(57)【要約】【課題】  作製が容易で、ＦＰＤに用いる場合に位置合わせが容易な、冷陰極ＦＰＤ用のスペーサ部材と、その製造方法を提供する。同時に、そのようなスペーサ部材を用いた冷陰極ＦＰＤパネル用基板、冷陰極ＦＰＤパネルを提供する。【解決手段】  エッチング加工により外形加工され、形成しようとするスペーサ部をその厚み方向に該厚み方向に直交する面にて分割した、金属薄板の厚さ分のスペーサの一部に相当する形状の、スペーサ形成用の金属加工部を、一体的に連結して形成している金属薄板を用いたもので、前記金属加工部は、スペーサが形成されるパネルの表示領域に対応して、所定の配列形状で、前記金属薄板に配設されており、該金属薄板に支持された状態のまま、各金属加工部をスペーサ部の一部としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材であって、エッチング加工により外形加工され、形成しようとするスペーサ部をその厚み方向に該厚み方向に直交する面にて分割した、金属薄板の厚さ分のスペーサの一部に相当する形状の、スペーサ部形成用の金属加工部を、一体的に連結して形成している金属薄板を用いたもので、前記金属加工部は、スペーサが形成されるパネルの表示領域に対応して、所定の配列形状で、前記金属薄板に配設されており、該金属薄板に支持された状態のまま、各金属加工部をスペーサ部の一部としていることを特徴とするスペーサ部材。
【請求項２】
請求項１に記載のスペーサ部材であって、前記金属薄板を複数用い、これらを一体的に積層した積層板状物に、一体的に連結してスペーサ部が設けられており、且つ、前記積層板状物のスペーサ部表面に絶縁物を被膜する、絶縁処理が施されていることを特徴とするスペーサ部材。
【請求項３】
請求項２に記載のスペーサ部材であって、前記積層板状物の金属薄板同士は、拡散接合により接合された状態で積層されていることを特徴とするスペーサ部材。
【請求項４】
請求項２ないし３のいずれか１項に記載のスペーサ部材であって、前記絶縁物表面に１×１０5 Ω／□〜１×１０6 Ω／□の範囲の抵抗値を有する導電性層を形成していることを特徴とするスペーサ部材。
【請求項５】
請求項１に記載のスペーサ部材であって、前記金属薄板を複数用い、該金属薄板のスペーサ部の一部同士を、その間にガラス層を介して接着積層して、前記各金属薄板のスペーサ部の一部と前記各ガラス層とにより、スペーサ部が形成されていることを特徴とするスペーサ部材。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のスペーサ部材であって、各金属薄板の金属加工部の幅を異ならしめて、パネルに用いられる際の陰極側において、陰極側に向かい、漸次スペーサの幅を広くしていることを特徴とするスペーサ部材。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のスペーサ部材であって、金属薄板各々は、冷陰極ＦＰＤパネルの基板に近い熱膨張率を有するものであることを特徴とするスペーサ部材。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のスペーサ部材であって、前記冷陰極ＦＰＤパネルの基板はガラス材であり、前記金属薄板各々は、４８合金（４８Ｎｉ−５２％Ｆｅ合金）、４２６合金（４２Ｎｉー６％Ｃｒ−５２％Ｆｅ合金）、Ｉｎｖａｒ材（３６％Ｎｉ−６４％Ｆｅ合金）、ＳＵＳ材（ステンレス材）のいずれか１であることを特徴とするスペーサ部材。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のスペーサ部材であって、スペーサの厚さ方向、最も外側の金属薄板の外側面の角部が、面取りされていることを特徴とするスペーサ部材。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のスペーサ部材であって、金属薄板各々は、厚みが０．０２０ｍｍ〜０．３００ｍｍの範囲であることを特徴とするスペーサ部材。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のスペーサ部材を用いたことを特徴とする冷陰極ＦＰＤパネル用基板。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のスペーサ部材を用い、スペーサ部を形成していることを特徴とする冷陰極ＦＰＤパネル。
【請求項１３】
