(57)【要約】【課題】この発明は、メタルバックの分断された領域間における抵抗値を所望する値に安定させることができる平面型表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】前面基板２の内面にＸ方向に延びた複数本の第１リブ２１およびＹ方向に延びた複数本の第２リブ２２を部分的に重ねて形成し、これらリブ構造を介してメタルバック１４を蒸着する。これにより、各色画素に対応した領域に重ねて、電気的に分断したメタルバックを安定して形成できる。【選択図】      図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に多数の蛍光体層およびメタルバックあるいはゲッタを有する前面基板と内側に多数の電子放出素子を有する背面基板を所定の間隔で向かい合わせて内部を真空雰囲気にし、上記蛍光体層およびメタルバックを上記電子放出素子より高い電位にした平面型表示装置において、
上記メタルバックあるいはゲッタは前面基板の厚さ方向に突出した第１リブと第２リブの壁面により複数の島状の領域に電気的に分断されていることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２】
上記第１および第２リブのうち少なくとも一方は、その長さ方向に複数の短い部分に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の平面型表示装置。
【請求項３】
上記第１および第２リブは、互いに重なる部位を有することを特徴とする請求項１記載の平面型表示装置。
【請求項４】
上記第１および第２リブのうち上に重なるリブは、その長さ方向に複数の短い部分に分割されていることを特徴とする請求項３に記載の平面型表示装置。
【請求項５】
上記第１および第２リブの突出高さは、１０［μｍ］以上であることを特徴とする請求項１記載の平面型表示装置。
【請求項６】
上記第１および第２リブの側面は、上記前面基板に対して４５度以上の角度で立ち上がっていることを特徴とする請求項１記載の平面型表示装置。
【請求項７】
上記第１および第２リブのうち少なくとも一方は、上記複数の蛍光体層のうち少なくとも隣接する蛍光体層の間に複数本設けられていることを特徴とする請求項１記載の平面型表示装置。
【請求項８】
上記第１および第２リブのうち少なくとも一方は、上記複数の蛍光体層の間の電気抵抗を変更可能な抵抗材料により形成されていることを特徴とする請求項１記載の平面型表示装置。
【請求項９】
上記メタルバックは、上記蛍光体層の整数倍毎に島状に分断されていることを特徴とする請求項１記載の平面型表示装置。
【請求項１０】
上記第１および第２リブは、上記メタルバックに重ねて形成されるゲッタ層も複数の島状の領域に電気的に分断することを特徴とする請求項１乃至請求項９のうちいずれか１項に記載の平面型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、背面基板に設けた電子放出素子から電子を放出させて前面基板に設けた蛍光体層を励起発光させることにより画像を表示する平面型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有する平面型表示装置として、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）や、表面伝導型の電子放出素子を備えた表示装置（ＳＥＤ）等が知られている。
【０００３】
ＦＥＤやＳＥＤでは、スペーサを介して所定の間隔を置いて対向配置された前面基板および背面基板を矩形枠状の側壁で周縁部を互いに接合し、内部を真空にした真空外囲器を有している。
【０００４】
前面基板の内面には３色の蛍光体層とこれを覆うメタルバックが形成され、背面基板の内面には蛍光体層を励起発光させる電子放出源として蛍光体層の画素毎に対応した多数の電子放出素子が配置されている。また、真空外囲器内部の高真空を維持するため、前面基板の内面にゲッタ膜が形成される。
【０００５】
蛍光体層には、電子放出素子より数ｋＶ高い電圧が印加されており、個々の電子放出素子から放出された電子ビームはこの電界によって加速される。そして、この加速された電子ビームが対応する蛍光体層に照射され、蛍光体を励起発光させてカラー画像を表示する。
【０００６】
このように、電子ビームを加速するための高電圧を近接した前面基板と背面基板の間に印加すると、しばしば放電の問題を生じる。放電を生じると、放電箇所を通じて多大な電流が流れるため、同箇所での電子放出素子にダメージが発生する問題があった。
【０００７】
