【手続補正書】
【提出日】平成16年8月2日(2004.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  画像表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、カソード電極と電子ビームの放出電極とが形成されるとともに上記カソード電極に対向してゲート電極が形成されてなるバックプレートと、
透明な基板上に形成した蛍光膜層と、この蛍光膜層間の非発光領域にそれぞれ位置するブラックマトリックスとが形成され、真空空間部を介して上記バックプレートに対向配置されてなるフェイスプレートとを備え、
上記フェイスプレートは、上記ブラックマトリックスがガラスを母材として上記蛍光膜層の発光面よりも突出されたリブ状凸部として形成されるとともに、このブラックマトリックスと上記蛍光膜層とのほぼ表面全体が導電薄膜層で被覆されたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
上記ブラックマトリックスには、その外周側面を含む表面に上記導電薄膜層と電気的に接続される下地導電薄膜層が被膜形成されたことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
上記ブラックマトリックスは、母材を構成するガラスに、上記蛍光膜層よりも外光反射率が低い鉛ガラスを用いたことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項４】
上記ブラックマトリックスは、上記フェイスプレートの主面に形成した上記蛍光膜層よりも外光反射率が低い薄膜パターン上に形成されたことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項５】
上記ブラックマトリックスは、上辺に対して底辺の幅が大とされた断面が略台形とされることによって側面が傾斜面として構成され、この傾斜面にも上記導電薄膜層が被膜形成されたことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置に関し、さらに詳しくは、薄型で大型の画面を構成できるフィールド・エミッション・ディスプレィ（以下、ＦＥＤと略称する。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像表示装置においては、薄型で大型画面化と軽量化に限界がある陰極線管に代わる種々の薄型表示装置、いわゆるフラットパネル・ディスプレィ（ＦＰＤ）の検討が図られている。ＦＰＤとしては、例えばプラズマ・ディスプレィ・パネル（ＰＤＰ）、ＦＥＤ、プラズマ・アドレス液晶（ＰＡＬＣ）パネル或いは有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレィ等が提案されている。
【０００３】
ＰＤＰは、概略、互いに対向する一対のガラス基板間に隔壁で仕切られた多数個のセルを構成するとともに、これらセルの内部に蛍光体を塗布して蛍光膜層を形成しかつキセノンを含む放電ガスが充填されてなる。ＰＤＰは、セル内に設けた電極に画像データ信号に応じて電圧を印加することによって放電ガスに放電現象を生じさせ、これにより発生する紫外線が蛍光膜層を照射し励起／発光させることにより画像表示を行う。ＰＤＰは、上述したように各セル単位で発光が行われるため、セル毎に赤、緑、青の蛍光体を塗り分けることによりカラー表示が行われる。
【０００４】
また、ＰＡＬＣは、大型化が困難である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型ＬＣＤの問題点を解決する装置として提案されたものであり、ＬＣＤのスイッチング部をＴＦＴに代えてプラズマスイッチによって構成した装置である。ＰＡＬＣは、長溝状の放電空間部内に互いに平行なカソード電極とアノード電極とがそれぞれ形成された第１のガラス基板と、カソード電極とアノード電極とに直交するとともにプローブと接続されたストライプ状電極が形成された第２のガラス基板とを対向配置するとともに、第２のガラス基板に第１のガラス基板との間に放電空間部を構成するようにしてＬＣＤを接合しかつ放電空間部内に放電ガスを充填してなる。ＰＡＬＣは、ストライプ状電極にＬＣＤの駆動用信号を印加した状態で、画像データ信号に応じた電圧をカソード電極に印加することによって放電ガスにプラズマ放電を発生させ、ストライプ状電極のプローブとアノード電極間を導通状態としてＬＣＤを駆動する。