エッチング加工により外形加工された金属薄板を複数用い、これらを一体的に積層した積層板状物に、一体的に連結してスペーサ部が設けられており、且つ、前記積層板状物のスペーサ部表面に絶縁物を被膜する、絶縁処理が施されている冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法であって、順次、（ａ）金属板素材の両面にそれぞれ所定形状のレジストパターンを配設し、それぞれのレジストパターンを耐エッチング用のマスクとして金属素材の両面からエッチングして外形加工し、前記各金属薄板を作製する、エッチング加工工程と、（ｂ）エッチング加工工程後、前記各金属薄板に対して、必要に応じて、洗浄処理、乾燥処理を行い、各金属薄板を、位置合わせして、一体的に積層する積層工程と、（ｃ）前記積層板状物のスペーサ部表面に、絶縁物を被膜し、スペーサ部表面を絶縁性とする、絶縁処理工程とを、行うことを特徴とする冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法であって、前記積層工程は、各金属薄板を、位置合わせして、熱拡散接合するものであることを特徴とする冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３ないし１４のいずれか１項に記載の冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法であって、前記絶縁処理工程後、前記絶縁物表面に１×１０5 Ω／□〜１×１０6 Ω／□の範囲の抵抗値を有する導電性層を形成する導電性層形成工程を行うことを特徴とする冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法。
【請求項１６】
エッチング加工により外形加工された金属薄板を複数用い、各金属薄板のスペーサ部の一部同士を、その間にガラス層を介して接着積層して、前記各金属薄板のスペーサ部の一部と前記各ガラス層とにより、スペーサ部が形成されている冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法であって、順に、（Ａ）金属板素材の両面にそれぞれ所定形状のレジストパターンを配設し、それぞれのレジストパターンを耐エッチング用のマスクとして金属素材の両面からエッチングして外形加工し、前記各金属薄板を作製する、エッチング加工工程と、（Ｂ）エッチング加工工程後、前記各金属薄板に対して、必要に応じて、洗浄処理、乾燥処理を行い、各金属薄板を、位置合わせし、且つ、前記ガラス層を形成するための板ガラスを各金属薄板間に介して、これらを互いに接着して積層して積層一体物を作製する、積層工程と、（Ｃ）前記積層一体物に対し、各板ガラスの露出した部分を、金属薄板を耐エッチング、マスクとしてエッチング除去する、ガラスエッチング工程とを、
行うことを特徴とする冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材とその製造方法、および、冷陰極ＦＰＤパネルに関し、特に、積層構造の冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報化社会への進展が加速し、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ、フラットパネルディスプレイ) へのニーズが高まり、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ、ブラウン管) とＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ、液晶ディスプレイ）に代わる、種々のＦＰＤが開発、実用化されている。
放電によって蛍光体が発光し、大型化が容易である、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ、プラズマディスプレイパネル）は、ディジタルハイビジョンＴＶ時代を迎えて量産化が開始している。
【０００３】
このような中、ＣＲＴと同じ電子線励起型でその優れた利点を維持しながら、消費電力の低下と薄型化、小型化が可能なものとして、冷陰極ＦＰＤが、種々開発されている。
冷陰極ＦＰＤは、簡単には、電子放出素子として冷陰極電子源を有するもので、基本的にＣＲＴと同じ発光原理で、冷陰極電子源からの電子を陽極に塗布した蛍光体に衝突させて発光させる方式のもので、日本国内では、キヤノン、双葉電子工業、日本電気、ソニー、東芝などで冷陰ＦＰＤ実用化のための研究開発が行われている。
米国が研究開発をリードしており、市場に参入している中心的な企業としては、Ｃａｄｅｓｃｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、ＰｉｘＴｅｃｈ、Ｍｏｔｏｒｏｌａなどが挙げられる。
尚、冷陰極ＦＰＤの主な技術課題は、エミッタの信頼性向上で、商品化をはかるためには、エミッタの電子放出特性の安定性などにつき研究開発が更に必要とされている。
また、現在は、中型パネルの携帯情報機器向けが最も近い応用分野とされているが、カーボンナノチューブなどの冷陰極電子源の開発が行われれば、大型ディスプレイへの応用展開も可能とされている。
【０００４】
例えば、特開平６−１２４６６９号公報（特許文献１）に記載がある図８に示すような断面構造をもつ冷陰極ＦＰＤが挙げられる。
この場合、マイクロチップ４２５を、電子を放出する冷陰極カソードとするもので、多数のマイクロチップ４２５から、電子放出を誘導して、電界を集中するゲート４４０を介して発生された電子を蛍光体４６０に衝突させ、発光させる。
このような冷陰極ＦＰＤにおいては、画質の面、放電持続性等から、通常、カソード４２０と透明電極（陽極とも言う）４７０との間隔は、２ｍｍ程度で、カソード４２０と透明電極（陽極とも言う）４７０間に１０ｋＶの電圧を印加している。
