JP4844041B2 - 冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネル、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネル、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置に関する。

現在主流の陰極線管（ＣＲＴ）に代わる画像表示装置として、平面型（フラットパネル形式）の表示装置が種々検討されている。このような平面型の表示装置として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）を例示することができる。また、電子放出素子を備えたカソードパネルを組み込んだ平面型表示装置の開発も進められている。ここで、電子放出素子として、冷陰極電界電子放出素子、金属／絶縁膜／金属型素子（ＭＩＭ素子とも呼ばれる）、表面伝導型電子放出素子が知られており、これらの冷陰極電子源から構成された電子放出素子を備えたカソードパネルを組み込んだ平面型表示装置は、高解像度、高輝度のカラー表示、及び、低消費電力の観点から注目を集めている。

冷陰極電界電子放出素子を組み込んだ平面型表示装置である冷陰極電界電子放出表示装置（以下、表示装置と略称する場合がある）は、一般に、２次元マトリクス状に配列された各画素に対応した電子放出領域を有するカソードパネルと、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。

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２４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２５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に形成された開口部１４（ゲート電極１３に形成された第１開口部１４Ａ、及び、絶縁層１２に形成された第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。

あるいは又、抵抗体層が設けられている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２６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上に形成された抵抗体層１８と、抵抗体層１８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に形成された開口部１４（ゲート電極１３に形成された第１開口部１４Ａ、及び、絶縁層１２に形成された第２開口部１４Ｂ）と、開口部１４の底部に位置する抵抗体層１８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。抵抗体層１８により、電子放出部１５の電流放出特性を調整することができると共に、放電等により過大な電流が表示装置に流れることを防止することができる。

これらの表示装置において、カソード電極１１は、第１方向（図２４〜図２６においてＹ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（図２４〜図２６においてＸ方向）に延びる帯状である。一般に、カソード電極１１とゲート電極１３とは、これらの両電極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ＳＡにおいて、スピント型電界放出素子が配置されている領域が、電子放出領域ＥＡである。重複領域ＳＡと電子放出領域ＥＡの関係については、後述する。そして、係る電子放出領域ＥＡが、カソードパネルＣＰの有効領域（表示装置の表示領域に対応する領域）内に、通常、２次元マトリックス状に配列されている。

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層２２（具体的には、赤色発光蛍光体層２２Ｒ、緑色発光蛍光体層２２Ｇ、及び、青色発光蛍光体層２２Ｂ）が形成され、蛍光体層２２がアノード電極２４で覆われた構造を有する。尚、これらの蛍光体層２２の間は、カーボン等の光吸収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、図中、参照番号２１は隔壁を表し、参照番号４０は例えば板状のスペーサを表し、参照番号２５はスペーサ保持部を表し、参照番号２６は枠体を表し、参照番号１６は収束電極を表し、参照番号１７は層間絶縁層を表す。尚、図２５においては、隔壁やスペーサ、スペーサ保持部、層間絶縁層、及び、収束電極の図示を省略した。

アノード電極２４は、蛍光体層２２からの発光を反射させる反射膜としての機能の他、蛍光体層２２の帯電防止といった機能を有する。また、隔壁２１は、後方散乱電子が他の蛍光体層２２に衝突し、所謂光学的クロストーク（色濁り）が発生することを軽減する機能を有する。

１サブピクセルは、カソードパネルＣＰ側の電子放出領域ＥＡと、これらの電界放出素子の一群に対面したアノードパネルＡＰ側の蛍光体層２２とによって構成されている。カラー表示の表示装置においては、１画素（１ピクセル）は、赤色発光、緑色発光、及び、青色発光のサブピクセルの組から構成されている。表示装置の表示領域には、カソードパネルＣＰの有効領域に対応するように、係る画素が、例えば数十万〜数百万個ものオーダーにて形成されている。

そして、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と蛍光体層２２とが対向するように配置し、周縁部において枠体２６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２６とによって囲まれた空間は高真空（例えば、１×１０^-3Ｐａ以下）となっている。

このような表示装置においては、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体２６とによって囲まれた空間が高真空となっているが故に、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰとの間にスペーサ４０を配しておかないと、大気圧によって表示装置が損傷を受けてしまう。スペーサ４０が表示画像に影響を与えることを防ぐため、スペーサは光吸収層２３と重なる位置に設けられている。スペーサ４０は、スペーサ基材４０Ａと、スペーサ基材４０Ａの側面上に設けられた帯電防止膜４０Ｂとから成る。尚、帯電防止膜４０Ｂは、必要な場合に設けられる。

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、収束電極１６には収束電極制御回路（図示せず）から相対的に負電圧（例えば、０ボルト）が印加され、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。係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。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を通過して蛍光体層２２に衝突する。その結果、蛍光体層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。

この表示装置においては、例えば、特開２００３−１６８３５６号公報に開示されているように、カソード電極１１とゲート電極１３との間に、静電容量が存在する。図２７を用いて、この静電容量を説明する。図２７の（Ａ）は、支持体１０上のカソード電極１１とゲート電極１３との配置関係を模式的に示した図であり、図２７の（Ｂ）は、カソード電極１１とゲート電極１３との重複領域ＳＡの構造を模式的に示した図である。図２７の（Ａ）に示すように、各カソード電極１１は、多数のゲート電極１３と交差する。カソード電極１１とゲート電極１３との重複領域ＳＡには、図２７の（Ｂ）に示すように、電子放出領域ＥＡが配置されている。尚、図２７の（Ｂ）において、重複領域ＳＡはハッチングが付された領域、電子放出領域ＥＡは一点鎖線で囲まれた領域である。図２７の（Ｂ）から明らかなように、電子放出領域ＥＡは、重複領域ＳＡに含まれる関係にある。より具体的には、重複領域ＳＡにおける電子放出領域ＥＡ以外の部分（即ち、重複領域ＳＡから電子放出領域ＥＡを除外した残りの部分であり、後述するように「非放出領域部分」と略称される）は、電子放出に寄与しない領域である。重複領域ＳＡの面積をＳ_SA、カソード電極１１とゲート電極１３との間隔を距離Ｄ、重複領域ＳＡに存在する静電容量をＣ_SAとすれば、静電容量Ｃ_SAは、面積Ｓ_SAに比例し、距離Ｄに反比例する。このとき、１本のカソード電極１１に対して交差するゲート電極１３の総本数をＭ（本）とすれば、１本のカソード電極１１当たりの静電容量Ｃは、１本のカソード電極１１に存在する重複領域ＳＡによる静電容量Ｃ_SAの総和、即ち、Ｍ×Ｃ_SAとなる。換言すれば、１本のカソード電極１１当たりの静電容量Ｃは、面積Ｍ×Ｓ_SAに比例し、距離Ｄに反比例する。

特開２００３−１６８３５６号公報

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。例えば、走査信号をゲート電極１３に入力し、ビデオ信号をカソード電極１１に入力し、これらの信号を高速で切り替えて線順次走査を行うことにより、画像が表示される。表示装置の大画面化や高精細度化に伴い、表示装置には、走査速度の高速化や電子放出領域ＥＡの動作電圧の低電圧化等の対応が求められている。特開２００３−１６８３５６号公報に開示されているように、カソード電極１１とゲート電極１３との間の静電容量は、信号の伝達に遅延を生じさせるので、走査速度をより高める上で制約となっている。１本のカソード電極１１当たりの静電容量Ｃが大きくなればなる程、信号の伝達に遅延を生ずるためである。上述したように、カソード電極１１とゲート電極１３との間隔Ｄを大きくすることにより、静電容量Ｃを小さくすることができる。しかし、カソード電極１１とゲート電極１３との間隔Ｄを大きくすると、カソード電極１１とゲート電極１３によって生成される電界が弱まり、電子放出領域ＥＡの動作特性が変化する。即ち、表示装置を動作させるためには、より大きな電位差をゲート電極１３とカソード電極１１間に与えざるを得ない。このように、カソード電極１１とゲート電極１３との間隔Ｄを単に大きくすることによる静電容量の低容量化は、電子放出領域ＥＡにおける動作電圧の高電圧化を招く。

従って、本発明の目的は、電子放出領域ＥＡにおける動作電圧の高電圧化を招くことなく、カソード電極とゲート電極との間の静電容量の低容量化を達成することができる冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネル、並びに、係るカソードパネルが組み込まれた冷陰極電界電子放出表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネルは、
（Ａ）支持体、
（Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数のカソード電極、
（Ｃ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（Ｄ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数のゲート電極、及び、
（Ｅ）カソード電極とゲート電極とが重複する重複領域に設けられた電子放出領域、
から成る。

