(57)【要約】【課題】放電電流を十分に抑制しえる画像表示装置を製造する方法を提供することを目的とする。【解決手段】蛍光体層及び遮光層を含む蛍光面と、この蛍光面に重ねて設けられた格子状のメタルバック層と、を有する前面基板と、前記前面基板に対向して配置されているとともに、前記蛍光体面に向けて電子を放出する電子放出素子が配置された背面基板と、を備えた画像表示装置を製造する方法であり、前記蛍光面の主面にメタルバック層形成用の金属膜２３を形成した後、パターン化された遮光マスク２４を介してランプ２５からの光を前記金属膜２３に照射して金属膜２３を選択的に蒸発させ、格子状のメタルバック層１９を形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。【選択図】    図３
2006100226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体層及び遮光層を含む蛍光面と、この蛍光面に重ねて設けられた格子状のメタルバック層と、を有する前面基板と、
前記前面基板に対向して配置されているとともに、前記蛍光体面に向けて電子を放出する電子放出素子が配置された背面基板と、を備えた画像表示装置を製造する方法であり、
前記蛍光面の主面にメタルバック層形成用の金属膜を形成した後、パターン化された遮光マスクを介してランプからの光を前記金属膜に照射して金属膜を選択的に蒸発させ、格子状のメタルバック層を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２】
前記ランプはキセノンフラッシュランプであることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記遮光マスクは、ガラス基板の一主面にパターン化された遮光膜を形成し、更にこのパターン化された遮光膜を含むガラス基板にＳｉＯ２膜が形成されたものであることを特徴とする請求項１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】
この発明は、画像表示装置の製造方法に係り、特に、放電電流の抑制に改善を図った構造を有する画像表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代の画像表示装置として、多数の電子放出素子を画像表示面と対向配置させた平面型の画像表示装置の開発が進められている。電子放出素子には様々な種類があるが、いずれも基本的には電界による電子放出を利用したもので、これらの電子放出素子を用いた画像表示装置は、一般に、フィールド・エミッション・ディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）と呼ばれている。このようなＦＥＤの内、表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置は、表面伝導型電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）とも呼ばれているが、ＳＥＤも含む総称としてＦＥＤという用語を用いる。
【０００３】
ＦＥＤは、一般に、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板及び背面基板を有している。これらの基板は、矩形枠状の側壁を介してそれぞれの周縁部同士を互いに接合され、真空外囲器を構成している。真空外囲器の内部は、真空度が１０−４Ｐａ程度以下の高真空に維持されている。また、背面基板及び前面基板に加わる大気圧荷重を支えるために、これらの基板の間には複数の支持部材が配設されている。
【０００４】
前面基板の内面には、赤、青、緑にそれぞれ発光する蛍光体層及び遮光層を含む蛍光面が形成されている。また、実用的な表示特性を得るために、蛍光面上にメタルバック層と呼ばれるアルミ薄膜が形成されている。さらに、真空外囲器の内部に残留したガス及び各基板から放出されたガス（例えば水素、メタン、酸素、二酸化炭素、水蒸気など）を吸着するために、ゲッタ層と呼ばれるガス吸着特性を持ったＢａ（バリウム）、Ｖ（バナジウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｔａ（タンタル）などの金属薄膜がメタルバック層上に蒸着されている。
【０００５】
背面基板の内面には、蛍光体を励起して発光させるための電子を放出する多数の電子放出素子が設けられている。また、多数の走査線及び信号線がマトリックス状に形成され、各電子放出素子に接続されている。
【０００６】
このようなＦＥＤでは、蛍光体層及びメタルバック層を含む画像表示面にはアノード電圧が印加され、電子放出素子から放出された電子ビームがアノード電圧により加速されて蛍光面に衝突することにより、蛍光体が発光する。これにより、画像表示面に画像が表示される。この場合、アノード電圧は、最低でも数ｋＶ、できれば１０ｋＶ以上にすることが望まれる。
【０００７】
このようなＦＥＤでは、前面基板と背面基板との隙間を１〜２ｍｍ程度に設定することができ、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されている陰極線管（ＣＲＴ）と比較して、大幅な軽量化、薄型化を達成することができる。