そして、カソード４２０と透明電極（陽極とも言う）４７０との間隔を維持するために、特に大サイズのものはスペーサ４５０を設けている。
また、特開平７−２３５２５５号公報に記載されるような表面伝導型電子放出素子も冷陰極ＦＰＤとして用いられている。
これ以外にも、電子放出方式が異なる電子放出源を有する冷陰極ＦＰＤは種々知られている。
【特許文献１】特開平６−１２４６６９号公報
【特許文献２】特開平７−２３５２５５号公報
【０００５】
上記の冷陰極ＦＰＤの場合、いずれでも、特に、大サイズの場合、真空の内部が大気圧に耐え、カソードと陽極との間隔を維持するためのスペーサは必要とされ、従来は、樹脂からなる５０μｍ幅の高アスペクト比を有する立方体構造あるいは、それを交差させた構造のスペーサが用いられていた。
しかし、高アスペクト比で、その製造に手間がかかり、また、これをＦＰＤに用いる場合には、位置合わせが難しく、ＦＰＤ作製上、問題となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、近年、ＣＲＴと同じ電子線励起型でその優れた利点を維持しながら、消費電力の低下と薄型化、小型化が可能なものとして、冷陰極ＦＰＤが、種々開発されていおり、冷陰極ＦＰＤの場合、特に、大サイズにおいては、カソードと陽極との間隔を維持するためにスペーサが必要であるが、高アスペクト比で、その製造に手間がかかり、また、これをＦＰＤに用いる場合には、位置合わせが難しく、ＦＰＤ作製上、問題となり、その対応が求められていた。
本発明はこれに対応するもので、作製が容易で、ＦＰＤに用いる場合に位置合わせが容易な、冷陰極ＦＰＤ用のスペーサ部材と、その製造方法を提供しようとするものである。  同時に、そのようなスペーサ部材を用いた冷陰極ＦＰＤパネル用基板、冷陰極ＦＰＤパネルを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のスペーサ部材は、冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材であって、エッチング加工により外形加工され、形成しようとするスペーサ部をその厚み方向に該厚み方向に直交する面にて分割した、金属薄板の厚さ分のスペーサの一部に相当する形状の、スペーサ部形成用の金属加工部を、一体的に連結して形成している金属薄板を用いたもので、前記金属加工部は、スペーサが形成されるパネルの表示領域に対応して、所定の配列形状で、前記金属薄板に配設されており、該金属薄板に支持された状態のまま、各金属加工部をスペーサ部の一部としていることを特徴とするものである。
そして、上記のスペーサ部材であって、前記金属薄板を複数用い、これらを一体的に積層した積層板状物に、一体的に連結してスペーサ部が設けられており、且つ、前記積層板状物のスペーサ部表面に絶縁物を被膜する、絶縁処理が施されていることを特徴とするものであり、前記積層板状物の金属薄板同士は、拡散接合により接合された状態で積層されていることを特徴とするものである。
また、請求項２ないし３のいずれか１項に記載のスペーサ部材であって、前記絶縁物表面に１×１０5 Ω／□〜１×１０6 Ω／□の範囲の抵抗値を有する導電性層を形成していることを特徴とするものである。
あるいはまた、請求項１に記載のスペーサ部材であって、前記金属薄板を複数用い、該金属薄板のスペーサ部の一部同士を、その間にガラス層を介して接着積層して、前記各金属薄板のスペーサ部の一部と前記各ガラス層とにより、スペーサ部が形成されていることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスペーサ部材であって、各金属薄板の金属加工部の幅を異ならしめて、パネルに用いられる際の陰極側において、陰極側に向かい、漸次スペーサの幅を広くしていることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスペーサ部材であって、金属薄板各々は、冷陰極ＦＰＤパネルの基板に近い熱膨張率を有するものであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスペーサ部材であって、前記冷陰極ＦＰＤパネルの基板はガラス材であり、前記金属薄板各々は、４８合金（４８Ｎｉ−５２％Ｆｅ合金）、４２６合金（４２Ｎｉー６％Ｃｒ−５２％Ｆｅ合金）、Ｉｎｖａｒ材（３６％Ｎｉ−６４％Ｆｅ合金）、ＳＵＳ材（ステンレス材）のいずれか１であることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスペーサ部材であって、スペーサの厚さ方向、最も外側の金属薄板の外側面の角部が、面取りされていることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスペーサ部材であって、金属薄板各々は、厚みが０．０２０ｍｍ〜０．３００ｍｍの範囲であることを特徴とするものである。
尚、ここで、「積層板状物の金属薄板同士は、拡散接合により接合された状態で積層されている」とは、金属薄板同士を直接、あるいは、これらの金属薄板表面に、拡散しやすい性質を有する金属（易拡散性の金属とも言う）を鍍金した金属薄板同士を、拡散接合により接合して積層板状物が形成されていることを意味する。