また、上記の目的を達成するための本発明の冷陰極電界電子放出表示装置は、冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネル、及び、蛍光体層とアノード電極とを備えた冷陰極電界電子放出表示装置用アノードパネルが、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であって、冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネルは、同様に、
（Ａ）支持体、
（Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数のカソード電極、
（Ｃ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
（Ｄ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数のゲート電極、及び、
（Ｅ）カソード電極とゲート電極とが重複する重複領域に設けられた電子放出領域、
から成る。

以下、本発明の冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネル、あるいは、本発明の冷陰極電界電子放出表示装置を、単に本発明と呼ぶ場合がある。また、本発明の冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネル、あるいは、本発明の冷陰極電界電子放出表示装置を構成する冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネルを、単に、本発明のカソードパネルと呼ぶ場合がある。更には、本発明の冷陰極電界電子放出表示装置を、単に、本発明の表示装置と呼ぶ場合がある。

そして、本発明のカソードパネルの電子放出領域には、
（ａ）ゲート電極に形成された第１開口部、
（ｂ）絶縁層に形成され、第１開口部と連通した第２開口部、及び、
（ｃ）第２開口部の底部に位置する電子放出部、
が設けられている。そして、重複領域の電子放出領域部分（以下、これを「放出領域部分」と略称する場合がある）における絶縁層の厚さは、重複領域の電子放出領域以外の部分（以下、これを「非放出領域部分」と略称する場合がある）における絶縁層の厚さよりも薄い。

本発明のカソードパネルにあっては、「非放出領域部分」において、絶縁層は、第１絶縁層及び第２絶縁層の積層構造を有し、「放出領域部分」において、絶縁層は、第１絶縁層から成る構成とすることができる。「放出領域部分」にあっては、絶縁層は第１絶縁層から成るので、カソード電極とゲート電極との間隔は、第１絶縁層の厚さで規定される。一方、「非放出領域部分」においては、絶縁層は第１絶縁層及び第２絶縁層の積層構造を有する。従って、「非放出領域部分」においては、カソード電極とゲート電極との間隔は、「放出領域部分」に比べて相対的に広い。これにより、重複領域においては、全体として静電容量が減少するので、カソード電極とゲート電極との間の静電容量の低容量化が達成される。また、電子放出領域におけるカソード電極とゲート電極との間隔は、第１絶縁層の厚さのみで規定される。従って、第２絶縁層は、電界放出領域の動作特性に対し、直接の影響を与えることがない。

「非放出領域部分」において、絶縁層は、第１絶縁層及び第２絶縁層の積層構造を有し、「放出領域部分」において、絶縁層は、第１絶縁層から成る態様にあっては、「非放出領域部分」において、第２絶縁層は、カソード電極上に形成されている構造（以下、「第１の構造」と呼ぶ場合がある）とすることができるし、あるいは又、「非放出領域部分」において、第１絶縁層は、カソード電極上に形成されている構造（以下、「第２の構造」と呼ぶ場合がある）とすることもできる。「第１の構造」及び「第２の構造」において、第１絶縁層あるいは第２絶縁層は、カソード電極上に直接形成されている構造とすることもできるし、他層を介してカソード電極上に形成されている構造とすることもできる。第１絶縁層及び第２絶縁層の積層構造についても、直接積層する構造であってもよいし、他層を介して積層する構造であってもよい。他層として、密着性改善層や、次に述べる抵抗体層を例示することができる。特に、重複領域のカソード電極上（より具体的には、少なくとも、「放出領域部分」に相当するカソード電極上）に抵抗体層を設けることにより、電子放出部の電流放出特性を調整することができると共に、放電等により過大な電流が表示装置に流れることを防止することができる。

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、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物理的気相成長法（ＰＶＤ法）；各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）；スクリーン印刷法；メタルマスク印刷法；リフトオフ法；ゾル−ゲル法等を挙げることができる。１つの電子放出部当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。

「第１の構造」にあっては、
重複領域には抵抗体層が形成されており、
該抵抗体層は、
「放出領域部分」においては、カソード電極と第１絶縁層との間、
「非放出領域部分」においては、カソード電極と第２絶縁層との間、
に位置する構造（以下、「第１Ａの構造」と呼ぶ場合がある）とすることができるし、あるいは又、
「放出領域部分」においては、カソード電極と第１絶縁層との間、
「非放出領域部分」においては、第２絶縁層と第１絶縁層との間、
に位置する構造（以下、「第１Ｂの構造」と呼ぶ場合がある）とすることもできる。

「第２の構造」にあっては、
重複領域には抵抗体層が形成されており、
該抵抗体層は、カソード電極と第１絶縁層との間に位置する構造（以下、「第２Ａの構造」と呼ぶ場合がある）とすることができる。

上述した「第１の構造」、「第１Ａの構造」、「第１Ｂの構造」、「第２の構造」、及び、「第２Ａの構造」にあっては、カソードパネルの領域のうち重複領域ＳＡ以外の領域において、第１絶縁層、第２絶縁層、抵抗体層は、種々の積層の態様を取り得る。これらの態様を、以下の［表１］〜［表５］に掲げる。尚、これらの表では、層間絶縁層とゲート電極の記載を省略した。

「第１の構造」については、以下の［表１］に示すように「１−Ａの態様」〜「１−Ｅの態様」を例示することができる。

［表１］

「第１Ａの構造」については、以下の［表２］に示すように「１Ａ−Ａの態様」〜「１Ａ−Ｅｂの態様」を例示することができる。

［表２］

「第１Ｂの構造」については、以下の［表３］に示すように「１Ｂ−Ａの態様」〜「１Ｂ−Ｅｂの態様」を例示することができる。尚、「第１Ｂの構造」は、［表３］に示す「１Ｂ−Ａの態様」のように抵抗体層が全面に形成されている態様であっても、カソード電極の重複領域以外の部分が、抵抗体層と直接接することがない。「第１Ｂの構造」は、抵抗体層をパターンニングすることなく、抵抗体層を経由して発生する隣接カソード電極間の電気的干渉を軽減することができる利点を有する。

［表３］

「第２の構造」については、以下の［表４］に示すように「２−Ａ」〜「２−Ｅ」の態様を例示することができる。

［表４］

「第２Ａの構造」については、以下の［表５］に示すように「２Ａ−Ａ」〜「２Ａ−Ｅｂ」の態様を例示することができる。

［表５］

本発明において、電界放出素子は、支持体に形成されたカソード電極と、支持体及びカソード電極上に形成された「絶縁層」と、「絶縁層」上に形成されたゲート電極と、ゲート電極及び「絶縁層」に形成された開口部と、開口部の底部に位置するカソード電極上に形成された電子放出部から構成されている。本発明において、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。尚、前述の「絶縁層」は、第１絶縁層及び／又は第２絶縁層から構成される場合がある。

本発明のカソードパネルにおいて、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、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、カソード電極とゲート電極とが重複する重複領域には電子放出領域が配置され、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。

本発明の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、蛍光体層に衝突する。そして、蛍光体層への電子の衝突の結果、蛍光体層が発光し、画像として認識することができる。

本発明の表示装置において、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。実動作時、アノード電極制御回路の出力電圧Ｖ_Aは、通常、一定であり、例えば、５キロボルト〜１５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ｄ₀（但し、０．５ｍｍ≦ｄ₀≦１０ｍｍ）としたとき、Ｖ_A／ｄ₀（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４以上８以下を満足することが望ましい。表示装置の実動作時、カソード電極に印加する電圧Ｖ_C及びゲート電極に印加する電圧Ｖ_Gに関しては、階調制御方式として電圧変調方式を採用することができる。

電界放出素子は、一般に、以下の方法で製造することができる。尚、後述する工程において、「絶縁層」は、第１絶縁層及び／又は第２絶縁層から構成される場合がある。
（１）支持体上にカソード電極を形成する工程、
（２）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）電子放出領域を形成すべきゲート電極及び「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。

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。尚、後述する工程において、「絶縁層」は、第１絶縁層及び／又は第２絶縁層から構成される場合がある。
（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）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）電子放出領域を形成すべきゲート電極及び「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。

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、例えば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以上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（例えば、０ボルト）が印加される。収束電極は、必ずしも、カソード電極とゲート電極とが重複する重複領域のそれぞれを取り囲むように個別に形成されている必要はない。例えば、重複領域の所定の配列方向に沿って延在させてもよいし、重複領域全てを１つの収束電極で取り囲む構成としてもよく（即ち、収束電極を、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の全体を覆う薄い１枚のシート状の構造としてもよく）、これによって、複数の重複領域に共通の収束効果を及ぼすことができる。