【０００８】
具体的な従来の画像表示装置としては、例えば特許文献１の段落［００１５］及び図１に示すように、フェースプレートの内面に赤、緑、青に夫々発光する蛍光体層が例えばストライプ状に形成され、さらに前記蛍光体層間のフェースプレート内面に黒色着色層が形成されている構成のものが知られている。
【特許文献１】特開２００２−１２７０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の画像表示装置においては、蛍光面上のアルミバック層と電子放出素子間で放電が発生すると、放電電流が多く流れてデバイスを破壊するという問題があった。この点について図６を参照して説明する。
【００１０】
図６中の符番１は前面基板である。この前面基板１の下面には、赤、青、緑に夫々発光する蛍光体層２と遮光層３を備えた蛍光面４が形成されている。この蛍光面４の下面には、樹脂フィルム層５を介してストライプ状の複数のアルミバック層６が形成されている。一方、図中の符番７は、前記前面基板１と所定の隙間を置いて対向配置された背面基板である。この背面基板７の上には、蛍光体を励起して発光させるための電子を放出する多数の複数の電子放出素子８が配置されている。
【００１１】
こうした構成の画像表示装置では、アルミバック層６がストライプ状に形成されているため、例えば図３に示すように、背面基板７の内面に有機物９等が電子放電素子８の高さよりも高い状態で残存した場合、任意のアルミバック層６の下面に生じた電荷１０と有機物９との間に放電が生じ、多くの電流が一度に放電され、装置が破壊されることがある。  
したがって、こうした放電電流を抑制した画像表示装置が求められていた。
【００１２】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、蛍光面上のアルミバック層と電子放出素子間の放電電流を抑制しえる画像表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明の第１の様態による画像表示装置の製造方法は、蛍光体層及び遮光層を含む蛍光面と、この蛍光面に重ねて設けられた格子状のメタルバック層と、を有する前面基板と、前記前面基板に対向して配置されているとともに、前記蛍光体面に向けて電子を放出する電子放出素子が配置された背面基板と、を備えた画像表示装置を製造する方法であり、前記蛍光面の主面にメタルバック層形成用の金属膜を形成した後、パターン化された遮光マスクを介してランプからの光を前記金属膜に照射して金属膜を選択的に蒸発させ、格子状のメタルバック層を形成することを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る画像表示装置の製造方法によれば、蛍光面の主面にメタルバック層形成用の金属膜を形成した後、パターン化された遮光マスクを介してランプからの光を前記金属膜に照射して金属膜を選択的に蒸発させ、格子状のメタルバック層を形成することにより、金属膜を格子状に形成し、蛍光面上のアルミバック層と電子放出素子間の放電電流を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、蛍光面上のアルミバック層と電子放出素子間の放電電流を抑制しえる画像表示装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の一実施の形態に係る画像表示装置について図面を参照して説明する。なお、ここでは、この発明に係る画像表示装置として、表面伝導型の電子放出素子を備えたＦＥＤを例にとって説明する。
【００１７】
まず、ＦＥＤの全体図について図１及び図２を参照して説明する。  
図１及び図２に示すように、ＦＥＤは、１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置された前面基板１１及び背面基板１２を備えている。これら前面基板１１及び背面基板１２は、絶縁基板としてそれぞれ板厚が１〜３ｍｍ程度の矩形状のガラス板を用いて構成されている。これらの前面基板１１及び背面基板１２は、矩形枠状の側壁１３を介して周縁部同士が接合され、内部が１０−４Ｐａ程度の高真空に維持された扁平な矩形状の真空外囲器１４を構成している。
【００１８】
真空外囲器１４は、その内部に設けられ、前面基板１１及び背面基板１２に加わる大気圧荷重を支えるための複数のスペーサ１５を備えている。このスペーサ１５としては、板状あるいは柱状等の形状を採用可能である。
【００１９】
前面基板１１の内面には、蛍光面１６が形成されている。この蛍光面１６は、前面基板１１上に形成された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に夫々発光する蛍光体層１７と、マトリック状に配置された光吸収層（遮光層）１８とを備えている。前記蛍光体層１７上には、アノード電極として機能する格子状のメタルバック層１９が樹脂フィルム層（図示せず）を介して形成されている。前記蛍光体層１７は、例えばドット上に形成されている。メタルバック層１９は、アルミニウム合金膜等で格子状に形成されている。ここで、メタルバック層１９の形成の仕方は後で詳述するとおりである。