【０００８】
本発明の冷陰極ＦＰＤパネル用基板は、請求項１ないし請求項１０のいずれかのスペーサ部材を用いたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の冷陰極ＦＰＤパネルは、請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のスペーサ部材を用い、スペーサ部を形成していることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法は、エッチング加工により外形加工された金属薄板を複数用い、これらを一体的に積層した積層板状物に、一体的に連結してスペーサ部が設けられており、且つ、前記積層板状物のスペーサ部表面に絶縁物を被膜する、絶縁処理が施されている冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法であって、順次、（ａ）金属板素材の両面にそれぞれ所定形状のレジストパターンを配設し、それぞれのレジストパターンを耐エッチング用のマスクとして金属素材の両面からエッチングして外形加工し、前記各金属薄板を作製する、エッチング加工工程と、（ｂ）エッチング加工工程後、前記各金属薄板に対して、必要に応じて、洗浄処理、乾燥処理を行い、各金属薄板を、位置合わせして、一体的に積層する積層工程と、（ｃ）前記積層板状物のスペーサ部表面に、絶縁物を被膜し、スペーサ部表面を絶縁性とする、絶縁処理工程とを、行うことを特徴とするものである。
そして、上記の冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法であって、前記積層工程は、各金属薄板を、位置合わせして、熱拡散接合するものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかの冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法であって、前記絶縁処理工程後、前記絶縁物表面に１×１０5 Ω／□〜１×１０6 Ω／□の範囲の抵抗値を有する導電性層を形成する導電性層形成工程を行うことを特徴とするものである。
また、本発明の冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法は、エッチング加工により外形加工された金属薄板を複数用い、各金属薄板のスペーサ部の一部同士を、その間にガラス層を介して接着積層して、前記各金属薄板のスペーサ部の一部と前記各ガラス層とにより、スペーサ部が形成されている冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材の製造方法であって、順に、（Ａ）金属板素材の両面にそれぞれ所定形状のレジストパターンを配設し、それぞれのレジストパターンを耐エッチング用のマスクとして金属素材の両面からエッチングして外形加工し、前記各金属薄板を作製する、エッチング加工工程と、（Ｂ）エッチング加工工程後、前記各金属薄板に対して、必要に応じて、洗浄処理、乾燥処理を行い、各金属薄板を、位置合わせし、且つ、前記ガラス層を形成するための板ガラスを各金属薄板間に介して、これらを互いに接着して積層して積層一体物を作製する、積層工程と、（Ｃ）前記積層一体物に対し、各板ガラスの露出した部分を、金属薄板を耐エッチング、マスクとしてエッチング除去する、ガラスエッチング工程とを、行うことを特徴とするものである。
【００１１】
（作用）
本発明のスペーサ部材は、このような構成にすることにより、作製が容易で、ＦＰＤに用いる場合に位置合わせが容易な、冷陰極ＦＰＤ用のスペーサ部材の提供を可能としている。
詳しくは、エッチング加工により外形加工され、形成しようとするスペーサ部をその厚み方向に該厚み方向に直交する面にて分割した、金属薄板の厚さ分のスペーサの一部に相当する形状の、、スペーサ部形成用の金属加工部を、一体的に連結して形成している金属薄板を用いたもので、前記金属加工部は、スペーサが形成されるパネルの表示領域に対応して、所定の配列形状で、前記金属薄板に配設されており、該金属薄板に支持された状態のまま、各金属加工部をスペーサ部の一部としていることにより、これを達成している。  即ち、金属加工部を、一体的に連結して、且つ、スペーサが形成されるパネルの表示領域に対応して、所定の配列形状に配設している金属薄板を用いていることにより、金属薄板を位置合わせするだけで、これに配設されたスペーサの一部となる各金属加工部の位置合わせを行う必要はなく、結局、スペーサを形成するための位置合わせを簡単なものとできる。
金属加工部を配設した金属薄板を形成する外形加工として、エッチング加工が用いられており、各金属加工部を精度良く、所望の形状に形成でき、更に、量産性良く作製することができる。
スペーサ部材として、金属薄板を複数用い、これらを一体的に積層した積層板状物に、一体的に連結してスペーサ部が設けられており、且つ、前記積層板状物のスペーサ部表面に絶縁物を被膜する、絶縁処理が施されている請求項２の発明の形態にすることにより、スペーサ部材の作製をより簡単に、精度良く、また、量産性の良い構造としている。