【０００５】
一方、ＦＥＤは、概略、カソード電極と多数個のカソードチップ（電子放出素子）とが形成されるとともに各カソード電極に対応してゲート電極が配置されてなる第１のガラス基板（バックプレート）と、蛍光膜層とが形成され真空空間部を介してバックプレートに対向配置されてなる第２のガラス基板（フェイスプレート）とを備えてなる。なお、カソードチップについては、基板上に平面形状の素子を形成して構成したＦＥＤも提案されている。
【０００６】
ＦＥＤは、画像データ信号に応じた電圧が各電極に印加されるとカソードチップから放出された電子ビームがアノード電圧によって加速されてフェイスプレートの蛍光膜層を照射する。ＦＥＤは、これによって蛍光膜層が励起／発光して画像表示が行われる。ＦＥＤは、陰極線管と同様に電子ビームを照射して蛍光膜層を励起／発光する基本原理を同等とすることから、優れた色再現性が期待されている。
【０００７】
ところで、ＦＥＤにおいては、蛍光膜層に照射された電子ビームの一部が、この蛍光膜層の構成物質に応じてバックプレート側へとランダムに反射されて散乱する。ＦＥＤは、アノード電極が、蛍光膜層に電子の投射によってチャージされる電圧をアースするアースメタルパック層がアルミを蒸着することによって形成されている。ＦＥＤは、このメタルパック層により蛍光膜層への入射電子量のほぼ２０％近くが反射されてバックプレート側へと散乱する。反射電子は、アノード電極／カソード電極間の電圧によって再びフェイスプレート側へと吸引されて蛍光膜層を投射する。
【０００８】
ＦＥＤは、上述したように反射電子が蛍光膜層によって散乱した状態で反射されることから、戻り電子ビームが隣接する他の領域の蛍光膜層にも入射されてしまうことがある。このため、ＦＥＤは、コントラストや色純度が低下して表示画質が劣化するといった問題が生じる。
【０００９】
米国特許第５４７７１０５号明細書（特許文献１）には、かかる問題点を解決するために、各蛍光膜層間の非発光領域に対応してフェイスプレートの主面にブラックマトリックスが形成されるとともに、このブラックマトリックスを各蛍光膜層の発光面に対してカソード側に隆起させて構成したＦＥＤが開示されている。特許文献１に記載されるＦＥＤによれば、蛍光膜層によって反射される電子がブラックマトリックスの隆起した側壁によって拡散する方向の反射が抑制されることから、表示画質の劣化が防止される効果が期待される。
【００１０】
また、米国特許第５１６０８７１号明細書（特許文献２）には、蛍光膜層よりも外光反射率が低い特性を有する鉛ガラス（ソルダーガラス）によってプレート表面に立体の非発光領域を形成した表示装置が開示されている。この鉛ガラスによる形成部位は、蛍光膜層とスペーサとが直接接触することを防止する絶縁体として作用する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献１においては、ブラックマトリックスを形成する材料として、メタル、セラミック、セミコンダクタ或いはカーボン等が挙げられ、これらを単体或いは複数で使用する旨が開示されている。しかしながら、これらブラックマトリックス形成材料は、いずれもガラス材からなるフェイスプレートとの接着性や機械的強度、充分な高さ寸法の確保、製造性或いは真空材料としての信頼性等の条件を満足するものではない。
【００１２】
また、上述した特許文献２に記載される技術は、鉛ガラスが用いられることでガラス材からなるフェイスプレートとの相性がよいことから、上述した特許文献に記載される材料の問題点を解消するとともに発光領域と非発光領域とにコントラスト差がついてより明瞭な画像表示が行われることからブラックマトリックスの形成材料として用いて好適である。この鉛ガラスによって形成されるブラックマトリックスは、上述したように鉛ガラスが蛍光膜層とスペーサとの絶縁を保持する部材であることから絶縁材として構成されることになり、メタルバックと電気的に絶縁されてフェイスプレートに絶縁部位を構成する。