これに対して、前面基板の蛍光体層を覆うメタルバックを電気的に小さい領域に分断して、分断領域間を高抵抗とすることで放電発生時に流れる電流を制限し、放電ダメージを緩和する技術が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。メタルバックを分断する方法として、化学的にメタルバックを変質させたり、レーザでメタルバックを部分的に蒸発させたりする方法が考えられる。
【０００８】
しかし、このような従来の方法でメタルバックを複数の小さな領域に分断した場合、隣接する領域間の抵抗値が不安定となり、輝度ムラの原因となったり、領域間における放電を誘発したりする問題があった。また、上述した分断方法では、領域間の抵抗値を所望する値にコントロールすることは極めて困難であり、メタルバックの電気的特性が不安定であった。
【特許文献１】特開平１０−３２６５８３号公報
【特許文献２】特開２０００−３１１６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明の目的は、メタルバックの分断された領域間における抵抗値を所望する値に安定させることができる平面型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、この発明の平面型表示装置は、内側に多数の蛍光体層およびメタルバックあるいはゲッタを有する前面基板と内側に多数の電子放出素子を有する背面基板を所定の間隔で向かい合わせて内部を真空雰囲気にし、上記蛍光体層およびメタルバックを上記電子放出素子より高い電位にした平面型表示装置において、上記メタルバックあるいはゲッタは前面基板の厚さ方向に突出した第１リブと第２リブの壁面により複数の島状の領域に電気的に分断されていることを特徴とする。
【００１１】
上記発明によると、メタルバックを複数の島状の領域に電気的に分断するための複数本の第１および第２リブを前面基板の内側に設けたため、これら第１および第２リブを介してメタルバックを形成することで、メタルバックを複数の島状の領域に確実に分断できる。また、これら第１および第２リブを介してゲッタ膜を形成することで、ゲッタ膜も複数の島状の領域に電気的に分断することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の平面型表示装置は、上記のような構成および作用を有しているので、メタルバックの分断された領域間における抵抗値を所望する値に安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。始めに、本発明の実施の形態に係る表示装置の一例として、ＳＥＤについて説明する。
【００１４】
図１ないし図３に示すように、ＳＥＤ１は、それぞれ矩形状の１〜２ｍｍのガラス板からなる前面基板２および背面基板４を備え、これらの基板はスペーサ８を介して約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて対向配置されている。そして、前面基板２および背面基板４は、周囲を矩形枠状の側壁６を介して接合され、内部が真空の真空外囲器１０を構成している。
【００１５】
前面基板２の内面には画像を表示する蛍光体スクリーン１２が形成されている。この蛍光体スクリーン１２は、赤、青、緑の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および遮光層１１を並べ、蛍光体層をメタルバック１４で覆う構成としている。蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂはストライプ状あるいはドット状に形成され、メタルバック１４はアルミニウム等の金属薄膜から形成されている。
【００１６】
背面基板４の内面には、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを励起発光させるための電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１６が設けられている。これらの電子放出素子１６は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列され、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、背面基板４の内面上には、各電子放出素子１６に駆動電圧を与えるための多数本の配線１８がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器１０の外部に引き出されている。
【００１７】