特に、前記積層板状物の金属薄板同士は、拡散接合により接合された状態で積層されている請求項３の発明の形態にすることにより、スペーサ部材の作製をより簡単に、精度良く、また、量産性の良い構造としている。
尚、金属薄板のみを積層してスペーサ部材を形成する場合、ここでは、金属薄２層以上を意味するが、望ましくは１０層程度のもの、あるいはそれ以上のものも、本発明のスペーサ部材である。
先にも述べたが、ここでの、「積層板状物の金属薄板同士は、拡散接合により接合された状態で積層されている」とは、金属薄板同士を直接、あるいは、これらの金属薄板表面に、拡散しやすい性質を有する金属（易拡散性の金属とも言う）を鍍金した金属薄板同士を、拡散接合により接合して積層板状物が形成されていることを意味する。
易拡散性の金属としては、望ましくは銅、銀、金およびそれらの合金、あるいはアルミニウムやその合金等が挙げられ、鍍金方法としては、例えば、電気めっき、化学めっき、溶融めっき、真空蒸着、スパッタリング等が挙げられる。
また、  拡散接合のための加熱には、例えば、真空焼鈍炉、水素炉、電気炉等の熱炉を用いることができる。
絶縁物表面に１×１０5 Ω／□〜１×１０6 Ω／□の範囲の抵抗値を有する導電性層を形成している請求項４の発明の構成にすることにより、スペーサ部の絶縁物表面に電荷が蓄積することを防止できるものとしている。
また、金属薄板を複数用い、該金属薄板のスペーサ部の一部同士を、その間にガラス層を介して接着積層して、前記各金属薄板のスペーサ部の一部と前記各ガラス層とにより、スペーサ部が形成されている請求項５の発明の形態も挙げることができる。
請求項５の発明は、金属薄板にガラス層を挟んで積層する形態であるが、順に、金属薄板、ガラス層、金属薄板の３層構造に限定されない。
３層よりも多層のものも本発明のスペーサ部材である。
また、各金属薄板の金属加工部の幅を異ならしめて、パネルに用いられる際の陰極側において、陰極側に向かい、漸次スペーサの幅を広くしている請求項６の発明の形態の場合、冷却電子源から放出された電子の進行を阻害せずに、ゲート側へのスペーサ部の固定をより強固、安定にできる。
また、金属薄板各々は、冷陰極ＦＰＤパネルの基板に近い熱膨張率を有するものであることにより、封止の際にパネルにかかる高温（通常、５００℃程度）の温度変化にも耐えるものとしている。
冷陰極ＦＰＤパネルの基板がガラス材である場合には、前記金属薄板各々として、ガラス材の熱膨張率に近い熱膨張率を有するものが好ましく、例えば、４８合金（４８Ｎｉ−５２％Ｆｅ合金）、４２６合金（４２Ｎｉー６％Ｃｒ−５２％Ｆｅ合金）等が挙げられ、これらのいずれか１を用いることにより、封止の際にパネルにかかる高温（通常、５００℃程度）の温度変化にも耐えるものとすることができる。
また錆びづらく扱い易い面からは、Ｉｎｖａｒ材（３６％Ｎｉ−６４％Ｆｅ合金）、ＳＵＳ材（ステンレス材）が挙げられる。
また、上記いずれかのスペーサ部材であって、
スペーサの厚さ方向、最も外側の金属薄板の外側面の角部が、面取りされている請求項９の発明の形態とすることにより、前記角部において異常放電の起きにくい構造としている。
好ましくは、該角部は、０．００３ｍｍ以上の半径での面取りがなされていることが好ましい。
尚、金属薄板各々は、厚みが０．０２０ｍｍ〜０．３００ｍｍの範囲である請求項１０の発明の形態とすることにより、エッチング加工により、精度良く、特に断面形状を良くすることができる。
【００１２】
本発明の冷陰極ＦＰＤパネル用基板は、このような構成にすることにより、該基板にスペーサ部を位置精度良く、簡単に、配設することを可能としている。
【００１３】
本発明の冷陰極ＦＰＤパネルは、このような構成にすることにより、該パネルにスペーサ部を位置精度良く、簡単に、配設することを可能としている。
【００１４】
本発明のスペーサ部材の製造方法は、このような構成にすることにより、作製が容易で、ＦＤＰに用いる場合に位置合わせが容易な、冷陰極ＦＰＤ用のスペーサ部材の製造方法の提供を可能としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、上記のように、作製が容易で、ＦＰＤに用いる場合に位置合わせが容易な、冷陰極ＦＰＤ用のスペーサ部材と、その製造方法の提供を可能としている。
そして、該スペーサ部材を用いた冷陰極ＦＰＤパネル用基板、冷陰極ＦＰＤパネルの提供の可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１（ａ）は本発明のスペーサ部材の実施の形態の第１の例の一部の平面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２におけるスペーサ部の断面図で、図１（ｃ）は第１の例の変形例の図１（ｂ）に相当する断面図で、図２（ａ）は本発明のスペーサ部材の実施の形態の第２の例のスペーサ部の断面図で、図２（ｂ）は第２の例の変形例の図１（ｃ）に相当する断面図で、図３は本発明のスペーサ部材の実施の形態の第３の例のスペーサ部の断面図で、図４は第１の例の変形例の一部の平面図で、図５はスペーサ部を配設する領域を説明するための図で、図６（ａ）は第１の例のスペーサ部材を用いた冷陰極ＦＰＤパネルの一断面図で、図６（ｂ）は第３の例のスペーサ部材を用いた冷陰極ＦＰＤパネルの一断面図で、図７は第１の例のスペーサ部材の作製方法と該スペーサ部材を用いた冷陰極ＦＰＤパネルの作製方法の１例の工程フロー図である。