【００１３】
ＦＥＤにおいては、電子ビームの照射によってフェイスプレートに存在する絶縁部位に電圧チャージが生じる。この電圧チャージは、絶縁部位からの微小放電によるノイズの発生或いは電子ビームの軌道への影響による輝度ムラの発生等によって表示画質が不安定となるといった問題を生じさせる。したがって、ＦＥＤにおいては、上述した特許文献２に記載された鉛ガラスによって上述した第１の米国特許に記載された蛍光膜層からの反射電子の拡散を抑制するブラックマトリックスをフェイスプレートに形成した場合において、このブラックマトリックスが絶縁材によって構成されるために電圧チャージ現象が生じて上述した不都合を解消し得ない。
【００１４】
上述した特許文献１には、ブラックマトリックスを複数材料によって形成することが記載されていることから、例えば鉛ガラスと適宜の導電材とでその材料を構成することによって例えばメタルバックとの電気的導通を保持したＦＥＤの開発も考慮される。かかるＦＥＤにおいては、複数材料を適性な状態で管理することが難しいために信頼性が低いといった問題点やブラックマトリックスの側面部位をどのように処理して電圧チャージ現象を抑制するかといった問題点を解消するまでには至らない。
【００１５】
したがって、本発明は、蛍光膜層において反射される電子ビームの散乱を抑制と電圧チャージ現象の低減とによって表示画像の高画質化と安定化とを図った画像表示装置を提供することを目的に提案されたものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する本発明に係る画像表示装置は、基板上に、カソード電極と電子ビームの放出電極とが形成されるとともにカソード電極に対向してゲート電極が形成されてなるバックプレートを備える。画像表示装置は、透明な基板上に形成した蛍光膜層と、この蛍光膜層間の非発光領域にそれぞれ位置するブラックマトリックスとが形成され、真空空間部を介してバックプレートに対向配置されてなるフェイスプレートを備える。画像表示装置は、フェイスプレートのブラックマトリックスが、ガラスを母材として蛍光膜層の発光面よりも突出されたリブ状凸部として形成されるとともに、このブラックマトリックスと蛍光膜層とのほぼ表面全体が導電薄膜層で被覆されて構成される。
【００１７】
以上のように構成された本発明に係る画像表示装置によれば、画像データ信号に応じた電圧が各電極に印加されることによりカソードチップから放出された電子ビームがゲート電圧によって加速されてフェイスプレートの蛍光膜層を照射し、この蛍光膜層を励起／発光して画像表示が行われる。画像表示装置においては、リブ状ブラックマトリックスによって蛍光膜層で反射された電子の拡散する方向の反射が抑制されて他の蛍光膜層への入射が低減されることから、コントラストや色純度が良好に保持されて高画質の表示が行われる。また、リブ状ブラックマトリックスがガラス母材の材料によって形成されることから、基板との機械的接合が強固であるとともに生産性よく形成される。さらに、電子ビームが照射されるリブ状ブラックマトリックスと蛍光膜層とのほぼ表面全体が導電薄膜に被覆されることから、フェイスプレートにおける電圧チャージ現象が抑制され、微小放電ノイズや電子ビームのズレが低減されて表示画像の安定化が図られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をカラーディスプレィ用ＦＥＤ（フィールド・エミッション・ディスプレィ）に適用した例を挙げて説明する。
本発明に係るカラーディスプレィ用ＦＥＤ（フィールド・エミッション・ディスプレィ）１は、図１に示すように、バックプレート（エミッタ・アレイ・パネル）２とフェイスプレート（アノード・パネル）３とがフレーム４及びフリットシール５ａ，５ｂによって所定の対向間隔に保持されるとともに真空空間部６を構成して組み合わされてなる。ＦＥＤ１は、電子放出素子としていわゆるスピントタイプエミッタと称される多数個のカソードチップ７を有している。ＦＥＤ１は、これらカソードチップ７から出射された電子ビームをフェイスプレート３の主面に詳細を後述するが各画素に対応して３色の蛍光体をストライプ状に塗布してそれぞれ形成してなる赤色蛍光膜層８Ｒ、青色蛍光膜層８Ｂ、緑色蛍光膜層８Ｇに投射してこれを励起／発光させて画像表示を行う。なお、以下の説明で、各蛍光膜層８Ｒ、８Ｂ、８Ｇの全体を示すときには単に蛍光膜層８と称する。