【００２０】
背面基板１２は、その内面に表面伝導型の電子放出素子２０を備えている。この電子放出素子２０は、蛍光面１６の蛍光体層１７を励起する電子源として機能する。即ち、複数の電子放出素子２０は、背面基板１２上において、画素毎に対応して複数列及び複数行に配列され、夫々蛍光体層１７に向けて電子ビームを放出する。各電子放出素子２０は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、電子放出素子２０に電位を供給するための多数本の配線２１は、背面基板１２の内面にマトリック状に設けられ、その端部は真空外囲器１４の外部に引出されている。  
このようなＦＥＤでは、画像を表示する動作時においては、蛍光面１６及びメタルバック層１９を含む画像表示面にアノード電圧を印加する。そして、電子放出素子２０から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光面１６へ衝突させる。これにより、蛍光面１６の蛍光体層１７が励起され、それぞれ対応する色に発光する。このようにして、画像表示面にカラー画像が表示される。
【００２１】
図７は、本発明においてメタルバック層となる金属膜をパターニングする際に使用されるランプ装置（例えばＸｅフラッシュランプ装置）の該略図を示す。図中の符番４１はＮ２ガス等のランプで励起されないガスが導入される容器を示す。この容器４１内には図示しない金属膜が形成された基板４２が配置され、その上に遮光マスク４３が配置されている。同様にして、前記容器４１内でマスク４３の真上には、Ｘｅフラッシュランプ４４が配置されている。また、このランプ４４の基板４２と反対側には凹状の反射板４５が配置され、ランプ４４からの光を効率よく基板側に照射できるようになっている。このように、上記ランプ装置は、ランプ４４、遮光マスク４３及び反射板４５を備え、雰囲気制御が必要要件となる。
【００２２】
次に、上記画像表示装置、特にメタルバック層となる金属膜のパターニングについて、図３（Ａ），（Ｂ）及び図４を参照して説明する。但し、図１と同部材は同符番を付して説明を省略する。
【００２３】
まず、図３（Ａ）に示すように、前面基板１１上に蛍光体層１７と遮光層１８とを備えた蛍光面１６を形成し、更にその上に樹脂フィルム層２２を介してアルミバック層となる金属膜２３を形成する。つづいて、前記蛍光体層１７に相当する部分に光入射部２４ａを有するパターン化された遮光マスク２４を前面基板１１の上方に配置し、さらにその真上にランプ例えばキセノン（Ｘｅ）フラッシュランプ２５を配置する。
【００２４】
次に、前記遮光マスク２４を介してキセノンフラッシュランプ２５からの光を前記金属膜２３に照射して金属膜２３、樹脂フィルム層２２を選択的に蒸発させ、格子状のメタルバック層１９を形成し、金属幕２３のパターニングを完了する（図３（Ｂ）参照）。
【００２５】
本発明において、前記金属膜等に光を照射するのは、上記したようにキセノンフラッシュランプに限らず、例えばエキシマレーザ等のランプでもよい。
【００２６】
本発明において、ランプからの光を金属膜に照射して格子状のメタルバック層を形成するが、その形状としては種々の形態が挙げられる。例えば、図４に示すように、Ｒ、Ｇ，Ｂの蛍光体層が１ユニット分形成されるような最小領域（ａ）毎に金属膜を切断線２６に沿って形成する場合、あるいはＲ、Ｇ，Ｂの蛍光体層が２ユニット分形成されるような２つ分の領域（ａ），（ｂ）毎に金属膜を切断線２６に沿って形成する場合、あるいはＲ、Ｇ，Ｂの蛍光体層が４ユニット分形成されるような４つ分の領域（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）毎に金属膜を縦横の切断線２６に沿って形成する場合が挙げられる。
【００２７】
本発明において、前記遮光マスクとしては、例えば図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すマスクが挙げられる。第１に、ガラス又は石英製の透明基板３１に例えばＣｒからなる遮光膜３２をパターン状に形成し、パターン化した遮光膜３２を含む基板３１にＳｉＯ２膜３３を成膜したマスク（図５（Ａ）参照）が挙げられる。このマスクは、キセノンフラッシュランプでマスクを介して遮光されていない下地のＡｌ膜を蒸発させるときに、遮光するマスク材（Ｃｒ膜が一般的）がこれで蒸発するのを防ぐ役割を期待している。従って、このマスクを用いた場合、マスク寿命が長くなること、及びランプで蒸発するマスク材（Ｃｒ等）がパターニングする基板に付着して不良となるのを防ぐことが基体できる。
【００２８】
第２に、開口部３４のランプ方向に相当する周辺部にテーパー部３５が形成された金属製マスク（図５（Ｂ）参照）が挙げられる。第２のマスクの場合、ランプからの光３７が図５（Ｂ）に示すように金属膜側に入射するので、開口部３４付近の樹脂フィルム膜を蒸発させ易い。第３に、ガラス又は石英製の透明基板３１のランプと反対側の面に粗面化した面３６を有するマスク（図５（Ｃ）参照）が挙げられる。第３のマスクの場合、ランプからの光が粗面化した面３６で乱反射するので、面３６以外からの面から光を金属膜側により多く照射することができる。
