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の方向に延びる帯状のゲート電極、
(d)カソード電極とゲート電極の重複する重複領域に位置するゲート電極及び絶縁層の部分に設けられ、底部にカソード電極が露出した開口部、及び、
(e)開口部の底部に露出したカソード電極上に設けられた電子放出部、
から成る。
Cold cathode field emission devices (hereinafter abbreviated as field emission devices)
(A) a strip-shaped cathode electrode formed on the support and extending in the first direction;
(B) an insulating layer formed on the cathode electrode and the support;
(C) a strip-shaped gate electrode formed on the insulating layer and extending in a second direction different from the first direction;
(D) an opening provided in a portion of the gate electrode and the insulating layer located in an overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap, and an exposed portion of the cathode electrode at the bottom; and
(E) an electron emission portion provided on the cathode electrode exposed at the bottom of the opening,
Consists of.

本発明の第1の態様に係る方法において、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(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の上に設けられた電界放出素子)や扁平型電界放出素子(略平面の電子放出部が、開口部の底部に位置するカソード電極の上に設けられた電界放出素子)を挙げることができる。また、本発明の第2の態様に係る方法における電界放出素子の型式として、扁平型電界放出素子を挙げることができる。   In the method according to the first aspect of the present invention, the type of the field emission device is not particularly limited, and the Spindt-type field emission device (the conical electron emission portion is provided on the cathode electrode positioned at the bottom of the opening). Field emission devices) and flat type field emission devices (field emission devices in which a substantially planar electron emission portion is provided on the cathode electrode located at the bottom of the opening). Moreover, a flat type field emission device can be mentioned as a type of the field emission device in the method according to the second aspect of the present invention.

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。そして、カソードパネルにおいては、電子放出領域が2次元マトリックス状に配列されており、各電子放出領域には、1又は複数の電界放出素子が設けられている。カソードパネルに形成されたゲート電極の本数をM本、カソード電極の本数をN本としたとき、電子放出領域の数はM×Nである。   From the viewpoint of simplifying the structure of the cold cathode field emission display, the projected image of the cathode electrode and the projected image of the gate electrode are orthogonal, that is, the first direction and the second direction are orthogonal. To preferred. In the cathode panel, the electron emission regions are arranged in a two-dimensional matrix, and each electron emission region is provided with one or a plurality of field emission elements. When the number of gate electrodes formed on the cathode panel is M and the number of cathode electrodes is N, the number of electron emission regions is M × N.

そして、本発明の第1の態様に係る方法においては、N本のカソード電極の全てに同時に、且つ、常に、一定の電圧VCを印加した状態で、第1番目のゲート電極、第2番目のゲート電極、第3番目のゲート電極、・・・、第(M−1)番目のゲート電極、第M番目のゲート電極に、順次、パルス状の電圧を印加し、その後、再び、第1番目のゲート電極、第2番目のゲート電極、第3番目のゲート電極、・・・、第(M−1)番目のゲート電極、第M番目のゲート電極に、順次、パルス状の電圧を印加するといった操作を繰り返せばよい。あるいは又、代替的に、纏まったm本のゲート電極に同時にパルス状の電圧を印加するといった処理とすることもできる。一方、本発明の第2の態様に係る方法においては、M本のゲート電極及びN本のカソード電極に同時に、且つ、常に、一定の電圧VG,VCを印加した状態で、検査用電極あるいはアノード電極にVIE,VAを印加する。 Then, in the method according to the first aspect of the present invention, at the same time to all of the N cathode electrodes, and always in a state of applying a constant voltage V C, the first gate electrode, the second , The third gate electrode,..., The (M−1) th gate electrode, and the Mth gate electrode are sequentially applied with a pulsed voltage, and then the first gate electrode is again applied to the first gate electrode. A pulsed voltage is sequentially applied to the first gate electrode, the second gate electrode, the third gate electrode,..., The (M−1) th gate electrode, and the Mth gate electrode. You just have to repeat the operation. Alternatively, alternatively, a process in which a pulsed voltage is simultaneously applied to the collected m gate electrodes may be employed. On the other hand, in the method according to the second aspect of the present invention, the inspection electrodes are applied with the constant voltages V G and V C applied to the M gate electrodes and the N cathode electrodes at the same time. Alternatively, V IE and V A are applied to the anode electrode.

電界放出素子は、一般に、以下の方法で製造される。
(1)支持体上にカソード電極を形成する工程、
(2)全面(支持体及びカソード電極上)に絶縁層を形成する工程、
(3)絶縁層上にゲート電極を形成する工程、
(4)カソード電極とゲート電極との重複領域におけるゲート電極及び絶縁層の部分に開口部を形成し、開口部の底部にカソード電極を露出させる工程、
(5)開口部の底部に位置するカソード電極上に電子放出部を形成する工程。
A field emission device is generally manufactured by the following method.
(1) forming a cathode electrode on a support;
(2) forming an insulating layer on the entire surface (on the support and the cathode electrode);
(3) forming a gate electrode on the insulating layer;
(4) forming an opening in a portion of the gate electrode and the insulating layer in a region where the cathode electrode and the gate electrode overlap, and exposing the cathode electrode at the bottom of the opening;
(5) A step of forming an electron emission portion on the cathode electrode located at the bottom of the opening.

あるいは又、電界放出素子は、以下の方法で製造することもできる。
(1)支持体上にカソード電極を形成する工程、
(2)カソード電極上に電子放出部を形成する工程、
(3)全面(支持体及び電子放出部上、あるいは、支持体、カソード電極及び電子放出部上)に絶縁層を形成する工程、
(4)絶縁層上にゲート電極を形成する工程、
(5)カソード電極とゲート電極との重複領域におけるゲート電極及び絶縁層の部分に開口部を形成し、開口部の底部に電子放出部を露出させる工程。
Alternatively, the field emission device can be manufactured by the following method.
(1) forming a cathode electrode on a support;
(2) forming an electron emission portion on the cathode electrode;
(3) forming an insulating layer on the entire surface (on the support and the electron emission portion or on the support, the cathode electrode and the electron emission portion);
(4) forming a gate electrode on the insulating layer;
(5) A step of forming an opening in a portion of the gate electrode and the insulating layer in the overlapping region of the cathode electrode and the gate electrode, and exposing the electron emission portion at the bottom of the opening.

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。   The field emission device may be provided with a focusing electrode. That is, a field emission element in which an interlayer insulating layer is further provided on the gate electrode and the insulating layer, and a focusing electrode is provided on the interlayer insulating layer, or an electric field in which the focusing electrode is provided above the gate electrode. It can also be an emitting element. Here, the focusing electrode is an electrode for converging the trajectory of emitted electrons that are emitted from the opening and directed toward the anode electrode, thereby improving the luminance and preventing optical crosstalk between adjacent pixels. It is. In a so-called high-voltage type cold cathode field emission display device in which the potential difference between the anode electrode and the cathode electrode is on the order of several kilovolts and the distance between the anode electrode and the cathode electrode is relatively long, the focusing electrode Is particularly effective. A relative negative voltage is applied to the focusing electrode from the focusing electrode control circuit. The focusing electrode is not necessarily provided for each field emission element. For example, by extending the field emission elements along a predetermined arrangement direction of the field emission elements, a convergence effect common to a plurality of field emission elements is exerted. You can also

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、モリブデン、モリブデン合金、タングステン、タングステン合金、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。   In the Spindt-type field emission device, the material constituting the electron emission portion is molybdenum, molybdenum alloy, tungsten, tungsten alloy, titanium, titanium alloy, niobium, niobium alloy, tantalum, tantalum alloy, chromium, chromium alloy, and And at least one material selected from the group consisting of silicon (polysilicon and amorphous silicon) containing impurities. The electron emission portion of the Spindt-type field emission device can be formed by, for example, a sputtering method or a CVD method in addition to the vacuum evaporation method.

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)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)、Y23(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。 In the flat field emission device, it is preferable that the material constituting the electron emission portion is composed of a material having a work function Φ smaller than that of the material constituting the cathode electrode. What is necessary is just to determine based on the work function of the material which comprises a cathode electrode, the electric potential difference between a gate electrode and a cathode electrode, the magnitude | size of the emission electron current density requested | required, etc. As typical materials constituting the cathode electrode in the field emission device, tungsten (Φ = 4.55 eV), niobium (Φ = 4.02 to 4.87 eV), molybdenum (Φ = 4.53 to 4.95 eV), Examples include aluminum (Φ = 4.28 eV), copper (Φ = 4.6 eV), tantalum (Φ = 4.3 eV), and chromium (Φ = 4.5 eV). The electron emission portion preferably has a work function Φ smaller than these materials, and the value is preferably approximately 3 eV or less. Such materials include carbon (Φ <1 eV), cesium (Φ = 2.14 eV), LaB 6 (Φ = 2.66-2.76 eV), BaO (Φ = 1.6-2.7 eV), SrO (Φ = 1.25 to 1.6 eV), Y 2 O 3 (Φ = 2.0 eV), CaO (Φ = 1.6 to 1.86 eV), BaS (Φ = 2.05 eV), TiN (Φ = 2. 92 eV) and ZrN (Φ = 2.92 eV). More preferably, the electron emission portion is made of a material having a work function Φ of 2 eV or less. In addition, the material which comprises an electron emission part does not necessarily need to be provided with electroconductivity.

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;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(Al23)、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。 Alternatively, in the flat type field emission device, as a material constituting the electron emission portion, a material in which the secondary electron gain δ of the material is larger than the secondary electron gain δ of the conductive material constituting the cathode electrode is used. You may select suitably. That is, silver (Ag), aluminum (Al), gold (Au), cobalt (Co), copper (Cu), molybdenum (Mo), niobium (Nb), nickel (Ni), platinum (Pt), tantalum (Ta) ), Metals such as tungsten (W), zirconium (Zr); semiconductors such as germanium (Ge); inorganic simple substances such as carbon and diamond; and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), barium oxide (BaO), beryllium oxide ( BeO), calcium oxide (CaO), magnesium oxide (MgO), tin oxide (SnO 2 ), barium fluoride (BaF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ) and other compounds can be selected as appropriate. . In addition, the material which comprises an electron emission part does not necessarily need to be provided with electroconductivity.

あるいは又、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、Y23ウィスカー、NiOウィスカー、ITOウィスカー、In23ウィスカー、Al23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、5×106V/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、電子放出部を構成する材料が電気抵抗体であれば、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。 Alternatively, in the flat type field emission device, carbon, more specifically, amorphous diamond, graphite, carbon nanotube structure, ZnO whisker, MgO whisker, SnO 2 whisker is particularly preferable as a constituent material of the electron emission part. , MnO whiskers, Y 2 O 3 whiskers, NiO whiskers, ITO whiskers, In 2 O 3 whiskers, and Al 2 O 3 whiskers. When the electron emission portion is composed of these, the emission electron current density required for the cold cathode field emission display device can be obtained with an electric field intensity of 5 × 10 6 V / m or less. Further, if the material constituting the electron emission portion is an electric resistor, the emission electron current obtained from each electron emission portion can be made uniform, and accordingly, when incorporated in a cold cathode field emission display device. Luminance variation can be suppressed. Furthermore, since these materials have extremely high resistance to the sputtering effect by ions of residual gas in the cold cathode field emission display, the lifetime of the field emission device can be extended.

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。   Specific examples of the carbon nanotube structure include carbon nanotubes and / or graphite nanofibers. More specifically, the electron emission part may be composed of carbon nanotubes, the electron emission part may be composed of graphite nanofibers, or the electron emission is performed from a mixture of carbon nanotubes and graphite nanofibers. You may comprise a part. Macroscopically, carbon nanotubes and graphite nanofibers may be in the form of powder or thin film. In some cases, the carbon nanotube structure has a conical shape. It may be. Carbon nanotubes and graphite nanofibers are produced by various CVD methods such as the well-known arc discharge method and laser ablation method, such as PVD method, plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, vapor phase synthesis method, and vapor phase growth method. Can be manufactured and formed.

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(例えば、開口部の底部に位置するカソード電極の部分)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、銀ペースト、ニッケルペーストといった導電性ペースト、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、バインダー材料や導電性ペーストの焼成・硬化を行う方法)によって、扁平型電界放出素子を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。   A desired region of the cathode electrode (for example, the bottom of the opening) is obtained by dispersing the carbon nanotube structure or the above-mentioned various whiskers (hereinafter collectively referred to as carbon nanotube structure) in a binder material. For example, a method of baking or curing a binder material after being applied to a cathode electrode portion (specifically, an organic binder material such as an epoxy resin or an acrylic resin, a silver paste, a nickel paste) For example, a conductive paste such as water glass or an inorganic binder material dispersed in a carbon / nanotube structure is applied to a desired area of the cathode electrode, and then the solvent is removed, and the binder material or conductive paste is baked. A flat type field emission device can also be manufactured by a method of curing. Such a method is referred to as a first method for forming a carbon nanotube structure or the like. An example of the application method is a screen printing method.

あるいは又、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の所望の領域に塗布した後、金属化合物を焼成する方法によって、扁平型電界放出素子を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に由来する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の所望の領域の上に固定される。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、1×10-9(Ω・m)乃至5×10-6(Ω・m)であることが望ましい。 Alternatively, a flat type field emission device can be manufactured by applying a metal compound solution in which a carbon nanotube structure or the like is dispersed to a desired region of the cathode electrode and then firing the metal compound. The carbon nanotube structure or the like is fixed on a desired region of the cathode electrode with a matrix derived from metal atoms constituting the metal compound. Such a method is referred to as a second method for forming a carbon nanotube structure or the like. The matrix is preferably composed of a conductive metal oxide, and more specifically composed of tin oxide, indium oxide, indium oxide-tin, zinc oxide, antimony oxide, or antimony-tin oxide. preferable. After firing, a state in which a part of each carbon / nanotube structure or the like is embedded in the matrix can be obtained, or a state in which each carbon / nanotube structure or the like is entirely embedded in the matrix can be obtained. The volume resistivity of the matrix is preferably 1 × 10 −9 (Ω · m) to 5 × 10 −6 (Ω · m).

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。   As a metal compound which comprises a metal compound solution, an organic metal compound, an organic acid metal compound, or a metal salt (for example, chloride, nitrate, acetate) can be mentioned, for example. Specifically, as a metal compound solution composed of an organic acid metal compound, an organic tin compound, an organic indium compound, an organic zinc compound, or an organic antimony compound is dissolved in an acid (for example, hydrochloric acid, nitric acid, or sulfuric acid). Can be mentioned which are diluted with an organic solvent (for example, toluene, butyl acetate, isopropyl alcohol). In addition, as a metal compound solution composed of an organometallic compound, specifically, an organic tin compound, an organic indium compound, an organic zinc compound, and an organic antimony compound are dissolved in an organic solvent (for example, toluene, butyl acetate, isopropyl alcohol). Can be illustrated. When the metal compound solution is 100 parts by weight, it is preferable to have a composition containing 0.001 to 20 parts by weight of the carbon / nanotube structure and 0.1 to 10 parts by weight of the metal compound. The metal compound solution may contain a dispersant or a surfactant. Further, from the viewpoint of increasing the thickness of the matrix, an additive such as carbon black may be added to the metal compound solution. Moreover, depending on the case, water can also be used as a solvent instead of an organic solvent.

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の所望の領域の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。   Examples of a method for applying a metal compound solution in which a carbon nanotube structure or the like is dispersed on a desired region of a cathode electrode include a spray method, a spin coating method, a dipping method, a diquarter method, and a screen printing method. However, it is preferable to use the spray method from the viewpoint of easy application.

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の所望の領域の上に塗布した後、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。   After a metal compound solution in which a carbon nanotube structure or the like is dispersed is applied on a desired region of the cathode electrode, the metal compound solution is dried to form a metal compound layer, and then the metal compound layer on the cathode electrode After removing the unnecessary portion of the metal compound, the metal compound may be fired, or after firing the metal compound, the unnecessary portion on the cathode electrode may be removed, or only on a desired region of the cathode electrode. A solution may be applied.

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に由来するマトリックス(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。   The firing temperature of the metal compound is, for example, a temperature at which the metal salt is oxidized to form a conductive metal oxide, or an organic metal compound or an organic acid metal compound is decomposed to form an organic metal compound or an organic acid. Any temperature can be used as long as it can form a matrix derived from metal atoms constituting the metal compound (for example, a conductive metal oxide). For example, the temperature is preferably 300 ° C. or higher. The upper limit of the firing temperature may be a temperature at which thermal damage or the like does not occur in the constituent elements of the field emission device or the cathode panel.

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。   In the first formation method or the second formation method of the carbon nanotube structure or the like, after the formation of the electron emission portion, a kind of activation treatment (cleaning treatment) of the surface of the electron emission portion is performed. This is preferable from the viewpoint of further improving the efficiency of electron emission from the electron emission portion. Examples of such treatment include plasma treatment in a gas atmosphere such as hydrogen gas, ammonia gas, helium gas, argon gas, neon gas, methane gas, ethylene gas, acetylene gas, and nitrogen gas.

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。   In the first formation method or the second formation method of the carbon nanotube structure or the like, the electron emission portion may be formed at the cathode electrode portion located at the bottom of the opening portion. You may form so that it may extend from the part of the cathode electrode located in the bottom part to parts of the cathode electrode other than the bottom part of an opening part. In addition, the electron emission portion may be formed on the entire surface of the portion of the cathode electrode located at the bottom of the opening or may be formed partially.

カーボン・ナノチューブ構造体等の先端部を支持体の法線方向に近づく方向に出来る限り配向させることが好ましい。このような状態を達成することによって、電子放出部の電子放出特性の向上、電子放出特性の均一化を図ることができる。このような状態を達成するための方法として、特開2003−168355に開示された方法を例示することができる。即ち、カソード電極の所望の領域上にカーボン・ナノチューブ構造体等がマトリックス(母材あるいは地材とも呼ばれる)によって埋め込まれた複合体層を形成し、次いで、複合体層の表面に剥離層を付着させた後、剥離層を機械的に引き剥がし、先端部が突出した状態でカーボン・ナノチューブ構造体等がマトリックス中に埋め込まれた電子放出部を得る方法である。   It is preferable to orient the tip of the carbon nanotube structure or the like in the direction approaching the normal direction of the support as much as possible. By achieving such a state, it is possible to improve the electron emission characteristics of the electron emission portion and make the electron emission characteristics uniform. As a method for achieving such a state, a method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-168355 can be exemplified. That is, a composite layer in which a carbon nanotube structure or the like is embedded in a matrix (also called a base material or a base material) on a desired region of the cathode electrode is formed, and then a release layer is attached to the surface of the composite layer Then, the peeling layer is mechanically peeled off to obtain an electron emission portion in which the carbon nanotube structure or the like is embedded in the matrix with the tip portion protruding.

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(例えばMoW)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、例えば帯状のカソード電極やゲート電極を形成することが可能である。 The constituent materials of the cathode electrode, gate electrode, and focusing electrode are aluminum (Al), tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), chromium (Cr), copper (Cu), gold ( Metals such as Au), silver (Ag), titanium (Ti), nickel (Ni), cobalt (Co), zirconium (Zr), iron (Fe), platinum (Pt), zinc (Zn); these metal elements Alloys (eg, MoW) or compounds (eg, nitrides such as TiN, silicides such as WSi 2 , MoSi 2 , TiSi 2 , TaSi 2 ); semiconductors such as silicon (Si); carbon thin films such as diamond; ITO ( Examples thereof include conductive metal oxides such as indium oxide-tin oxide, indium oxide, and zinc oxide. In addition, as a method for forming these electrodes, for example, a vapor deposition method such as an electron beam vapor deposition method or a hot filament vapor deposition method, a sputtering method, a combination of a CVD method, an ion plating method and an etching method; a screen printing method; Plating method and electroless plating method); lift-off method; laser ablation method; sol-gel method and the like. According to the screen printing method or the plating method, for example, a strip-like cathode electrode or gate electrode can be formed directly.

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。 As a material for constituting the insulating layer and the interlayer insulating layer, SiO 2, BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, SiON, SOG ( spin on glass), low-melting glass, SiO 2 based materials such glass paste; SiN-based materials; polyimide These insulating resins can be used alone or in appropriate combination. For forming the insulating layer or the interlayer insulating layer, a known process such as a CVD method, a coating method, a sputtering method, or a screen printing method can be used.

第1開口部(ゲート電極に形成された開口部)あるいは第2開口部(絶縁層に形成された開口部)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。第1開口部の形成は、例えば、異方性エッチング、等方性エッチング、異方性エッチングと等方性エッチングの組合せによって行うことができ、あるいは又、ゲート電極の形成方法に依っては、第1開口部を直接形成することもできる。第2開口部の形成も、例えば、異方性エッチング、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。   Planar shape of the first opening (opening formed in the gate electrode) or the second opening (opening formed in the insulating layer) (shape when the opening is cut in a virtual plane parallel to the support surface) ) Can be any shape such as a circle, an ellipse, a rectangle, a polygon, a rounded rectangle, a rounded polygon. The formation of the first opening can be performed by, for example, anisotropic etching, isotropic etching, a combination of anisotropic etching and isotropic etching, or, depending on the method of forming the gate electrode, The first opening can also be formed directly. The second opening can also be formed by, for example, anisotropic etching, isotropic etching, or a combination of anisotropic etching and isotropic etching.

電界放出素子においては、電界放出素子の構造に依存するが、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、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第1開口部を設け、かかる第1開口部と連通する1つの第2開口部を絶縁層に設け、絶縁層に設けられた1つの第2開口部内に1又は複数の電子放出部が存在してもよい。   In the field emission device, depending on the structure of the field emission device, one electron emission portion may exist in one opening, or a plurality of electron emission portions may exist in one opening. In addition, a plurality of first openings are provided in the gate electrode, one second opening communicating with the first opening is provided in the insulating layer, and one or more are provided in one second opening provided in the insulating layer. There may be an electron emission portion.

電界放出素子において、カソード電極と電子放出部との間に抵抗体層を設けてもよい。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。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。 In the field emission device, a resistor layer may be provided between the cathode electrode and the electron emission portion. By providing the resistor layer, it is possible to stabilize the operation of the field emission device and make the electron emission characteristics uniform. As a material constituting the resistor layer, a carbon-based material such as silicon carbide (SiC) or SiCN, a semiconductor material such as SiN or amorphous silicon, or a refractory metal oxide such as ruthenium oxide (RuO 2 ), tantalum oxide, or tantalum nitride. It can be illustrated. Examples of the method for forming the resistor layer include a sputtering method, a CVD method, and a screen printing method. The electric resistance value per one electron emitting portion is approximately 1 × 10 6 to 1 × 10 11 Ω, preferably several tens of gigaΩ.