なお、これら前面基板２と背面基板４は、真空雰囲気中で脱ガス焼成後に周縁部同士を封着されて真空外囲器１０を形成するが、封着に先立ち真空雰囲気中で前面基板２の内面全域にゲッタ成膜し、パネル化後の高真空を維持できるようにしている。
【００１８】
上記ＳＥＤ１において、画像を表示する場合、配線１８を介して電子放出素子１６の素子電極間に電圧を与え、任意の電子放出素子１６の電子放出部から電子ビームを放出するとともに、蛍光体スクリーン１２に印加したアノード電圧により電子ビームを加速して蛍光体スクリーン１２に照射する。これにより、所望の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂが励起発光し、画像を表示する。
【００１９】
ここで、上述したメタルバック１４のソフトフラッシュ構造について、図４を参照して説明する。図４には、メタルバック１４を蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ（画素）毎に複数の島状の領域１４ａに分断した構造を示してある。なお、ここでは、図示を明瞭化するため、各領域１４ａや画素Ｒ、Ｇ、Ｂの基板２に対する大きさは実際の比率とは異なる。また、図４では各画素をそれぞれ覆う島状の領域１４ａにメタルバック１４を分断した例を示したが、複数個の画素を覆う複数の領域にメタルバック１４を分断しても良い。いずれにしても、本実施の形態では、メタルバック１４が複数の小さい領域１４ａに分断され、これら複数の領域１４ａが高抵抗部材１４ｂで接続された構成となっている。
【００２０】
各領域１４ａ間の高抵抗部材１４ｂの抵抗は高いほうが放電電流を抑制できるが、一方で画像表示用の電子ビーム電流によるアノード電圧降下を生じてしまう。高抵抗部材１４ｂの最適抵抗値については、放電電流抑制効果が分断の構成や分断間の耐圧特性にもよるため一律に言及することはできないが、概ね１ｋΩ〜１０ＭΩの値である。メタルバック１４をこのようなソフトフラッシュ構造とすることにより、放電が生じてもメタルバック１４が小さな領域１４ａに分断されているため、放電電流を制限して放電によるダメージを抑制することができる。
【００２１】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る上述したメタルバック１４の製造方法について、図５乃至図９を参照して説明する。なお、各図において、（ａ）は前面基板２の内面を部分的に拡大した概略平面図を示してあり、（ｂ）は前面基板２の部分的な斜視図を示してある。ここでは、ＸＹ２方向に延びた複数本のリブ２１、２２（後述する）によって、メタルバック１４を色画素毎に複数の島状の領域１４ａに分断する方法について説明する。
【００２２】
まず、図５に示すように、前面基板２の内面に遮光層１１を形成し、遮光層１１に重ねて高抵抗層２３を形成する。この高抵抗層２３は、後述するようにメタルバック１４を複数の島状の領域１４ａに分断した後、各領域１４ａ間の抵抗を制御するために設けられる。
【００２３】
遮光層１１は、厚さ約２［μｍ］であり、蛍光体層の各色画素領域Ｒ、Ｇ、Ｂをそれぞれ規定する複数の矩形の開口１１ａを有する。複数の開口１１ａは、例えば、フォトリソグラフィ法により、所定のマスクパターンを用いて形成される。遮光層１１は、抵抗率が、高抵抗層２３の抵抗率よりも１ケタ以上高い材料により形成されている。
【００２４】
高抵抗層２３は、厚さ約１０［μｍ］であり、抵抗率１０［Ωｍ］（分断メタルバック間抵抗０．０５〜０．５［ＭΩ］）の遮光層１１と略同じマスクパターンを用いたフォトリソグラフィ法により形成されている。つまり、高抵抗層２３も、遮光層２２の開口１１ａと重なる複数の開口２３ａを有する。
【００２５】
次に、図６に示すように、上述した複数の開口１１ａ、２３ａそれぞれに蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを形成する。蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、印刷法によりそれぞれ約１０［μｍ］の厚さで対応する開口１１ａ、２３ａに形成される。つまり、各蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、高抵抗層２３と概ね同じ高さに形成される。
【００２６】
そして、図７に示すように、隣接する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの間の高抵抗層２３上に、図中Ｘ方向に延び且つ前面基板２から離れる方向に厚さを有する複数本の第１リブ２１を形成する。第１リブ２１は、厚さ約２０［μｍ］で、抵抗率が高抵抗層２３の抵抗率よりも１ケタ以上高い材料により形成されている。本実施の形態では、第１リブ２１の幅は、約５０［μｍ］に設定され、側面の基板２に対する立ち上りはオーバーハングした形状（図示せず）であり、後述するメタルバックあるいはゲッタ成膜時に側面で分断できるようになっている。