スピント型電界放出素子にあっては、電子放出部を構成する材料として、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。

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。あるいは又、電子放出部を構成する材料として、係る材料の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。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（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）、ＺｎＯウィスカー、ＭｇＯウィスカー、ＳｎＯ₂ウィスカー、ＭｎＯウィスカー、Ｙ₂Ｏ₃ウィスカー、ＮｉＯウィスカー、ＩＴＯウィスカー、Ｉｎ₂Ｏ₃ウィスカー、Ａｌ₂Ｏ₃ウィスカーを挙げることができる。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。

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。

絶縁層（第１絶縁層、第２絶縁層）、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。第１絶縁層と第２絶縁層とは、同一の材料から成る構成であってもよいし、異なる材料から成る構成であってもよい。絶縁層（第１絶縁層、第２絶縁層）、層間絶縁層の形成には、各種の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。

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（２層構造の場合には、第１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。

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・Ｂ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）、鉛ガラス（Ｎａ₂Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ₂）、無アルカリガラスを例示することができる。

表示装置において、アノード電極と蛍光体層の構成例として、（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層を形成する構成、（２）基板上に、蛍光体層を形成し、蛍光体層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、蛍光体層の上に、アノード電極と導通した所謂メタルバック膜を形成してもよい。また、（２）の構成において、アノード電極の上にメタルバック膜を形成してもよい。

アノード電極は、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ことが好ましい。抵抗体膜を構成する材料として、カーボン、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；ＩＴＯを挙げることができる。また、ＳｉＣ抵抗膜上に抵抗値の低いカーボン薄膜を積層するといった複数の膜の組み合わせにより、安定した所望のシート抵抗値を実現することも可能である。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層の列の総数を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。

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；メタルマスク印刷法；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５×１０^-7ｍ（０．５μｍ）、好ましくは５×１０^-8ｍ（５０ｎｍ）乃至３×１０^-7ｍ（０．３μｍ）を例示することができる。

アノード電極の構成材料として、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。

蛍光体層は、単色の蛍光体粒子から構成されていても、３原色の蛍光体粒子から構成されていてもよい。蛍光体層の配列様式はドット状である。具体的には、表示装置がカラー表示の場合、蛍光体層の配置、配列として、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。即ち、直線状に配列された蛍光体層の１列は、全てが赤色発光蛍光体層で占められた列、緑色発光蛍光体層で占められた列、及び、青色発光蛍光体層で占められた列から構成されていてもよいし、赤色発光蛍光体層、緑色発光蛍光体層、及び、青色発光蛍光体層が順に配置された列から構成されていてもよい。ここで、蛍光体層とは、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層、１つの緑色発光蛍光体層、及び、１つの青色発光蛍光体層の集合から構成され、１サブピクセルは、１つの蛍光体層（１つの赤色発光蛍光体層、あるいは、１つの緑色発光蛍光体層、あるいは、１つの青色発光蛍光体層）から構成される。尚、隣り合う蛍光体層の間の隙間がコントラスト向上を目的とした光吸収層（ブラックマトリックス）で埋め込まれていてもよい。

蛍光体層は、発光性結晶粒子（例えば、粒径２〜１０ｎｍ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、赤色発光蛍光体層を形成し、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、緑色発光蛍光体層を形成し、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、青色発光蛍光体層を形成する方法にて形成することができる。あるいは又、赤色発光蛍光体スラリー、緑色発光蛍光体スラリー、青色発光蛍光体スラリーを順次塗布した後、各蛍光体スラリーを順次露光、現像して、各蛍光体層を形成してもよいし、スクリーン印刷法やインクジェット法、フロート塗布法、沈降塗布法、蛍光体フィルム転写法等により各蛍光体層を形成してもよい。基板上における蛍光体層の平均厚さは、限定するものではないが、３μｍ乃至２０μｍ、好ましくは５μｍ乃至１０μｍであることが望ましい。発光性結晶粒子を構成する蛍光体材料としては、従来公知の蛍光体材料の中から適宜選択して用いることができる。カラー表示の場合、色純度がＮＴＳＣで規定される３原色に近く、３原色を混合した際の白バランスがとれ、残光時間が短く、３原色の残光時間がほぼ等しくなる蛍光体材料を組み合わせることが好ましい。

蛍光体層からの光を吸収する光吸収層が、隣り合う蛍光体層の間、あるいは、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、蛍光体層からの光を９０％以上吸収する材料を選択することが好ましい。このような材料として、カーボン、金属薄膜（例えば、クロム、ニッケル、アルミニウム、モリブデン等、あるいは、これらの合金）、金属酸化物（例えば、酸化クロム）、金属窒化物（例えば、窒化クロム）、耐熱性有機樹脂、ガラスペースト、黒色顔料や銀等の導電性粒子を含有するガラスペースト等の材料を挙げることができ、具体的には、感光性ポリイミド樹脂、酸化クロムや、酸化クロム／クロム積層膜を例示することができる。尚、酸化クロム／クロム積層膜においては、クロム膜が基板と接する。光吸収層は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法とエッチング法との組合せ、真空蒸着法やスパッタリング法、スピンコーティング法とリフトオフ法との組合せに、スクリーン印刷法、リソグラフィ技術等、使用する材料に依存して適宜選択された方法にて形成することができる。

蛍光体層から反跳した電子、あるいは、蛍光体層から放出された２次電子が他の蛍光体層に入射し、所謂光学的クロストーク（色濁り）が発生することを軽減するための、あるいは又、蛍光体層から反跳した電子、あるいは、蛍光体層から放出された２次電子が隔壁を越えて他の蛍光体層に向かって侵入したとき、これらの電子が他の蛍光体層と衝突することを防止するために、隔壁を設けることが好ましい。

隔壁の形成方法として、スクリーン印刷法、ドライフィルム法、感光法、キャスティング法、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、係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（硬化）を行う方法である。キャスティング法（型押し成形法）とは、ペースト状とした有機材料あるいは無機材料から成る隔壁形成用材料層を型（キャスト）から基板上に押し出すことで隔壁形成用材料層を形成した後、係る隔壁形成用材料層を焼成する方法である。サンドブラスト形成法とは、例えば、スクリーン印刷やメタルマスク印刷法、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。隔壁を形成した後、隔壁を研磨し、隔壁頂面の平坦化を図ってもよい。

隔壁における蛍光体層を取り囲む部分の平面形状（隔壁側面の射影像の内側輪郭線に相当し、一種の開口領域である）として、矩形形状、円形形状、楕円形状、長円形状、三角形形状、五角形以上の多角形形状、丸みを帯びた三角形形状、丸みを帯びた矩形形状、丸みを帯びた多角形等を例示することができる。これらの平面形状（開口領域の平面形状）が２次元マトリックス状に配列されることにより、格子状の隔壁が形成される。この２次元マトリックス状の配列は、例えば井桁様に配列されるものでもよいし、千鳥様に配列されるものでもよい。

隔壁形成用材料として、例えば、感光性ポリイミド樹脂や、酸化コバルト等の金属酸化物により黒色に着色した鉛ガラス、ＳｉＯ₂、低融点ガラスペーストを例示することができる。隔壁の表面（頂面及び側面）には、隔壁に電子ビームが衝突して隔壁からガスが放出されることを防止するための保護層（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、あるいは、ＡｌＮから成る）を形成してもよい。

カソードパネルとアノードパネルとを周縁部において接合するが、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。係る低融点金属材料としては、Ｉｎ（インジウム：融点１５７゜Ｃ）；インジウム−金系の低融点合金；Ｓｎ₈₀Ａｇ₂₀（融点２２０〜３７０゜Ｃ）、Ｓｎ₉₅Ｃｕ₅（融点２２７〜３７０゜Ｃ）等の錫（Ｓｎ）系高温はんだ；Ｐｂ_97.5Ａｇ_2.5（融点３０４゜Ｃ）、Ｐｂ_94.5Ａｇ_5.5（融点３０４〜３６５゜Ｃ）、Ｐｂ_97.5Ａｇ_1.5Ｓｎ_1.0（融点３０９゜Ｃ）等の鉛（Ｐｂ）系高温はんだ；Ｚｎ₉₅Ａｌ₅（融点３８０゜Ｃ）等の亜鉛（Ｚｎ）系高温はんだ；Ｓｎ₅Ｐｂ₉₅（融点３００〜３１４゜Ｃ）、Ｓｎ₂Ｐｂ₉₈（融点３１６〜３２２゜Ｃ）等の錫−鉛系標準はんだ；Ａｕ₈₈Ｇａ₁₂（融点３８１゜Ｃ）等のろう材（以上の添字は全て原子％を表す）を例示することができる。