【００１９】
バックプレート２は、ガラスやシリコン等からなる基板９の主面９ａ上に、エッチング法や真空蒸着法等によって所定のパターン形状を以って形成された第１層目の多数個のカソード電極１０と、これらカソード電極１０上に第２層目として形成される抵抗層１１と、これら抵抗層１１上に第３層目としてエミッタ電極を構成する上述した多数個のカソードチップ７とが積層された状態で形成されてカソード部を構成してなる。バックプレート２には、カソード部に対してスペーサ１２を介して薄板状のゲート電極１３が対向して配置されている。カソード電極１０及び抵抗層１１は、ストライプ状の蛍光膜層８に対応して基板９の主面９ａ上にそれぞれストライプ状に成膜形成されてなる。カソード電極１０とゲート電極１３とは、互いに直交するマトリックス状に配列されており、それぞれの交差部分が各画素に対応している。
【００２０】
カソードチップ７は、詳細を後述する蛍光膜層８に対応してそれぞれ多数個、すなわち１画素に対して例えば数百個乃至数千個が形成されている。各カソードチップ７は、それぞれ先端部が尖った円錐状を呈する冷陰極として構成され、基板９の主面上にカソード電極１０及び抵抗層１１を介してチップ状に形成されてなる。各カソードチップ７は、その先端部がゲート電極１３に形成した電子放出孔１４にそれぞれ対応して位置している。
【００２１】
バックプレート２については、上述したように基板９上に成膜形成したスピントタイプのカソードチップ７によって電子放出素子を構成したが、その他の電子放出素子によって構成するようにしてもよい。
【００２２】
フェイスプレート３は、図２に示すように、透明なガラス基板１５のバックプレート２との対向主面１５ａ上に形成された蛍光膜層８と、ブラックマトリックス１７と、蛍光膜層８及びブラックマトリックス１７を被覆して形成されたメタルパック層１８とから構成される。蛍光膜層８は、ガラス基板１５の主面１５ａ上に、１画素毎に赤色蛍光体と青色蛍光体及び緑色蛍光体とをストライプ状に塗布することによってそれぞれ赤色蛍光膜層８Ｒ、青色蛍光膜層８Ｂ、緑色蛍光膜層８Ｇとを構成してなる。
【００２３】
ブラックマトリックス１７は、鉛ガラスを母材として例えば酸化コバルト等の金属酸化物によって黒色に着色したガラスペーストを素材として詳細を後述する工程を経て各蛍光膜層８間の非発光領域にそれぞれ位置してマトリックス状に形成される。ブラックマトリックス１７は、各蛍光膜層８間の非発光領域にそれぞれ位置してマトリックス状に形成されてなり、電子ビームのずれによる色の混り現象の発生を防止する。また、ブラックマトリックス１７は、鉛ガラスを母材とすることから蛍光膜層８の発光面に対して外光反射率が低くなり、発光部位と非発光部位とのコントラスト比をあげて色のまざり作用の向上が図られる。
【００２４】
蛍光膜層８は、ブラックマトリックス１７によって区割りされたマトリックス空間部に塗布され、上述したように各画素に対応して赤色蛍光膜層８Ｒ、青色蛍光膜層８Ｂ及び緑色蛍光膜層８Ｇとからなる。赤色蛍光膜層８Ｒは、例えば酸化硫化イットリウムや酸化イットリウムにユーロビウムを混合した希土類蛍光塗料が用いられて形成される。青色蛍光膜層８Ｂは、例えば銀を含む硫化亜鉛蛍光塗料が用いられて形成される。さらに、緑色蛍光膜層８Ｇは、例えば銅及びアルミを含む混晶硫化物蛍光塗料が用いられて形成される。
【００２５】
メタルパック層１８は、ガラス基板１５に例えば真空蒸着法を施こすことにより上述した蛍光膜層８及びブラックマトリックス１７を被覆するアルミニウム薄膜によって構成され、アノード電極１６に接続されている。メタルパック層１８は、電子ビームの照射によって蛍光膜層８に発生する電圧チャージ現象を抑制することによって、電子ビームの加速度を保持しかつチャージ電圧の放電による微小ノイズの発生防止或いは電子ビームの軌道ズレ防止等の作用を奏する。勿論、メタルパック層１８は、ブラックマトリックス１７を被覆して形成されるが、本来の機能からはその表面上に形成されなくともよい。