カソードパネルを構成する支持体として、あるいは又、アノードパネルを構成する基板として、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・B23・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。 As a support constituting the cathode panel or as a substrate constituting the anode panel, a glass substrate, a glass substrate with an insulating film formed on the surface, a quartz substrate, a quartz substrate with an insulating film formed on the surface, and a surface Examples of the semiconductor substrate include an insulating film. From the viewpoint of reducing manufacturing costs, it is preferable to use a glass substrate or a glass substrate having an insulating film formed on the surface. As a glass substrate, high strain point glass, soda glass (Na 2 O · CaO · SiO 2 ), borosilicate glass (Na 2 O · B 2 O 3 · SiO 2 ), forsterite (2MgO · SiO 2 ), lead glass (Na 2 O · PbO · SiO 2 ) can be exemplified.

冷陰極電界電子放出表示装置において、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。   In the cold cathode field emission display, as an example of the configuration of the anode electrode and the phosphor region, (1) a configuration in which the anode electrode is formed on the substrate and the phosphor region is formed on the anode electrode, (2) the substrate An example is a configuration in which a phosphor region is formed and an anode electrode is formed on the phosphor region. In the configuration (1), a so-called metal back film that is electrically connected to the anode electrode may be formed on the phosphor region. In the configuration (2), a metal back film may be formed on the anode electrode.

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膜によって電気的に接続されている必要がある。抵抗体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;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。抵抗体膜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(Q)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q列としたとき、Q=qとし、あるいは、q=k・Q(kは2以上の整数であり、好ましくは10≦k≦100、一層好ましくは20≦k≦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。 The anode electrode may be composed of one anode electrode as a whole, or may be composed of a plurality of anode electrode units. In the latter case, the anode electrode unit and the anode electrode unit need to be electrically connected by a resistor film. Resistor films are made of carbon-based materials such as silicon carbide (SiC) and SiCN; SiN-based materials; refractory metal oxides such as ruthenium oxide (RuO 2 ), tantalum oxide, tantalum nitride, chromium oxide, and titanium oxide A semiconductor material such as amorphous silicon. Examples of the sheet resistance value of the resistor film include 1 × 10 −1 Ω / □ to 1 × 10 10 Ω / □, preferably 1 × 10 3 Ω / □ to 1 × 10 8 Ω / □. The number (Q) of anode electrode units may be two or more. For example, when the total number of phosphor regions arranged in a straight line is q columns, Q = q or q = k · Q (K is an integer of 2 or more, preferably 10 ≦ k ≦ 100, more preferably 20 ≦ k ≦ 50), and 1 is set as the number of spacers (described later) arranged at a constant interval. It can be an added number, or it can be a number that matches the number of pixels or subpixels, or an integer fraction of the number of pixels or subpixels. The size of each anode electrode unit may be the same regardless of the position of the anode electrode unit, or may vary depending on the position of the anode electrode unit.

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、抵抗体膜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膜を形成し、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膜をパターニングしてもよいし、あるいは、抵抗体膜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、抵抗体膜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。尚、検査用電極の構成は、例えば、アノード電極と同様とすることができる。 The anode electrode (including the anode electrode unit) may be formed using a conductive material layer. As a method for forming the conductive material layer, for example, various PVD methods such as an evaporation method such as an electron beam evaporation method and a hot filament evaporation method, a sputtering method, an ion plating method, and a laser ablation method; various CVD methods; a screen printing method; Sol-gel method and the like. That is, it is possible to form an anode electrode by forming a conductive material layer made of a conductive material and patterning the conductive material layer based on a lithography technique and an etching technique. Alternatively, the anode electrode can be obtained by forming a conductive material based on a PVD method or a screen printing method through a mask or screen having an anode electrode pattern. The resistor film can also be formed by the same method. That is, a resistor film may be formed from a resistor material, and the resistor film may be patterned based on lithography technology and etching technology, or the resistor material may be provided via a mask or screen having a resistor film pattern. A resistor film can be obtained by formation based on the PVD method or the screen printing method. 3 × 10 −8 m (30 nm) to 1 as the average thickness of the anode electrode on the substrate (or above the substrate) (when the partition is provided as described later, the average thickness of the anode electrode on the top surface of the partition) And 5 × 10 −7 m (150 nm), preferably 5 × 10 −8 m (50 nm) to 1 × 10 −7 m (100 nm). The configuration of the inspection electrode can be the same as that of the anode electrode, for example.

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、抵抗体膜を形成する場合、抵抗体膜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、抵抗体膜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。 The constituent material of the anode electrode may be appropriately selected according to the configuration of the cold cathode field emission display. That is, when the cold cathode field emission display is a transmission type (the anode panel corresponds to the display surface), and the anode electrode and the phosphor region are laminated in this order on the substrate, the substrate is Originally, the anode electrode itself needs to be transparent, and a transparent conductive material such as ITO (indium tin oxide) is used. On the other hand, when the cold cathode field emission display is of a reflective type (the cathode panel corresponds to the display surface), and even in the transmissive type, the phosphor region and the anode electrode are laminated in this order on the substrate. In this case, molybdenum (Mo), aluminum (Al), chromium (Cr), tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), gold (Au), silver (Ag), titanium (Ti), Metals such as cobalt (Co), zirconium (Zr), iron (Fe), platinum (Pt), zinc (Zn); alloys or compounds containing these metal elements (for example, nitrides such as TiN, WSi 2 , MoSi 2, TiSi 2, silicides such as TaSi 2); thin carbon film such as diamond; silicon (semiconductor Si) such as ITO (indium - tin), indium oxide, conductive zinc oxide, etc. It can be exemplified genus oxide. When the resistor film is formed, the anode electrode is preferably made of a conductive material that does not change the resistance value of the resistor film. For example, when the resistor film is made of silicon carbide (SiC), the anode electrode is It is preferable to comprise from molybdenum (Mo).

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、帯状であってもよい。尚、ドット状や帯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。   The phosphor region may be composed of monochromatic phosphor particles or may be composed of three primary color phosphor particles. Further, the phosphor region may be arranged in a dot shape or a belt shape. In the dot-like or belt-like arrangement pattern, a gap between adjacent phosphor regions may be embedded with a light absorption layer (black matrix) for the purpose of improving contrast.

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。   When the cold cathode field emission display is in color display, one row of the phosphor regions arranged in a straight line is a row occupied by the red light emitting phosphor region and a row occupied by the green light emitting phosphor region. And a row occupied by the blue light-emitting phosphor region, or a row in which the red light-emitting phosphor region, the green light-emitting phosphor region, and the blue light-emitting phosphor region are sequentially arranged. It may be. Here, the phosphor region is defined as a phosphor region that generates one bright spot on the anode panel. One pixel (one pixel) is composed of a set of one red light emitting phosphor region, one green light emitting phosphor region, and one blue light emitting phosphor region, and one subpixel is one phosphor. The region is composed of one red light emitting phosphor region, one green light emitting phosphor region, or one blue light emitting phosphor region. Furthermore, the size corresponding to one subpixel in the anode electrode unit means the size of the anode electrode unit surrounding one phosphor region.

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。   For the phosphor region, a luminescent crystal particle composition prepared from luminescent crystal particles (for example, phosphor particles having a particle size of about 5 to 10 nm) is used. For example, a red photosensitive luminescent crystal particle composition is used. (Red phosphor slurry) is applied to the entire surface, exposed and developed to form a red light emitting phosphor region, and then a green photosensitive luminescent crystal particle composition (green phosphor slurry) is applied to the entire surface. Then, it is exposed to light and developed to form a green light emitting phosphor region. Further, a blue photosensitive luminescent crystal particle composition (blue phosphor slurry) is coated on the entire surface, exposed to light and developed to emit blue light. It can be formed by a method of forming a phosphor region. Although the average thickness of the phosphor region on the substrate is not limited, it is desirably 3 μm to 20 μm, preferably 5 μm to 10 μm.

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、(Y23:Eu)、(Y22S:Eu)、(Y3Al512:Eu)、(Y2SiO5:Eu)、(Zn3(PO42:Mn)を例示することができるが、中でも、(Y23:Eu)、(Y22S: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)、(Sr4Si38Cl4:Eu)、(ZnS:Cu,Al)、(ZnS:Cu,Au,Al)、[(Zn,Cd)S:Cu,Al]、(Y3Al512:Tb)、(Y2SiO5:Tb)、[Y3(Al,Ga)512:Tb]、(ZnBaO4:Mn)、(GbBO3:Tb)、(Sr6SiO3Cl3:Eu)、(BaMgAl1423:Mn)、(ScBO3:Tb)、(Zn2SiO4:Mn)、(ZnO:Zn)、(Gd22S:Tb)、(ZnGa24: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]、(Y3Al512:Tb)、[Y3(Al,Ga)512: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、YP0.850.154、(BaMgAl1423:Eu)、(Sr227:Eu)、(Sr227: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。 The phosphor material constituting the luminescent crystal particles can be appropriately selected from conventionally known phosphor materials. In the case of color display, a phosphor material whose color purity is close to the three primary colors specified by NTSC, white balance is achieved when the three primary colors are mixed, the afterglow time is short, and the afterglow time of the three primary colors is almost equal. It is preferable to combine them. As phosphor materials constituting the red light emitting phosphor region, (Y 2 O 3 : Eu), (Y 2 O 2 S: Eu), (Y 3 Al 5 O 12 : Eu), (Y 2 SiO 5 : Eu) ) And (Zn 3 (PO 4 ) 2 : Mn) can be exemplified, among which (Y 2 O 3 : Eu) and (Y 2 O 2 S: Eu) are preferably used. Further, as phosphor materials constituting the green light emitting phosphor region, (ZnSiO 2 : Mn), (Sr 4 Si 3 O 8 Cl 4 : Eu), (ZnS: Cu, Al), (ZnS: Cu, Au, Al), [(Zn, Cd) S: Cu, Al], (Y 3 Al 5 O 12 : Tb), (Y 2 SiO 5 : Tb), [Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Tb] , (ZnBaO 4 : Mn), (GbBO 3 : Tb), (Sr 6 SiO 3 Cl 3 : Eu), (BaMgAl 14 O 23 : Mn), (ScBO 3 : Tb), (Zn 2 SiO 4 : Mn) , (ZnO: Zn), (Gd 2 O 2 S: Tb), and (ZnGa 2 O 4 : Mn), (ZnS: Cu, Al), (ZnS: Cu, Au, Al), [(Zn, Cd ) S: Cu, Al], (Y 3 Al 5 O 12: Tb), [Y 3 ( l, Ga) 5 O 12: Tb], (Y 2 SiO 5: it is preferable to use a Tb). Further, as phosphor materials constituting the blue light emitting phosphor region, (Y 2 SiO 5 : Ce), (CaWO 4 : Pb), CaWO 4 , YP 0.85 V 0.15 O 4 , (BaMgAl 14 O 23 : Eu) , (Sr 2 P 2 O 7 : Eu), (Sr 2 P 2 O 7 : Sn), (ZnS: Ag, Al), (ZnS: Ag), ZnMgO, and ZnGaO 4. , (ZnS: Ag), (ZnS: Ag, Al) are preferably used.

アノードパネルには、更に、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、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ための、隔壁が、複数、設けられていることが好ましい。   In the anode panel, electrons rebounding from the phosphor region or secondary electrons emitted from the phosphor region are incident on another phosphor region, and so-called optical crosstalk (color turbidity) is generated. In order to prevent this, or when an electron recoiled from the phosphor region or a secondary electron emitted from the phosphor region enters the other phosphor region beyond the barrier, these It is preferable that a plurality of partition walls are provided to prevent electrons from colliding with other phosphor regions.

隔壁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(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、略矩形あるいは帯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。   Examples of the planar shape of the partition walls include a lattice shape (cross-beam shape), that is, a shape corresponding to one subpixel, for example, a shape surrounding the four sides of a phosphor region having a substantially rectangular shape (dot shape), or A belt-like shape extending in parallel with two opposite sides of the substantially rectangular or belt-like phosphor region can be exemplified. In the case where the partition walls have a lattice shape, a shape that continuously surrounds four sides of one phosphor region may be used, or a shape that discontinuously surrounds them. When the partition wall has a strip shape, it may have a continuous shape or a discontinuous shape. After the partition wall is formed, the partition wall may be polished to flatten the top surface of the partition wall.

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。   Examples of the partition wall forming method include a screen printing method, a dry film method, a photosensitive method, and a sandblast forming method. Here, in the screen printing method, an opening is formed in a portion of the screen corresponding to a portion where a partition is to be formed, and the partition forming material on the screen is passed through the opening using a squeegee, and the partition is formed on the substrate. In this method, after the formation material layer is formed, the partition wall formation material layer is fired. The dry film method is a method of laminating a photosensitive film on a substrate, removing the photosensitive film at the part where the partition wall is to be formed by exposure and development, embedding a material for forming the partition wall in the opening formed by the removal, and baking. is there. The photosensitive film is burned and removed by baking, and the partition wall-forming material embedded in the openings remains to form partition walls. The photosensitive method is a method in which a barrier rib-forming material layer having photosensitivity is formed on a substrate, the barrier rib-forming material layer is patterned by exposure and development, and then fired. The sand blast forming method is, for example, for forming partition walls on which a partition wall forming material layer is formed on a substrate by using screen printing, a roll coater, a doctor blade, a nozzle discharge type coater or the like and dried. In this method, the material layer portion is covered with a mask layer, and then the exposed partition wall forming material layer portion is removed by sandblasting.

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、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。

A light absorption layer that absorbs light from the phosphor region is preferably formed between the partition wall and the substrate from the viewpoint of improving the contrast of the display image. Here, the light absorption layer functions as a so-called black matrix. As a material constituting the light absorption layer, it is preferable to select a material that absorbs 99% or more of light from the phosphor region. Such materials include carbon, metal thin films (eg, chromium, nickel, aluminum, molybdenum, etc., or alloys thereof), metal oxides (eg, chromium oxide), metal nitrides (eg, chromium nitride), heat resistance Materials such as photosensitive organic resins, glass pastes, glass pastes containing conductive particles such as black pigments and silver, and specifically, photosensitive polyimide resins, chromium oxides, and chromium oxide / chromium laminated films Can be illustrated. In the chromium oxide / chromium laminated film, the chromium film is in contact with the substrate. Light absorbing layer, for example, a combination of a vacuum evaporation method or a sputtering method and an etching method, a vacuum evaporation method or a sputtering method, set combined with a spin coating method and a lift-off method, a screen printing method, a lithography technique or the like, the materials used It can be formed by a method appropriately selected depending on the method.

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(圧力P0)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。 In the cold cathode field emission display device, since the space between the anode panel and the cathode panel is in a vacuum state (pressure P 0 ), a spacer is arranged between the anode panel and the cathode panel. Otherwise, the cold cathode field emission display may be damaged by atmospheric pressure. The spacer can be made of ceramics, for example. When the spacer is made of ceramics, the ceramics include mullite, alumina, barium titanate, lead zirconate titanate, zirconia, cordiolite, borosilicate barium, iron silicate, glass ceramic materials, titanium oxide and chromium oxide. , Iron oxide, vanadium oxide, nickel oxide added, and the like. In this case, a spacer can be manufactured by forming a so-called green sheet, firing the green sheet, and cutting the fired green sheet. Further, a conductive material layer made of metal or alloy may be formed on the surface of the spacer, or a high resistance layer may be formed, or a thin layer made of a material having a low secondary electron emission coefficient may be formed. . For example, the spacer may be fixed by being sandwiched between the partition walls, or alternatively, for example, by forming a spacer holding portion on the anode panel and sandwiching and fixing between the spacer holding portion and the spacer holding portion. Good.

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。   In the cold cathode field emission display, a strong electric field generated by a voltage applied to the cathode electrode and the gate electrode is applied to the electron emission portion, and as a result, electrons are emitted from the electron emission portion by the quantum tunnel effect. The electrons are attracted to the anode panel by the anode electrode provided on the anode panel, and collide with the phosphor region. As a result of the collision of electrons with the phosphor region, the phosphor region emits light and can be recognized as an image.

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。実作動時、アノード電極制御回路の出力電圧vA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、vA/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。 In the cold cathode field emission display, the cathode electrode is connected to the cathode electrode control circuit, the gate electrode is connected to the gate electrode control circuit, and the anode electrode is connected to the anode electrode control circuit. Note that these control circuits can be constituted by known circuits. During actual operation, the output voltage v A of the anode electrode control circuit is normally constant, and can be, for example, 5 kilovolts to 10 kilovolts. Alternatively, when the distance between the anode panel and the cathode panel is d (where 0.5 mm ≦ d ≦ 10 mm), the value of v A / d (unit: kilovolt / mm) is 0.5 or more and 20 Hereinafter, it is desirable to satisfy 1 or more and 10 or less, and more preferably 5 or more and 10 or less.

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vC及びゲート電極に印加する電圧vG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vCを一定とし、ゲート電極に印加する電圧vGを変化させる方式
(2)カソード電極に印加する電圧vCを変化させ、ゲート電極に印加する電圧vGを一定とする方式
(3)カソード電極に印加する電圧vCを変化させ、且つ、ゲート電極に印加する電圧vGも変化させる方式がある。
In the actual operation of the cold cathode field emission display device, regarding the voltage v C applied to the cathode electrode and the voltage v G applied to the gate electrode, when the voltage modulation method is adopted as the gradation control method,
(1) A method of changing the voltage v G applied to the gate electrode while keeping the voltage v C applied to the cathode electrode constant (2) A voltage v G applied to the gate electrode by changing the voltage v C applied to the cathode electrode (3) There is a method in which the voltage v C applied to the cathode electrode is changed and the voltage v G applied to the gate electrode is also changed.

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;Pb97.5Ag2.5(融点304゜C)、Pb94.5Ag5.5(融点304〜365゜C)、Pb97.5Ag1.5Sn1.0(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。 The cathode panel and the anode panel are joined at the peripheral edge. The joining may be performed using an adhesive layer, or a frame made of an insulating rigid material such as glass or ceramics and an adhesive layer are used in combination. May be. When using a frame and an adhesive layer together, the opposing distance between the cathode panel and the anode panel is set longer than when only the adhesive layer is used by appropriately selecting the height of the frame. Is possible. As a constituent material of the adhesive layer, frit glass is generally used, but a so-called low melting point metal material having a melting point of about 120 to 400 ° C. may be used. Such low melting point metal materials include In (indium: melting point 157 ° C.); indium-gold based low melting point alloy; Sn 80 Ag 20 (melting point 220-370 ° C.), Sn 95 Cu 5 (melting point 227-370 °). C) tin (Sn) -based high-temperature solder; Pb 97.5 Ag 2.5 (melting point 304 ° C.), Pb 94.5 Ag 5.5 (melting point 304 to 365 ° C.), Pb 97.5 Ag 1.5 Sn 1.0 (melting point 309 ° C.), etc. Lead (Pb) -based high-temperature solder; zinc (Zn) -based high-temperature solder such as Zn 95 Al 5 (melting point 380 ° C.); Sn 5 Pb 95 (melting point 300-314 ° C.), Sn 2 Pb 98 (melting point 316-322) Tin-lead standard solder such as ° C); brazing material such as Au 88 Ga 12 (melting point 381 ° C) (the above subscripts all represent atomic%).

カソードパネルとアノードパネルと枠体の三者を接合する場合、三者を同時に接合してもよいし、あるいは、第1段階でカソードパネル又はアノードパネルのいずれか一方と枠体とを接合し、第2段階でカソードパネル又はアノードパネル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、カソードパネルとアノードパネル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、カソードパネルとアノードパネル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のコンディショニング方法を実行し、その後、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。   When joining the three of the cathode panel, the anode panel and the frame, the three may be joined at the same time, or in the first stage, either the cathode panel or the anode panel and the frame are joined, In the second stage, the other of the cathode panel or the anode panel and the frame may be joined. When the three-party simultaneous bonding or the second-stage bonding is performed in a high vacuum atmosphere, the space surrounded by the cathode panel, the anode panel, the frame, and the adhesive layer becomes a vacuum simultaneously with the bonding. Alternatively, the space surrounded by the cathode panel, the anode panel, the frame body, and the adhesive layer can be exhausted and vacuumed after the completion of the joining of the three parties. When the conditioning method of the cold cathode field emission display according to the first aspect or the second aspect of the present invention is performed after bonding, and then evacuation is performed, the atmospheric pressure at the time of bonding is either normal pressure or reduced pressure. The gas constituting the atmosphere may be air or an inert gas containing nitrogen gas or a gas belonging to group 0 of the periodic table (for example, Ar gas).

排気を行う場合、排気は、カソードパネル及び/又はアノードパネル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、カソードパネル及び/又はアノードパネルの無効領域(冷陰極電界電子放出表示装置としての実用上の機能を果たす中央部の表示領域である有効領域を額縁状に包囲する領域)に設けられた貫通部の周囲に、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。   When exhaust is performed, exhaust can be performed through a tip tube connected in advance to the cathode panel and / or the anode panel. The tip tube is typically configured by using a glass tube, and an ineffective area of the cathode panel and / or the anode panel (a display area in the central portion that performs a practical function as a cold cathode field emission display device) It is joined to the periphery of the through-hole provided in the frame-like region) using frit glass or the above-mentioned low melting point metal material, and after the space has reached a predetermined degree of vacuum, it is sealed by thermal fusion. Cut off. In addition, if the entire cold cathode field emission display is once heated and then cooled before sealing, the residual gas can be released into the space, and the residual gas can be removed out of the space by exhaust. This is preferable.

尚、本発明のカソードパネルのコンディショニング方法及び冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法の組合せとして、以下の表1に示す組合せを挙げることができる。   As combinations of the cathode panel conditioning method and the cold cathode field emission display device according to the present invention, the combinations shown in Table 1 below can be given.

