(57)【要約】【課題】複数のゲッタ層を確実に絶縁して大規模な放電を防止し、これにより動作安定性に優れた画像表示装置及びこの製造方法を提供する。【解決手段】フロントパネルは、ガラス基板４上に形成された複数の蛍光体層６と、複数の蛍光体層間にそれぞれ設けられる複数の光吸収層５と、複数の蛍光体層上に形成され、電気的に複数に分断されるメタルバック層１と、複数の光吸収層上でありメタルバック層の溝に、絶縁体を堆積することで形成され、その堆積の壁面がメタルバック層の面に対して９０度乃至８０度の範囲となる崖形状の堆積物として形成される複数のゲッタ分断層２と、メタルバック層上とゲッタ分断層上にそれぞれ積層されて形成されることで、メタルバック層上のゲッタ層とゲッタ分断層上のゲッタ層とが電気的に絶縁されている複数のゲッタ層３とをもつ画像表示装置。【選択図】図１
2006073248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントパネルとリアパネルとをスペーサを介して相対して形成した画像表示装置であって、前記フロントパネルは、
ガラス基板上に形成された複数の蛍光体層と、
前記複数の蛍光体層間にそれぞれ設けられる複数の光吸収層と、
前記複数の蛍光体層上に形成され、電気的に複数に分断されたメタルバック層と、
前記複数の光吸収層上に、絶縁体を堆積することで形成され、その堆積の壁面が前記メタルバック層の面に対して９０度乃至８０度の範囲となる崖形状の堆積物として形成される複数のゲッタ分断層と、
前記メタルバック層上と前記ゲッタ分断層上にそれぞれ積層されて形成されることで、前記メタルバック層上のゲッタ層と前記ゲッタ分断層上のゲッタ層とが電気的に絶縁されている複数のゲッタ層とを具備することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記ゲッタ分断層の膜厚は、５ミクロン乃至３０ミクロンの範囲にある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】
フロントパネルとリアパネルとをスペーサを介して相対して形成し、前記フロントパネルとリアパネルとの間の空間を高真空化し、前記リアパネル内に設けた電子源から電子を放射して前記フロントパネル内に設けた蛍光体を発光させて画像を表示する画像表示装置の製造方法であって、
ガラス基板上に複数の蛍光体層を形成し、
前記複数の蛍光体層間に複数の光吸収層を形成し、
前記複数の蛍光体層上にメタルバック層を形成し、このメタルバック層を電気的に複数に分断し、
前記複数の光吸収層上に絶縁体を堆積し、このときの堆積の壁面が前記メタルバック層の面に対して９０度乃至８０度の範囲となる崖形状の堆積物としてゲッタ分断層を形成し、
前記メタルバック層上と前記ゲッタ分断層上にそれぞれ積層されて形成することにより、前記メタルバック層上のゲッタ層と前記ゲッタ分断層上のゲッタ層とを電気的に絶縁された状態として形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記ゲッタ分断層の膜厚は、５ミクロン乃至３０ミクロンの範囲にあることを特徴とする請求項３記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記ゲッタ分断層の形成前に前記ゲッタ分断層が形成される両脇に所定層を設け、前記所定層の間にゲッタ分断層を形成し、その後に前記所定層を蒸発させることにより、前記ゲッタ分断層のテーバー角を実現することを特徴とする請求項３記載の画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、フィールド・エミッション・ディスプレイ(ＦＥＤ：Field Emission Display)である平面型の画像表示装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面型の画像形成装置の開発が進められている。このような画像表示装置においては、蛍光面構造ではフロント基板とリア基板間で放電が発生した場合の放電電流を抑制するために、フロント基板上のメタルバック層を電気的に所定のパターンにて分断する必要がある。更に、フロント基板とリア基板との間の真空度を高真空に保つためにフロント基板のメタルバック層上へゲッタ膜を形成することが一般的であるが、このゲッタ膜は導電性であるがゆえに前述のメタルバック層と同様に電気的に分断する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、画像表示装置及びその製造方法が示されており、ここでは、導電性をもつゲッタ層を電気的に複数に分離するために、ゲッタ分断をメタルバック層上に形成した微粒子膜にて行っている。すなわち、粒子径を制御した微粒子を適度にメタルバック層上の所定の位置に膜状にパターニングすることにより、後のゲッタ膜形成の際にゲッタ膜を分断する方法をとっている。