【００２６】
ところで、フェイスプレート３は、ブラックマトリックス１７がその厚み寸法を蛍光膜層８の厚み寸法よりも大とした所定の高さ寸法を有するリブ状凸部としてガラス基板１５の主面１５ａに形成される。フェイスプレート３は、具体的には図２に示すように、蛍光膜層８がその膜厚ｔを約１０ｕｍに形成され、画素ピッチを０．３ｍｍとしてブラックマトリックス１７がそのピッチｐを０．１ｍｍ、幅寸法ｗを４０ｕｍ、高さ寸法ｈを５０ｕｍに形成され、さらにメタルパック層１８がその膜厚ｍを約０．２ｕｍに形成される。したがって、フェイスプレート３は、ガラス基板１５の主面１５ａ上に、蛍光膜層８の蛍光面に対してブラックマトリックス１７が突出した状態を呈している。
【００２７】
フェイスプレート３には、上述したように蛍光膜層８とブラックマトリックス１７とを被覆するメタルパック層１８が成膜形成される。このメタルパック層１８は、真空蒸着法によって成膜されることから、蛍光膜層８から突出するブラックマトリックス１７の垂直な外周側面１７ａに殆ど成膜形成されない。ブラックマトリックス１７は、上述したように絶縁材である鉛ガラスを母材としたガラスペーストによって形成される。したがって、フェイスプレート３は、このブラックマトリックス１７の外周側面１７ａによって電子ビームの照射面の一部にメタルパック層１８によって被覆されない絶縁部位が生じることになる。
【００２８】
フェイスプレート３においては、ブラックマトリックス１７を形成する際に、例えばＩｎとＳｎとの混合酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズを有機溶剤によってスラリー状とした導電材を予めその外周面の全体にコーティングすることによって導電性薄膜１９が被覆形成される。したがって、フェイスプレート３は、メタルパック層１８と導電性薄膜１９とによって蛍光膜層８及びブラックマトリックス１７の電子ビームの照射面に上述した絶縁部位が存在しないように構成されている。
【００２９】
以上のように構成されたＦＥＤ１によれば、画像データ信号に応じた電圧がエミッタ電極のカソードチップ７とゲート電極１３との間に印加されることによって、カソードチップ７の先端から電子ビームが放出される。電子ビームは、図１に矢印で示すようにゲート電極１３の電子放出孔１４から真空空間部６内へと放出される。ＦＥＤ１は、バックプレート２側のカソード電極１０にマイナス電位の電圧が印加されるとともにフェイスプレート３側にプラス電位の電圧が印加されることから、加速されてフェイスプレート３に形成した蛍光膜層８を照射し、この蛍光膜層８を励起／発光して画像表示が行われる。
【００３０】
ＦＥＤ１は、上述したように蛍光膜層８の表面にアルミニウムのメタルパック層１８が蒸着されていることから、このメタルパック層１８によって電子ビームの一部がバックプレート２側へとランダムに反射される。反射電子ビームは、カソード電極１０とフェイスプレート３との電位差によって再び蛍光膜層８へと到達する。ＦＥＤ１は、上述したように蛍光膜層８を区割りするブラックマトリックス１７をリブ状凸部として構成したことによって、反射電子ビームの拡散が抑制される。したがって、ＦＥＤ１は、反射電子ビームが隣接する他の蛍光膜層８に到達することが抑制されることから、コントラストや色純度が低下することは無く高精度の画質が保持される。
【００３１】
また、ＦＥＤ１は、ブラックマトリックス１７の外周面に導電性薄膜１９を被覆形成したことによりフェイスプレート３の電子ビーム照射面に絶縁部位を有しないことから、メタルパック層１８による電圧チャージ現象の発生を抑制する機能が確実に奏される。したがって、ＦＥＤ１は、カソード電極１０とフェイスプレート３間の電圧降下が抑制され、電子ビームが充分な速度を以って蛍光膜層８を照射することから蛍光体の発光輝度が保持される。
【００３２】