Figure 0004678156
Figure 0004678156

本発明の第1の態様に係るカソードパネルのコンディショニング方法、冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法、及び、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法にあっては、ゲート電極の数をM本としたとき、例えば、第m番目のゲート電極に最大電圧値VG-MAXが印加されているとき、第1番目のゲート電極〜第(m−1)番目のゲート電極、及び、第(m+1)番目のゲート電極〜第M番目のゲート電極には最小電圧値VG-MINが印加され、しかも、この最小電圧値VG-MINはカソード電極に印加されている電圧VCよりも低い値である。従って、第m番目のゲート電極に含まれる電子放出領域においては、カソード電極及びゲート電極への電圧の印加によって生じた電界に基づき、電子放出部から量子トンネル効果に基づき電子が放出される。一方、第1番目のゲート電極〜第(m−1)番目のゲート電極に含まれる電子放出領域、及び、第(m+1)番目のゲート電極〜第M番目のゲート電極に含まれる電子放出領域からは電子は放出されない。 In the cathode panel conditioning method, the cold cathode field emission display device conditioning method, and the cold cathode field emission display device manufacturing method according to the first aspect of the present invention, the number of gate electrodes is M. For example, when the maximum voltage value V G-MAX is applied to the mth gate electrode, the first to (m−1) th gate electrodes and the (m + 1) th gate electrode are applied. The minimum voltage value V G-MIN is applied to the first to Mth gate electrodes, and this minimum voltage value V G-MIN is lower than the voltage V C applied to the cathode electrode. It is. Therefore, in the electron emission region included in the mth gate electrode, electrons are emitted from the electron emission portion based on the quantum tunnel effect based on an electric field generated by applying a voltage to the cathode electrode and the gate electrode. On the other hand, from the electron emission region included in the first gate electrode to the (m−1) th gate electrode and the electron emission region included in the (m + 1) th gate electrode to the Mth gate electrode. Does not emit electrons.

これによって、第m番目のゲート電極に含まれる電子放出領域に存在するカットオフ電圧vCUTあるいはその近傍にあっても電子を放出する冷陰極電界電子放出素子(低電圧電子放出電界放出素子)にあっては、電子放出部に過剰の電流が流れる結果、電子を放出するといった機能を停止させることができる。即ち、低電圧電子放出電界放出素子を、動作上、除去することができる。一方、第1番目のゲート電極〜第(m−1)番目のゲート電極に含まれる電子放出領域、及び、第(m+1)番目のゲート電極〜第M番目のゲート電極に含まれる電子放出領域に存在する低電圧電子放出電界放出素子からは電子は放出されない。従って、本発明の第1の態様に係るカソードパネルのコンディショニング方法、冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法、及び、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法におけるコンディショニング処理の実行中に、不所望の冷陰極電界電子放出素子と検査用電極あるいはアノード電極との間に直流の電流が流れ続けるといった現象が発生せず、冷陰極電界電子放出素子やアノード電極における温度上昇に起因したカソードパネルやアノードパネルの損傷発生、冷陰極電界電子放出表示装置内部やカソードパネルにおける放電破壊といった問題が生じることを防止することができる。 Thus, the cold cathode field emission device that emits electrons even in the cut-off voltage v CUT or near existing in the electron emission region included in the m-th gate electrode (low voltage electron emitting field emission device) Then, as a result of an excessive current flowing through the electron emission portion, the function of emitting electrons can be stopped. That is, the low voltage electron emission field emission device can be removed in operation. On the other hand, the electron emission region included in the first gate electrode to the (m−1) th gate electrode and the electron emission region included in the (m + 1) th gate electrode to the Mth gate electrode No electrons are emitted from the existing low voltage electron emission field emission device. Accordingly, during the execution of the conditioning process in the cathode panel conditioning method, cold cathode field emission display device conditioning method, and cold cathode field emission display device manufacturing method according to the first aspect of the present invention, it is undesirable. The phenomenon that a direct current continues to flow between the cold cathode field emission device and the inspection electrode or anode electrode does not occur, and the cathode panel or anode caused by the temperature rise in the cold cathode field emission device or anode electrode It is possible to prevent problems such as damage to the panel, discharge breakdown in the cold cathode field emission display device and the cathode panel.

また、本発明の第2の態様に係るカソードパネルのコンディショニング方法、冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法、及び、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法にあっては、ゲート電極や絶縁層の上に残渣として残された電子を放出する物質(便宜上、電子放出物質と呼ぶ)から、検査用電極やアノード電極に印加された電圧VIE,VAによって形成された電界に基づき電子が放出され、ゲート電極や絶縁層の上に残渣として残された電子放出物質に過剰の電流が流れる結果、除去される。 Further, in the cathode panel conditioning method, the cold cathode field emission display device conditioning method, and the cold cathode field emission display device manufacturing method according to the second aspect of the present invention, a gate electrode and an insulating layer are provided. Electrons are emitted from a substance that emits electrons left as a residue (referred to as an electron emitting substance for convenience) on the basis of the electric field formed by the voltages V IE and V A applied to the inspection electrode and the anode electrode. As a result, an excessive current flows through the electron-emitting material left as a residue on the gate electrode or the insulating layer, which is removed.

しかも、ゲート電極に印加される電圧VGはカソード電極に印加されている電圧VCよりも低い値である。従って、電子放出部から電子が放出されることはない。即ち、本発明の第2の態様に係るカソードパネルのコンディショニング方法、冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法、及び、冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法におけるコンディショニング処理の実行中に、冷陰極電界電子放出素子と検査用電極あるいはアノード電極との間に直流の電流が流れ続けるといった現象が発生せず、冷陰極電界電子放出素子やアノード電極における温度上昇に起因したカソードパネルやアノードパネルの損傷発生、冷陰極電界電子放出表示装置内部やカソードパネルにおける放電破壊といった問題が生じることを防止することができる。即ち、カソードパネルやアノードパネルの損傷発生といった問題を生じさせることなく、ゲート電極や絶縁層上に残渣として残された電子放出物質を確実に除去することができる。 Moreover, the voltage V G applied to the gate electrode is lower than the voltage V C applied to the cathode electrode. Accordingly, no electrons are emitted from the electron emission portion. That is, during the execution of the conditioning process in the cathode panel conditioning method, the cold cathode field emission display device conditioning method, and the cold cathode field emission display device manufacturing method according to the second aspect of the present invention, The phenomenon that a direct current continues to flow between the field electron emission device and the inspection electrode or the anode electrode does not occur, and the cathode panel or the anode panel is damaged due to the temperature rise in the cold cathode field electron emission device or the anode electrode. It is possible to prevent the occurrence of problems such as generation and discharge breakdown in the cold cathode field emission display or in the cathode panel. That is, the electron-emitting substance left as a residue on the gate electrode or the insulating layer can be reliably removed without causing a problem such as damage to the cathode panel or the anode panel.

そして、得られた冷陰極電界電子放出表示装置にあっては、カットオフ電圧vCUTあるいはその近傍での作動にあっても、即ち、冷陰極電界電子放出表示装置全体として最も暗い表示がなされている場合にあっても、輝点として認識される画素(電子放出領域)が存在しなくなり、均一性に優れた画像を得ることができる。また、冷陰極電界電子放出表示装置の製造歩留りの向上を図ることができるし、プロセスのスループットが早く、しかも、冷陰極電界電子放出表示装置に追加の回路を加える必要もない。 In the obtained cold cathode field emission display, even when the operation is at or near the cut-off voltage v CUT , that is, the entire cold cathode field emission display has the darkest display. Even in such a case, there is no pixel (electron emission region) recognized as a bright spot, and an image with excellent uniformity can be obtained. Further, the manufacturing yield of the cold cathode field emission display can be improved, the process throughput is high, and no additional circuit is required to be added to the cold cathode field emission display.

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.

実施例1は、本発明の第1の態様に係るカソードパネルのコンディショニング方法及び本発明の第1の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法に関する。実施例1のカソードパネルのコンディショニング方法、及び、実施例1の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法におけるコンディショニング処理の概念図を図1の(A)及び(B)に示す。ここで、図1の(A)は、カソード電極、ゲート電極、検査用電極への電圧の印加状態を概念的に示す図であり、図1の(B)は、カソード電極に印加する一定の電圧VC(点線で示す)、ゲート電極に印加するパルス状の電圧VG-MAX,VG-MIN(実線で示す)を模式的に図示したものである。 Example 1 relates to a cathode panel conditioning method according to the first aspect of the present invention and a cold cathode field emission display device manufacturing method according to the first aspect of the present invention. FIGS. 1A and 1B are conceptual diagrams of the conditioning process in the cathode panel conditioning method of the first embodiment and the cold cathode field emission display manufacturing method of the first embodiment. Here, (A) in FIG. 1 is a diagram conceptually showing a voltage application state to the cathode electrode, the gate electrode, and the inspection electrode, and (B) in FIG. A voltage V C (indicated by a dotted line) and pulsed voltages V G-MAX and V G-MIN (indicated by a solid line) applied to the gate electrode are schematically illustrated.

実施例1におけ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)及びカソードパネルCPは、図8あるいは図9を参照して説明した表示装置及びカソードパネルCPと同じ構成、構造を有する。即ち、スピント型電界放出素子が形成されたカソードパネルCP及び表示装置の概念的な一部端面図を図8に示し、扁平型電界放出素子が形成されたカソードパネルCP及び表示装置の概念的な一部端面図を図9に示すが、カソードパネルCPは、
(A)支持体10上に形成され、第1の方向に延びる帯状の複数のカソード電極11、
(B)カソード電極11及び支持体10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の方向に延びる帯状の複数のゲート電極13、
(D)カソード電極11とゲート電極13の重複する重複領域に位置するゲート電極13及び絶縁層12の部分に設けられ、底部にカソード電極11が露出した複数の開口部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)、及び、
(E)カソード電極11とゲート電極13の重複する重複領域に位置し、開口部14の底部に露出したカソード電極11上に設けられた電子放出部15,115を有する電子放出領域EA、
を具備している。
The cold cathode field emission display device (hereinafter abbreviated as display device) and cathode panel CP in Example 1 have the same configuration and structure as the display device and cathode panel CP described with reference to FIG. 8 or FIG. . That is, FIG. 8 is a conceptual partial end view of the cathode panel CP and the display device in which the Spindt type field emission device is formed, and the conceptual diagram of the cathode panel CP and the display device in which the flat field emission device is formed. A partial end view is shown in FIG.
(A) A plurality of strip-like cathode electrodes 11 formed on the support 10 and extending in the first direction;
(B) an insulating layer 12 formed on the cathode electrode 11 and the support 10;
(C) a plurality of strip-shaped gate electrodes 13 formed on the insulating layer 12 and extending in a second direction different from the first direction;
(D) A plurality of openings 14 (provided in the gate electrode 13) that are provided in the gate electrode 13 and the insulating layer 12 located in the overlapping region where the cathode electrode 11 and the gate electrode 13 overlap and are exposed at the bottom. The first opening 14A and the second opening 14B provided in the insulating layer 12, and
(E) An electron emission region EA having electron emission portions 15 and 115 provided on the cathode electrode 11 located in the overlapping region where the cathode electrode 11 and the gate electrode 13 overlap and exposed at the bottom of the opening 14;
It has.

また、冷陰極電界電子放出素子(以下、電界放出素子と略称する)は、
(a)支持体10上に形成され、第1の方向に延びる帯状のカソード電極11、
(b)カソード電極11及び支持体10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の方向に延びる帯状のゲート電極13、
(d)カソード電極11とゲート電極13の重複する重複領域に位置するゲート電極13及び絶縁層12の部分に設けられ、底部にカソード電極11が露出した開口部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)、及び、
(e)開口部14の底部に露出したカソード電極11上に設けられた電子放出部15,115、
から成る。ここで、電子放出部15は、円錐形の電子放出部であり、電子放出部115は、例えば、マトリックスに一部が埋め込まれた多数のカーボン・ナノチューブから構成されている。
A cold cathode field emission device (hereinafter abbreviated as a field emission device)
(A) a strip-shaped cathode electrode 11 formed on the support 10 and extending in the first direction;
(B) an insulating layer 12 formed on the cathode electrode 11 and the support 10;
(C) a strip-shaped gate electrode 13 formed on the insulating layer 12 and extending in a second direction different from the first direction;
(D) An opening 14 (provided in the gate electrode 13) provided in a portion of the gate electrode 13 and the insulating layer 12 located in the overlapping region where the cathode electrode 11 and the gate electrode 13 overlap, with the cathode electrode 11 exposed at the bottom. 14A of 1st opening parts, 2nd opening part 14B provided in the insulating layer 12, and
(E) electron emission portions 15 and 115 provided on the cathode electrode 11 exposed at the bottom of the opening 14;
Consists of. Here, the electron emission portion 15 is a conical electron emission portion, and the electron emission portion 115 is composed of, for example, a large number of carbon nanotubes partially embedded in a matrix.

これらの表示装置あるいはカソードパネルCPにおいて、N本のカソード電極11は、第1方向(図面の紙面と平行な方向)に延びる帯状であり、M本のゲート電極13は、第1方向とは異なる第2方向(図面の紙面に垂直な方向)に延びる帯状である(図10も参照)。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11,13の射影像が互いに直交する方向に各々帯状に形成されている。1サブピクセルに相当する電子放出領域EAには、複数の電界放出素子が設けられている。そして、かかる電子放出領域EAが、カソードパネルCPの有効領域(実際の表示部分として機能する領域)内に、通常、2次元マトリックス状に、M×N個、配列されている。   In these display devices or cathode panels CP, the N cathode electrodes 11 have a strip shape extending in the first direction (a direction parallel to the drawing sheet), and the M gate electrodes 13 are different from the first direction. It is a strip shape extending in the second direction (direction perpendicular to the drawing sheet) (see also FIG. 10). In general, the cathode electrode 11 and the gate electrode 13 are each formed in a strip shape in a direction in which the projected images of both the electrodes 11 and 13 are orthogonal to each other. A plurality of field emission elements are provided in the electron emission area EA corresponding to one subpixel. Then, M × N such electron emission areas EA are usually arranged in a two-dimensional matrix within the effective area of the cathode panel CP (area that functions as an actual display portion).

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(圧力P0)とされている。カソードパネルCP及びアノードパネルAPを分解したときのカソードパネルCPとアノードパネルAPの一部分の模式的な分解斜視図は図10に示したと同様である。 In the display device of Example 1, the cathode panel CP and the anode panel AP are joined at their peripheral portions, and the space sandwiched between the cathode panel CP and the anode panel AP is in a vacuum state (pressure P 0 ). ing. A schematic exploded perspective view of a part of the cathode panel CP and the anode panel AP when the cathode panel CP and the anode panel AP are disassembled is the same as that shown in FIG.

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。即ち、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33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。   The anode panel AP includes a substrate 20 and phosphor regions 22 formed on the substrate 20 (in the case of color display, a red light-emitting phosphor region 22R, a green light-emitting phosphor region 22G, and a blue light-emitting phosphor region 22B), The anode electrode 24 covers the phosphor region 22. That is, the anode panel AP is more specifically formed on the substrate 20 and the substrate 20 between the partition walls 21 formed on the substrate 20 and the partition walls 21, and the phosphor region 22 composed of a large number of phosphor particles. (Red light emitting phosphor region 22R, green light emitting phosphor region 22G, blue light emitting phosphor region 22B), and an anode electrode 24 formed on the phosphor region 22 are provided. The anode electrode 24 is in the form of a thin sheet that covers the effective area, and is connected to the anode electrode control circuit 33. The anode electrode 24 is made of aluminum having a thickness of about 70 nm, and is provided so as to cover the partition wall 21 and the phosphor region 22. Between the phosphor region 22 and the phosphor region 22, and between the partition wall 21 and the substrate 20, a light absorption layer (black) is used to prevent the occurrence of color turbidity and optical crosstalk in the display image. Matrix) 23 is formed.

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11〜図16に示す。尚、図8あるいは図9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12あるいは図14に示す構成としている。また、図11〜図16においてはアノード電極の図示を省略している。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11、図12、図13、図14参照)、あるいは、略矩形の(あるいは帯状の)蛍光体領域22の対向する二辺と平行に延びる帯状形状を挙げることができる(図15及び図16参照)。尚、図15に示す蛍光体領域22にあっては、蛍光体領域22R,22G,22Bを、図15の上下方向に延びる帯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。   An example of the arrangement | positioning state of the partition 21, the spacer 25, and the fluorescent substance area | region 22 is typically shown in FIGS. The arrangement of the phosphor regions and the like in the schematic partial end view of the anode panel AP shown in FIG. 8 or FIG. 9 has the configuration shown in FIG. 12 or FIG. Also, the anode electrode is not shown in FIGS. The planar shape of the partition wall 21 is a lattice shape (cross-beam shape), that is, a shape corresponding to one subpixel, for example, a shape surrounding the four sides of the phosphor region 22 having a substantially rectangular shape (FIGS. 11, 12, 13, 14), or a belt-like shape extending in parallel with two opposing sides of the substantially rectangular (or belt-like) phosphor region 22 (see FIGS. 15 and 16). In the phosphor region 22 shown in FIG. 15, the phosphor regions 22R, 22G, and 22B can be formed in a strip shape extending in the vertical direction in FIG. A part of the partition wall 21 also functions as a spacer holding portion 26 for holding the spacer 25.

実施例1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31に接続され、ゲート電極13はゲート電極制御回路32に接続され、アノード電極24はアノード電極制御回路33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。表示装置の実動作時、アノード電極制御回路33の出力電圧vA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vC及びゲート電極13に印加する電圧vGに関しては、
(1)カソード電極11に印加する電圧vCを一定とし、ゲート電極13に印加する電圧vGを変化させる方式
(2)カソード電極11に印加する電圧vCを変化させ、ゲート電極13に印加する電圧vGを一定とする方式
(3)カソード電極11に印加する電圧vCを変化させ、且つ、ゲート電極13に印加する電圧vGも変化させる方式
のいずれを採用してもよい。
In the display device of Example 1, the cathode electrode 11 is connected to the cathode electrode control circuit 31, the gate electrode 13 is connected to the gate electrode control circuit 32, and the anode electrode 24 is connected to the anode electrode control circuit 33. These control circuits can be constituted by known circuits. During actual operation of the display device, the output voltage v A of the anode electrode control circuit 33 is normally constant, and can be, for example, 5 kilovolts to 10 kilovolts. On the other hand, regarding the voltage v C applied to the cathode electrode 11 and the voltage v G applied to the gate electrode 13 during actual operation of the display device,
(1) A method in which the voltage v C applied to the cathode electrode 11 is constant and the voltage v G applied to the gate electrode 13 is changed. (2) The voltage v C applied to the cathode electrode 11 is changed and applied to the gate electrode 13. the voltage v G changing the voltage v C is applied to the method (3) a cathode electrode 11, fixed to, and may employ any voltage v method in which G is also changed to be applied to the gate electrode 13.

表示装置の実動作時、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31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32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33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31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32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31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32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15,115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vG、及びカソード電極11に印加される電圧vCによって制御される。 During actual operation of the display device, a relatively negative voltage is applied to the cathode electrode 11 from the cathode electrode control circuit 31, a relatively positive voltage is applied to the gate electrode 13 from the gate electrode control circuit 32, and the anode electrode 24 A positive voltage higher than that of the gate electrode 13 is applied from the anode electrode control circuit 33. When performing display in such a display device, for example, a scanning signal is input from the cathode electrode control circuit 31 to the cathode electrode 11, and a video signal is input from the gate electrode control circuit 32 to the gate electrode 13. Note that a video signal may be input to the cathode electrode 11 from the cathode electrode control circuit 31, and a scanning signal may be input to the gate electrode 13 from the gate electrode control circuit 32. Electrons are emitted from the electron emission portions 15 and 115 based on the quantum tunnel effect by an electric field generated when a voltage is applied between the cathode electrode 11 and the gate electrode 13, and the electrons are attracted to the anode electrode 24. 24 passes through and collides with the phosphor region 22. As a result, the phosphor region 22 is excited to emit light, and a desired image can be obtained. That is, the operation of this display device is basically controlled by the voltage v G applied to the gate electrode 13 and the voltage v C applied to the cathode electrode 11.

実施例1あるいは後述する実施例3での使用に適したコンディショニング用のチャンバの概念図を図7に示す。   FIG. 7 shows a conceptual diagram of a conditioning chamber suitable for use in Example 1 or Example 3 described later.

このチャンバ(コンディショニング装置)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CP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(コンディショニング電圧)印加部108、
ハウジング101の開口した上部に取り付けられ、検査用電極(コンディショニング用電極)111を有する検査用基板110、並びに、
検査用電極(コンディショニング用電極)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。
This chamber (conditioning device) 100 is
Housing 101 with an open top,
An inspection table 102 disposed in the housing 101 for mounting the cathode panel CP;
Vacuum means for evacuating the housing 101;
An inspection voltage (conditioning voltage) application unit 108 having a structure capable of contacting the ends of the cathode electrode 11 and the gate electrode 13;
An inspection substrate 110 which is attached to the opened upper portion of the housing 101 and has an inspection electrode (conditioning electrode) 111;
Voltage control means 112 for applying a voltage to the inspection electrode (conditioning electrode) 111, the cathode electrode 11 and the gate electrode 13,
It is composed of

具体的には、このチャンバ(コンディショニング装置)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7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。   Specifically, the chamber (conditioning apparatus) 100 includes a housing 101 having an upper opening. An inspection table 102 is disposed in a housing 101 made of aluminum or stainless steel, and an inspection table elevating cylinder 103 is attached below the inspection table 102. The inspection table elevating cylinder 103 is placed on a movable base (not shown), and can be moved in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. A pin elevating cylinder 104 is further attached below the inspection table 102, and the pin 105 moves up and down in a hole penetrating the inspection table 102 by the operation of the pin elevating cylinder 104. The housing 101 is connected to a vacuum means (not shown) including a turbo molecular pump and a dry pump through a valve 107, and the atmosphere of the housing 101 can be evacuated. In the housing 101, an inspection voltage application unit 108 having a structure capable of contacting the ends of the cathode electrode 11 and the gate electrode 13 is further disposed.

全てのカソード電極11をそれらの端部において短絡しておけば、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。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と切り離せば、表示装置の実動作時、それぞれのカソード電極11への電圧の印加を独立して行うことができる。   If all the cathode electrodes 11 are short-circuited at their end portions, one inspection voltage applying unit 108 having a structure capable of contacting the end portions of the cathode electrode 11 is sufficient. If the end of the short-circuited cathode electrode 11 is separated from the cathode electrode 11 before the display device is assembled, voltage can be independently applied to each cathode electrode 11 during actual operation of the display device.