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。

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、あるいは、低熱膨張率を有する金属、合金［例えば、ニッケル（Ｎｉ）を４２重量％含有した鉄（Ｆｅ）合金や、ニッケル（Ｎｉ）を４２重量％、クロム（Ｃｒ）を６重量％含有した鉄（Ｆｅ）合金］から構成され、カソードパネル及び／又はアノードパネルの無効領域（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、あるいは又、圧着することにより封じられる。尚、封じる前に、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。

スペーサ基材は、例えばセラミックスやガラスから構成することができる。スペーサ基材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、係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、スペーサ基材を構成するガラスとして、ソーダライムガラスを挙げることができる。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、スペーサ保持部によって固定すればよい。

スペーサ基材の表面には、帯電防止膜が設けられていてもよい。帯電防止膜を構成する材料は、その２次電子放出係数が１に近いことが好ましく、帯電防止膜を構成する材料として、グラファイト等の半金属、酸化物、ホウ化物、炭化物、硫化物、及び、窒化物等を用いることができる。例えば、グラファイト等の半金属及びＭｏＳｅ₂等の半金属元素を含む化合物、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ｎｄ₂Ｏ₃、Ｌａ_xＢａ_2-xＣｕＯ₄、Ｌａ_xＢａ_2-xＣｕＯ₄、Ｌａ_xＹ_1-xＣｒＯ₃等の酸化物、ＡｌＢ₂、ＴｉＢ₂等のホウ化物、ＳｉＣ等の炭化物、ＭｏＳ₂、ＷＳ₂等の硫化物、及び、ＢＮ、ＴｉＮ、ＡｌＮ等の窒化物等を挙げることができるし、更には、例えば、特表２００４−５００６８８号公報等に記載されている材料等を用いることもできる。帯電防止膜は、単一の種類の材料から成るものであってもよいし、複数の種類の材料から成るものであってもよいし、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。帯電防止膜は、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等、周知の方法に基づき形成することができる。

本発明のカソードパネル、あるいは、本発明の表示装置に用いられるカソードパネルあっては、「放出領域部分」における絶縁層の厚さは、「非放出領域部分」における絶縁層の厚さよりも薄い。これにより、重複領域においては、全体として静電容量が減少するので、カソード電極とゲート電極との間の静電容量の低容量化が可能となる。絶縁層が第１絶縁層と第２絶縁層の積層構造から成る場合には、電子放出領域におけるカソード電極とゲート電極との間隔は、第１絶縁層の厚さのみで規定される。従って、第２絶縁層は、電界放出領域の動作特性に対し、直接の影響を与えることがない。これにより、電子放出領域における動作電圧の高電圧化を招くことなく、カソード電極とゲート電極との間の静電容量の低容量化を図ることができる。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。

実施例１は、本発明のカソードパネル、及び、本発明の表示装置に関する。実施例１の表示装置の概念的な一部端面図を、図１に示す。実施例１の表示装置は、カソードパネルＣＰ、及び、蛍光体層とアノード電極とを備えた冷陰極電界電子放出表示装置用アノードパネルＡＰが、それらの周縁部で接合されて成る表示装置である。具体的には、電子放出領域ＥＡが設けられたカソードパネルＣＰと、アノードパネルＡＰとが、板状のスペーサ４０を介して対向し、カソードパネルＣＰの周縁部とアノードパネルＡＰの周縁部とが、例えば枠体２６を介して接合されており、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が真空に保持されている。後述する他の実施例においても同様である。実施例１のカソードパネルＣＰは、表１に示した「第１の構造」を備える。より具体的には、実施例１のカソードパネルＣＰは、表１に示す「１−Ａの態様」に該当する。

実施例１のカソードパネルＣＰは、（Ａ）支持体１１０、（Ｂ）支持体１１０上に形成され、第１の方向（図１においてＹ方向）に延びる複数のカソード電極１１１、（Ｃ）支持体１１０及びカソード電極１１１上に形成された絶縁層、（Ｄ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向（図１においてＸ方向）に延びる複数のゲート電極１１３、及び、（Ｅ）カソード電極１１１とゲート電極１１３とが重複する重複領域ＳＡに設けられた電子放出領域ＥＡから成る。後述する他の実施例においても同様である。ここで、重複領域ＳＡの電子放出領域以外の部分において、絶縁層は、第１絶縁層１１２及び第２絶縁層１１９の積層構造を有し、重複領域ＳＡの電子放出領域部分において、絶縁層は、第１絶縁層１１２から成る。そして、重複領域ＳＡの電子放出領域以外の部分において、第２絶縁層１１９は、カソード電極上に形成されている。尚、第１絶縁層１１２上には、層間絶縁層１１７を介して、収束電極１１６が設けられている。

電子放出領域ＥＡには、（ａ）ゲート電極１１３に形成された第１開口部１１４Ａ、（ｂ）絶縁層（より具体的には、第１絶縁層１１２）に形成され、第１開口部１１４Ａと連通した第２開口部１１４Ｂ、及び、（ｃ）第２開口部１１４Ｂの底部に位置する電子放出部１１５が設けられており、重複領域ＳＡの電子放出領域部分（即ち、「放出領域部分」）における絶縁層の厚さは、重複領域ＳＡの電子放出領域以外の部分（即ち、「非放出領域部分」）における絶縁層の厚さよりも薄い。具体的には、「非放出領域部分」において、絶縁層は、第１絶縁層１１２及び第２絶縁層１１９の積層構造を有し、「放出領域部分」において、絶縁層は、第１絶縁層から成る。後述する他の実施例においても同様である。尚、実施例１では、「非放出領域部分」において、第２絶縁層１１９は、カソード電極１１１上に形成されている。尚、重複領域ＳＡ以外の領域における積層態様は、表１の「１−Ａの態様」の欄の通りである。

アノードパネルＡＰ、スペーサ４０、及び、枠体２６の構成、動作、及び、作用については、従来例で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。また、支持体１１０、及びカソード電極１１１は、従来例における支持体１０及びカソード電極１１と同一の構成であり、更には、ゲート電極１１３、開口部１１４、電子放出部１１５、収束電極１１６、及び、層間絶縁層１１７は、従来例におけるゲート電極１３、開口部１４、電子放出部１５、収束電極１６、及び、層間絶縁層１７と同様の構成である。従って、これらについては、詳細な説明を省略する。

図２の（Ａ）は、図１と同様にＹ−Ｚ平面によって実施例１のカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図２の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。一方、図３の（Ａ）は、比較のために、図２４に示した従来例１のカソードパネルＣＰを、図２４と同様にＹ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図３の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。尚、これらの図面では、便宜のため、カソード電極のＺ方向の幅を広げて記載した。後述する他の図面においても同様である。

図２と図３とを対比して明らかなように、実施例１のカソードパネルは、「非放出領域部分」において、ゲート電極１１３とカソード電極１１１との間隔が、従来例１のカソードパネルに比べて広い。従って、「非放出領域部分」についての静電容量は、従来例１よりも小さい。一方、図２における第１絶縁層１１２の厚さが図３における絶縁層１２と同じ厚さであれば、実施例１のカソードパネルにおける「放出領域部分」のゲート電極とカソード電極との間隔は、従来例１と同様になる。従って、実施例１のカソードパネルにおける電子放出領域の動作特性は、従来例１と同様の特性に保たれる。

以下、図４の（Ａ）〜（Ｃ）、図５の（Ａ）〜（Ｂ）及び図６の（Ａ）〜（Ｂ）を参照して、実施例１のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明する。尚、これらの図面は、図２の（Ｂ）と同様に、Ｘ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。後述する他の実施例に関する図面においても同様である。

［工程−１００］
先ず、カソードパネルＣＰを構成する支持体１１０上に、第１の方向（Ｙ方向）に延びる複数のカソード電極１１１を形成する（図４の（Ａ）参照）。実施例１では、モリブデン／タングステン合金からなる薄膜を、支持体１１０上にスパッタリング法により形成し、次いで、周知のリソグラフィ技術等によりパターンニングしてカソード電極１１１を形成したが、これに限るものではない。