尚、図５はスペーサ部領域を概略的に示したもので、図７におけるＳ１１〜Ｓ１７は処理ステップを示したものである。
図１〜図７中、１１０、１１０Ａ、１１０ａはスペーサ部材、１１１は（単位の）金属薄板、１１５は絶縁物、１１７は導電性層、１２０は表示単位部（ピクセル）、１２１〜１２３はサブピクセル（Ｒ、Ｇ、Ｂの各表示単位部）、１３０はブラックマトリクス形領域、２００はＦＰＤ、２００Ｓは（ＦＰＤの）全表示領域、２１０は後面ガラス基板、２２０はエミッタ、２３０はゲート電極、２４０は集束電極、２５０は蛍光体、２５５ブラックマトリクス（ＢＭとも言う）、２７０は透明電極（陽極とも言う）、２８０は前面ガラス基板、２９０は電子である。
【００１７】
はじめに、本発明のスペーサ部材の実施の形態の第１の例を、図１に基づいて説明する。
第１の例のスペーサ部材は、冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材で、エッチング加工により外形加工され、形成しようとするスペーサ部をその厚み方向に該厚み方向に直交する面にて分割した、該金属薄板の厚さ分のスペーサの一部に相当する形状の金属加工部を、一体的に連結して形成しているステンレス材からなる金属薄板１１１を用いたもので、このような金属薄板１１１を複数個、位置合わせして、金属薄板１１１同士が熱拡散接合された状態で積層された積層板状物に、一体的に連結してスペーサ部が設けられており、且つ、積層板状物のスペーサ部表面に絶縁物を被膜する、絶縁処理が施されている。
本例のスペーサ部材１１０は、図１（ａ）に示すように、ブラックマトリクス形成領域１３０内、表示単位部（ピクセル）１２０の境、全体にわたり、ブラックマトリクス形状にスペーサ部が設けられている。
スペーサ部材１１０の断面形状は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２においては、図１（ｂ）のようになっている。
尚、スペーサ部材１１０から、図１（ｂ）に示す絶縁物１１５の皮膜、導電性層１１７を除いた状態のものを、ここでは積層板状物と言っている。
金属薄板１１１は、エッチング加工により外形加工されるもので、板厚を薄くすることにより、外形形状、断面形状を十分精度良く、且つ、量産性良く作製することができる。  積層板状物は、金属薄板全体を、例えば、位置合わせピン等により、位置合わせするだけで位置精度良く積層でき、各金属薄板に配設された複数の、スペーサの一部となる各金属加工部の位置合わせを、個別に行う必要はなくなる。
本例のスペーサ部材１１０は、簡単に、精度良く、また、量産性の良く、作製でき、また、本例のスペーサ部材１１０をＦＰＤ作製に供した場合には、スペーサ部形成が簡単で、精度良くでき、また、量産性良いものとできる。
そして、本例のスペーサ部材は例えば、図６（ａ）のようにして、冷陰極ＦＰＤに供される。
【００１８】
次いで、本例のスペーサ部材１１０の各部について説明する。
金属薄板１１１としては、エッチング加工性が良く、属薄板１１１同士を熱圧着することにより熱拡散接着ができるものが好ましく、また、冷陰極ＦＰＤパネルの基板に近い熱膨張率を有するものとする。
本例のスペーサ部材１１０を適用する冷陰極ＦＰＤパネルの基板はガラス材であり、金属薄板１１１同士を熱圧着により熱拡散接着状態として積層するため、ＳＵＳ材（ステンレス材）を用いている。
また、金属薄板の厚さとしては、その外形形状や断面形状の加工精度の面から、２０μｍ〜３００μｍの範囲が好ましい。
絶縁物１１５の皮膜としては、ゲートあるいは集束電極、陽極電極との絶縁性を確保できるもので、酸化ケイ素、酸化アルミナ等が用いられる。
導電性層１１７としては、例えば、１×１０5 Ω／□〜１×１０6 Ω／□の範囲の抵抗値を有するもので、例えば、薄いＩＴＯ層等が挙げられる。
【００１９】
スペーサ部材１１０のスペーサ部の断面形状としては、図１（ｂ）に示す形状に限定されない。
例えば、図１（ｃ）に示すように、各金属薄板１１１の金属加工部の幅を異ならしめて、パネルに用いられる際の陰極側において、陰極側に向かい、漸次スペーサの幅を広くしている形態のものも挙げられる。
この場合には、第１の例のものに比べて、電子がスペーサ部の表面に衝突することが少なくなる。
また、本例のスペーサ部材１１０の変形例として、スペーサの厚さ方向、最も外側の金属薄板の外側面の角部が、面取りされている形態のものが挙げられる。
前記角部を面取りすることにより、前記角部において異常放電が起きにくい構造としている。
該角部は、０．００３ｍｍ以上の半径での面取りがなされていることが好ましい。
また、本例では、図１（ｂ）に示すように、金属薄板を７枚としているが、これに限定されない、金属薄板のみを積層してスペーサ部材を形成する形態としては、金属薄２層以上が本発明のスペーサ部材に当たる。