ハウジング101の開口した上部には、アルミニウム層から成る検査用電極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及び検査用電極111に接続されている。   An inspection substrate 110 having an inspection electrode 111 made of an aluminum layer is attached to the opened upper portion of the housing 101. The voltage control means 112 is connected to the inspection voltage application unit 108 and the inspection electrode 111.

以下、実施例1のカソードパネルのコンディショニング方法及び冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法を説明する。   A cathode panel conditioning method and a cold cathode field emission display manufacturing method according to the first embodiment will be described below.

[工程−100]
先ず、M×N個の電子放出領域EAのそれぞれに複数の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。
[Step-100]
First, a cathode panel CP is prepared in which a plurality of field emission elements are formed in each of M × N electron emission regions EA. A method for forming the field emission device will be described later.

[工程−110]
そして、このカソードパネルCPを、内部が圧力P1とされたチャンバ内に、電子放出領域EAが検査用電極111と対向するように配置する。
[Step-110]
Then, the cathode panel CP is disposed in a chamber whose pressure is P 1 so that the electron emission area EA faces the inspection electrode 111.

具体的には、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真空雰囲気(例えば、圧力P1=1×10-4Pa程度)とする。ハウジング101内の圧力はピラニーゲージ又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。 Specifically, the cathode panel CP is placed on the pin 105 in the raised position, and the pin 105 is lowered by operating the pin lifting cylinder 104, and the cathode panel CP is placed on the inspection table 102. Then, after the cathode panel CP placed on the inspection table 102 is carried into the housing 101 via a door (not shown) provided on the housing 101, the inside of the housing 101 is evacuated by vacuum means (for example, a pressure P 1 = 1 × 10 -4 about Pa). The pressure in the housing 101 can be measured by a pressure gauge 106 such as a Pirani gauge or an ion gauge.

そして、ハウジング101内が所望の雰囲気(圧力P1)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に設けられた電子放出領域EAが検査用電極111と対向するようにカソードパネルCPを配置する。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1.0mm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。 When the inside of the housing 101 has a desired atmosphere (pressure P 1 ), the inspection table elevating cylinder 103 is operated to raise the inspection table 102, and the electron emission area EA provided in the cathode panel CP is inspected. The cathode panel CP is disposed so as to face the electrode 111 for use. The distance between the cathode panel CP and the inspection substrate 110 is, for example, 1.0 mm. In addition, the inspection voltage application unit 108 is brought into contact with the ends of the cathode electrode 11 and the gate electrode 13.

そして、チャンバ(コンディショニング装置)100のハウジング101を排気し続けながら、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に一定の電圧VC(=0ボルト)を印加し、検査用電極111に一定の電圧VIE(=10キロボルト)を印加した状態で、ゲート電極13に、最小電圧値VG-MIN(=−20ボルト)及び最大電圧値VG-MAX(=60ボルト)を有するパルス状の電圧を印加する。実施例1にあっては、コンディショニングの実行時間を10(分)とした。尚、VG-MAX−VCの値は、電子放出部15,115近傍において最低8ボルト/μmの電界が形成されるような値である。また、実動作時、カソードパネルCPは、フィールド周波数T(=60Hz)の線順次駆動方式で駆動され、ゲート電極13に印加されるパルス状の電圧の周波数TG(Hz)は、TG=T/α(但し、2≦α≦10であり、実施例1においてはα=5)を満足する。具体的には、T-1及びTG -1の値は、T-1=16.6ミリ秒、TG -1=83.0ミリ秒である。また、t(VG-MAX)=T-1/Mである。尚、表示装置の実動作時にアノード電極24に印加される直流の電圧vAは7キロボルトであり、表示装置におけるカソードパネルCPとアノードパネルAPの間隔は1.mmであり、カソード電極11とゲート電極13との間の距離は5μmである。 Then, while evacuating the housing 101 of the chamber (conditioning apparatus) 100, a constant voltage V C (= 0 volts) is applied from the voltage control means 112 to all the cathode electrodes 11 via the inspection voltage application unit 108. With the constant voltage V IE (= 10 kilovolts) applied to the inspection electrode 111, the minimum voltage value V G-MIN (= −20 volts) and the maximum voltage value V G-MAX (= 60) are applied to the gate electrode 13. A pulsed voltage having a voltage (volt) is applied. In Example 1, the execution time of conditioning was set to 10 (minutes). Note that the value of V G−MAX −V C is such that an electric field of at least 8 volts / μm is formed in the vicinity of the electron emission portions 15 and 115. In actual operation, the cathode panel CP is driven by a line-sequential driving method with a field frequency T (= 60 Hz), and the frequency T G (Hz) of the pulse voltage applied to the gate electrode 13 is T G = T / α (where 2 ≦ α ≦ 10 and α = 5 in Example 1) is satisfied. Specifically, the values of T −1 and T G −1 are T −1 = 16.6 milliseconds and T G −1 = 83.0 milliseconds. Further, t (V G−MAX ) = T −1 / M. Note that the DC voltage v A applied to the anode electrode 24 during actual operation of the display device is 7 kilovolts, and the distance between the cathode panel CP and the anode panel AP in the display device is 1. mm, and the distance between the cathode electrode 11 and the gate electrode 13 is 5 μm.

より具体的には、第1番目のゲート電極、第2番目のゲート電極、第3番目のゲート電極、・・・、第(M−1)番目のゲート電極、第M番目のゲート電極に、順次、パルス状の電圧を印加し、その後、再び、第1番目のゲート電極、第2番目のゲート電極、第3番目のゲート電極、・・・、第(M−1)番目のゲート電極、第M番目のゲート電極に、順次、パルス状の電圧を印加するといった操作を繰り返す。   More specifically, the first gate electrode, the second gate electrode, the third gate electrode, ..., the (M-1) th gate electrode, the Mth gate electrode, A pulsed voltage is sequentially applied, and then the first gate electrode, the second gate electrode, the third gate electrode,..., The (M−1) th gate electrode, The operation of sequentially applying a pulse voltage to the Mth gate electrode is repeated.

例えば、第m番目のゲート電極に最大電圧値VG-MAXが印加されているとき、第1番目のゲート電極〜第(m−1)番目のゲート電極、及び、第(m+1)番目のゲート電極〜第M番目のゲート電極には最小電圧値VG-MINが印加され、しかも、この最小電圧値VG-MINはカソード電極に印加されている電圧VCよりも低い値である。従って、第m番目のゲート電極に含まれる電子放出領域EAにおいては、カソード電極11及びゲート電極13への電圧の印加によって生じた電界に基づき、電子放出部15,115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、この電子は、検査用電極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。一方、第1番目のゲート電極〜第(m−1)番目のゲート電極に含まれる電子放出領域EA、及び、第(m+1)番目のゲート電極〜第M番目のゲート電極に含まれる電子放出領域EAからは電子は放出されない。 For example, when the maximum voltage value V G-MAX is applied to the mth gate electrode, the first gate electrode to the (m−1) th gate electrode and the (m + 1) th gate The minimum voltage value V G-MIN is applied to the electrode to the Mth gate electrode, and the minimum voltage value V G-MIN is lower than the voltage V C applied to the cathode electrode. Accordingly, in the electron emission region EA included in the mth gate electrode, the electrons are emitted from the electron emission portions 15 and 115 based on the quantum tunnel effect based on the electric field generated by the voltage application to the cathode electrode 11 and the gate electrode 13. Is released. The electrons are attracted to the inspection electrode 111. Therefore, it is possible to reliably prevent an undesired portion of the cathode panel CP from being charged by the collision of electrons. On the other hand, the electron emission region EA included in the first gate electrode to the (m−1) th gate electrode, and the electron emission region included in the (m + 1) th gate electrode to the Mth gate electrode. No electrons are emitted from the EA.

これによって、第m番目のゲート電極に含まれる電子放出領域EAに存在するカットオフ電圧vCUTあるいはその近傍にあっても電子を放出する電界放出素子(低電圧電子放出電界放出素子)にあっては、電子放出部15,115に過剰の電流が流れる結果、電子を放出するといった機能を停止させることができる。即ち、低電圧電子放出電界放出素子を、動作上、除去することができる。一方、第1番目のゲート電極〜第(m−1)番目のゲート電極に含まれる電子放出領域EA、及び、第(m+1)番目のゲート電極〜第M番目のゲート電極に含まれる電子放出領域EAに存在する低電圧電子放出電界放出素子からは電子は放出されない。従って、コンディショニング処理の実行中、不所望の電界放出素子と検査用電極111との間に直流の電流が流れ続けるといった現象が発生せず、電界放出素子における温度上昇に起因したカソードパネルCPの損傷発生、カソードパネルCPにおける放電破壊といった問題が生じることを防止することができる。 Accordingly, in the field emission device (low voltage electron emission field emission device) that emits electrons even at or near the cutoff voltage v CUT existing in the electron emission region EA included in the mth gate electrode. Can stop the function of emitting electrons as a result of an excessive current flowing through the electron emitters 15 and 115. That is, the low voltage electron emission field emission device can be removed in operation. On the other hand, the electron emission region EA included in the first to (m−1) th gate electrodes and the electron emission region included in the (m + 1) th gate electrode to the Mth gate electrode. No electrons are emitted from the low voltage electron emission field emission device present in the EA. Therefore, during the conditioning process, a phenomenon in which a direct current continues to flow between the undesired field emission device and the inspection electrode 111 does not occur, and the cathode panel CP is damaged due to the temperature rise in the field emission device. It is possible to prevent problems such as generation and discharge breakdown in the cathode panel CP.

カソードパネルCPのコンディショニング処理完了後、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。   After completing the conditioning process of the cathode panel CP, the atmosphere in the housing 101 is changed to an atmospheric atmosphere, the inspection table lifting cylinder 103 is operated, the inspection table 102 is lowered, and the inspection table 102 on which the cathode panel CP is placed is moved to the housing 101. Unload from.

[工程−120]
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27を介して、周縁部において接合する。接合に際しては、枠体27とアノードパネルAPとの接合部位、及び、枠体27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27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。
[Step-120]
On the other hand, an anode panel AP in which the phosphor region 22, the anode electrode 24, etc. are formed is prepared. Then, the display device is assembled. Specifically, for example, the spacer 25 is attached to the spacer holding portion 26 provided in the effective region of the anode panel AP, and the anode panel AP and the cathode panel CP are arranged so that the phosphor region 22 and the electron emission region EA face each other. And the anode panel AP and the cathode panel CP (more specifically, the substrate 20 and the support 10) are joined to each other at the peripheral portion via a frame body 27 made of ceramics or glass. At the time of joining, frit glass is applied to the joining portion between the frame body 27 and the anode panel AP and the joining portion between the frame body 27 and the cathode panel CP, and the anode panel AP, the cathode panel CP, and the frame body 27 are pasted. In addition, the frit glass is dried by preliminary baking, and then main baking is performed at about 450 ° C. for 10 to 30 minutes.

[工程−130]
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P0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、実施例1の表示装置を完成させる。
[Step-130]
Thereafter, the space surrounded by the anode panel AP, the cathode panel CP, the frame, and the frit glass (not shown) is exhausted through a through hole (not shown) and a tip tube (not shown), and the pressure P of the space When 0 reaches about 10 −4 Pa, the tip tube is sealed by heating and melting. In this way, the space surrounded by the anode panel AP, the cathode panel CP, and the frame can be evacuated. Alternatively, for example, the frame, the anode panel AP, and the cathode panel CP may be bonded together in a high vacuum atmosphere. Alternatively, depending on the structure of the display device, the anode panel AP and the cathode panel CP may be bonded together by using only an adhesive layer without a frame. Thereafter, wiring connection with necessary external circuits is performed, and the display device of Example 1 is completed.

こうして得られた表示装置にあっては、カットオフ電圧vCUTあるいはその近傍での作動にあっても、即ち、冷陰極電界電子放出表示装置全体として最も暗い表示がなされている場合にあっても、輝点として認識される電子放出領域が存在しなくなり、均一性に優れた画像を得ることができる。 In the display device thus obtained, even when operated at or near the cut-off voltage v CUT, that is, when the darkest display as a whole of the cold cathode field emission display device is performed. Thus, there is no electron emission region recognized as a bright spot, and an image with excellent uniformity can be obtained.

実施例2は、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のコンディショニング方法に関する。実施例2における表示装置の構成、構造は、実施例1において説明した表示装置の構成、構造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の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法の概念図を図2の(A)及び(B)に示す。ここで、図2の(A)は、カソード電極、ゲート電極、アノード電極への電圧の印加状態を概念的に示す図であり、図2の(B)は、カソード電極に印加する一定の電圧VC(点線で示す)、ゲート電極に印加するパルス状の電圧VG-MAX,VG-MIN(実線で示す)を模式的に図示したものである。 Example 2 relates to a conditioning method for a cold cathode field emission display according to the first aspect of the present invention. Since the configuration and structure of the display device in the second embodiment can be the same as the configuration and structure of the display device described in the first embodiment, detailed description thereof is omitted. 2A and 2B are conceptual diagrams of a conditioning method of the cold cathode field emission display device of Example 2. FIG. Here, (A) in FIG. 2 is a diagram conceptually showing a voltage application state to the cathode electrode, gate electrode, and anode electrode, and (B) in FIG. 2 is a constant voltage applied to the cathode electrode. V C (indicated by a dotted line) and pulsed voltages V G-MAX and V G-MIN (indicated by a solid line) applied to the gate electrode are schematically illustrated.

実施例2においては、実施例1において説明したカソードパネルCPとアノードパネルAPとを準備する。そして、実施例1の[工程−120]を実行することで、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る表示装置を得ることができる。   In the second embodiment, the cathode panel CP and the anode panel AP described in the first embodiment are prepared. Then, by performing [Step-120] of Example 1, it is possible to obtain a display device in which the cathode panel CP and the anode panel AP are joined at the peripheral edge thereof.

その後、貫通孔(図示せず)及びチップ管(図示せず)を通じて、カソードパネルCPとアノードパネルAPとの間の空間を排気しながら、カソード電極11に一定の電圧VCを印加し、アノード電極24に電圧VAを印加した状態で、ゲート電極13に、最小電圧値VG-MIN及び最大電圧値VG-MAXを有するパルス状の電圧(但し、VG-MIN<VC<VG-MAX≪VA)を印加する。実施例2にあっては、コンディショニングの実行時間を10(分)とした。 Thereafter, a constant voltage V C is applied to the cathode electrode 11 while exhausting the space between the cathode panel CP and the anode panel AP through a through-hole (not shown) and a tip tube (not shown). With the voltage V A applied to the electrode 24, the gate electrode 13 is applied with a pulse voltage having a minimum voltage value V G-MIN and a maximum voltage value V G-MAX (where V G-MIN <V C <V G-MAX << V A ) is applied. In Example 2, the execution time of conditioning was set to 10 (minutes).

具体的には全てのカソード電極11に実施例1と同じ一定の電圧VCを印加し、アノード電極24に実施例1の電圧VIEと同じ一定の電圧VAを印加した状態で、ゲート電極13に、実施例1と同様の最小電圧値VG-MIN及び最大電圧値VG-MAXを有するパルス状の電圧を印加する。尚、VG-MAX−VCの値は、電子放出部15,115近傍において最低8ボルト/μmの電界が形成されるような値である。また、実動作時、カソードパネルCPは、フィールド周波数T(=60Hz)の線順次駆動方式で駆動され、ゲート電極13に印加されるパルス状の電圧の周波数TG(Hz)は、TG=T/α(但し、2≦α≦10であり、実施例2においても実施例1と同じ値である)を満足する。 Specifically, the same constant voltage V C as that of the first embodiment is applied to all the cathode electrodes 11 and the same voltage V A as that of the voltage V IE of the first embodiment is applied to the anode electrode 24. A pulsed voltage having a minimum voltage value V G-MIN and a maximum voltage value V G-MAX similar to those in the first embodiment is applied to 13. Note that the value of V G−MAX −V C is such that an electric field of at least 8 volts / μm is formed in the vicinity of the electron emission portions 15 and 115. In actual operation, the cathode panel CP is driven by a line-sequential driving method with a field frequency T (= 60 Hz), and the frequency T G (Hz) of the pulse voltage applied to the gate electrode 13 is T G = T / α (where 2 ≦ α ≦ 10 is satisfied, and Example 2 has the same value as Example 1).

より具体的には、実施例1と同様に、第1番目のゲート電極、第2番目のゲート電極、第3番目のゲート電極、・・・、第(M−1)番目のゲート電極、第M番目のゲート電極に、順次、パルス状の電圧を印加し、その後、再び、第1番目のゲート電極、第2番目のゲート電極、第3番目のゲート電極、・・・、第(M−1)番目のゲート電極、第M番目のゲート電極に、順次、パルス状の電圧を印加するといった操作を繰り返す。   More specifically, as in the first embodiment, the first gate electrode, the second gate electrode, the third gate electrode,..., The (M−1) th gate electrode, A pulsed voltage is sequentially applied to the Mth gate electrode, and then the first gate electrode, the second gate electrode, the third gate electrode,..., (M− 1) An operation of sequentially applying a pulsed voltage to the 1st gate electrode and the Mth gate electrode is repeated.

例えば、第m番目のゲート電極に最大電圧値VG-MAXが印加されているとき、第1番目のゲート電極〜第(m−1)番目のゲート電極、及び、第(m+1)番目のゲート電極〜第M番目のゲート電極には最小電圧値VG-MINが印加され、しかも、この最小電圧値VG-MINはカソード電極に印加されている電圧VCよりも低い値である。従って、第m番目のゲート電極に含まれる電子放出領域EAにおいては、カソード電極11及びゲート電極13への電圧の印加によって生じた電界に基づき、電子放出部15,115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、この電子は、アノード電極24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。一方、第1番目のゲート電極〜第(m−1)番目のゲート電極に含まれる電子放出領域EA、及び、第(m+1)番目のゲート電極〜第M番目のゲート電極に含まれる電子放出領域EAからは電子は放出されない。 For example, when the maximum voltage value V G-MAX is applied to the mth gate electrode, the first gate electrode to the (m−1) th gate electrode and the (m + 1) th gate The minimum voltage value V G-MIN is applied to the electrode to the Mth gate electrode, and the minimum voltage value V G-MIN is lower than the voltage V C applied to the cathode electrode. Accordingly, in the electron emission region EA included in the mth gate electrode, the electrons are emitted from the electron emission portions 15 and 115 based on the quantum tunnel effect based on the electric field generated by the voltage application to the cathode electrode 11 and the gate electrode 13. Is released. The electrons are attracted to the anode electrode 24. Therefore, it is possible to reliably prevent an undesired portion of the cathode panel CP from being charged by the collision of electrons. On the other hand, the electron emission region EA included in the first gate electrode to the (m−1) th gate electrode, and the electron emission region included in the (m + 1) th gate electrode to the Mth gate electrode. No electrons are emitted from the EA.

これによって、第m番目のゲート電極に含まれる電子放出領域EAに存在する低電圧電子放出電界放出素子にあっては、電子放出部15,115に過剰の電流が流れる結果、電子を放出するといった機能を停止させることができる。即ち、低電圧電子放出電界放出素子を、動作上、除去することができる。一方、第1番目のゲート電極〜第(m−1)番目のゲート電極に含まれる電子放出領域EA、及び、第(m+1)番目のゲート電極〜第M番目のゲート電極に含まれる電子放出領域EAに存在する低電圧電子放出電界放出素子からは電子は放出されない。従って、コンディショニング処理の実行中、不所望の電界放出素子とアノード電極24との間に直流の電流が流れ続けるといった現象が発生せず、電界放出素子やアノード電極24における温度上昇に起因したカソードパネルCPやアノードパネルAPの損傷発生、表示装置内部やカソードパネルCPにおける放電破壊といった問題が生じることを防止することができる。   As a result, in the low voltage electron emission field emission device present in the electron emission region EA included in the mth gate electrode, electrons are emitted as a result of excessive current flowing through the electron emission portions 15 and 115. The function can be stopped. That is, the low voltage electron emission field emission device can be removed in operation. On the other hand, the electron emission region EA included in the first gate electrode to the (m−1) th gate electrode, and the electron emission region included in the (m + 1) th gate electrode to the Mth gate electrode. No electrons are emitted from the low voltage electron emission field emission device present in the EA. Therefore, during the conditioning process, a phenomenon in which a direct current continues to flow between the undesired field emission device and the anode electrode 24 does not occur, and the cathode panel due to the temperature rise in the field emission device or the anode electrode 24 occurs. It is possible to prevent problems such as the occurrence of damage to the CP and the anode panel AP and the breakdown of the discharge inside the display device and the cathode panel CP.

その後、実施例1の[工程−130]と同様の工程を実行することで、実施例2の表示装置を完成させる。   Thereafter, the same process as [Step-130] of Example 1 is performed to complete the display device of Example 2.

こうして得られた表示装置にあっても、カットオフ電圧vCUTあるいはその近傍での作動にあっても、即ち、冷陰極電界電子放出表示装置全体として最も暗い表示がなされている場合にあっても、輝点として認識される電子放出領域が存在しなくなり、均一性に優れた画像を得ることができる。 Even in the display device obtained in this way, even in the operation at or near the cut-off voltage v CUT, that is, when the darkest display is made as a whole of the cold cathode field emission display device. Thus, there is no electron emission region recognized as a bright spot, and an image with excellent uniformity can be obtained.

実施例3は、本発明の第2の態様に係るカソードパネルのコンディショニング方法及び本発明の第2の態様に係る冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法に関する。実施例3のカソードパネルのコンディショニング方法、及び、実施例3の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法におけるコンディショニング処理の概念図を図3の(A)及び(B)に示す。ここで、図3の(A)は、カソード電極、ゲート電極、検査用電極への電圧の印加状態を概念的に示す図であり、図3の(B)は、カソード電極、ゲート電極、検査用電極に印加する一定の電圧VC(点線で示す),VG(一点鎖線で示す),VIE(実線で示す)を模式的に図示したものである。 Example 3 relates to a cathode panel conditioning method according to the second aspect of the present invention and a cold cathode field emission display device manufacturing method according to the second aspect of the present invention. 3A and 3B are conceptual diagrams of the conditioning process in the cathode panel conditioning method of the third embodiment and the cold cathode field emission display manufacturing method of the third embodiment. Here, FIG. 3A conceptually shows a voltage application state to the cathode electrode, gate electrode, and inspection electrode, and FIG. 3B shows the cathode electrode, gate electrode, inspection. FIG. 4 schematically shows constant voltages V C (indicated by a dotted line), V G (indicated by a one-dot chain line), and V IE (indicated by a solid line) to be applied to a working electrode.