さらに、ＦＥＤ１は、ガラス基板１５との相性が良くかつ熱膨張率も同等の鉛ガラスによってリブ状ブラックマトリックス１７を形成することから機械的に強固に接合される。したがって、ＦＥＤ１は、高温或いは真空条件においても、ブラックマトリックス１７に剥離やひび割れといった不都合の発生が防止され信頼性の向上が図られる。
【００３３】
ブラックマトリックス１７は、ガラス基板１５の主面１５ａ上に、プラズマ・ディスプレィ・パネル（ＰＤＰ）においてガラス基板上に形成されるセルの形成工程と同様の工程によって形成される。すなわち、ブラックマトリックス１７の形成工程は、ガラス基板１５の主面１５ａの全体にガラス厚膜をコーティングする工程を第１の工程とする。ガラス厚膜には、上述したように鉛ガラスを母材として酸化コバルトによって黒色に着色したガラスペーストが用いられ、例えばスピンコート法等によって成膜される。なお、厚膜形成技術とは、基板上に厚み寸法が数ミクロンの均一な膜を成膜する技術である。
【００３４】
ガラス基板１５には、ガラス厚膜の表面にドライフィルムレジストがコーティングされ、ブラックマトリックス１７のパターンに応じた露光／現像処理が施される。ガラス基板１５には、サンドブラスト処理が施されて未露光部分がドライエッチングされた後、ブラックマトリックス１７に対応するガラス厚膜部分のドライフィルムレジストを剥離して焼成処理を施すことによってブラックマトリックス１７を形成する。なお、サンドブラスト処理は、形成されるブラックマトリックス１７の端部やガラス基板１５の主面１５ａに微小な凹凸が形成されるが、より粒子の小さなサンドを用いることにより後工程に影響の無い処理が可能である。
【００３５】
上述したブラックマトリックス１７の形成工程は、その高さ寸法が約５０ｕｍとＰＤＰのセルと比較して１／４程度であってガラス基板１５にガラス厚膜を比較的簡易な方法によって高精度に形成することが可能であるために、ブラックマトリックス１７を生産性よく形成することができる。ガラス基板１５には、形成されたブラックマトリックス１７の全周面にＩＴＯや酸化スズのコーティング処理が施されることによって導電薄膜層１９が形成される。
【００３６】
ガラス基板１５には、例えばスクリーン印刷法等によってブラックマトリックス１７により区割りされた領域内に所定の蛍光塗料が塗布されるとともに焼成処理が施されて蛍光膜層８が形成される。ガラス基板１５には、真空蒸着法によって蛍光膜層８及びブラックマトリックス１７の表面にアルミニウムが蒸着されてメタルパック層１８が成膜形成され、フェイスプレート３が製作される。
【００３７】
なお、上述したブラックマトリックス１７の形成工程において、感光性を有する鉛ガラスを用いてガラス厚膜を形成するようにしてもよい。ガラス厚膜は、ブラックマトリックス１７に対応したマスクを介して直接露光／現像される。
【００３８】
本発明は、上述したＦＥＤ１の構造に限定されるものではなく、例えば図３又は図４に示すＦＥＤにも適用できる。なお、以下の説明において、それぞれのバックプレートについては、上述したＦＥＤ１に備えられるバックプレート２と同様であるため、その説明を省略してフェイスプレートの構成についてのみ説明する。また、このフェイスプレートについても、ＦＥＤ１に備えられるフェイスプレート３と同等の構成については同一符号を付すことによってその説明を省略する。
【００３９】
本発明の他の実施の形態として図３に示したフェイスプレート２０は、ブラックマトリックス２３の形成方法に特徴を有している。すなわち、ガラス基板１５には、図３（Ａ）に示すように金属酸化物やカーボン等によってブラックマトリックス２３のパターンに対応した薄膜の遮光膜層２１が形成される。遮光膜層２１は、その厚みが１ミクロン乃至２ミクロン以下に成膜され、各蛍光膜層８の発光面に対してブラックマトリックス２３の形成部位を上述したＦＥＤ１のブラックマトリックス１７よりもさらに外光反射率の低い領域として構成する。
【００４０】
ガラス基板１５には、同図（Ｂ）に示すように遮光膜層２１を被覆するように所定の厚みを有する鉛ガラス層２２が厚膜形成される。鉛ガラス層２２は、感光性を有する鉛ガラスが用いられ、例えばスピンコート法等によってガラス基板１５の全面に均一な厚みを以って形成される。そして、ガラス基板１５には、同図に矢印で示すように遮光膜層２１を形成した主面１５ａの反対側主面１５ｂから鉛ガラス層２２の露光処理が行われる。なお、鉛ガラスは、感光性を有すればよく、特に黒色に着色を施したものを用いる必要は無い。