１０層程度のもの、あるいはそれ以上のものも、本発明のスペーサ部材である。
【００２０】
本例では、図５（ａ）に示すように、スペーサ部材のスペーサ部を配設する領域１１１Ｓは、ＦＰＤの全表示領域２００Ｓ全体におよぶが、必要に応じて、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）のように、全表示領域２００Ｓ全体でなく、その一領域に、あるいは分割した複数領域に分けても良い。
【００２１】
ここで、本例のスペーサ部材１１０の作製方法の１例と、図６（ａ）に示す、本例のスペーサ部材１１０を用いた冷陰極ＦＰＤパネルの作製方法の１例を、図７に基づいて、簡単に説明しておく。  はじめに、本例のスペーサ部材１１０を作製する。
先ず、以下のようにして、ステンレスからなる各金属薄板１１１をエッチング加工により外形加工する。（Ｓ１１）
例えば、金属薄板用の金属素材の両面をアルカリ溶液等で脱脂、洗浄し、乾燥後、フォトレジストを、その両面にコーティングし、乾燥する。
フォトレジストとしては、カゼインレジストやドライフィルムレジストが用いられる。  次いで、フォトレジストがコーティングされた金属素材の両面（以下、表裏とも言う）にマスク（原版のこと）を重ねて露光を行い、現像処理を行い、所定形状のレジストパターンを、金属素材の両面に形成する。
金属素材の両面に形成されるレジストパターンの形状は同じで、寸法も同じに形成する。
次いで、金属素材の両面のレジストパターンを耐エッチングマスクとして、表裏から、塩化第二鉄溶液（４０〜９０℃、３０〜６０ボーメ）等でエッチングを行い、貫通孔を形成する。
次いで、アルカリ溶液等でレジストを剥離し、洗浄、乾燥を行う。
このようにして、金属薄板１１１は作製される。
次いで、作製された各金属薄板１１１を位置合わせして重ねて、拡散接合により接合された状態で積層する。（Ｓ１２）
尚、拡散接合のための加熱には、例えば、真空焼鈍炉、水素炉、電気炉等の熱炉を用いることができる。
接合後、リーク電流防止のため、塩化第二鉄溶液（４０〜９０℃、３０〜６０ボーメ）等で短時間のエッチングを行い、角張った部分を丸めておく。
次いで、表面をスプレーやディッピング等で、酸化ケイ素等の絶縁物１１５をコーティングして、絶縁する。（Ｓ１３）
次いで、絶縁物１１５表面に表面抵抗がほんの少し導電性をもつ、好ましくは、１×１０5 Ω／□〜１×１０6 Ω／□の範囲の抵抗値を有する導電性層をコーティングする。（Ｓ１４）
例えば、ＩＴＯ液に浸けることにより絶縁物１１５の被膜表面に、ＩＴＯからなる導電性層１１７を形成する。
このようにして、第１の例のスペーサ部材は作製される。
【００２２】
次いで、以下のようにして、本例のスペーサ部材１１０を用いた冷陰極ＦＰＤパネルを作製する。
作製された第１の例のスペーサ部材を、冷陰極ＦＰＤパネル用基板、例えば、図６（ａ）に示す、前面ガラス基板２８０に透明電極（陽極とも言う）２７０、蛍光体２５０、ブラックマトリクス２５５等が形成された基板に、位置合わせして接着固定する。（Ｓ１５）
次いで、第１の例のスペーサ部材が配設された上記の冷陰極ＦＰＤパネル用基板と、後面ガラス基板２１０にエミッタ２２０、ゲート２３０、集束電極２４０等が形成された冷陰極ＦＰＤパネル用基板とを、その間が真空排気された状態で封止する。（Ｓ１６）
このようにして、図６（ａ）に示す、本例のスペーサ部材１１０を用いた冷陰極ＦＰＤパネルのを作製される。
【００２３】
次に、第２の例のスペーサ部材を挙げる。
第２の例は、図２（ａ）に示すスペーサ部の断面を有するもので、第１の例における絶縁物１１５表面の導電性層をもたない構成のものである。
本例のスペーサ部材は、陰極ＦＰＤパネルに供された際にスペーサ部の帯電を考慮する必要のない場合のものである。
これ以外は、第１の例と同じで、説明を省く。
勿論、本例の変形例としては、図２（ｂ）に示すように、各金属薄板１１１の金属加工部の幅を異ならしめて、パネルに用いられる際の陰極側において、陰極側に向かい、漸次スペーサの幅を広くしている形態のものも挙げられる。
この場合には、第２の例のものに比べて、電子がスペーサ部の表面に衝突することが少なくなり、結果、電子がスペーサ部の表面に蓄積されることが少なくなる。
【００２４】
次いで、第３の例のスペーサ部材を挙げる。
第３の例は、第１の例と同様、冷陰極ＦＰＤパネル用のスペーサ部材で、エッチング加工により外形加工され、形成しようとするスペーサ部をその厚み方向に該厚み方向に直交する面にて分割した、該金属薄板の厚さ分のスペーサの一部に相当する形状の金属加工部を、一体的に連結して形成しているステンレス材からなる金属薄板１１１を用いたもので、このような金属薄板１１１を複数個、位置合わせして、該金属薄板のスペーサ部の一部同士を、その間にガラス層１１２を介して接着積層して、前記各金属薄板１１１のスペーサ部の一部と前記各ガラス層１１２とにより、スペーサ部が形成されているものである。  尚、ここでは、第３の例のものも、その金属薄板の平面形状は、図１（ａ）に示す第１の例と同じとする。
本例のスペーサ部材１１０Ａは、例えば、図６（ａ）のようにして、冷陰極ＦＰＤに供される。