実施例3における表示装置及びカソードパネルCPは、図9を参照して説明した表示装置及びカソードパネルCPと同じ構成、構造を有する。即ち、カソードパネルCPには、扁平型電界放出素子が形成されている。実施例3の具体的なカソードパネルCP及び表示装置の構成、構造は、図9を参照して実施例1にて説明したカソードパネルCP及び表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。   The display device and cathode panel CP in Example 3 have the same configuration and structure as the display device and cathode panel CP described with reference to FIG. That is, a flat type field emission device is formed on the cathode panel CP. The specific configuration and structure of the cathode panel CP and display device of Example 3 can be the same as the configuration and structure of the cathode panel CP and display device described in Example 1 with reference to FIG. Detailed description will be omitted.

扁平型電界放出素子の製造工程にあっては、後に詳述するように、ゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として電子放出物質であるカーボン・ナノチューブが残される場合がある。その結果、アノード電極24によって形成された電界に基づき、このようなゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として残されたカーボン・ナノチューブから電子が放出され、表示装置における輝点が不均一となり、画像品質が劣化する場合がある。   In the manufacturing process of the flat field emission device, as will be described in detail later, carbon nanotubes, which are electron emission materials, may be left as residues on the gate electrode 13 and the insulating layer 12 in some cases. As a result, electrons are emitted from the carbon nanotubes left as residues on the gate electrode 13 and the insulating layer 12 based on the electric field formed by the anode electrode 24, and the bright spots in the display device become non-uniform. The image quality may deteriorate.

実施例3にあっては、このようなゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として残されたカーボン・ナノチューブを除去する。   In the third embodiment, carbon nanotubes left as residues on the gate electrode 13 and the insulating layer 12 are removed.

以下、実施例3のカソードパネルのコンディショニング方法及び冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法を説明する。   Hereinafter, a cathode panel conditioning method and a cold cathode field emission display manufacturing method of Example 3 will be described.

[工程−300]
先ず、M×N個の電子放出領域EAのそれぞれに複数の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。
[Step-300]
First, a cathode panel CP is prepared in which a plurality of field emission elements are formed in each of M × N electron emission regions EA. A method for forming the field emission device will be described later.

[工程−310]
そして、実施例1の[工程−110]と同様にして、このカソードパネルCPを、内部が圧力P1とされたチャンバ内に、電子放出領域EAが検査用電極111と対向するように配置する。
[Step-310]
Then, in the same manner as in [Step-110] of Example 1, the cathode panel CP is disposed in the chamber whose pressure is P 1 so that the electron emission region EA faces the inspection electrode 111. .

そして、チャンバ(コンディショニング装置)100のハウジング101を排気し続けながら、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に一定の電圧VC(=20ボルト)を印加し、ゲート電極13に一定の電圧VG(=0ボルト)を印加した状態で、検査用電極111に一定の電圧VIE(=10キロボルト)を印加する。尚、表示装置の実動作時にアノード電極24に印加される直流の電圧vAは7キロボルトであり、表示装置におけるカソードパネルCPとアノードパネルAPの間隔は1.0mmであり、カソード電極11とゲート電極13との間の距離は7μmである。実施例3にあっては、コンディショニングの実行時間を10(分)とした。 Then, while continuing to exhaust the housing 101 of the chamber (conditioning apparatus) 100, a constant voltage V C (= 20 volts) is applied from the voltage control means 112 to all the cathode electrodes 11 via the inspection voltage application unit 108, A constant voltage V IE (= 10 kilovolts) is applied to the inspection electrode 111 while a constant voltage V G (= 0 volts) is applied to the gate electrode 13. Note that the DC voltage v A applied to the anode electrode 24 during actual operation of the display device is 7 kilovolts, the distance between the cathode panel CP and the anode panel AP in the display device is 1.0 mm, and the cathode electrode 11 and the gate. The distance between the electrodes 13 is 7 μm. In Example 3, the execution time of conditioning was set to 10 (minutes).

実施例3にあっては、扁平型電界放出素子の製造においてゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として残されたカーボン・ナノチューブから、検査用電極111に印加された電圧VIEによって形成された電界に基づき電子が放出され、ゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として残されたカーボン・ナノチューブに過剰の電流が流れる結果、燃焼によって除去される。しかも、VC>VGであるが故に、電子放出部115から電子が放出されることはない。即ち、コンディショニング処理の実行中、電界放出素子と検査用電極111との間に直流の電流が流れるといった現象が発生せず、電界放出素子における温度上昇に起因したカソードパネルCPの損傷発生、カソードパネルCPにおける放電破壊といった問題が生じることを防止することができる。 In Example 3, it is formed by the voltage V IE applied to the inspection electrode 111 from the carbon nanotubes left as residues on the gate electrode 13 and the insulating layer 12 in the manufacture of the flat field emission device. Electrons are emitted based on the applied electric field, and an excess current flows through the carbon nanotubes left as residues on the gate electrode 13 and the insulating layer 12 and is removed by combustion. Moreover, although a V C> V G therefore will not be from the electron emission regions 115 are electrons are emitted. That is, during the conditioning process, a phenomenon in which a direct current flows between the field emission element and the inspection electrode 111 does not occur, and the cathode panel CP is damaged due to the temperature rise in the field emission element. It is possible to prevent problems such as discharge breakdown in the CP.

カソードパネルCPのコンディショニング処理完了後、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。   After completing the conditioning process of the cathode panel CP, the atmosphere in the housing 101 is changed to an atmospheric atmosphere, the inspection table lifting cylinder 103 is operated, the inspection table 102 is lowered, and the inspection table 102 on which the cathode panel CP is placed is moved to the housing 101. Unload from.

[工程−310]
その後、実施例1の[工程−120]及び[工程−130]と同様の工程を実行することで、実施例3の表示装置を完成させる。
[Step-310]
Thereafter, the same steps as [Step-120] and [Step-130] of Example 1 are performed to complete the display device of Example 3.

こうして得られた表示装置にあっては、カソードパネルCPの損傷発生といった問題が生じることなく、ゲート電極13や絶縁層12上に残渣として残された電子放出物質(具体的には、カーボン・ナノチューブ)を確実に除去することができる。   In the display device thus obtained, the electron emission material (specifically, carbon nanotubes) remained as a residue on the gate electrode 13 and the insulating layer 12 without causing the problem of damage to the cathode panel CP. ) Can be reliably removed.

検査用電極111に、一定の電圧VIEを印加する代わりに、最小電圧値VIE-MIN及び最大電圧値VIEを有するパルス状の電圧を印加してもよい。そして、この場合、実動作時、カソードパネルCPは、フィールド周波数T(=60Hz)の線順次駆動方式で駆動され、検査用電極111に印加されるパルス状の電圧の周波数TIE(Hz)は、TIE=T/β(但し、10≦β≦100であり、例えば、β=20)を満足する構成とすることもできる。 Instead of applying the constant voltage V IE to the inspection electrode 111, a pulse voltage having a minimum voltage value V IE-MIN and a maximum voltage value V IE may be applied. In this case, in actual operation, the cathode panel CP is driven by a line-sequential driving method with a field frequency T (= 60 Hz), and the frequency T IE (Hz) of the pulse voltage applied to the inspection electrode 111 is , T IE = T / β (where a 10 ≦ β ≦ 100, for example, beta = 20) may be configured to satisfy the.

このような実施例3のカソードパネルのコンディショニング方法の変形例、及び、実施例3の冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法におけるコンディショニング処理の変形例の概念図を図4の(A)及び(B)に示す。ここで、図4の(A)は、カソード電極、ゲート電極、検査用電極への電圧の印加状態を概念的に示す図であり、図4の(B)は、カソード電極、ゲート電極、検査用電極に印加する電圧VC(点線で示す),VG(一点鎖線で示す),VIE-MIN,VIE(実線で示す)を模式的に図示したものである。 4A and 4B are conceptual diagrams of a modification of the cathode panel conditioning method of Example 3 and a modification of the conditioning process in the method of manufacturing a cold cathode field emission display device of Example 3. FIG. Shown in B). 4A is a diagram conceptually showing a voltage application state to the cathode electrode, the gate electrode, and the inspection electrode, and FIG. 4B is a diagram showing the cathode electrode, the gate electrode, and the inspection. The voltages V C (indicated by the dotted line), V G (indicated by the alternate long and short dash line), V IE-MIN , and V IE (indicated by the solid line) to be applied to the working electrode are schematically illustrated.

具体的には、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に一定の電圧VC(=20ボルト)を印加し、全てのゲート電極13に一定の電圧VG(=0ボルト)を印加した状態で、検査用電極111に、最小電圧値VIE-MIN(=0ボルト)及び最大電圧値VIE(=10キロボルト)を有するパルス状の電圧を印加する。コンディショニングの実行時間を10(分)とすればよい。 Specifically, a constant voltage V C (= 20 volts) is applied from the voltage control means 112 to all the cathode electrodes 11 via the inspection voltage application unit 108, and a constant voltage V G ( In a state where = 0 volts) is applied, a pulse voltage having a minimum voltage value V IE-MIN (= 0 volt) and a maximum voltage value V IE (= 10 kilovolts) is applied to the inspection electrode 111. Conditioning execution time may be 10 (minutes).

実施例4は、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のコンディショニング方法に関する。実施例4における表示装置の構成、構造は、実施例3において説明した表示装置の構成、構造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4の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法の概念図を図5の(A)及び(B)に示す。ここで、図5の(A)は、カソード電極、ゲート電極、アノード電極への電圧の印加状態を概念的に示す図であり、図5の(B)は、カソード電極、ゲート電極、アノード電極に印加する一定の電圧VC(点線で示す),VG(一点鎖線で示す),VA(実線で示す)を模式的に図示したものである。 Example 4 relates to a conditioning method for a cold cathode field emission display according to the second aspect of the present invention. Since the configuration and structure of the display device in the fourth embodiment can be the same as the configuration and structure of the display device described in the third embodiment, detailed description thereof is omitted. 5A and 5B show conceptual diagrams of a conditioning method for the cold cathode field emission display of Example 4. FIG. Here, FIG. 5A is a diagram conceptually showing a voltage application state to the cathode electrode, the gate electrode, and the anode electrode, and FIG. 5B is a cathode electrode, the gate electrode, and the anode electrode. A constant voltage V C (indicated by a dotted line), V G (indicated by an alternate long and short dash line), and V A (indicated by a solid line) to be applied to are schematically illustrated.

実施例4においては、実施例3において説明したカソードパネルCPとアノードパネルAPとを準備する。そして、実施例1の[工程−120]を実行することで、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る表示装置を得ることができる。   In the fourth embodiment, the cathode panel CP and the anode panel AP described in the third embodiment are prepared. Then, by performing [Step-120] of Example 1, it is possible to obtain a display device in which the cathode panel CP and the anode panel AP are joined at the peripheral edge thereof.

その後、貫通孔(図示せず)及びチップ管(図示せず)を通じて、カソードパネルCPとアノードパネルAPとの間の空間を排気しながら、カソード電極11に一定の電圧VCを印加し、ゲート電極13に一定の電圧VG(但し、VG<VC)を印加した状態で、アノード電極24に電圧VA(但し、VC≪VA)を印加する。実施例4にあっては、コンディショニングの実行時間を10(分)とした。 Then, a constant voltage V C is applied to the cathode electrode 11 while exhausting the space between the cathode panel CP and the anode panel AP through a through hole (not shown) and a tip tube (not shown), and the gate A voltage V A (provided that V C << V A ) is applied to the anode electrode 24 with a constant voltage V G (provided that V G <V C ) is applied to the electrode 13. In Example 4, the execution time of conditioning was set to 10 (minutes).

具体的には全てのカソード電極11に実施例3と同じ一定の電圧VCを印加し、ゲート電極13に実施例3と同じ一定の電圧VGを印加した状態で、アノード電極24に実施例3の電圧VIEと同じ一定の電圧VAを印加する。 Specifically, the same constant voltage V C as in the third embodiment is applied to all the cathode electrodes 11, and the same constant voltage V G as in the third embodiment is applied to the gate electrode 13. A constant voltage V A equal to the voltage V IE of 3 is applied.

実施例4にあっても、VC>VGであるが故に、電子放出部115から電子が放出されることはない。従って、コンディショニング処理の実行中、電界放出素子とアノード電極24との間に直流の電流が流れるといった現象が発生せず、電界放出素子やアノード電極24における温度上昇に起因したカソードパネルCPやアノードパネルAPの損傷発生、表示装置内部やカソードパネルCPにおける放電破壊といった問題が生じることを防止することができる。しかも、扁平型電界放出素子の製造においてゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として残されたカーボン・ナノチューブから、アノード電極24に印加された電圧VAによって形成された電界に基づき電子が放出され、ゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として残されたカーボン・ナノチューブに過剰の電流が流れる結果、燃焼によって除去される。 Even in the fourth embodiment, since V C > V G , no electrons are emitted from the electron emission portion 115. Therefore, during the conditioning process, a phenomenon in which a direct current flows between the field emission device and the anode electrode 24 does not occur, and the cathode panel CP or anode panel caused by the temperature rise in the field emission device or the anode electrode 24 does not occur. It is possible to prevent problems such as the occurrence of damage to the AP and the breakdown of the discharge inside the display device or the cathode panel CP. In addition, electrons are emitted from the carbon nanotubes left as residues on the gate electrode 13 and the insulating layer 12 in the manufacture of the flat field emission device based on the electric field formed by the voltage V A applied to the anode electrode 24. As a result of excessive current flowing through the carbon nanotubes left as residues on the gate electrode 13 and the insulating layer 12, they are removed by combustion.

その後、実施例1の[工程−130]と同様の工程を実行することで、実施例4の表示装置を完成させる。   Thereafter, the same process as [Process-130] of Example 1 is performed to complete the display device of Example 4.

こうして得られた表示装置にあっては、カソードパネルCPやアノードパネルAPの損傷発生といった問題が生じることなく、ゲート電極13や絶縁層12上に残渣として残された電子放出物質(具体的には、カーボン・ナノチューブ)を確実に除去することができる。   In the display device thus obtained, the electron emission material (specifically, the residue left on the gate electrode 13 or the insulating layer 12 without causing the problem of damage to the cathode panel CP or the anode panel AP) , Carbon nanotubes) can be reliably removed.

具体的には、アノード電極に電圧vAとして10キロボルトを印加しても、ゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として残されたカーボン・ナノチューブに起因した表示装置における輝点の不均一といった現象の発生は認められなかった。尚、このようなコンディショニング処理を行わない場合には、アノード電極に電圧vAとして4キロボルトを印加したところ、ゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として残されたカーボン・ナノチューブに起因した表示装置における輝点の不均一といった現象の発生が認められた。 Specifically, even when a voltage of 10 kilovolts is applied to the anode electrode as a voltage v A , the bright spot in the display device is not uniform due to the carbon nanotubes left as residues on the gate electrode 13 or the insulating layer 12. The occurrence of the phenomenon was not observed. In the case where such a conditioning process is not performed, when 4 kV is applied as the voltage v A to the anode electrode, the display caused by the carbon nanotubes left as a residue on the gate electrode 13 or the insulating layer 12 is displayed. Occurrence of phenomena such as non-uniformity of bright spots in the device was observed.

アノード電極24に、一定の電圧VAを印加する代わりに、最小電圧値VA-MIN及び最大電圧値VAを有するパルス状の電圧を印加してもよい。そして、この場合、カソードパネルCPは、実動作時、フィールド周波数T(=60Hz)の線順次駆動方式で駆動され、アノード電極24に印加されるパルス状の電圧の周波数TA(Hz)は、TA=T/β(但し、10≦β≦100であり、例えば、β=20)を満足する構成とすることもできる。 Instead of applying a constant voltage V A to the anode electrode 24, a pulse voltage having a minimum voltage value V A-MIN and a maximum voltage value V A may be applied. In this case, the cathode panel CP is driven by a line-sequential driving method with a field frequency T (= 60 Hz) in actual operation, and the frequency T A (Hz) of the pulse voltage applied to the anode electrode 24 is A configuration satisfying T A = T / β (where 10 ≦ β ≦ 100, for example, β = 20) may be employed.

このような実施例4の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法の変形例の概念図を図6の(A)及び(B)に示す。ここで、図6の(A)は、カソード電極、ゲート電極、アノード電極への電圧の印加状態を概念的に示す図であり、図6の(B)は、カソード電極、ゲート電極、アノード電極に印加する電圧VC(点線で示す),VG(一点鎖線で示す),VA-MIN,VA(実線で示す)を模式的に図示したものである。尚、具体的な電圧VC,VG,VA-MIN,VAの値は、実施例3の変形例における電圧VC,VG,VIE-MIN,VIEの値と同じ値とすればよい。また、コンディショニングの実行時間を10(分)とすればよい。 6A and 6B are conceptual diagrams of a modification of the conditioning method of the cold cathode field emission display according to the fourth embodiment. Here, FIG. 6A is a diagram conceptually showing a voltage application state to the cathode electrode, the gate electrode, and the anode electrode, and FIG. 6B is a cathode electrode, the gate electrode, and the anode electrode. 1 schematically shows voltages V C (indicated by a dotted line), V G (indicated by an alternate long and short dash line), V A-MIN , and V A (indicated by a solid line) applied to. The specific values of the voltages V C , V G , V A-MIN , V A are the same as the values of the voltages V C , V G , V IE-MIN , V IE in the modified example of the third embodiment. do it. In addition, the conditioning execution time may be 10 (minutes).

[スピント型電界放出素子の製造方法]
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CPを構成する支持体10等の模式的な一部端面図である図17の(A)、(B)及び図18の(A)、(B)を参照して説明する。
[Method of manufacturing Spindt-type field emission device]
Hereinafter, a method for manufacturing a Spindt-type field emission device is shown in FIGS. 17A, 17B, and 18A, which are schematic partial end views of the support 10 and the like constituting the cathode panel CP. A description will be given with reference to (B).

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。   This Spindt-type field emission device can be basically obtained by a method of forming the conical electron emission portion 15 by vertical vapor deposition of a metal material. That is, the vapor deposition particles are perpendicularly incident on the first opening 14A provided in the gate electrode 13, but use the shielding effect by the overhanging deposit formed near the opening end of the first opening 14A. Thus, the amount of vapor deposition particles reaching the bottom of the second opening 14B is gradually reduced, and the electron emission portion 15 that is a conical deposit is formed in a self-aligning manner. Here, a method for forming the separation layer 16 in advance on the gate electrode 13 and the insulating layer 12 in order to facilitate removal of unnecessary overhanging deposits will be described. In the drawing for explaining the method of manufacturing the field emission device, only one electron emission portion is shown.

[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、帯状のカソード電極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。
[Step-A0]
First, a cathode electrode conductive material layer made of, for example, polysilicon is formed on the support 10 made of, for example, a glass substrate by a plasma CVD method, and then the cathode electrode conductive material layer is formed based on a lithography technique and a dry etching technique. Is patterned to form a strip-like cathode electrode 11. Thereafter, an insulating layer 12 made of SiO 2 is formed on the entire surface by a CVD method.

[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、帯状のゲート電極13を得ることができる。帯状のカソード電極11は、図面の紙面左右方向に延び、帯状のゲート電極13は、図面の紙面垂直方向に延びている。
[Step-A1]
Next, a gate electrode conductive material layer (for example, an Al layer) is formed on the insulating layer 12 by a sputtering method, and then the gate electrode conductive material layer is patterned by a lithography technique and a dry etching technique. Thus, the strip-shaped gate electrode 13 can be obtained. The strip-shaped cathode electrode 11 extends in the left-right direction in the drawing, and the strip-shaped gate electrode 13 extends in the direction perpendicular to the drawing.

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、例えば帯状のゲート電極を形成することが可能である。   The gate electrode 13 is formed by a well-known thin film formation method such as a PVD method such as a vacuum deposition method, a CVD method, a plating method such as an electroplating method or an electroless plating method, a screen printing method, a laser ablation method, a sol-gel method, a lift-off method. If necessary, it may be formed by a combination with an etching technique. According to the screen printing method or the plating method, for example, a strip-shaped gate electrode can be directly formed.

[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17の(A)に示す構造を得ることができる。
[Step-A2]
Thereafter, a resist layer is formed again, the first opening 14A is formed in the gate electrode 13 by etching, the second opening 14B is formed in the insulating layer, and the cathode electrode 11 is formed at the bottom of the second opening 14B. After the exposure, the resist layer is removed. In this way, the structure shown in FIG. 17A can be obtained.

[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17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。
[Step-A3]
Next, the peeling layer 16 is formed by obliquely vacuum-depositing nickel (Ni) on the insulating layer 12 including the gate electrode 13 while rotating the support 10 (see FIG. 17B). At this time, by selecting a sufficiently large incident angle of the vapor deposition particles with respect to the normal of the support 10 (for example, an incident angle of 65 to 85 degrees), nickel is hardly deposited on the bottom of the second opening 14B. A release layer 16 can be formed on the gate electrode 13 and the insulating layer 12. The release layer 16 protrudes in a bowl shape from the opening end of the first opening 14A, whereby the diameter of the first opening 14A is substantially reduced.

[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18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。
[Step-A4]
Next, for example, molybdenum (Mo) is vertically deposited as an electrically conductive material on the entire surface (incident angle: 3 to 10 degrees). At this time, as shown in FIG. 18A, as the conductive material layer 17 having an overhang shape grows on the release layer 16, the substantial diameter of the first opening 14A is gradually reduced. The vapor deposition particles that contribute to the deposition at the bottom of the second opening 14B are gradually limited to those that pass near the center of the first opening 14A. As a result, a conical deposit is formed at the bottom of the second opening 14 </ b> B, and this conical deposit becomes the electron emission portion 15.