【特許文献１】特開２００３−６８２３７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来技術の方法では、ゲッタ膜の分断性が安定せず、量産性も低く、更に分断されたゲッタ膜間の距離が非常に小さいため、一旦放電が発生すると、分断されたゲッタ膜間を伝わって連鎖的に放電が発生する場合があり、このため、放電電流の抑制が確実に行われないという問題がある。
【０００５】
本発明は、複数のゲッタ層を確実に絶縁して大規模な放電を防止し、これにより動作安定性に優れた画像表示装置及びこの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、フロントパネルとリアパネルとをスペーサを介して相対して形成した画像表示装置であって、前記フロントパネルは、ガラス基板上に形成された複数の蛍光体層と、前記複数の蛍光体層間にそれぞれ設けられる複数の光吸収層と、前記複数の蛍光体層及び前記光吸収層上に形成され、前記光吸収層上となる部分が削除され溝を形成することで分断されるメタルバック層と、前記複数の光吸収層上であり前記メタルバック層の溝に、絶縁体を堆積することで形成され、その堆積の壁面が前記メタルバック層の面に対して９０度乃至８０度の範囲となる崖形状の堆積物として形成される複数のゲッタ分断層と、前記メタルバック層上と前記ゲッタ分断層上にそれぞれ積層されて形成されることで、前記メタルバック層上のゲッタ層と前記ゲッタ分断層上のゲッタ層とが電気的に分断されている複数のゲッタ層とを具備することを特徴とする画像表示装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、本発明の一実施形態に係る画像表示装置においては、ゲッタ分断層の壁面を、メタルバック層に対する角度が９０度から８０度の崖形状となるように形成することにより、ゲッタ分断層上に形成されたゲッタ層と、メタルバック層上に形成されたゲッタ層とが十分に分離されるものである。
【０００８】
更に、ゲッタ分断層の膜厚を、例えば、５ミクロンから３０ミクロンの範囲で十分に厚めに取ることにより、同様に、ゲッタ分断層上に形成されたゲッタ層と、メタルバック層上に形成されたゲッタ層とが十分に分離することができ、これにより、複数のゲッタ層の間の絶縁を確実に取ることができる。これによって、ゲッタ層を複数に電気的に分離することができるために、結果的に、複数のメタルバック層同士を電気的に絶縁することができるために、リアパネルからフロントパネルへの異常放電を確実に抑制することが可能となる。これにより、動作安定性に優れた画像表示装置を提供することができ、又、このような画像表示装置を安定して量産することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る表示装置の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置のフロントパネルの一例の断面図、図２は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置のフロントパネルのゲッタ分断層の一例の拡大された断面図、図３は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置のフロントパネルのゲッタ分断層とゲッタ層の一例の拡大された断面図、図４は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置のフロントパネルのゲッタ分断層の形成工程を示す説明図、図５は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構造の一例を示す断面図、図６は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置の放電特性の一例を示す図である。
【００１０】
＜本発明の一実施形態に係る画像表示装置＞
（構成）