【００４１】
ガラス基板１５は、遮光膜層２１がマスキング作用を呈し、ブラックマトリックス２３の対応部位を除く他の部位が露光されることから、光学処理を施すことによって図３（Ｃ）に示すようにこの露光部位が除去される。ガラス基板１５には、焼成処理が施されることにより遮光膜層２１上に鉛ガラスによるブラックマトリックス２３が形成される。
【００４２】
ガラス基板１５には、図３（Ｄ）に示すように、形成されたブラックマトリックス２３の全周面にＩＴＯや酸化スズのコーティング処理が施されることによって導電薄膜層１９が形成される。ガラス基板１５には、さらに例えばスクリーン印刷法等によってブラックマトリックス２３によって区割りされた領域内に所定の蛍光塗料が塗布されるとともに焼成処理が施されて蛍光膜層８が形成される。ガラス基板１５には、真空蒸着法によって蛍光膜層８及びブラックマトリックス２３の表面にアルミニウムが蒸着されてメタルパック層１８が成膜形成されることにより、フェイスプレート２０が製作される。以上のように構成されたフェイスプレート２０は、ブラックマトリックス２３がリブ状凸部として構成されることからメタルパック層１８において反射される反射電子ビームの拡散を抑制してこの反射電子ビームによる隣接する他の蛍光膜層８への影響を抑制し、コントラストや色純度の低下を抑えて高精度の画像表示が行われるようにする。また、フェイスプレート２０は、メタルパック層１８と導電薄膜層１９とによって電子ビームの照射面がほぼ全体に亘って覆われることから、電圧チャージ現象による電圧降下が抑制されて電子ビームが充分な速度を以って蛍光膜層８を照射し、明るい画像表示が行われるようにする。
【００４３】
さらに、フェイスプレート２０は、ガラス基板１５との相性が良くかつ熱膨張率も同等の鉛ガラスを用いてリブ状ブラックマトリックス２３を形成することから、高温或いは真空条件においても信頼性の向上が図られる。また、フェイスプレート２０においては、ブラックマトリックス２３を光学処理して形成するに際して蛍光膜層８の発光面に対してブラックマトリックス２３の形成部位の外光反射率を低減する遮光膜層２１がマスク部材としても作用することから、製作工程の効率化が図られる。
【００４４】
本発明のさらに他の実施の形態として図４に示したフェイスプレート２５は、蛍光層８の発光面に対して外光反射率の低い鉛ガラスによってリブ状ブラックマトリックス２６を形成する構成については上述した各フェイスプレート３、２０と同様とするが、その形状に特徴を有している。すなわち、ブラックマトリックス２６は、図４に示すように、その断面形状が上辺に対して底辺の幅寸法が大とされた略台形を呈して形成される。したがって、ブラックマトリックス２６は、ガラス基板１５に形成される蛍光膜層８を区割りする側面２６ａが傾斜面として構成されてなる。
【００４５】
上述したフェイスプレート２５の製造工程は、ガラス基板１５の主面１５ａ上に黒色鉛ガラスによって所定の厚みを有するガラス厚膜をコーティングするガラス厚膜形成工程を有する。フェイスプレート２５の製造工程においては、このガラス厚膜に対して上述した工程と同様に光学的処理及びエッチング処理等を施してリブ状ブラックマトリックス２６を形成する。ブラックマトリックス２６は、例えばスバッタ角度が斜めとされるイオンスパッタ法により蛍光膜層８に対応する部位のガラス厚膜を除去する等の適宜の方法によって上述したように断面台形を呈して形成される。
【００４６】
フェイスプレート２５の製造工程においては、ブラックマトリックス２６が形成されたガラス基板１５に対して、蛍光膜層形成工程によって各ブラックマトリックス２６により区割りされた領域内に蛍光体を塗布して各蛍光膜層８を形成する。製造工程は、ガラス基板１５に対してアルミニウムの真空蒸着を施すメタルパック層形成工程によって、蛍光膜層８及びブラックマトリックス２６の表面にメタルパック層２７を成膜形成する。
【００４７】