[工程−A5]
その後、図18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、スピント型電界放出素子を得ることができる。
[Step-A5]
Thereafter, as shown in FIG. 18B, the peeling layer 16 is peeled off from the surfaces of the gate electrode 13 and the insulating layer 12 by a lift-off method, and the conductive material layer 17 above the gate electrode 13 and the insulating layer 12 is selected. To remove. Next, it is preferable to recede the side wall surface of the second opening 14B provided in the insulating layer 12 by isotropic etching from the viewpoint of exposing the opening end of the gate electrode 13. The isotropic etching can be performed by dry etching using radicals as a main etching species, such as chemical dry etching, or wet etching using an etchant. As the etchant, for example, a 1: 100 (volume ratio) mixed solution of 49% hydrofluoric acid aqueous solution and pure water can be used. Thus, a Spindt type field emission device can be obtained.

[扁平型電界放出素子の製造方法]
次に、扁平型電界放出素子の製造方法を、カソードパネルCPを構成する支持体10等の模式的な一部端面図である図19の(A)〜(C)、図20の(A)、(B)、及び、図21の(A)、(B)を参照して説明する。尚、電子放出部115は、マトリックス41、及び、先端部が突出した状態でマトリックス41中に埋め込まれたカーボン・ナノチューブ構造体(具体的には、カーボン・ナノチューブ40)から成る。また、マトリックス41は、酸化インジウム−錫から成る。
[Manufacturing method of flat-type field emission device]
Next, a method for manufacturing a flat field emission device is shown in FIGS. 19A to 19C and FIG. 20A which are schematic partial end views of the support 10 and the like constituting the cathode panel CP. , (B), and FIGS. 21 (A) and (B). The electron emission portion 115 includes a matrix 41 and a carbon nanotube structure (specifically, the carbon nanotube 40) embedded in the matrix 41 with the tip portion protruding. The matrix 41 is made of indium-tin oxide.

[工程−B0]
先ず、例えばガラス基板から成る支持体10上にカソード電極形成用の導電材料層を形成し、次いで、周知のリソグラフィ技術及び反応性イオンエッチング法(RIE法)に基づき導電材料層をパターニングすることによって、帯状のカソード電極11を支持体10上に形成する(図19の(A)参照)。帯状のカソード電極11は、図面の紙面左右方向に延びている。導電材料層は、例えばスパッタリング法により形成された厚さ約0.2μmのクロム(Cr)層から成る。
[Step-B0]
First, a conductive material layer for forming a cathode electrode is formed on a support 10 made of, for example, a glass substrate, and then the conductive material layer is patterned based on a well-known lithography technique and a reactive ion etching method (RIE method). Then, a strip-like cathode electrode 11 is formed on the support 10 (see FIG. 19A). The strip-shaped cathode electrode 11 extends in the horizontal direction of the drawing. The conductive material layer is made of, for example, a chromium (Cr) layer having a thickness of about 0.2 μm formed by a sputtering method.

[工程−B1]
その後、カーボン・ナノチューブ構造体が分散された有機酸金属化合物から成る金属化合物溶液を全面に、例えばスプレー法にて塗布する。具体的には、以下の表2に例示する金属化合物溶液を用いる。尚、金属化合物溶液中にあっては、有機錫化合物及び有機インジウム化合物は酸(例えば、塩酸、硝酸、あるいは硫酸)に溶解された状態にある。カーボン・ナノチューブはアーク放電法にて製造され、平均直径30nm、平均長さ1μmである。塗布に際しては、支持体10を70〜150゜Cに加熱しておく。塗布雰囲気を大気雰囲気とする。塗布後、5〜30分間、支持体10を加熱し、酢酸ブチルを十分に蒸発させる。このように、塗布時、支持体10を加熱することによって、カソード電極11の表面に対してカーボン・ナノチューブが水平に近づく方向にセルフレベリングする前に塗布溶液の乾燥が始まる結果、カーボン・ナノチューブが水平にはならない状態でカソード電極11の表面にカーボン・ナノチューブを配置することができる。即ち、カーボン・ナノチューブの先端部がアノード電極24の方向を向くような状態、言い換えれば、カーボン・ナノチューブ構造体を、支持体10の法線方向に近づく方向に配向させることができる。尚、予め、表2に示す組成の金属化合物溶液を調製しておいてもよいし、カーボン・ナノチューブを添加していない金属化合物溶液を調製しておき、塗布前に、カーボン・ナノチューブと金属化合物溶液とを混合してもよい。また、カーボン・ナノチューブの分散性向上のため、金属化合物溶液の調製時、超音波を照射してもよい。
[Step-B1]
Thereafter, a metal compound solution made of an organic acid metal compound in which a carbon nanotube structure is dispersed is applied to the entire surface by, for example, a spray method. Specifically, a metal compound solution exemplified in Table 2 below is used. In the metal compound solution, the organic tin compound and the organic indium compound are dissolved in an acid (for example, hydrochloric acid, nitric acid, or sulfuric acid). Carbon nanotubes are manufactured by the arc discharge method, and have an average diameter of 30 nm and an average length of 1 μm. At the time of application, the support 10 is heated to 70 to 150 ° C. The coating atmosphere is an air atmosphere. After the application, the support 10 is heated for 5 to 30 minutes to sufficiently evaporate butyl acetate. As described above, by heating the support 10 at the time of coating, drying of the coating solution starts before the carbon nanotubes self-level in the direction approaching the horizontal with respect to the surface of the cathode electrode 11. Carbon nanotubes can be arranged on the surface of the cathode electrode 11 without being horizontal. In other words, the carbon nanotube structure can be oriented in a state in which the tip of the carbon nanotube faces the direction of the anode electrode 24, in other words, in a direction approaching the normal direction of the support 10. In addition, a metal compound solution having the composition shown in Table 2 may be prepared in advance, or a metal compound solution to which carbon nanotubes are not added is prepared, and before application, the carbon nanotubes and the metal compound are prepared. You may mix with a solution. In addition, in order to improve the dispersibility of carbon nanotubes, ultrasonic waves may be irradiated when preparing the metal compound solution.

[表2]
有機錫化合物及び有機インジウム化合物:0.1〜10重量部
分散剤(ドデシル硫酸ナトリウム) :0.1〜5 重量部
カーボン・ナノチューブ :0.1〜20重量部
酢酸ブチル :残余
[Table 2]
Organotin compound and organoindium compound: 0.1 to 10 parts by weight Dispersant (sodium dodecyl sulfate): 0.1 to 5 parts by weight Carbon nanotube: 0.1 to 20 parts by weight Butyl acetate: remaining

有機酸金属化合物溶液として、有機錫化合物を酸に溶解したものを用いれば、マトリックスとして酸化錫が得られ、有機インジウム化合物を酸に溶解したものを用いれば、マトリックスとして酸化インジウムが得られ、有機亜鉛化合物を酸に溶解したものを用いれば、マトリックスとして酸化亜鉛が得られ、有機アンチモン化合物を酸に溶解したものを用いれば、マトリックスとして酸化アンチモンが得られ、有機アンチモン化合物及び有機錫化合物を酸に溶解したものを用いれば、マトリックスとして酸化アンチモン−錫が得られる。また、有機金属化合物溶液として、有機錫化合物を用いれば、マトリックスとして酸化錫が得られ、有機インジウム化合物を用いれば、マトリックスとして酸化インジウムが得られ、有機亜鉛化合物を用いれば、マトリックスとして酸化亜鉛が得られ、有機アンチモン化合物を用いれば、マトリックスとして酸化アンチモンが得られ、有機アンチモン化合物及び有機錫化合物を用いれば、マトリックスとして酸化アンチモン−錫が得られる。あるいは又、金属の塩化物の溶液(例えば、塩化錫、塩化インジウム)を用いてもよい。   If an organic acid metal compound solution in which an organic tin compound is dissolved in an acid is used, tin oxide is obtained as a matrix. If an organic indium compound is dissolved in an acid, indium oxide is obtained as a matrix. If a zinc compound dissolved in an acid is used, zinc oxide can be obtained as a matrix. If an organic antimony compound dissolved in an acid is used, antimony oxide can be obtained as a matrix. The organic antimony compound and the organic tin compound can be converted into an acid. Antimony-tin oxide can be obtained as a matrix. In addition, when an organic tin compound is used as the organometallic compound solution, tin oxide is obtained as a matrix. When an organic indium compound is used, indium oxide is obtained as a matrix. When an organic zinc compound is used, zinc oxide is obtained as a matrix. When an organic antimony compound is used, antimony oxide is obtained as a matrix, and when an organic antimony compound and an organic tin compound are used, antimony-tin oxide is obtained as a matrix. Alternatively, a metal chloride solution (eg, tin chloride, indium chloride) may be used.

場合によっては、金属化合物溶液を乾燥した後の金属化合物層の表面に著しい凹凸が形成されている場合がある。このような場合には、金属化合物層の上に、支持体を加熱することなく、再び、金属化合物溶液を塗布することが望ましい。   Depending on the case, the remarkable unevenness | corrugation may be formed in the surface of the metal compound layer after drying a metal compound solution. In such a case, it is desirable to apply the metal compound solution again on the metal compound layer without heating the support.

[工程−B2]
その後、有機酸金属化合物から成る金属化合物を焼成することによって、有機酸金属化合物を構成する金属原子(具体的には、In及びSn)に由来したマトリックス(具体的には、金属酸化物であり、より一層具体的にはITO)41にてカーボン・ナノチューブ40がカソード電極11の表面に固定された複合体層42を得る。焼成を、大気雰囲気中で、350゜C、20分の条件にて行う。こうして、得られたマトリックス41の体積抵抗率は、5×10-7Ω・mであった。有機酸金属化合物を出発物質として用いることにより、焼成温度350゜Cといった低温においても、ITOから成るマトリックス41を形成することができる。尚、有機金属化合物溶液の代わりに、金属の塩化物の溶液(例えば、塩化錫、塩化インジウム)を用いた場合、焼成によって塩化錫、塩化インジウムが酸化されつつ、ITOから成るマトリックス41が形成される。
[Step-B2]
Thereafter, by firing a metal compound composed of an organic acid metal compound, a matrix (specifically, a metal oxide) derived from metal atoms (specifically, In and Sn) constituting the organic acid metal compound. More specifically, the composite layer 42 in which the carbon nanotubes 40 are fixed to the surface of the cathode electrode 11 is obtained with the ITO 41. Firing is performed in an air atmosphere at 350 ° C. for 20 minutes. Thus, the volume resistivity of the obtained matrix 41 was 5 × 10 −7 Ω · m. By using an organic acid metal compound as a starting material, the matrix 41 made of ITO can be formed even at a low temperature of 350 ° C. When a metal chloride solution (for example, tin chloride or indium chloride) is used instead of the organometallic compound solution, a matrix 41 made of ITO is formed while tin chloride and indium chloride are oxidized by firing. The

[工程−B3]
次いで、全面にレジスト層(図示せず)を形成し、カソード電極11の所望の領域の上方に、例えば直径30μmの円形のレジスト層を残す。そして、10〜60゜Cの塩酸を用いて、1〜30分間、マトリックス41をエッチングして、電子放出部の不要部分を除去する。更に、所望の領域以外にカーボン・ナノチューブが未だ存在する場合には、以下の表3に例示する条件の酸素プラズマエッチング処理によってカーボン・ナノチューブをエッチングする。尚、バイアスパワーは0ワットでもよいが、即ち、直流としてもよいが、バイアスパワーを加えることが望ましい。また、支持体を、例えば80゜C程度に加熱してもよい。
[Step-B3]
Next, a resist layer (not shown) is formed on the entire surface, and a circular resist layer having a diameter of, for example, 30 μm is left above a desired region of the cathode electrode 11. Then, the matrix 41 is etched for 1 to 30 minutes using 10 to 60 ° C. hydrochloric acid to remove unnecessary portions of the electron emission portion. Further, when carbon nanotubes still exist outside the desired region, the carbon nanotubes are etched by an oxygen plasma etching process under the conditions exemplified in Table 3 below. The bias power may be 0 watt, that is, it may be a direct current, but it is desirable to add the bias power. Further, the support may be heated to about 80 ° C., for example.

[表3]
使用装置 :RIE装置
導入ガス :酸素を含むガス
プラズマ励起パワー:500W
バイアスパワー :0〜150W
処理時間 :10秒以上
[Table 3]
Equipment used: RIE equipment introduction gas: Gas plasma excitation power containing oxygen: 500W
Bias power: 0 to 150W
Processing time: 10 seconds or more

あるいは又、表4に例示する条件のウェットエッチング処理によってカーボン・ナノチューブをエッチングしてもよい。   Alternatively, the carbon nanotubes may be etched by wet etching under the conditions exemplified in Table 4.

[表4]
使用溶液:KMnO4
温度 :20〜120゜C
処理時間:10秒〜20分
[Table 4]
Working solution: KMnO 4
Temperature: 20-120 ° C
Processing time: 10 seconds to 20 minutes

その後、レジスト層を除去することによって、図19の(B)に示す構造を得ることができる。尚、直径30μmの円形の電子放出部を残すことに限定されない。例えば、電子放出部をカソード電極11上に残してもよい。尚、その後、複合体層42上にバッファ層を形成してもよい。バッファ層を形成することによって、絶縁層12に開口部14Bを形成したとき、開口部14Bの形成完了を確実に検知することが可能となる。尚、バッファ層を構成する材料は、絶縁層12を構成する材料に対してエッチング選択比を有する材料から適宜選択すればよく、導電材料であっても絶縁材料であってもよい。   Then, the structure shown in FIG. 19B can be obtained by removing the resist layer. Note that the present invention is not limited to leaving a circular electron emission portion having a diameter of 30 μm. For example, the electron emission portion may be left on the cathode electrode 11. Thereafter, a buffer layer may be formed on the composite layer 42. By forming the buffer layer, when the opening 14B is formed in the insulating layer 12, the completion of the formation of the opening 14B can be reliably detected. The material constituting the buffer layer may be appropriately selected from materials having an etching selectivity with respect to the material constituting the insulating layer 12, and may be a conductive material or an insulating material.

[工程−B4]
次に、複合体層42、支持体10及びカソード電極11上に絶縁層12を形成する。具体的には、例えばTEOS(テトラエトキシシラン)を原料ガスとして使用するCVD法により、全面に、厚さ約5μmの絶縁層12を形成する。
[Step-B4]
Next, the insulating layer 12 is formed on the composite layer 42, the support 10 and the cathode electrode 11. Specifically, the insulating layer 12 having a thickness of about 5 μm is formed on the entire surface by, for example, a CVD method using TEOS (tetraethoxysilane) as a source gas.

[工程−B5]
その後、絶縁層12上に第1開口部14Aを有するゲート電極13を形成する。具体的には、絶縁層12上にゲート電極を構成するためのクロム(Cr)から成る導電材料層をスパッタリング法にて形成した後、導電材料層上にパターニングされた第1のマスク材料層(図示せず)を形成し、かかる第1のマスク材料層をエッチング用マスクとして用いて導電材料層をエッチングして、導電材料層を帯状にパターニングした後、第1のマスク材料層を除去する。次いで、導電材料層及び絶縁層12上にパターニングされた第2のマスク材料層46を形成し、かかる第2のマスク材料層46をエッチング用マスクとして用いて導電材料層及び絶縁層12をエッチングする。これによって、絶縁層12上に第1開口部14Aを有するゲート電極13を得ることができ、更には、絶縁層12に第2開口部14Bを形成することができる(図19の(C)参照)。帯状のゲート電極13は、カソード電極11と異なる方向(例えば、図面の紙面垂直方向)に延びている。第1開口部14Aと第2開口部14Bとは、一対一の対応関係にある。即ち、1つの第1開口部14Aに対応して、1つの第2開口部14Bが形成される。尚、第1及び第2開口部14A,14Bの平面形状は、例えば直径20μmの円形である。これらの開口部14A,14Bを、例えば、1画素に数百個程度形成すればよい。尚、複合体層42上に、例えばバッファ層を形成した場合、その後、バッファ層のエッチングを行う。
[Step-B5]
Thereafter, the gate electrode 13 having the first opening 14 </ b> A is formed on the insulating layer 12. Specifically, after a conductive material layer made of chromium (Cr) for forming a gate electrode is formed on the insulating layer 12 by a sputtering method, a first mask material layer (patterned on the conductive material layer ( The conductive material layer is etched using the first mask material layer as an etching mask to pattern the conductive material layer into a strip shape, and then the first mask material layer is removed. Next, a patterned second mask material layer 46 is formed on the conductive material layer and the insulating layer 12, and the conductive material layer and the insulating layer 12 are etched using the second mask material layer 46 as an etching mask. . Thus, the gate electrode 13 having the first opening 14A on the insulating layer 12 can be obtained, and further, the second opening 14B can be formed in the insulating layer 12 (see FIG. 19C). ). The strip-shaped gate electrode 13 extends in a direction different from the cathode electrode 11 (for example, a direction perpendicular to the drawing in the drawing). The first opening 14A and the second opening 14B have a one-to-one correspondence. That is, one second opening 14B is formed corresponding to one first opening 14A. The planar shape of the first and second openings 14A and 14B is, for example, a circle having a diameter of 20 μm. For example, about several hundreds of these openings 14A and 14B may be formed in one pixel. For example, when a buffer layer is formed on the composite layer 42, the buffer layer is etched.

[工程−B6]
その後、第2開口部14Bの底部に露出した複合体層42の表面のマトリックス41を除去し、先端部が突出した状態でカーボン・ナノチューブ40がマトリックス41中に埋め込まれた電子放出部115を形成する(図20の(A)参照)ことが好ましいが、この工程は必須ではない。具体的には、以下の表5に例示する条件にて、マトリックス41の表層部を除去し、マトリックス41から先端部が突出した状態のカーボン・ナノチューブ40を得ることが好ましい。場合によっては、マトリックス41の全てをエッチングによって除去してもよい。
[Step-B6]
Thereafter, the matrix 41 on the surface of the composite layer 42 exposed at the bottom of the second opening 14B is removed, and the electron emission portion 115 in which the carbon nanotubes 40 are embedded in the matrix 41 with the tip portion protruding is formed. It is preferable to do this (see FIG. 20A), but this step is not essential. Specifically, it is preferable to remove the surface layer portion of the matrix 41 under the conditions exemplified in Table 5 below to obtain the carbon nanotubes 40 with the tip portion protruding from the matrix 41. In some cases, the entire matrix 41 may be removed by etching.

[表5]
エッチング溶液:塩酸
エッチング時間:10秒〜30秒
エッチング温度:10〜60゜C
[Table 5]
Etching solution: hydrochloric acid Etching time: 10 to 30 seconds Etching temperature: 10 to 60 ° C

[工程−B7]
その後、絶縁層12に設けられた第2開口部14Bの側壁面を等方的なエッチングによって後退させることが、ゲート電極13の開口端部を露出させるといった観点から、好ましい。尚、等方的なエッチングは、ケミカルドライエッチングのようにラジカルを主エッチング種として利用するドライエッチング、あるいはエッチング液を利用するウェットエッチングにより行うことができる。エッチング液としては、例えば49%フッ酸水溶液と純水の1:100(容積比)混合液を用いることができる。次いで、第2のマスク材料層46を除去する。こうして、図20の(B)に示す電界放出素子を完成することができる。
[Step-B7]
Thereafter, it is preferable to recede the side wall surface of the second opening 14B provided in the insulating layer 12 by isotropic etching from the viewpoint of exposing the opening end of the gate electrode 13. The isotropic etching can be performed by dry etching using radicals as a main etching species, such as chemical dry etching, or wet etching using an etchant. As the etchant, for example, a 1: 100 (volume ratio) mixed solution of 49% hydrofluoric acid aqueous solution and pure water can be used. Next, the second mask material layer 46 is removed. Thus, the field emission device shown in FIG. 20B can be completed.

[工程−B8]
次いで、複合体層42の表面に剥離層43を付着させる(図21の(A)参照)。そして、剥離層43を機械的に引き剥がす。これによって、先端部が突出した状態で、しかも、先端部が支持体10の法線方向に近づく方向に配向した状態で、カーボン・ナノチューブ構造体であるカーボン・ナノチューブ40がマトリックス41中に埋め込まれた電子放出部115を得ることができる(図21の(B)参照)。ここで、剥離層43は、感圧型の粘着層44と、この粘着層44を保持する保持フィルム45から成る。より具体的には、剥離層43は、セロファンテープから構成されている。複合体層42の表面に剥離層43を付着させる方法として、剥離層43を構成する粘着層44を複合体層42の表面に圧着する方法を採用した。圧着は人手によって行い、具体的には、ゴムローラを保持フィルム45に押し当てることによって、粘着層44を複合体層42の表面に圧着する。また、剥離層43の機械的な引き剥がしは、引き剥がし力が支持体10の法線方向の成分)を有した状態にて行う。より具体的には、所謂90度ピールとし、引き剥がし力を加える方法は人力によるものとした。
[Step-B8]
Next, a release layer 43 is attached to the surface of the composite layer 42 (see FIG. 21A). Then, the release layer 43 is mechanically peeled off. As a result, the carbon nanotubes 40, which are carbon nanotube structures, are embedded in the matrix 41 in a state in which the tip portion protrudes and the tip portion is oriented in a direction approaching the normal direction of the support 10. In addition, an electron emission portion 115 can be obtained (see FIG. 21B). Here, the release layer 43 includes a pressure-sensitive adhesive layer 44 and a holding film 45 that holds the adhesive layer 44. More specifically, the release layer 43 is made of cellophane tape. As a method of attaching the release layer 43 to the surface of the composite layer 42, a method of pressing the adhesive layer 44 constituting the release layer 43 to the surface of the composite layer 42 was adopted. The pressure bonding is performed manually, and specifically, the pressure-sensitive adhesive layer 44 is pressure-bonded to the surface of the composite layer 42 by pressing a rubber roller against the holding film 45. Moreover, the mechanical peeling of the peeling layer 43 is performed in a state where the peeling force has a component in the normal direction of the support 10. More specifically, a so-called 90-degree peel was applied, and the method of applying the peeling force was by human power.

[工程−B9]
マトリックス41のエッチングや剥離層43の剥離によって一部あるいは全てのカーボン・ナノチューブ40の表面状態が変化し(例えば、その表面に酸素原子や酸素分子、フッ素原子が吸着し)、電界放出に関して不活性となっている場合がある。それ故、その後、電子放出部115に対して水素ガス雰囲気中でのプラズマ処理を行うことが好ましく、これによって、電子放出部115が活性化し、電子放出部115からの電子の放出効率の一層の向上させることができる。プラズマ処理の条件を、以下の表6に例示する。
[Step-B9]
Etching of the matrix 41 or peeling of the peeling layer 43 changes the surface state of some or all of the carbon nanotubes 40 (for example, oxygen atoms, oxygen molecules, or fluorine atoms are adsorbed on the surface) and is inactive with respect to field emission. It may be. Therefore, after that, it is preferable to perform a plasma treatment in a hydrogen gas atmosphere on the electron emission portion 115, thereby activating the electron emission portion 115 and further increasing the efficiency of electron emission from the electron emission portion 115. Can be improved. The conditions for the plasma treatment are illustrated in Table 6 below.