本発明の一実施形態に係る画像表示装置の一実施形態について、図面を用いて以下に詳細に説明する。本発明の一実施形態に係る画像表示装置Ｄは、図５に示すように、フロントパネルのガラス基板４と、このフロントパネルのガラス基板４に相対して設けられたリアパネルのガラス基板８とから成っており、フロントパネル１，４，６は、少なくとも、ガラス基板４と、電子源から放出される電子線の照射により画像を形成する蛍光層６と、金属層であるメタルバック層１とを有している。又、フロントパネルのガラス基板４と、リアパネルのガラス基板８とは、１〜数mm程度の狭いギャップ（間隙）Ｇを介して対向配置され、フロントパネルのガラス基板４と、リアパネルのガラス基板８との極めて狭い間隙Ｇに、５〜１５ｋＶの高電圧が印加されるように構成されている。更に、リアパネルのガラス基板８上には、マトリックス状に配列された多数の電子放出素子７が設けられている。
【００１１】
ここで、本発明の一実施形態に係る画像表示装置Ｄのフロントパネルのガラス基板４は、メタルバック層１が設けられている。ここで、図１からは明確ではないが、ゲッタ分断層２が設けられている領域のメタルバック層１は、電気的に絶縁されているものであり、一例として、図１に示すように、例えば、複数の光吸収層５（ブラックマトリックス層）に溝が設けられておりこれにより電気的に絶縁されている。
【００１２】
又は、例えば、アルミ層を酸化アルミ化することで、電気的に複数に絶縁するものでもよい。これにより、メタルバック層に一旦放電が発生しても、連鎖的な放電を回避することができる。同様に、ゲッタ層３においても、放電の対策として、複数の領域に絶縁させるものであり、上のゲッタ層３をストライブ状に電気的に確実に絶縁するべく、図１に示すように、複数の光吸収層上でありメタルバック層１の溝に、絶縁体を堆積することで形成され、その堆積の壁面がメタルバック層の面に対して９０度乃至８０度の範囲となる崖形状の堆積物として形成される複数のゲッタ分断層２を設けるものである。
【００１３】
すなわち、本発明の一実施形態に係る画像表示装置Ｄにおいては、例えば、図４の本発明の一実施形態に係る画像表示装置のフロントパネルのゲッタ分断層２の形成工程を示す説明図に示されるように、図４の（ａ）を用いて、図５に示すような、フロントパネル４，６，１とリアパネル８とをスペーサを介して相対して形成し、フロントパネル４，６，１とリアパネル８との間の空間を高真空化し、リアパネル上に設けた電子源７から電子を放射してフロントパネル内に設けた蛍光体を発光させて画像を表示する画像表示装置のフロントパネルの製造を説明するものである。
【００１４】
図４の（ａ）において、初めに、ガラス基板４上に複数の蛍光体層６を形成し、複数の蛍光体層間に複数の光吸収層５を形成し、更に、複数の蛍光体層及び光吸収層上にメタルバック層１を形成し、更に、このメタルバック層の光吸収層上となる部分を削除して溝を形成することで分断する。
【００１５】
その後、図４の（ｂ）において、複数の光吸収層上でありメタルバック層の溝の近傍に例えば、材料１１を形成する。そして、図４の（ｃ）のように、この材料１１の一部を覆いかぶすようにゲッタ分断層２をパターニングして焼成する。その後、図４の（ｄ）のように、材料１１を除去することで、残ったゲッタ分断層２が図４に示すように崖形状の所定のテーパー角θを有することができる。
【００１６】
ここで材料１１は、例えば、ピンセットやナイフ等の専用の冶具で除去するものでもよいし、例えば、熱により焼失することにより除去するものでもよい。又は、適切な化学溶剤で溶かして除去するものでもよい。又は、化学的に分離をよくした上で、風圧等で除去するものでもよい。ただし、ここでの材料１１は、それらの除去方法に適した種類の材料を用意する必要がある。
【００１７】
又、ここでは、テーパー角が０度（壁面とメタルバック面との角度は９０度）以上では、ゲッタ分断層２上部から降り注ぐ蒸着ゲッタ膜を分断することができず、又、８０度以下ではゲッタ分断層２を安定して形成することができない。更に、ゲッタ分断層の膜厚が５ミクロン以下であると分断されたゲッタ膜間の距離が小さくなることによる連鎖放電が発生してしまい、３０ミクロン以上ではゲッタ分断層自体が放電源となってしまう。そのため、ゲッタ分断層２の膜厚は５ミクロンから３０ミクロンの範囲内でなければならない。
【００１８】
ゲッタ分断層２の材料としては、フィラー剤として、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＭｎＯ、ＡＴＯ、ＩＴＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３などが用いることができるが、これに限るものではない。又、ガラス剤を添加して膜の強度をあげることもできる。
【００１９】
（詳細な実施形態）
ここで、本発明の一実施形態に係る画像表示装置の製造方法の、更に詳細な実施形態の一例を以下に説明する。
【００２０】