［工程−１１０］
次いで、支持体１１０及びカソード電極１１１の上に、第２絶縁層１１９を形成する。尚、第２絶縁層１１９には、所定の開口部１１９Ａが設けられている（図４の（Ｂ）参照）。この開口部１１９Ａは、カソードパネルＣＰの電子放出領域ＥＡに対応する位置に設けられている。実施例１では、スパッタリング法により、全面にＳｉＯ₂層を形成した後、周知のリソグラフィ技術等によりＳｉＯ₂層をパターンニングし、開口部１１９Ａが設けられている第２絶縁層１１９を形成したが、これに限るものではない。

尚、後述する工程で形成される第１絶縁層１１２及びゲート電極１１３は、基本的には、第２絶縁層１１９の表面形状に倣って形成される。従って、図４の（Ｂ）に示した第２絶縁層１１９の開口部１１９Ａにおける端面１１９Ｂは、Ｘ−Ｙ平面をある程度覆うような斜面形状であることが好ましい。端面１１９Ｂが急峻な端面である程、第２絶縁層１１９の表面形状に倣って形成されるゲート電極１１３が、断線し易くなるためである。後述する他の実施例においても同様である。

端面１１９Ｂを斜面形状にするために、以下のような技術を用いることができる。開口部１１９Ａをエッチング技術によって形成する場合に、被エッチング層（即ち、ＳｉＯ₂層）の上に、被エッチング層よりもエッチングレートの早い材料から成る薄膜を形成し、この薄膜の上に所定の開口部を有するマスクを形成する。次いで、エッチング処理を行うと、エッチングレートの早い材料から成る薄膜が相対的に早くエッチングされることにより、被エッチング層の端面部分が斜面形状となる。この斜面形状の傾きは、被エッチング層の上に形成する薄膜の条件（エッチングレート、薄膜の厚さ等）によって、調整することができる。後述する他の実施例においても同様である。

［工程−１２０］
その後、支持体１１０及びカソード電極１１１の上（より具体的には、第２絶縁層１１９及び開口部１１９Ａに露出したカソード電極１１１の上）に、第１絶縁層１１２を形成する（図４の（Ｃ）参照）。実施例１では、スパッタリング法により、全面にＳｉＯ₂層を形成することにより第１絶縁層１１２を設けたが、これに限るものではない。尚、電子放出部をスピント型電界放出素子の電子放出部とする場合には、所望のスピント型電界放出素子の形状が得られるように、第１絶縁層１１２の厚さを設定する必要がある。即ち、スピント型電界放出素子の製造方法は、基本的には、円錐形の電子放出部を金属材料の垂直蒸着により形成する方法であり、開口部１１４に対して蒸着粒子は垂直に入射するが、第１開口部１１４Ａ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１１４Ｂ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を自己整合的に形成する。従って、第１絶縁層１１２の厚さ及び後述する第１開口部１１４Ａの孔径によって、スピント型電界放出素子の形状が制御される。後述する他の実施例においても同様である。

［工程−１３０］
次いで、第１絶縁層１１２上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向（Ｘ方向）に延びる複数のゲート電極１１３を形成する（図５の（Ａ）参照）。実施例１では、クロムからなる薄膜を、第１絶縁層１１２上にスパッタリング法により形成し、次いで、周知のリソグラフィ技術等によりパターンニングしてゲート電極１１３を形成したが、これに限るものではない。後述する他の実施例においても同様である。

［工程−１４０］
その後、ゲート電極１１３の上に層間絶縁層１１７を形成し、次いで、その上に収束電極１１６を形成する。層間絶縁層１１７及び収束電極１１６には、少なくとも電子放出領域ＥＡを形成すべき部分のゲート電極１１３が露出するように、開口部が設けられている（図５の（Ｂ）参照）。後述する他の実施例においても同様である。

［工程−１５０］
次いで、ゲート電極１１３に形成された第１開口部１１４Ａ、及び、第１絶縁層１１２に形成され、第１開口部１１４Ａと連通した第２開口部１１４Ｂを設ける（図６の（Ａ）参照）。実施例１では、図示せぬレジスト層をリソグラフィ技術によって形成し、次いで、周知のエッチング法にてゲート電極１１３に孔部１１４Ａを形成し、更に、第１絶縁層１１２に開口部１１４Ｂを形成し、その後、レジスト層をアッシング技術によって除去するが、これに限るものではない。開口部１１４Ｂの底部には、カソード電極１１１が露出している。

［工程−１６０］
その後、第２開口部１１４Ｂの底部に位置する電子放出部１１５を設ける（図６の（Ｂ）参照）。実施例１では、電子放出部１１５をスピント型電界放出素子の電子放出部としたが、これに限るものではない。先ず、アルミニウムを斜め蒸着することにより、図示せぬ剥離層を形成し、その後、全面に例えばモリブデン（Ｍｏ）を垂直蒸着する。開口部１１４に対して蒸着粒子は垂直に入射するが、第１開口部１１４Ａの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１１４Ｂ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１１５を自己整合的に形成する。その後、電気化学的プロセス及び湿式プロセスによって剥離層等を除去する。後述する他の実施例においても同様である。

以上の［工程−１００］〜［工程−１６０］により、実施例１のカソードパネルを製造することができる。

［工程−１７０］
次いで、図１に示す表示装置の組立を行う。具体的には、スペーサ４０を介して、蛍光体層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とを配置する。アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰ（より具体的には、支持体１０と基板２０）とを、例えば枠体２６を介して、周縁部において接合する。接合に際しては、枠体２６とアノードパネルＡＰとの接合部位、及び、枠体２６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、予備焼成にてフリットガラスを乾燥した後、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体とを貼り合わせ、約４５０゜Ｃで１０〜３０分の本焼成を行う。その後、アノードパネルＡＰとカソードパネルＣＰと枠体２６と接着層とによって囲まれた空間を、貫通孔（図示せず）及びチップ管（図示せず）を通じて排気し、空間の圧力が１０^-4Ｐａ程度に達した時点でチップ管を加熱溶融や圧接により封じ切る。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２６とに囲まれた空間を真空にすることができる。その後、必要な外部回路との配線を行い、実施例１の表示装置を完成させることができる。

実施例２は、実施例１の変形である。実施例２は、抵抗体層を備える点が、実施例１と主に相違する。より具体的には、カソード電極とゲート電極とが重複する重複領域には抵抗体層が形成されており、この抵抗体層は、重複領域の電子放出領域部分においては、カソード電極と第１絶縁層との間、重複領域の電子放出領域以外の部分においては、カソード電極と第２絶縁層との間に位置する。抵抗体層を設けることにより、電子放出部の電流放出特性を調整することができると共に、放電等により過大な電流が表示装置に流れることを防止することができる。

実施例２の表示装置の概念的な一部端面図を、図７に示す。実施例２のカソードパネルＣＰは、表２に示した「第１Ａの構造」を備える。より具体的には、実施例１のカソードパネルＣＰは、表１に示す「１Ａ−Ａの態様」に該当する。実施例２の表示装置におけるアノードパネルＡＰ、スペーサ４０、及び、枠体２６の構成、動作、及び、作用については、従来例で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。また、支持体２１０、及びカソード電極２１１は、従来例における支持体１０及びカソード電極１１と同一の構成であり、更には、ゲート電極２１３、開口部２１４、電子放出部２１５、収束電極２１６、及び、層間絶縁層２１７は、従来例におけるゲート電極１３、開口部１４、電子放出部１５、収束電極１６、及び、層間絶縁層１７と同様の構成である。従って、これらについては、詳細な説明を省略する。尚、重複領域ＳＡ以外の領域における積層態様は、表２の「１Ａ−Ａの態様」の欄の通りである。

図８の（Ａ）は、図７と同様にＹ−Ｚ平面によって実施例２のカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図８の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。一方、図９の（Ａ）は、比較のために、図２６に示した従来例２のカソードパネルＣＰを、図２６と同様にＹ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図９の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。尚、これらの図面では、便宜のため、カソード電極及び抵抗体層のＺ方向の幅を広げて記載した。後述する他の図面においても同様である。

図８と図９とを対比して明らかなように、実施例２のカソードパネルは、「非放出領域部分」において、ゲート電極２１３とカソード電極２１１との間隔が、従来例２のカソードパネルに比べて広い。従って、「非放出領域部分」についての静電容量は、従来例２よりも小さい。一方、図８における第１絶縁層２１２の厚さが図９における絶縁層１２と同じ厚さであれば、実施例２のカソードパネルにおける「放出領域部分」のゲート電極とカソード電極との間隔は、従来例２と同様になる。従って、実施例２のカソードパネルにおける電子放出領域の動作特性は、従来例２と同様の特性に保たれる。

以下、図１０の（Ａ）〜（Ｃ）及び図１１の（Ａ）〜（Ｂ）を参照して、実施例２のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明する。