ところで、真空蒸着法においては、一般に蒸着面に対して直交する垂直面に安定した膜厚のアルミニウム膜層を形成することが難しい。フェイスプレート２５は、上述したようにブラックマトリックス２６が断面台形とされ外周側面を傾斜面として構成したことにより、この外周側面にもアルミニウムがいわゆる斜め蒸着によって安定した状態で成膜形成される。したがって、フェイスプレート２５は、蛍光膜層８の表面とともにブラックマトリックス２６の表面全体にも連続したメタルパック層２７が成膜形成される。
【００４８】
以上のように構成されたフェイスプレート２５は、ブラックマトリックス２６にメタルパック層２７との導電性を保持するための導電薄膜層を予め成膜形成する工程が不要となり、より簡易な工程によって製造することが可能となる。フェイスプレート２５は、ブラックマトリックス２６がリブ状凸部として構成されることからメタルパック層２７において反射される反射電子ビームの拡散を抑制してこの反射電子ビームによる隣接する他の蛍光膜層８への影響を抑制し、コントラストや色純度の低下を抑えて高精度の画像表示が行われるようにする。また、フェイスプレート２５は、蛍光膜層８とブラックマトリックス２６の表面全体に連続したメタルパック層２７が成膜形成されることから、電圧チャージ現象によるカソード電極１０とアノード電極１６間の電圧降下が抑制される。したがって、フェイスプレート２５は、電子ビームが充分な速度を以って蛍光膜層８を照射し、明るい画像表示が行われるようにする。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る画像表示装置によれば、フェイスプレートのブラックマトリックスが、ガラスを母材として蛍光膜層の発光面よりも突出されたリブ状凸部として形成されるとともにこのブラックマトリックスと蛍光膜層とのほぼ表面全体が導電薄膜層で被覆されて構成される。したがって、画像表示装置は、導電薄膜層で反射される反射電子ビームの拡散を抑制してこの反射電子ビームによる隣接する他の蛍光膜層への影響を抑制してコントラストや色純度の低下を抑えて高精度の画像表示が行われる。また、画像表示装置は、蛍光膜層及びブラックマトリックスにおける電子ビームの照射による電圧チャージ現象が抑制されて電子ビームが速度損失を生じること無く蛍光膜層を照射することから、微小放電ノイズや電子ビームの軌道ズレによる輝度ムラの発生が無い明るい画像表示が行われる。さらに、画像表示装置は、基板に対してブラックマトリックスが充分な機械的強度を以って形成されるとともに熱膨張も同等であることから、高温／真空環境条件においてもクラックや剥離の発生が抑制されて信頼性の向上が図られる。さらにまた、画像表示装置は、ブラックマトリックスが極めて簡易な工程によって高精度に形成され、生産性の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＦＥＤの概略構成を説明する要部縦断面図である。
【図２】本発明に係るＦＥＤに備えられるフェイスプレートの要部模式図である。
【図３】他のフェイスプレートの製造工程を説明する要部模式図である。
【図４】さらに他のフェイスプレートの要部模式図である。
【符号の説明】
１  ＦＥＤ（フィールド・エミッション・ディスプレィ、画像表示装置）、  ２  バックプレート、  ３  フェイスプレート、  ６  真空空間部、  ７  カソードチップ、  ８  蛍光膜層、  ９  ガラス基板、  １０  カソード電極、  １３  ゲート電極、  １４  電子放出孔、  １５  ガラス基板、  １７  ブラックマトリックス、  １８  メタルパック層（導電薄膜層）、  １９  導電薄膜層、  ２０  フェイスプレート、  ２１  遮光膜層（薄膜パターン）、  ２２  鉛ガラス層、  ２３  ブラックマトリックス、  ２５  フェイスプレート、  ２６  ブラックマトリックス、  ２７  メタルパック層
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
1999185673.tif 000002
【図３】
1999185673.tif 000003
【図４】
1999185673.tif 000004