初めに、フロントパネルのガラス基板４上の所定の位置に蛍光体層６がパターニングされ、更に、蛍光体層６上に所定のパターンにて分断されたメタルバック層１であるＡｌ層が形成される。蛍光体層６は、スクリーン印刷法などの公知の方式で形成され、又、Ａｌ層１のパターニングもマスク蒸着などの公知の方式にて形成することができる。このガラス基板４のＡｌ分断パターン上に、図４に示す製造プロセスにてゲッタ分断層２をスクリーン印刷法にて形成する。すなわち、組成Ｂを用いて樹脂層をスクリーン印刷法にて形成し、その後組成Ｃを用いてゲッタ分断層２をスクリーン印刷法で形成する。更に、その後４５０℃で焼成することにより樹脂層を消失させゲッタ分断層２を得る。
【００２１】
ここで、
組成Ｂ  エチルセルロース                ８ｗｔ％
ブチルカルビトールアセテート  ９２ｗｔ％
組成Ｃ  Ｆｅ２Ｏ３（１ｎｍ）            １５ｗｔ％
フリットガラス                ２０ｗｔ％
エチルセルロース                ６ｗｔ％
ブチルカルビトールアセテート  ５９ｗｔ％
で定義される。
【００２２】
こうして得たゲッタ分断層付ガラス基板４と電子源付ガラス基板８とをスペーサを介して張り合わせ、内部を真空にし、更に、真空容器内でゲッタ層３をガラス基板４へ向けて蒸着することにより、高真空な画像表示装置Ｄ（Ｆ１）が製造される。更に、この方式にてＦ２、Ｆ３を作成した。これらのパネルＦ１〜Ｆ３へ電圧を印加し、ガラス基板４とＥとの間に発生する放電の特性として放電電圧及び放電電流を測定した。この結果を、図６にそれぞれ示す。
【００２３】
（組織Ｇを用いた比較例）
更に、ガラス基板４上のＡｌ分断パターン上へ、以下に示す組成Ｇを用いたゲッタ分断層２を形成し、ゲッタ分断層付きガラス基板４を形成し、その後、実施形態と同様の方法にて画像表示パネルＩ１を得た。
【００２４】
ここで、
組成Ｇ  ＳｉＯ２（１．５μｍ）        ２０ｗｔ％
フリットガラス                １５ｗｔ％
エチルセルロース                ６ｗｔ％
ブチルカルビトールアセテート  ５９ｗｔ％
で定義される。
【００２５】
更に、この方式にて画像表示パネルＩ２、Ｉ３を作成した。この画像表示パネルＩ１〜Ｉ３へ電圧をそれぞれ印加し、ガラス基板４とガラス基板８との間に発生する放電の特性として、放電電圧及び放電電流を測定した。この測定結果を、図６の比較例として示す。図６において、実施形態のパネルは放電電圧および放電電流ともに比較例の場合に比べ優れており、更にバラツキも安定していることが分かる。  
従って、本発明の一実施形態に係る画像表示装置においては、ゲッタ分断層を、メタルバック層に対するテーパー角が０度（壁面とメタルバック面との角度は９０度）乃至８０度の範囲となる崖形状となる形成することにより、ゲッタ分断層上に形成されたゲッタ層と、メタルバック層上に形成されたゲッタ層とが十分に分離され、これにより、放電の連鎖を回避して、動作安定性に優れた画像表示装置とその製造方法を提供するものである。
【００２６】
以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像表示装置のフロントパネルの一例の断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像表示装置のフロントパネルのゲッタ分断層の一例の拡大された断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像表示装置のフロントパネルのゲッタ分断層とゲッタ層の一例の拡大された断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像表示装置のフロントパネルのゲッタ分断層の形成工程を示す説明図。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構造の一例を示す断面図。
【図６】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の放電特性の一例を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
Ｄ…表示装置、１…メタルバック層、２…ゲッタ分断層、３…ゲッタ層、４…ガラス基板、５…光吸収層（ブラックマトリックス層）、６…蛍光層、７…電子放出素子、８…リアパネル。
【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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