【００２９】
次に、上述したような構成のＦＥＤの製造方法、特にメタルバック層部分の作成方法についてより具体的に説明する。なお、メタルバック層部分以外は従来の製造方法による。  
まず、図３（Ａ）に示すように、前面基板１１上に蛍光体層１７と遮光層１８とを備えた蛍光面１６を形成し、更にその上に樹脂フィルム層２２を介してメタルバック層となる厚み約１００ｎｍのＡｌ製の金属膜２３を形成した。つづいて、前記前面基板１１の上方に遮光マスク２４を配置した。ここで、遮光マスク２４としては、図５（Ａ）に示すように、石英基板３１の裏面にパターン化された遮光膜３２、ＳｉＯ２膜３３を形成したマスクを用いた。この後、前記遮光マスク２４の上方にキセノンフラッシュランプ２５を配置した。ここで、前記ランプ２５の形状は、外径：１２ｍｍ、内径：１０ｍｍ、発光部の長さ：３４０ｍｍ、Ｘｅのガス圧：１００Ｔｏｒｒである。
【００３０】
次に、前記遮光マスク２４を介してキセノンフラッシュランプ２５からの光を前記金属膜２３に照射して金属膜２３、樹脂フィルム層２２を選択的に蒸発させ、格子状のメタルバック層１９を形成した（図３（Ｂ）参照）。ここで、前記ランプ２５の照射条件は、放電電圧：６〜８ｋＶ、放電電流：６０００〜９０００Ａ、放電時間：２５〜３０μ秒とした。また、金属膜２３は、図４に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体層が１ユニット分形成されるような領域（ａ）毎に切断線２６に沿って切断した。
【００３１】
上記実施形態によれば、前面基板１１の上方に遮光マスク２４を介してキセノンフラッシュランプ２５を配置した後、遮光マスク２４を介してキセノンフラッシュランプ２５からの光を金属膜２３に照射して金属膜２３、樹脂フィルム層２２を選択的に蒸発させ、格子状のメタルバック層１９を形成するため、金属膜２３を蛍光体層１７に沿って格子状に形成することができる。従って、たとえ従来のように付着物と電荷に基づくアルミバック層と電子放出素子間に放電が生じても、格子状でのアルミバック層と電子放出素子間の放電であるので、従来と比べ、放電電流を著しく少なく抑制することができる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、メタルバック層となる金属膜の材料としてＡｌを用いたが、これに限らず、例えばＡｌ合金、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）の何れかの材料を用いることが可能である。また、遮光マスクとして、図４（Ａ）に示すマスクを用いたが、これに限らず、図４（Ｂ），（Ｃ）等の他のマスクでもよい。
【００３３】
以上説明したように、上記実施形態によれば、蛍光面の主面にメタルバック層形成用の金属膜を形成した後、パターン化された遮光マスクを介してランプからの光を前記金属膜に照射して金属膜を選択的に蒸発させ、格子状のメタルバック層を形成している。このように、金属膜を分断して格子状にすることにより、メタルバック層と背面基板内面の付着物との放電電流を従来と比べて著しく抑制することができ、多くの放電電流が流れることにより装置の破壊を回避することができる。
【００３４】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、この発明の実施の形態に係るＦＥＤの一例を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示したＦＥＤのＡ−Ａ線に沿った断面構造を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図１に示したＦＥＤの製造方法を工程順に示す概略的な断面図である。
【図４】図４は、図３の製造方法により得られたメタルバック層の平面図である。
【図５】図５は、この発明の実施の形態に係るＦＥＤの一構成であるメタルバック層を形成する際に使用される遮光マスクの説明図である。
【図６】図６は、従来のＦＥＤにおける放電現象を概略的に示す説明図である。
【図７】図７は、本発明において使用されるランプ装置の該略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１…前面基板、１２…背面基板、１６…蛍光面、１７…蛍光体層、１８…光吸収層（遮光層）、１９…メタルバック層、２０…電子放出素子、２１…配線、２２…樹脂フィルム層、２３…金属膜、２４，４３…遮光マスク、２５，４４…Ｘｅフラッシュランプ、２６…切断線、３１…透明基板、３２…遮光膜、３３…ＳｉＯ２膜、３５…テーパー部、３６…粗面化した面、４１…容器、４５…反射板。
【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】
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