［工程−２００］
先ず、実施例１の［工程−１００］と同様にして、支持体２１０上に、第１の方向（Ｙ方向）に延びる複数のカソード電極２１１を形成する。次いで、支持体２１０及びカソード電極２１１上の全面に、抵抗体層２１８を形成する。実施例２では、ＳｉＣから成る抵抗体層２１８を、スパッタリング法により形成したが、これに限るものではない。その後、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、抵抗体層２１８の上に、第２絶縁層２１９を形成する。尚、第２絶縁層２１９には、所定の開口部２１９Ａが設けられている（図１０の（Ａ）参照）。この開口部２１９Ａは、実施例１の開口部１１９Ａと同様に、カソードパネルＣＰの電子放出領域ＥＡに対応する位置に設けられている。

［工程−２１０］
その後、実施例１の［工程−１２０］と同様にして、支持体２１０及びカソード電極２１１の上（より具体的には、第２絶縁層２１９及び開口部２１９Ａに露出した抵抗体層２１８の上）に、第１絶縁層２１２を形成する（図１０の（Ｂ）参照）。

［工程−２２０］
次いで、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、第１絶縁層２１２上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向（Ｘ方向）に延びる複数のゲート電極２１３を形成する。その後、実施例１の［工程−１４０］と同様にして、ゲート電極２１３の上に層間絶縁層２１７を形成し、次いで、その上に収束電極２１６を形成する。層間絶縁層２１７及び収束電極２１６には、電子放出領域に相当する部分のゲート電極２１３が露出するように、開口部が設けられている（図１０の（Ｃ）参照）。

［工程−２３０］
次いで、実施例１の［工程−１５０］と同様にして、ゲート電極２１３に形成された第１開口部２１４Ａ、及び、第１絶縁層２１２に形成され、第１開口部２１４Ａと連通した第２開口部２１４Ｂを設ける（図１１の（Ａ）参照）。開口部２１４Ｂの底部には、抵抗体層２１８が露出している。

［工程−２４０］
その後、実施例１の［工程−１６０］と同様にして、第２開口部２１４Ｂの底部に位置する電子放出部２１５を設ける（図１１の（Ｂ）参照）。実施例２では、電子放出部２１５をスピント型電界放出素子の電子放出部としたが、これに限るものではない。

以上の［工程−２００］〜［工程−２４０］により、実施例２のカソードパネルを製造することができる。また、次いで、実施例１の［工程−１７０］と同様にして、実施例２の表示装置を完成させることができる。

実施例３は、実施例１の変形である。実施例２は、抵抗体層を備える点が、実施例１と主に相違する。また、実施例３は、抵抗体層の位置が、実施例２と主に相違する。より具体的には、カソード電極とゲート電極とが重複する重複領域には抵抗体層が形成されており、この抵抗体層は、重複領域の電子放出領域部分においては、カソード電極と第１絶縁層との間、重複領域の電子放出領域以外の部分においては、第２絶縁層と第１絶縁層との間に位置する。この構成では、後述するように、抵抗体層を全面に形成する態様であっても、カソード電極の重複領域以外の部分が、抵抗体層と電気的に接続されることがない。

実施例３の表示装置の概念的な一部端面図を、図１２に示す。実施例３のカソードパネルＣＰは、表３に示した「第１Ｂの構造」を備える。より具体的には、実施例３のカソードパネルＣＰは、表３に示す「１Ｂ−Ａの態様」に該当する。実施例３の表示装置におけるアノードパネルＡＰ、スペーサ４０、及び、枠体２６の構成、動作、及び、作用については、従来例で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。また、支持体３１０、及びカソード電極３１１は、従来例における支持体１０及びカソード電極１１と同一の構成であり、更には、ゲート電極３１３、開口部３１４、電子放出部３１５、収束電極３１６、及び、層間絶縁層３１７は、従来例におけるゲート電極１３、開口部１４、電子放出部１５、収束電極１６、及び、層間絶縁層１７と同様の構成である。従って、これらについては、詳細な説明を省略する。尚、重複領域ＳＡ以外の領域における積層態様は、表３の「１Ｂ−Ａの態様」の欄の通りである。

図１３の（Ａ）は、図１２と同様にＹ−Ｚ平面によって実施例３のカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図１３の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。

図８に示すように、実施例２のカソードパネルでは、抵抗体層２１８は、カソード電極２１１及び支持体２１０全てを覆うように形成されている。従って、隣接するカソード間が全て抵抗体層で埋められているので、抵抗体層を経由して発生する隣接カソード電極間の電気的干渉が発生し易い。これを改善するには、抵抗体層をパターンニングして設けざるを得ない。図１３に示すように、実施例３のカソードパネルでも、抵抗体層３１８は、カソード電極３１１及び第２絶縁層３１９を全て覆うように形成されている。しかし、図１３から明らかなように、抵抗体層３１８とカソード電極３１１とは、重複領域ＳＡのみで接する。即ち、カソード電極３１１の重複領域以外の部分は、抵抗体層３１８と直接接しない。これにより、実施例３のカソードパネルでは、抵抗体層をパターンニングすることなく、抵抗体層を経由して発生する隣接カソード電極間の電気的干渉を軽減することができる。

以下、図１４の（Ａ）〜（Ｃ）及び図１５の（Ａ）〜（Ｂ）を参照して、実施例３のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明する。

［工程−３００］
先ず、実施例１の［工程−１００］〜［工程−１１０］と同様にして、支持体３１０上に、第１の方向（Ｙ方向）に延びる複数のカソード電極３１１を形成し、その後、支持体３１０及びカソード電極３１１の上に、第２絶縁層３１９を形成する。この段階では、実施例１の図４の（Ｂ）と同一である。即ち、第２絶縁層３１９には、図４の（Ｂ）に示した開口部１１９Ａと同一の開口部が形成されている。次いで、カソード電極３１１（より具体的には、第２絶縁層３１９の開口部に露出したカソード電極３１１）及び第２絶縁層３１９上の全面に、抵抗体層３１８を形成する（図１４の（Ａ）参照）。実施例３では、ＳｉＣから成る抵抗体層３１８を、スパッタリング法により形成したが、これに限るものではない。

［工程−３１０］
その後、実施例１の［工程−１２０］と同様にして、抵抗体層３１８上に、第１絶縁層３１２を形成する（図１４の（Ｂ）参照）。第１絶縁層３１２は、抵抗体層３１８を介して、支持体３１０及びカソード電極３１１上に位置する。以上の［工程−３００］〜［工程−３１０］により、抵抗体層３１８は、「放出領域部分」においては、カソード電極３１１と第１絶縁層３１２との間、「非放出領域部分」においては、第２絶縁層３１９と第１絶縁層３１２との間に位置する。

［工程−３２０］
次いで、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、第１絶縁層３１２上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向（Ｘ方向）に延びる複数のゲート電極３１３を形成する。その後、実施例１の［工程−１４０］と同様にして、ゲート電極３１３の上に層間絶縁層３１７を形成し、次いで、その上に収束電極３１６を形成する。層間絶縁層３１７及び収束電極３１６には、電子放出領域に相当する部分のゲート電極３１３が露出するように、開口部が設けられている（図１４の（Ｃ）参照）。

［工程−３３０］
次いで、実施例１の［工程−１５０］と同様にして、ゲート電極３１３に形成された第１開口部３１４Ａ、及び、第１絶縁層３１２に形成され、第１開口部３１４Ａと連通した第２開口部３１４Ｂを設ける（図１５の（Ａ）参照）。開口部３１４Ｂの底部には、抵抗体層３１８が露出している。

［工程−３４０］
その後、実施例１の［工程−１６０］と同様にして、第２開口部３１４Ｂの底部に位置する電子放出部３１５を設ける（図１５の（Ｂ）参照）。実施例３では、電子放出部３１５をスピント型電界放出素子の電子放出部としたが、これに限るものではない。

以上の［工程−３００］〜［工程−３４０］により、実施例２のカソードパネルを製造することができる。また、次いで、実施例１の［工程−１７０］と同様にして、実施例３の表示装置を完成させることができる。

実施例４も、本発明のカソードパネル、及び、本発明の表示装置に関する。実施例４は、第１絶縁層と第２絶縁層の積層の順序が相違する点が、実施例１と主に相違する。より具体的には、重複領域の電子放出領域以外の部分（「非放出領域部分」）において、第１絶縁層は、カソード電極上に形成されている。実施例４の表示装置の概念的な一部端面図を、図１６に示す。実施例４のカソードパネルＣＰは、表４に示した「第２の構造」を備える。より具体的には、実施例４のカソードパネルＣＰは、表４に示す「２−Ａの態様」に該当する。尚、第２絶縁層４１９上には、層間絶縁層４１７を介して、収束電極４１６が設けられている。