[表6]
使用ガス :H2=100sccm
電源パワー :1000W
支持体印加電力:50V
反応圧力 :0.1Pa
支持体温度 :300゜C
[Table 6]
Gas used: H 2 = 100 sccm
Power supply: 1000W
Support power applied: 50V
Reaction pressure: 0.1 Pa
Support temperature: 300 ° C

その後、カーボン・ナノチューブ40からガスを放出させるために、加熱処理や各種のプラズマ処理を施してもよいし、カーボン・ナノチューブ40の表面に意図的に吸着物を吸着させるために吸着させたい物質を含むガスにカーボン・ナノチューブ40を晒してもよい。また、カーボン・ナノチューブ40を精製するために、酸素プラズマ処理やフッ素プラズマ処理を行ってもよい。   Thereafter, in order to release the gas from the carbon nanotube 40, heat treatment or various plasma treatments may be performed, or a substance to be adsorbed to intentionally adsorb the adsorbed material on the surface of the carbon nanotube 40 may be selected. The carbon nanotubes 40 may be exposed to the contained gas. In order to purify the carbon nanotube 40, oxygen plasma treatment or fluorine plasma treatment may be performed.

あるいは又、以下に説明する方法に基づき、扁平型電界放出素子を製造することもできる。   Alternatively, a flat field emission device can be manufactured based on the method described below.

[工程−C0]
先ず、[工程−B0]と同様にして、例えばガラス基板から成る支持体10上に帯状のカソード電極11を支持体10上に形成する。次に、[工程−B4]と同様にして、支持体10及びカソード電極11上に絶縁層12を形成する。具体的には、例えばTEOS(テトラエトキシシラン)を原料ガスとして使用するCVD法により、全面に、厚さ約5μmの絶縁層12を形成する。その後、[工程−B5]と同様にして、絶縁層12上に第1開口部14Aを有するゲート電極13を形成し、更には、絶縁層12に第2開口部14Bを形成する(図22の(A)参照)。
[Step-C0]
First, in the same manner as in [Step-B0], a strip-like cathode electrode 11 is formed on the support 10 on the support 10 made of, for example, a glass substrate. Next, the insulating layer 12 is formed on the support 10 and the cathode electrode 11 in the same manner as in [Step-B4]. Specifically, the insulating layer 12 having a thickness of about 5 μm is formed on the entire surface by, for example, a CVD method using TEOS (tetraethoxysilane) as a source gas. Thereafter, in the same manner as in [Step-B5], the gate electrode 13 having the first opening 14A is formed on the insulating layer 12, and further, the second opening 14B is formed in the insulating layer 12 (FIG. 22). (See (A)).

[工程−C1]
次いで、絶縁層12、ゲート電極13及び開口部14A,14Bの側壁面、並びに、第2開口部14Bの底部の電子放出部を形成しないカソード電極11の部分をマスク層47で被覆する(図22の(B)参照)。
[Step-C1]
Next, the mask layer 47 covers the insulating layer 12, the gate electrode 13 and the side walls of the openings 14A and 14B, and the portion of the cathode electrode 11 that does not form the electron emission portion at the bottom of the second opening 14B (FIG. 22). (See (B)).

[工程−C2]
その後、[工程−B1]〜[工程−B2]と同様にして、カソード電極11の表面に電子放出部115を形成する。次に、マスク層47を剥離することによって、絶縁層12及びゲート電極13の上方の複合体層を除去する。
[Step-C2]
Thereafter, the electron emission portion 115 is formed on the surface of the cathode electrode 11 in the same manner as in [Step-B1] to [Step-B2]. Next, the composite layer above the insulating layer 12 and the gate electrode 13 is removed by peeling the mask layer 47.

[工程−C3]
その後、[工程−B6]と同様にして、第2開口部14Bの底部に露出した複合体層の表面のマトリックス41を除去し、先端部が突出した状態でカーボン・ナノチューブ40がマトリックス41中に埋め込まれた電子放出部115を形成する。こうして、図22の(C)に示した構造を得ることができる。
[Step-C3]
Thereafter, in the same manner as in [Step-B6], the matrix 41 on the surface of the composite layer exposed at the bottom of the second opening 14B is removed, and the carbon nanotubes 40 are placed in the matrix 41 with the tip protruding. An embedded electron emission portion 115 is formed. In this way, the structure shown in FIG. 22C can be obtained.

[工程−C4]
その後、[工程−B7]〜[工程−B9]と同様の工程を実行することによって扁平型電界放出素子を完成させる。
[Step-C4]
Then, the flat type field emission device is completed by performing the same steps as [Step-B7] to [Step-B9].

[工程−B8]あるいは[工程−C4]における[工程−B8]と同様の工程において、複合体層42の表面から剥離層43を機械的に引き剥がしたとき(引き剥がし力を、図21の(A)においては、白抜きの矢印で示す)、剥離層43は、図21の(A)において「A」印を中心とした時計回りの回転運動を示す。一般に、第1開口部14Aの直径は、図21の(A)において「A」印から「B」印までの距離より短いので、剥離層43の「A」印を中心とした時計回りの回転運動によって粘着層44が複合体層42から剥離し、第1開口部14Aの外部に出てきたとき、「B」印で示される粘着層44の部分が第1開口部14Aの開口端と屡々衝突し、あるいは引っ掛かる。そして、このとき、複合体層42から剥離され、粘着層44に付着したカーボン・ナノチューブ40の一部分が、粘着層44から離脱し、ゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として残される場合がある。しかしながら、このようなゲート電極13や絶縁層12の上に残渣として残されたカーボン・ナノチューブは、実施例3あるいは実施例4にて説明したコンディショニング方法によって除去することができる。   In the same step as [Step-B8] in [Step-B8] or [Step-C4], when the peeling layer 43 is mechanically peeled off from the surface of the composite layer 42 (the peeling force is shown in FIG. 21). In (A), indicated by a white arrow), the release layer 43 exhibits a clockwise rotational movement centered on the “A” mark in FIG. In general, since the diameter of the first opening 14A is shorter than the distance from the “A” mark to the “B” mark in FIG. 21A, the release layer 43 is rotated clockwise around the “A” mark. When the adhesive layer 44 is peeled off from the composite layer 42 by the movement and comes out of the first opening 14A, the portion of the adhesive layer 44 indicated by “B” is often located at the opening end of the first opening 14A. Collide or get caught. At this time, a part of the carbon nanotube 40 peeled off from the composite layer 42 and adhered to the adhesive layer 44 may be detached from the adhesive layer 44 and left as a residue on the gate electrode 13 or the insulating layer 12. is there. However, the carbon nanotubes left as residues on the gate electrode 13 and the insulating layer 12 can be removed by the conditioning method described in Example 3 or Example 4.

上述したように、剥離層43の機械的な引き剥がしは、引き剥がし力が支持体10の法線方向の成分を有した状態にて行うことが好ましい。尚、引き剥がし力の内の支持体10の法線方向の成分の割合は、引き剥がし力の値の0%を越えていればよく、概ね100%(即ち、所謂90度ピール)とすることもできる。引き剥がし力を加える方法は、人力によってもよいし、機械を用いてもよい。   As described above, the mechanical peeling of the peeling layer 43 is preferably performed in a state where the peeling force has a component in the normal direction of the support 10. Note that the ratio of the component in the normal direction of the support 10 in the peeling force only needs to exceed 0% of the value of the peeling force, and is approximately 100% (that is, so-called 90 degree peel). You can also. The method of applying the peeling force may be by human power or using a machine.

上述したように、剥離層は、感圧型の粘着層あるいは感圧型の接着層と、該粘着層あるいは接着層を保持する保持フィルム(担持フィルム)から成り、複合体層の表面に剥離層を付着させる方法は、剥離層を構成する粘着層あるいは接着層を複合体層の表面に圧着する方法から成る構成とすることができる。圧着する方法として、具体的には、粘着層あるいは接着層と複合体層の表面とを接触させた状態で、保持フィルムに圧力を加えればよい。圧力を加える方法として、例えば、接触面に弾力性を有するローラを用いる方法を挙げることができる。剥離層を機械的に引き剥がした後に、粘着層あるいは接着層の一部分が複合体層の表面に残る場合、粘着層あるいは接着層を溶解する有機溶剤にて粘着層あるいは接着層の一部分を除去すればよい。接着層を構成する樹脂に依っては、例えば、熱を加え、あるいは紫外線を照射することによって、複合体層の表面に対する接着層の接着力が大幅に低下する種類の樹脂がある。このような樹脂を用いた場合、熱を加え、あるいは紫外線を照射した後、水洗等によって複合体層の表面に残された接着層の一部分を容易に除去できる。保持フィルムとして、ポリオレフィン、PVC、PETから成るフィルム基材を例示することができる。剥離層全体の厚さは、適宜決定すればよい。   As described above, the release layer is composed of a pressure-sensitive adhesive layer or a pressure-sensitive adhesive layer and a holding film (supporting film) that holds the adhesive layer or the adhesive layer, and the release layer is attached to the surface of the composite layer. The method of making it can be comprised from the method of crimping | bonding the adhesion layer or contact bonding layer which comprises a peeling layer to the surface of a composite layer. Specifically, the pressure may be applied to the holding film while the pressure-sensitive adhesive layer or adhesive layer is in contact with the surface of the composite layer. As a method for applying pressure, for example, a method using a roller having elasticity on the contact surface can be cited. If part of the adhesive layer or adhesive layer remains on the surface of the composite layer after mechanically peeling off the release layer, remove the adhesive layer or part of the adhesive layer with an organic solvent that dissolves the adhesive layer or adhesive layer. That's fine. Depending on the resin constituting the adhesive layer, for example, there is a type of resin in which the adhesive force of the adhesive layer to the surface of the composite layer is significantly reduced by applying heat or irradiating ultraviolet rays. When such a resin is used, a part of the adhesive layer left on the surface of the composite layer can be easily removed by washing with water or the like after applying heat or irradiating with ultraviolet rays. Examples of the holding film include film substrates made of polyolefin, PVC, and PET. What is necessary is just to determine the thickness of the whole peeling layer suitably.

あるいは又、剥離層は、接着層と、該接着層を保持する保持フィルム(担持フィルム)から成り、複合体層の表面に剥離層を付着させる方法は、複合体層の表面に剥離層に接着層を形成した後、剥離層上に保持フィルムを載置し、次いで、接着層を複合体層の表面及び保持フィルムに接着させる構成とすることができる。この場合、接着層は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化型樹脂、感圧型樹脂から構成することができる。尚、接着層を形成する方法として、接着層を複合体層の表面に塗布する方法を挙げることができる。具体的な塗布方法は、スピンコーティング法、スプレー法、ディッピング法、ダイクォーター法、スクリーン印刷法等、使用する接着層を構成する材料に適した塗布方法とすればよい。剥離層を機械的に引き剥がした後に、接着層の一部分が複合体層の表面に残る場合、接着層を溶解する有機溶剤にて接着層の一部分を除去すればよい。接着層を構成する樹脂に依っては、例えば、熱を加え、あるいは紫外線を照射することによって、複合体層の表面に対する接着層の接着力が大幅に低下する種類の樹脂がある。このような樹脂を用いた場合、熱を加え、あるいは紫外線を照射した後、水洗等によって複合体層の表面に残された接着層の一部分を容易に除去できる。保持フィルムとして、ポリオレフィン、PVC、PETから成るフィルム基材を例示することができる。剥離層全体の厚さは、適宜決定すればよい。   Alternatively, the release layer is composed of an adhesive layer and a holding film (supporting film) that holds the adhesive layer, and the method of attaching the release layer to the surface of the composite layer is bonded to the surface of the composite layer. After forming the layer, the holding film can be placed on the release layer, and then the adhesive layer can be adhered to the surface of the composite layer and the holding film. In this case, the adhesive layer can be composed of, for example, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or a pressure sensitive resin. An example of the method for forming the adhesive layer is a method of applying the adhesive layer to the surface of the composite layer. A specific coating method may be a coating method suitable for the material constituting the adhesive layer to be used, such as a spin coating method, a spray method, a dipping method, a diquarter method, or a screen printing method. When a part of the adhesive layer remains on the surface of the composite layer after mechanically peeling the release layer, the part of the adhesive layer may be removed with an organic solvent that dissolves the adhesive layer. Depending on the resin constituting the adhesive layer, for example, there is a type of resin in which the adhesive force of the adhesive layer to the surface of the composite layer is significantly reduced by applying heat or irradiating ultraviolet rays. When such a resin is used, a part of the adhesive layer left on the surface of the composite layer can be easily removed by washing with water or the like after applying heat or irradiating with ultraviolet rays. Examples of the holding film include film substrates made of polyolefin, PVC, and PET. What is necessary is just to determine the thickness of the whole peeling layer suitably.

複合体層の厚さは、カーボン・ナノチューブ構造体等がマトリックスによって埋め込まれるに充分な厚さであればよく、例えば、マトリックスの平均厚さとして5×10-8m〜1×10-4mを例示することができる。カーボン・ナノチューブ構造体等の先端部の突出量は、例えば、カーボン・ナノチューブ構造体等の直径の1.5倍以上であることが望ましい。また、電子放出部を占めるカーボン・ナノチューブ構造体等の重量割合は、カーボン・ナノチューブ構造体等とマトリックスとの合計重量を100としたとき、0.001乃至40であることが好ましい。 The thickness of the composite layer may be sufficient if the carbon nanotube structure or the like is embedded in the matrix. For example, the average thickness of the matrix is 5 × 10 −8 m to 1 × 10 −4 m. Can be illustrated. The protruding amount of the tip of the carbon / nanotube structure or the like is desirably 1.5 times or more the diameter of the carbon / nanotube structure or the like, for example. Further, the weight ratio of the carbon / nanotube structure and the like occupying the electron emission portion is preferably 0.001 to 40 when the total weight of the carbon / nanotube structure and the matrix is 100.

以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれら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。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable Example, this invention is not limited to these Examples. The configurations and structures of the cathode panel and anode panel, cold cathode field emission display device and cold cathode field emission device described in the embodiments are examples, and can be changed as appropriate. The anode panel, cathode panel, The manufacturing method of the cathode field emission display device and the cold cathode field emission device is also an example, and can be appropriately changed. Furthermore, various materials used in the manufacture of the anode panel and the cathode panel are also examples, and can be changed as appropriate. The display device has been described by taking color display as an example, but it may also be a single color display.

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。   In the field emission device, a mode in which one electron emission portion corresponds to one opening has been described. However, depending on the structure of the field emission device, a mode in which a plurality of electron emission portions correspond to one opening. Alternatively, one electron emission portion may correspond to a plurality of openings. Alternatively, a plurality of first openings are provided in the gate electrode, a plurality of second openings connected to the plurality of first openings in the insulating layer are provided, and one or a plurality of electron emission portions are provided. You can also.

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52を設け、層間絶縁層52上に収束電極53を設けてもよい。このような構造を有する電界放出素子の模式的な一部端面図を図23に示す。層間絶縁層52には、第1開口部14Aに連通した第3開口部54が設けられている。収束電極53の形成は、例えば、[工程−A2]において、絶縁層12上に帯状のゲート電極13を形成した後、層間絶縁層52を形成し、次いで、層間絶縁層52上にパターニングされた収束電極53を形成した後、収束電極53、層間絶縁層52に第3開口部54を設け、更に、ゲート電極13に第1開口部14Aを設ければよい。尚、収束電極のパターニングに依存して、1又は複数の電子放出部、あるいは、1又は複数の画素に対応する収束電極ユニットが集合した形式の収束電極とすることもでき、あるいは又、有効領域を1枚のシート状の導電材料で被覆した形式の収束電極とすることもできる。尚、図23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。   In the field emission device, an interlayer insulating layer 52 may be further provided on the gate electrode 13 and the insulating layer 12, and a focusing electrode 53 may be provided on the interlayer insulating layer 52. FIG. 23 shows a schematic partial end view of a field emission device having such a structure. The interlayer insulating layer 52 is provided with a third opening 54 that communicates with the first opening 14A. The convergence electrode 53 is formed by, for example, forming the band-shaped gate electrode 13 on the insulating layer 12, forming the interlayer insulating layer 52, and then patterning the interlayer insulating layer 52 in [Step-A2]. After the convergence electrode 53 is formed, the third opening 54 may be provided in the convergence electrode 53 and the interlayer insulating layer 52, and the first opening 14 </ b> A may be provided in the gate electrode 13. Depending on the patterning of the focusing electrode, it may be a focusing electrode of a type in which one or a plurality of electron emission portions or a focusing electrode unit corresponding to one or a plurality of pixels is assembled, or an effective area. Can be a converging electrode of the type covered with a sheet of conductive material. In FIG. 23, the Spindt-type field emission device is illustrated, but it is needless to say that other field emission devices can be used.

表面伝導型電界放出素子と通称される電界放出素子から電子放出領域を構成することもできる。この表面伝導型電界放出素子は、例えばガラスから成る支持体上に酸化錫(SnO2)、金(Au)、酸化インジウム(In23)/酸化錫(SnO2)、カーボン、酸化パラジウム(PdO)等の導電材料から成り、微小面積を有し、所定の間隔(ギャップ)を開けて配された一対の電極がマトリックス状に形成されて成る。それぞれの電極の上には炭素薄膜が形成されている。そして、一対の電極の内の一方の電極に行方向配線が接続され、一対の電極の内の他方の電極に列方向配線が接続された構成を有する。一対の電極に電圧を印加することによって、ギャップを挟んで向かい合った炭素薄膜に電界が加わり、炭素薄膜から電子が放出される。かかる電子をアノードパネル上の蛍光体領域に衝突させることによって、蛍光体領域が励起されて発光し、所望の画像を得ることができる。 The electron emission region can also be constituted by a field emission device commonly called a surface conduction type field emission device. This surface conduction type field emission device is formed on a support made of glass, for example, tin oxide (SnO 2 ), gold (Au), indium oxide (In 2 O 3 ) / tin oxide (SnO 2 ), carbon, palladium oxide ( A pair of electrodes made of a conductive material such as (PdO), having a small area and arranged with a predetermined gap (gap) are formed in a matrix. A carbon thin film is formed on each electrode. The row direction wiring is connected to one electrode of the pair of electrodes, and the column direction wiring is connected to the other electrode of the pair of electrodes. By applying a voltage to the pair of electrodes, an electric field is applied to the carbon thin films facing each other across the gap, and electrons are emitted from the carbon thin film. By causing the electrons to collide with the phosphor region on the anode panel, the phosphor region is excited to emit light, and a desired image can be obtained.