本例のスペーサ部材１１０Ａの作製は、例えば、第１の例と同様にして、各金属薄板１１１を、位置合わせし、且つ、前記ガラス層１１２を形成するための板ガラスを各金属薄板１１１間に介して、これらを互いに接着して積層して積層一体物を作製した後、前記積層一体物に対し、各板ガラスの露出した部分を、金属薄板１１１を耐エッチング、マスクとしてエッチング除去して行う。
第３の例は、金属薄板１１１同士がガラス層１１２により絶縁された構成であるが、場合によっては、第３の例のスペーサ部材１１０Ａの表面部に、絶縁物を被膜した形態、更に該絶縁物表面に、１×１０5 Ω／□〜１×１０6 Ω／□の範囲の抵抗値を有する導電性層をコーティングした形態のものも、第３の例の変形例として挙げられる。
【００２５】
本発明のスペーサ部材は、上記第１の例〜第３の例、それらの変形例に限定されない。  また、上記例は、いずれも、スペーサ部が図１（ａ）に示すように、ブラックマトリクス形成領域１３０内、表示単位部（ピクセル）１２０の境、全体にわたり、ブラックマトリクス形状に設けられているが、これに、限定はされない、例えば、図４に示すように、ブラックマトリクス形成領域１３０内、各サブピクセル（Ｒ、Ｇ、Ｂの各表示単位部）１２１〜１２３の境、全体にわたり、ブラックマトリクス形状に設けられている形態も挙げられる。
また、第１の例においては、金属薄板１１１同士を直接拡散接合にて接合しているが、各金属薄板１１１の表面に、銅、銀、金およびそれらの合金、あるいはアルミニウムやその合金等の、拡散しやすい性質を有する金属を鍍金した金属薄板同士を、拡散接合により接合して形成した積層板状物を、第１の例の積層板状物に替えた形態のものも挙げられる。
ここでの鍍金方法としては、例えば、電気めっき、化学めっき、溶融めっき、真空蒸着、スパッタリング等が挙げられる。
また、金属薄板１１１の積層を、接着材を用いて接合を行う形態、、溶接接合により行う形態も挙げられる。
冷陰極ＦＰＤパネル用の基板がガラス基板の場合、金属薄板１１１の材質としては、線膨張係数の面からは、４８合金（４８Ｎｉ−５２％Ｆｅ合金）、４２６合金（４２Ｎｉー６％Ｃｒ−５２％Ｆｅ合金）が、特に好適である。
錆びづらく扱い易い面からは、ステンレス材の他に、Ｉｎｖａｒ材（３６％Ｎｉ−６４％Ｆｅ合金）が用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１（ａ）は本発明のスペーサ部材の実施の形態の第１の例の一部の平面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２におけるスペーサ部の断面図で、図１（ｃ）は第１の例の変形例の図１（ｂ）に相当する断面図で、
【図２】図２（ａ）は本発明のスペーサ部材の実施の形態の第２の例のスペーサ部の断面図で、図２（ｂ）は第２の例の変形例の図１（ｃ）に相当する断面図である。
【図３】本発明のスペーサ部材の実施の形態の第３の例のスペーサ部の断面図である。
【図４】第１の例の変形例の一部の平面図である。
【図５】スペーサ部を配設する領域を説明するための図である。
【図６】図６（ａ）は第１の例のスペーサ部材を用いた冷陰極ＦＰＤパネルの一断面図で、図６（ｂ）は第３の例のスペーサ部材を用いた冷陰極ＦＰＤパネルの一断面図である。
【図７】第１の例のスペーサ部材の作製方法と該スペーサ部材を用いた冷陰極ＦＰＤパネルの作製方法の１例の工程フロー図である。
【図８】従来の冷陰極ＦＰＤの１例の断面構造を示した図である。
【符号の説明】
【００２７】
１１０、１１０Ａ、１１０ａ    スペーサ部材
１１１          （単位の）金属薄板
１１５            絶縁物
１１７            導電性層
１２０            表示単位部（ピクセル）
１２１〜１２３    サブピクセル（Ｒ、Ｇ、Ｂの各表示単位部）
１３０            ブラックマトリクス形領域
２００            ＦＰＤ
２００Ｓ        （ＦＰＤの）全表示領域
２１０            後面ガラス基板
２２０            エミッタ
２３０            ゲート電極
２４０            集束電極
２５０            蛍光体
２５５            ブラックマトリクス（ＢＭとも言う）
２７０            透明電極（陽極とも言う）
２８０            前面ガラス基板
２９０            電子
４１０            後面ガラス基板
４２０            カソード
４２５            マイクロチップ
４３０            絶縁層
４４０            ゲート
４５０            スペーサ
４６０            蛍光体
４７０            透明電極（陽極とも言う）
４８０            前面ガラス基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006302608.tif 000009
【図８】
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