アノードパネルＡＰ、スペーサ４０、及び、枠体２６の構成、動作、及び、作用については、従来例で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。また、支持体４１０、及びカソード電極４１１は、従来例における支持体１０及びカソード電極１１と同一の構成であり、更には、ゲート電極４１３、開口部４１４、電子放出部４１５、収束電極４１６、及び、層間絶縁層４１７は、従来例におけるゲート電極１３、開口部１４、電子放出部１５、収束電極１６、及び、層間絶縁層１７と同様の構成である。従って、これらについては、詳細な説明を省略する。尚、重複領域ＳＡ以外の領域における積層態様は、表４の「２−Ａの態様」の欄の通りである。

図１７の（Ａ）は、図１６と同様にＹ−Ｚ平面によって実施例４のカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図１７の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。

図１７と従来例１の図３とを対比して明らかなように、実施例４のカソードパネルは、「非放出領域部分」において、ゲート電極４１３とカソード電極４１１との間隔が、従来例１のカソードパネルに比べて広い。従って、「非放出領域部分」についての静電容量は、従来例４よりも小さい。一方、図１７における第１絶縁層４１２の厚さが図３における絶縁層１２と同じ厚さであれば、実施例４のカソードパネルにおける「放出領域部分」のゲート電極とカソード電極との間隔は、従来例１と同様になる。従って、実施例１のカソードパネルにおける電子放出領域の動作特性は、従来例１と同様の特性に保たれる。

以下、図１８の（Ａ）〜（Ｃ）及び図１９の（Ａ）〜（Ｂ）を参照して、実施例４のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明する。

［工程−４００］
先ず、実施例１の［工程−１００］と同様にして、支持体４１０上に、第１の方向（Ｙ方向）に延びる複数のカソード電極４１１を形成する。次いで、実施例１の［工程−１２０］と同様にして、支持体４１０及びカソード電極４１１上に、第１絶縁層４１２を形成する（図１８の（Ａ）参照）。

［工程−４１０］
その後、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、第１絶縁層４１２の上に、第２絶縁層４１９を形成する。尚、第２絶縁層４１９には、所定の開口部４１９Ａが設けられている（図１８の（Ｂ）参照）。この開口部４１９Ａは、実施例１の開口部１１９Ａと同様に、カソードパネルＣＰの電子放出領域ＥＡに対応する位置に設けられている。

［工程−４２０］
次いで、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、第２絶縁層４１９及び第１絶縁層４１２（より具体的には、第２絶縁層４１９の開口部４１９Ａに露出した第１絶縁層４１２）上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向（Ｘ方向）に延びる複数のゲート電極４１３を形成する。その後、実施例１の［工程−１４０］と同様にして、ゲート電極４１３の上に層間絶縁層４１７を形成し、次いで、その上に収束電極４１６を形成する。層間絶縁層４１７及び収束電極４１６には、電子放出領域に相当する部分のゲート電極４１３が露出するように、開口部が設けられている（図１８の（Ｃ）参照）。

［工程−４３０］
次いで、実施例１の［工程−１５０］と同様にして、ゲート電極４１３に形成された第１開口部４１４Ａ、及び、第１絶縁層４１２に形成され、第１開口部４１４Ａと連通した第２開口部４１４Ｂを設ける（図１９の（Ａ）参照）。開口部４１４Ｂの底部には、カソード電極４１１が露出している。

［工程−４４０］
その後、実施例１の［工程−１６０］と同様にして、第２開口部４１４Ｂの底部に位置する電子放出部４１５を設ける（図１９の（Ｂ）参照）。実施例４では、電子放出部４１５をスピント型電界放出素子の電子放出部としたが、これに限るものではない。

以上の［工程−４００］〜［工程−４４０］により、実施例４のカソードパネルを製造することができる。また、次いで、実施例１の［工程−１７０］と同様にして、実施例４の表示装置を完成させることができる。

実施例５は、実施例４の変形である。実施例５は、抵抗体層を備える点が、実施例４と主に相違する。より具体的には、カソード電極とゲート電極とが重複する重複領域には抵抗体層が形成されており、この抵抗体層は、カソード電極と第１絶縁層との間に位置する。抵抗体層を設けることにより、電子放出部の電流放出特性を調整することができると共に、放電等により過大な電流が表示装置に流れることを防止することができる。

実施例５の表示装置の概念的な一部端面図を、図２０に示す。実施例５のカソードパネルＣＰは、表５に示した「第２Ａの構造」を備える。より具体的には、実施例５のカソードパネルＣＰは、表５に示す「２Ａ−Ａの態様」に該当する。実施例５の表示装置におけるアノードパネルＡＰ、スペーサ４０、及び、枠体２６の構成、動作、及び、作用については、従来例で説明したと同様であるので、ここでは説明を省略する。また、支持体５１０、及びカソード電極５１１は、従来例における支持体１０及びカソード電極１１と同一の構成であり、更には、ゲート電極５１３、開口部５１４、電子放出部５１５、収束電極５１６、及び、層間絶縁層５１７は、従来例におけるゲート電極１３、開口部１４、電子放出部１５、収束電極１６、及び、層間絶縁層１７と同様の構成である。従って、これらについては、詳細な説明を省略する。尚、重複領域ＳＡ以外の領域における積層態様は、表５の「２Ａ−Ａの態様」の欄の通りである。

図２１の（Ａ）は、図２０と同様にＹ−Ｚ平面によって実施例５のカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図２１の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。

図２１と従来例２の図９とを対比して明らかなように、実施例５のカソードパネルは、「非放出領域部分」において、ゲート電極５１３とカソード電極５１１との間隔が、従来例２のカソードパネルに比べて広い。従って、「非放出領域部分」についての静電容量は、従来例２よりも小さい。一方、図２１における第１絶縁層５１２の厚さが図９における絶縁層１２と同じ厚さであれば、実施例５のカソードパネルにおける「放出領域部分」のゲート電極とカソード電極との間隔は、従来例２と同様になる。従って、実施例２のカソードパネルにおける電子放出領域の動作特性は、従来例２と同様の特性に保たれる。

以下、図２２の（Ａ）〜（Ｃ）及び図２３の（Ａ）〜（Ｂ）を参照して、実施例５のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明する。

［工程−５００］
先ず、実施例１の［工程−１００］と同様にして、支持体５１０上に、第１の方向（Ｙ方向）に延びる複数のカソード電極５１１を形成する。次いで、支持体５１０及びカソード電極５１１上の全面に、抵抗体層５１８を形成する。実施例５では、ＳｉＣから成る抵抗体層５１８を、スパッタリング法により形成したが、これに限るものではない。その後、実施例１の［工程−１２０］と同様にして、抵抗体層５１８上に、第１絶縁層５１２を形成する（図２２の（Ａ）参照）。

［工程−５１０］
その後、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、第１絶縁層５１２の上に、第２絶縁層５１９を形成する。尚、第２絶縁層５１９には、所定の開口部５１９Ａが設けられている（図２２の（Ｂ）参照）。この開口部５１９Ａは、実施例１の開口部１１９Ａと同様に、カソードパネルＣＰの電子放出領域ＥＡに対応する位置に設けられている。

［工程−５２０］
次いで、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、第２絶縁層５１９及び第１絶縁層５１２（より具体的には、第２絶縁層５１９の開口部５１９Ａに露出した第１絶縁層５１２）上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向（Ｘ方向）に延びる複数のゲート電極５１３を形成する。その後、実施例１の［工程−１４０］と同様にして、ゲート電極５１３の上に層間絶縁層５１７を形成し、次いで、その上に収束電極５１６を形成する。層間絶縁層５１７及び収束電極５１６には、電子放出領域に相当する部分のゲート電極５１３が露出するように、開口部が設けられている（図２２の（Ｃ）参照）。

［工程−５３０］
次いで、実施例１の［工程−１５０］と同様にして、ゲート電極５１３に形成された第１開口部５１４Ａ、及び、第１絶縁層５１２に形成され、第１開口部５１４Ａと連通した第２開口部５１４Ｂを設ける（図２３の（Ａ）参照）。開口部５１４Ｂの底部には、抵抗体層５１８が露出している。