図1の(A)は、実施例1のカソードパネルのコンディショニング方法及び冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法におけるコンディショニング処理におけるカソード電極、ゲート電極、検査用電極への電圧の印加状態を概念的に示す図であり、図1の(B)は、実施例1のカソードパネルのコンディショニング方法及び冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法におけるコンディショニング処理における、カソード電極に印加する一定の電圧、ゲート電極に印加するパルス状の電圧を模式的に図示したものである。FIG. 1A conceptually shows voltage application states to the cathode electrode, the gate electrode, and the inspection electrode in the conditioning process in the cathode panel conditioning method and the cold cathode field emission display manufacturing method of Example 1. FIG. 1B shows a constant voltage applied to the cathode electrode and a gate electrode in the conditioning process in the cathode panel conditioning method and the cold cathode field emission display device manufacturing method of the first embodiment. 2 schematically shows a pulsed voltage applied to. 図2の(A)は、実施例2の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法におけるカソード電極、ゲート電極、アノード電極への電圧の印加状態を概念的に示す図であり、図2の(B)は、実施例2の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法における、カソード電極に印加する一定の電圧、ゲート電極に印加するパルス状の電圧を模式的に図示したものである。2A is a diagram conceptually illustrating a voltage application state to the cathode electrode, the gate electrode, and the anode electrode in the conditioning method of the cold cathode field emission display device of Example 2, and FIG. B) schematically shows a constant voltage applied to the cathode electrode and a pulsed voltage applied to the gate electrode in the conditioning method of the cold cathode field emission display of the second embodiment. 図3の(A)は、実施例3のカソードパネルのコンディショニング方法及び冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法におけるコンディショニング処理におけるカソード電極、ゲート電極、検査用電極への電圧の印加状態を概念的に示す図であり、図3の(B)は、実施例3のカソードパネルのコンディショニング方法及び冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法におけるコンディショニング処理における、カソード電極及びゲート電極に印加する一定の電圧、アノード電極に印加する一定の電圧を模式的に図示したものである。FIG. 3A conceptually shows the voltage application state to the cathode electrode, gate electrode, and inspection electrode in the conditioning process in the cathode panel conditioning method and cold cathode field emission display manufacturing method of Example 3. FIG. 3B shows a constant voltage applied to the cathode electrode and the gate electrode in the conditioning process in the cathode panel conditioning method and the cold cathode field emission display device manufacturing method of Example 3. FIG. 2 schematically shows a constant voltage applied to the anode electrode. 図4の(A)は、実施例3のカソードパネルのコンディショニング方法及び冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法におけるコンディショニング処理の変形例におけるカソード電極、ゲート電極、検査用電極への電圧の印加状態を概念的に示す図であり、図4の(B)は、実施例3のカソードパネルのコンディショニング方法及び冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法におけるコンディショニング処理の変形例における、カソード電極及びゲート電極に印加する一定の電圧、アノード電極に印加するパルス状の電圧を模式的に図示したものである。FIG. 4A shows a voltage application state to the cathode electrode, the gate electrode, and the inspection electrode in the modification example of the conditioning process in the cathode panel conditioning method and the cold cathode field emission display manufacturing method according to the third embodiment. FIG. 4B is a diagram showing a cathode electrode and a gate electrode in a modification of the conditioning process in the cathode panel conditioning method and the cold cathode field emission display manufacturing method of Example 3. FIG. 2 schematically shows a constant voltage applied to the electrode and a pulsed voltage applied to the anode electrode. 図5の(A)は、実施例4の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法におけるカソード電極、ゲート電極、検査用電極への電圧の印加状態を概念的に示す図であり、図5の(B)は、実施例4の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法における、カソード電極及びゲート電極に印加する一定の電圧、アノード電極に印加する一定の電圧を模式的に図示したものである。FIG. 5A is a diagram conceptually illustrating a voltage application state to the cathode electrode, the gate electrode, and the inspection electrode in the conditioning method of the cold cathode field emission display device of Example 4. FIG. (B) schematically illustrates a constant voltage applied to the cathode electrode and the gate electrode and a constant voltage applied to the anode electrode in the conditioning method of the cold cathode field emission display device of Example 4. FIG. . 図6の(A)は、実施例4の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法の変形例におけるカソード電極、ゲート電極、検査用電極への電圧の印加状態を概念的に示す図であり、図6の(B)は、実施例4の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法の変形例における、カソード電極及びゲート電極に印加する一定の電圧、アノード電極に印加するパルス状の電圧を模式的に図示したものである。FIG. 6A is a diagram conceptually illustrating a voltage application state to the cathode electrode, the gate electrode, and the inspection electrode in a modification of the conditioning method of the cold cathode field emission display device of Example 4. FIG. 6B schematically shows a constant voltage applied to the cathode electrode and the gate electrode and a pulsed voltage applied to the anode electrode in a modification of the conditioning method of the cold cathode field emission display device of the fourth embodiment. This is schematically illustrated. 図7は、実施例1あるいは実施例3での使用に適したコンディショニング用のチャンバの概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of a conditioning chamber suitable for use in the first or third embodiment. 図8は、スピント型冷陰極電界電子放出素子を有す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。FIG. 8 is a conceptual partial end view of a cold cathode field emission display having a Spindt type cold cathode field emission device. 図9は、扁平型冷陰極電界電子放出素子を有す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。FIG. 9 is a conceptual partial end view of a cold cathode field emission display having a flat type cold cathode field emission device. 図10は、冷陰極電界電子放出表示装置におけるカソードパネルとアノードパネルの一部分の模式的な分解斜視図である。FIG. 10 is a schematic exploded perspective view of a part of a cathode panel and an anode panel in a cold cathode field emission display. 図11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。FIG. 11 is a layout diagram schematically showing the layout of the barrier ribs, spacers, and phosphor regions in the anode panel constituting the cold cathode field emission display. 図12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。FIG. 12 is a layout diagram schematically showing the layout of the barrier ribs, spacers, and phosphor regions in the anode panel constituting the cold cathode field emission display. 図13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。FIG. 13 is a layout diagram schematically showing the layout of barrier ribs, spacers, and phosphor regions in an anode panel constituting a cold cathode field emission display. 図14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。FIG. 14 is a layout diagram schematically showing the layout of the barrier ribs, spacers, and phosphor regions in the anode panel constituting the cold cathode field emission display. 図15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。FIG. 15 is a layout diagram schematically showing the layout of the barrier ribs, spacers, and phosphor regions in the anode panel constituting the cold cathode field emission display. 図16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。FIG. 16 is a layout diagram schematically showing the layout of barrier ribs, spacers, and phosphor regions in an anode panel constituting a cold cathode field emission display. 図17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。17A and 17B are schematic partial end views of a support and the like for explaining a method of manufacturing a Spindt-type cold cathode field emission device. 図18の(A)及び(B)は、図17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。18 (A) and 18 (B) are schematic partial end views of a support and the like for explaining the manufacturing method of the Spindt-type cold cathode field emission device following FIG. 17 (B). . 図19の(A)〜(C)は、扁平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。19A to 19C are schematic partial end views of a support and the like for explaining a method of manufacturing a flat cold cathode field emission device. 図20の(A)、(B)は、図19の(C)に引き続き、扁平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。20A and 20B are schematic partial end views of a support and the like for explaining a method for manufacturing a flat cold cathode field emission device following FIG. 19C. . 図21の(A)、(B)は、図20の(B)に引き続き、扁平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。FIGS. 21A and 21B are schematic partial end views of a support and the like for explaining a method for manufacturing a flat cold cathode field emission device, following FIG. 20B. . 図22の(A)〜(C)は、扁平型冷陰極電界電子放出素子の別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。22A to 22C are schematic partial end views of a support and the like for explaining another method of manufacturing a flat cold cathode field emission device. 図23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。FIG. 23 is a schematic partial end view of a Spindt-type cold cathode field emission device having a focusing electrode.

符号の説明Explanation of symbols

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・・・開口部、15,115・・・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、31・・・カソード電極制御回路、32・・・ゲート電極制御回路、33・・・アノード電極制御回路、40・・・カーボン・ナノチューブ、41・・・マトリックス、42・・・複合体層、43・・・剥離層、44・・・粘着層、45・・・保持フィルム、46・・・第2のマスク材料層、47・・・マスク層、52・・・層間絶縁層、53・・・収束電極、54・・・第3開口部、100・・・チャンバ(コンディショニング装置)、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・・・検査用基板、111・・・検査用電極(コンディショニング用電極)、112・・・電圧制御手段
CP ... cathode panel, AP ... anode panel, 10 ... support, 11 ... cathode electrode, 12 ... insulating layer, 13 ... gate electrode, 14, 14A, 14B ... Opening part, 15, 115 ... Electron emission part, 16 ... Release layer, 17 ... Conductive material layer, 20 ... Substrate, 21 ... Partition, 22, 22R, 22G, 22B ... Phosphor region, 23 ... black matrix, 24 ... anode electrode, 25 ... spacer, 26 ... spacer holding part, 31 ... cathode electrode control circuit, 32 ... gate electrode control circuit, 33 ... Anode electrode control circuit, 40 ... carbon nanotube, 41 ... matrix, 42 ... composite layer, 43 ... release layer, 44 ... adhesive layer, 45 ... hold Film, 46 ... second Disc material layer, 47 ... Mask layer, 52 ... Interlayer insulating layer, 53 ... Converging electrode, 54 ... Third opening, 100 ... Chamber (conditioning device), 101 ... Housing , 102 ... Inspection table, 103 ... Inspection table lifting cylinder, 104 ... Pin lifting cylinder, 105 ... Hole, 106 ... Pressure gauge, 107 ... Valve, 108 ... Inspection voltage Application unit, 110 ... inspection substrate, 111 ... inspection electrode (conditioning electrode), 112 ... voltage control means

Claims (15)

(A)支持体上に形成され、第1の方向に延びる帯状の複数のカソード電極、
(B)前記カソード電極及び前記支持体上に形成された絶縁層、
(C)前記絶縁層上に形成され、第1の方向とは異なる第2の方向に延びる帯状の複数のゲート電極、
(D)前記カソード電極と前記ゲート電極の重複する重複領域に位置する前記ゲート電極及び前記絶縁層の部分に設けられ、底部に前記カソード電極が露出した1又は複数の開口部、及び、
(E)前記カソード電極と前記ゲート電極の重複する前記重複領域に位置し、前記開口部の底部に露出した前記カソード電極上に設けられた電子放出部を有する電子放出領域、
を具備したカソードパネルを、前記電子放出領域に対向した検査用電極が備えられたコンディショニング用のチャンバ内に配置し、
前記コンディショニング用のチャンバを排気しながら、前記各カソード電極に一定の電圧VCを印加し、前記検査用電極に電圧VIEを印加した状態で、前記各ゲート電極に、最小電圧値VG-MIN及び最大電圧値VG-MAXを有するパルス状の電圧(但し、VG-MIN<VC<VG-MAXであり、VIEはVG-MAXよりも高い)を印加し、前記電子放出部から放出された電子を前記検査用電極に引き付け
実動作時、前記カソードパネルは、フィールド周波数T(Hz)の線順次駆動方式で駆動され、
前記各ゲート電極に印加される前記パルス状の電圧の周波数T G (Hz)は、T G =T/α(但し、2≦α≦10)を満足するカソードパネルのコンディショニング方法。
(A) A plurality of strip-like cathode electrodes formed on the support and extending in the first direction;
(B) an insulating layer formed on the cathode electrode and the support;
(C) a plurality of strip-shaped gate electrodes formed on the insulating layer and extending in a second direction different from the first direction;
(D) one or a plurality of openings provided in a portion of the gate electrode and the insulating layer located in an overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap, and the cathode electrode exposed at the bottom; and
(E) an electron emission region having an electron emission portion located on the cathode electrode, which is located in the overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap and is exposed at the bottom of the opening,
A cathode panel comprising: a conditioning panel provided with an inspection electrode facing the electron emission region;
While evacuating the chamber for the conditioning, the application of a constant voltage V C to the cathode electrodes, while applying a voltage V IE to the inspection electrode, to the each gate electrode, the minimum voltage value V G- Apply a pulse voltage having MIN and maximum voltage value V G-MAX (where V G-MIN <V C <V G-MAX and V IE is higher than V G-MAX ) Attracting electrons emitted from the emission part to the inspection electrode ,
In actual operation, the cathode panel is driven by a line-sequential driving method with a field frequency T (Hz),
A cathode panel conditioning method in which a frequency T G (Hz) of the pulse voltage applied to each gate electrode satisfies T G = T / α (where 2 ≦ α ≦ 10) .
(A)支持体上に形成され、第1の方向に延びる帯状の複数のカソード電極、
(B)前記カソード電極及び前記支持体上に形成された絶縁層、
(C)前記絶縁層上に形成され、第1の方向とは異なる第2の方向に延びる帯状の複数のゲート電極、
(D)前記カソード電極と前記ゲート電極の重複する重複領域に位置する前記ゲート電極及び前記絶縁層の部分に設けられ、底部に前記カソード電極が露出した1又は複数の開口部、及び、
(E)前記カソード電極と前記ゲート電極の重複する前記重複領域に位置し、前記開口部の底部に露出した前記カソード電極上に設けられた電子放出部を有する電子放出領域、
を具備したカソードパネルを、前記電子放出領域に対向した検査用電極が備えられたコンディショニング用のチャンバ内に配置し、
前記コンディショニング用のチャンバを排気しながら、前記各カソード電極に一定の電圧VCを印加し、前記各ゲート電極に一定の電圧VG(但し、VG<VC)を印加した状態で、前記検査用電極に前記電圧VCよりも高い電圧VIEを印加し、前記検査用電極によって形成される電界に基づき前記ゲート電極、前記絶縁層の上に残渣として残された電子を放出する物質から電子を放出させるカソードパネルのコンディショニング方法。
(A) A plurality of strip-like cathode electrodes formed on the support and extending in the first direction;
(B) an insulating layer formed on the cathode electrode and the support;
(C) a plurality of strip-shaped gate electrodes formed on the insulating layer and extending in a second direction different from the first direction;
(D) one or a plurality of openings provided in a portion of the gate electrode and the insulating layer located in an overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap, and the cathode electrode exposed at the bottom; and
(E) an electron emission region having an electron emission portion located on the cathode electrode, which is located in the overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap and is exposed at the bottom of the opening,
A cathode panel comprising: a conditioning panel provided with an inspection electrode facing the electron emission region;
While evacuating the conditioning chamber, a constant voltage V C is applied to each cathode electrode, and a constant voltage V G (where V G <V C ) is applied to each gate electrode. From a substance that applies a voltage V IE higher than the voltage V C to the inspection electrode and emits electrons left as residues on the gate electrode and the insulating layer based on the electric field formed by the inspection electrode A cathode panel conditioning method that emits electrons.
C−VG≧10(ボルト)を満足する請求項2に記載のカソードパネルのコンディショニング方法。 The method for conditioning a cathode panel according to claim 2 , wherein V C -V G ≥10 (volts) is satisfied. 前記検査用電極に一定の電圧VIEを印加する請求項2に記載のカソードパネルのコンディショニング方法。 The cathode panel conditioning method according to claim 2 , wherein a constant voltage V IE is applied to the inspection electrode. 前記検査用電極に、最小電圧値VIE-MIN及び最大電圧値VIEを有するパルス状の電圧を印加する請求項2に記載のカソードパネルのコンディショニング方法。 The cathode panel conditioning method according to claim 2 , wherein a pulse voltage having a minimum voltage value V IE-MIN and a maximum voltage value V IE is applied to the inspection electrode. 実動作時、前記カソードパネルは、フィールド周波数T(Hz)の線順次駆動方式で駆動され、
前記検査用電極に印加される前記パルス状の電圧の周波数TIE(Hz)は、TIE=T/β(但し、10≦β≦100)を満足する請求項5に記載のカソードパネルのコンディショニング方法。
In actual operation, the cathode panel is driven by a line-sequential driving method with a field frequency T (Hz),
6. The cathode panel conditioning according to claim 5 , wherein a frequency T IE (Hz) of the pulse voltage applied to the inspection electrode satisfies T IE = T / β (where 10 ≦ β ≦ 100). Method.
(A)支持体上に形成され、第1の方向に延びる帯状の複数のカソード電極、
(B)前記カソード電極及び前記支持体上に形成された絶縁層、
(C)前記絶縁層上に形成され、第1の方向とは異なる第2の方向に延びる帯状の複数のゲート電極、
(D)前記カソード電極と前記ゲート電極の重複する重複領域に位置する前記ゲート電極及び前記絶縁層の部分に設けられ、底部に前記カソード電極が露出した1又は複数の開口部、及び、
(E)前記カソード電極と前記ゲート電極の重複する前記重複領域に位置し、前記開口部の底部に露出した前記カソード電極上に設けられた電子放出部を有する電子放出領域、
を具備したカソードパネル、並びに、蛍光体領域及びアノード電極を具備したアノードパネルが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法であって、
前記各カソード電極に一定の電圧VCを印加し、前記アノード電極に電圧VAを印加した状態で、前記各ゲート電極に、最小電圧値VG-MIN及び最大電圧値VG-MAXを有するパルス状の電圧(但し、VG-MIN<VC<VG-MAXであり、VAはVG-MAXよりも高い)を印加し、前記電子放出部から放出された電子を前記アノード電極に引き付け
実動作時、前記カソードパネルは、フィールド周波数T(Hz)の線順次駆動方式で駆動され、
前記各ゲート電極に印加される前記パルス状の電圧の周波数T G (Hz)は、T G =T/α(但し、2≦α≦10)を満足する冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法。
(A) A plurality of strip-like cathode electrodes formed on the support and extending in the first direction;
(B) an insulating layer formed on the cathode electrode and the support;
(C) a plurality of strip-shaped gate electrodes formed on the insulating layer and extending in a second direction different from the first direction;
(D) one or a plurality of openings provided in a portion of the gate electrode and the insulating layer located in an overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap, and the cathode electrode exposed at the bottom; and
(E) an electron emission region having an electron emission portion located on the cathode electrode, which is located in the overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap and is exposed at the bottom of the opening,
And a cathode cathode electron emission display device comprising: a cathode panel comprising: a cathode panel; and an anode panel comprising a phosphor region and an anode electrode joined together at the periphery thereof,
Each gate electrode has a minimum voltage value V G-MIN and a maximum voltage value V G-MAX with a constant voltage V C applied to each cathode electrode and a voltage V A applied to the anode electrode. A pulsed voltage (where V G-MIN <V C <V G-MAX is satisfied, and V A is higher than V G-MAX ) is applied, and electrons emitted from the electron emission unit are converted into the anode electrode Attracted to
In actual operation, the cathode panel is driven by a line-sequential driving method with a field frequency T (Hz),
A cold cathode field emission display conditioning method in which the frequency T G (Hz) of the pulse voltage applied to each gate electrode satisfies T G = T / α (2 ≦ α ≦ 10). .
前記カソードパネルと前記アノードパネルとの間の空間を排気しながら、実行する請求項7に記載の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法。 The conditioning method of a cold cathode field emission display according to claim 7 , wherein the conditioning is performed while exhausting a space between the cathode panel and the anode panel. (A)支持体上に形成され、第1の方向に延びる帯状の複数のカソード電極、
(B)前記カソード電極及び前記支持体上に形成された絶縁層、
(C)前記絶縁層上に形成され、第1の方向とは異なる第2の方向に延びる帯状の複数のゲート電極、
(D)前記カソード電極と前記ゲート電極の重複する重複領域に位置する前記ゲート電極及び前記絶縁層の部分に設けられ、底部に前記カソード電極が露出した1又は複数の開口部、及び、
(E)前記カソード電極と前記ゲート電極の重複する前記重複領域に位置し、前記開口部の底部に露出した前記カソード電極上に設けられた電子放出部を有する電子放出領域、
を具備したカソードパネル、並びに、蛍光体領域及びアノード電極を具備したアノードパネルが、それらの周縁部で接合されて成る冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法であって、
前記各カソード電極に一定の電圧VCを印加し、前記各ゲート電極に一定の電圧VG(但し、VG<VC)を印加した状態で、前記アノード電極に前記電圧VCよりも高い電圧VAを印加し、前記アノード電極によって形成される電界に基づき前記ゲート電極、前記絶縁層の上に残渣として残された電子を放出する物質から電子を放出させる冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法。
(A) A plurality of strip-like cathode electrodes formed on the support and extending in the first direction;
(B) an insulating layer formed on the cathode electrode and the support;
(C) a plurality of strip-shaped gate electrodes formed on the insulating layer and extending in a second direction different from the first direction;
(D) one or a plurality of openings provided in a portion of the gate electrode and the insulating layer located in an overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap, and the cathode electrode exposed at the bottom; and
(E) an electron emission region having an electron emission portion located on the cathode electrode, which is located in the overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap and is exposed at the bottom of the opening,
And a cathode cathode electron emission display device comprising: a cathode panel comprising: a cathode panel; and an anode panel comprising a phosphor region and an anode electrode joined together at the periphery thereof,
In a state where a constant voltage V C is applied to each cathode electrode and a constant voltage V G (where V G <V C ) is applied to each gate electrode, the anode electrode is higher than the voltage V C. A cold cathode field emission display device that emits electrons from a substance that emits electrons left as residues on the gate electrode and the insulating layer based on an electric field formed by the anode electrode by applying a voltage V A Conditioning method.
C−VG≧10(ボルト)を満足する請求項9に記載の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法。 The conditioning method of the cold cathode field emission display according to claim 9 , wherein V C -V G ≥10 (volt) is satisfied. 前記アノード電極に一定の電圧VAを印加する請求項9に記載の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法。 The conditioning method of a cold cathode field emission display according to claim 9 , wherein a constant voltage V A is applied to the anode electrode. 前記アノード電極に、最小電圧値VA-MIN及び最大電圧値VAを有するパルス状の電圧を印加する請求項9に記載の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法。 The conditioning method of the cold cathode field emission display according to claim 9 , wherein a pulse voltage having a minimum voltage value V A-MIN and a maximum voltage value V A is applied to the anode electrode. 実動作時、前記カソードパネルは、フィールド周波数T(Hz)の線順次駆動方式で駆動され、
前記アノード電極に印加される前記パルス状の電圧の周波数TA(Hz)は、TA=T/β(但し、10≦β≦100)を満足する請求項12に記載の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法。
In actual operation, the cathode panel is driven by a line-sequential driving method with a field frequency T (Hz),
13. The cold cathode field emission according to claim 12 , wherein a frequency T A (Hz) of the pulse voltage applied to the anode electrode satisfies T A = T / β (10 ≦ β ≦ 100). A method for conditioning a display device.
前記カソードパネルと前記アノードパネルとの間の空間を排気しながら、実行する請求項9に記載の冷陰極電界電子放出表示装置のコンディショニング方法。 The conditioning method for a cold cathode field emission display according to claim 9 , wherein the conditioning is performed while exhausting a space between the cathode panel and the anode panel. (A)支持体上に形成され、第1の方向に延びる帯状の複数のカソード電極、
(B)前記カソード電極及び前記支持体上に形成された絶縁層、
(C)前記絶縁層上に形成され、第1の方向とは異なる第2の方向に延びる帯状の複数のゲート電極、
(D)前記カソード電極と前記ゲート電極の重複する重複領域に位置する前記ゲート電極及び前記絶縁層の部分に設けられ、底部に前記カソード電極が露出した1又は複数の開口部、及び、
(E)前記カソード電極と前記ゲート電極の重複する前記重複領域に位置し、前記開口部の底部に露出した前記カソード電極上に設けられた電子放出部を有する電子放出領域、
を具備したカソードパネルを、前記電子放出領域に対向した検査用電極が備えられたコンディショニング用のチャンバ内に配置した後、
前記コンディショニング用のチャンバを排気しながら、前記各カソード電極に一定の電圧VCを印加し、前記各ゲート電極に一定の電圧VG(但し、VG<VC)を印加した状態で、前記検査用電極に前記電圧VCよりも高い電圧VIEを印加し、前記検査用電極によって形成される電界に基づき前記ゲート電極、前記絶縁層の上に残渣として残された電子を放出する物質から電子を放出させるコンディショニング処理を行う、
ことによって得られた前記カソードパネルと、基板上に形成された蛍光体領域及びアノード電極を具備したアノードパネルとを、それらの周縁部で接合する冷陰極電界電子放出表示装置の製造方法。
(A) A plurality of strip-like cathode electrodes formed on the support and extending in the first direction;
(B) an insulating layer formed on the cathode electrode and the support;
(C) a plurality of strip-shaped gate electrodes formed on the insulating layer and extending in a second direction different from the first direction;
(D) one or a plurality of openings provided in a portion of the gate electrode and the insulating layer located in an overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap, and the cathode electrode exposed at the bottom; and
(E) an electron emission region having an electron emission portion located on the cathode electrode, which is located in the overlapping region where the cathode electrode and the gate electrode overlap and is exposed at the bottom of the opening,
After disposing the cathode panel provided with the inside of the conditioning chamber provided with the inspection electrode facing the electron emission region,
While evacuating the conditioning chamber, a constant voltage V C is applied to each cathode electrode, and a constant voltage V G (where V G <V C ) is applied to each gate electrode. From a substance that applies a voltage V IE higher than the voltage V C to the inspection electrode and emits electrons left as residues on the gate electrode and the insulating layer based on the electric field formed by the inspection electrode Conditioning process to emit electrons,
A method for manufacturing a cold cathode field emission display device, wherein the cathode panel obtained in this manner and an anode panel provided with a phosphor region and an anode electrode formed on a substrate are joined at the peripheral edge thereof.
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