［工程−５４０］
その後、実施例１の［工程−１６０］と同様にして、第２開口部５１４Ｂの底部に位置する電子放出部５１５を設ける（図２３の（Ｂ）参照）。実施例５では、電子放出部５１５をスピント型電界放出素子の電子放出部としたが、これに限るものではない。

以上の［工程−５００］〜［工程−５４０］により、実施例５のカソードパネルを製造することができる。また、次いで、実施例１の［工程−１７０］と同様にして、実施例５の表示装置を完成させることができる。

以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこ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。

実施例では、カソード電極とゲート電極を帯状として説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、カソード電極あるいはゲート電極を、幹電極に枝電極が繋がる構成とし、枝電極の部分が対向して重複領域を形成する構成とすることもできる。

実施例では、絶縁層を第１絶縁層と第２絶縁層の積層構造としたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、絶縁層が単一の層から成り、電子放出領域を設けるべき部分の絶縁層を所定の厚さになるまでエッチング法等により加工することにより、重複領域の電子放出領域部分における絶縁層の厚さを重複領域の電子放出領域以外の部分における絶縁層の厚さよりも薄くした構成とすることもできる。

電界放出素子においては、専ら１つの開口部に１つの電子放出部が対応する形態を説明したが、電界放出素子の構造に依っては、１つの開口部に複数の電子放出部が対応した形態、あるいは、複数の開口部に１つの電子放出部が対応する形態とすることもできる。また、専ら各電子放出領域のゲート電極に複数の開口部が配置されている形態を説明したが、各電子放出領域のゲート電極に１つの開口部が設けられている形態とすることもできる。

図１は、実施例１の表示装置の概念的な一部端面図である。 図２の（Ａ）は、図１と同様にＹ−Ｚ平面によって実施例１のカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図２の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図３は、図２４に示した従来例１のカソードパネルＣＰを、図２４と同様にＹ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図３の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図４の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明するための、Ｘ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図５の（Ａ）〜（Ｂ）は、図４の（Ｃ）に引き続き、実施例１のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明するための、Ｘ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図６の（Ａ）〜（Ｂ）は、図５の（Ｂ）に引き続き、実施例１のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明するための、Ｘ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図７は、実施例２の表示装置の概念的な一部端面図である。 図８の（Ａ）は、図７と同様にＹ−Ｚ平面によって実施例２のカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図８の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図９は、図２６に示した従来例２のカソードパネルＣＰを、図２６と同様にＹ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図９の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図１０の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明するための、Ｘ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図１１の（Ａ）〜（Ｂ）は、図１０の（Ｃ）に引き続き、実施例２のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明するための、Ｘ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図１２は、実施例３の表示装置の概念的な一部端面図である。 図１３の（Ａ）は、図１２と同様にＹ−Ｚ平面によって実施例３のカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図１３の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図１４の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例３のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明するための、Ｘ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図１５の（Ａ）〜（Ｂ）は、図１４の（Ｃ）に引き続き、実施例３のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明するための、Ｘ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図１６は、実施例４の表示装置の概念的な一部端面図である。 図１７の（Ａ）は、図１６と同様にＹ−Ｚ平面によって実施例４のカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図１７の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図１８の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明するための、Ｘ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図１９の（Ａ）〜（Ｂ）は、図１８の（Ｃ）に引き続き、実施例４のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明するための、Ｘ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図２０は、実施例５の表示装置の概念的な一部端面図である。 図２１の（Ａ）は、図２０と同様にＹ−Ｚ平面によって実施例５のカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図であり、図２０の（Ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面によって切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図２２の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例５のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明するための、Ｘ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図２３の（Ａ）〜（Ｂ）は、図２２の（Ｃ）に引き続き、実施例５のカソードパネルの製造方法、及び、表示装置の製造方法を説明するための、Ｘ−Ｚ平面によってカソードパネルＣＰを切断したときの断面に沿ったと同様の一部端面図である。 図２４は、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である。 図２５は、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である。 図２６は、抵抗体層が設けられている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である。 図２７の（Ａ）は、支持体上のカソード電極とゲート電極との配置関係を、模式的に示した図であり、図２７の（Ｂ）は、カソード電極とゲート電極との重複領域の構造を、模式的に示した図である。

符号の説明

ＣＰ・・・カソードパネル、ＡＰ・・・アノードパネル、１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０・・・支持体、１１，１１１，２１１，３１１，４１１，５１１・・・カソード電極、１２・・・絶縁層、１１２，２１２，３１２，４１２，５１２・・・第１絶縁層、１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３・・・ゲート電極、１４，１１４，２１４，３１４，４１４，５１４・・・開口部、１４Ａ，１１４Ａ，２１４Ａ，３１４Ａ，４１４Ａ，５１４Ａ・・・第１開口部、１４Ｂ，１１４Ｂ，２１４Ｂ，３１４Ｂ，４１４Ｂ，５１４Ｂ・・・第２開口部、１５，１１５，２１５，３１５，４１５，５１５・・・電子放出部、１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６・・・収束電極、１７，１１７，２１７，３１７，４１７，５１７・・・層間絶縁層、１８，２１８，３１８，５１８・・・抵抗体層、１１９，２１９，３１９，４１９，５１９・・・第２絶縁層、１１９Ａ，２１９Ａ，４１９Ａ，５１９Ａ・・・開口部、１１９Ｂ・・・端面、２０・・・基板、２１・・・隔壁、２２，２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ・・・蛍光体層、２３・・・光吸収層、２４・・・アノード電極、２５・・・スペーサ保持部、２６・・・枠体、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・・・スペーサ、４０Ａ・・・スペーサ基材、４０Ｂ・・・帯電防止膜

Claims (2)

1. （Ａ）支持体、
   （Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数のカソード電極、
   （Ｃ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
   （Ｄ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数のゲート電極、及び、
   （Ｅ）カソード電極とゲート電極とが重複する重複領域に設けられた電子放出領域、
   から成る冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネルであって、
   電子放出領域には、
   （ａ）ゲート電極に形成された第１開口部、
   （ｂ）絶縁層に形成され、第１開口部と連通した第２開口部、及び、
   （ｃ）第２開口部の底部に位置する電子放出部、
   が設けられており、
   重複領域の電子放出領域部分における絶縁層の厚さは、重複領域の電子放出領域以外の部分における絶縁層の厚さよりも薄く、
   重複領域の電子放出領域以外の部分において、前記絶縁層は、第１絶縁層及び第２絶縁層の積層構造を有し、
   重複領域の電子放出領域部分において、前記絶縁層は、第１絶縁層から成り、
   重複領域の電子放出領域以外の部分において、第２絶縁層は、カソード電極上に形成されており、第１絶縁層は、第２絶縁層上に形成されており、
   重複領域には抵抗体層が形成されており、
   該抵抗体層は、
   重複領域の電子放出領域部分においては、カソード電極と第１絶縁層との間、
   重複領域の電子放出領域以外の部分においては、第２絶縁層と第１絶縁層との間、
   に位置する冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネル。
2. 冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネル、及び、蛍光体層とアノード電極とを備えた冷陰極電界電子放出表示装置用アノードパネルが、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であって、
   冷陰極電界電子放出表示装置用カソードパネルは、
   （Ａ）支持体、
   （Ｂ）支持体上に形成され、第１の方向に延びる複数のカソード電極、
   （Ｃ）支持体及びカソード電極上に形成された絶縁層、
   （Ｄ）絶縁層上に形成され、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数のゲート電極、及び、
   （Ｅ）カソード電極とゲート電極とが重複する重複領域に設けられた電子放出領域、
   から成り、
   電子放出領域には、
   （ａ）ゲート電極に形成された第１開口部、
   （ｂ）絶縁層に形成され、第１開口部と連通した第２開口部、及び、
   （ｃ）第２開口部の底部に位置する電子放出部、
   が設けられており、
   重複領域において、電子放出領域における絶縁層の厚さは、電子放出領域以外の部分における絶縁層の厚さよりも薄く、
   重複領域の電子放出領域以外の部分において、前記絶縁層は、第１絶縁層及び第２絶縁層の積層構造を有し、
   重複領域の電子放出領域部分において、前記絶縁層は、第１絶縁層から成り、
   重複領域の電子放出領域以外の部分において、第２絶縁層は、カソード電極上に形成されており、第１絶縁層は、第２絶縁層上に形成されており、
   重複領域には抵抗体層が形成されており、
   該抵抗体層は、
   重複領域の電子放出領域部分においては、カソード電極と第１絶縁層との間、
   重複領域の電子放出領域以外の部分においては、第２絶縁層と第１絶縁層との間、
   に位置する冷陰極電界電子放出表示装置。

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