【００２７】
さらに、図８に示すように、複数本の第１リブ２１と交差して部分的に重なるように、複数本の第２リブ２２を形成する。第２リブ２２は、隣接する２本の第１リブ２１を連絡するように、その長さ方向に分割されており、図中Ｙ方向に延び且つ隣接する蛍光体層の間にある高抵抗層２３の上に複数本ずつ（本実施の形態では２本ずつ）設けられている。より詳細には、１行目の第２リブ２２と２行目の第２リブ２２が隣接する第１リブ２１を交互に連絡するように形成されている。
【００２８】
なお、各第２リブ２２は、厚さ約２０［μｍ］で、抵抗率が高抵抗層２３の抵抗率よりも１ケタ以上高い材料により形成されている。また、本実施の形態では、第２リブ２２の幅は、約８０［μｍ］に設定され、１行目の第２リブ２２と２行目の第２リブ２２との間の幅も８０［μｍ］に設定されている。さらに、第２リブ２２の側面の基板２に対する立ち上りはオーバーハングした形状（図示せず）であり、後述するメタルバックあるいはゲッタ成膜時に側面で分断できるようになっている。
【００２９】
以上のリブ構造を前面基板２の内面に形成した後、前面基板２を焼成して余分な成分を飛ばすとともに硬化させる。このとき、各構造において、１〜２割程度の収縮があるが、上述の数値は焼成後の形状寸法を記載している。
【００３０】
そして、最後に、図９に示すように、上述したリブ構造２１、２２を介して、前面基板２の内面にメタルバック１４を成膜する。メタルバック１４は、前面基板２全体に図示しない平滑樹脂膜を塗布した後、ＡＬを蒸着し、焼成して余分な成分を飛ばして成膜する。なお、この後、ゲッタは、パネル化工程の真空雰囲気内でメタルバック１４の上に直接成膜する。両者をあせた厚さは概ね１００［ｎｍ］程度である。
【００３１】
このようにメタルバック１４（またはゲッタ）を成膜すると、第１、２リブ２１、２２側面でメタルバック（あるいはゲッタ）が分断されるため、結果的にメタルバック１４は島状の複数の領域１４ａに分断された構成となる。参考のため、リブ側面によってメタルバック１４を分断した分断線２５を図中破線で示した。これにより、リブ２１、２２の上面、底面のいずれにおいてもメタルバック１４は島状に分断され、従来のような線状の分断構造に対して放電電流を１ケタ程度抑制改善することができた。
【００３２】
リブ側面は分断のためにオーバーハング形状としたが、オーバーハング形状でなくても傾斜角度が大きければリブ表面の凸凹形態も利用すればメタルバックやゲッタを分断することができる。この場合、前面基板に対する側面の立ち上がり角度は４５度以上が望ましい。
【００３３】
以上のように、本実施の形態によると、メタルバック１４を複数の島状の領域１４ａに確実且つ容易に分断でき、各領域１４ａ間の抵抗値を略設計値通りにできる。このため、メタルバック１４の電気的特性を安定させることができ、放電によるダメージを抑制でき、輝度ムラを防止でき、信頼性の高い表示装置を提供できる。
【００３４】
次に、この発明の第２の実施の形態に係るメタルバック１４の分断構造について、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）には本実施の形態のリブ構造を形成した後の基板内面の状態を示してあり、図１０（ｂ）には上記リブ構造を介してメタルバック１４を形成した後の状態を図示してある。なお、ここでは、上述した第１の実施の形態と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３５】
本実施の形態では、高抵抗層２３をＹ方向に並んだ蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを繋げるように形成し、Ｘ方向に隣接する蛍光体層の間には高抵抗層２３を形成せずに遮光層１１を露出したパターンとした。そして、第１リブ層２１を抵抗材料で形成し、蛍光体層をＸ方向に電気的に繋げた。なお、各蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの周りには、概ねＩ形の第２リブ２２が設けられ、各画素をＸ方向に繋ぐ第１リブ２１の途中にもＹ方向に延びた第２リブ２２が設けられている。
【００３６】
この構成では、メタルバック１４の分断された領域１４ａをＹ方向に接続する抵抗は高抵抗層２３で制御し、各分断領域１４ａをＸ方向に接続する抵抗は第１リブ２１で制御するようにしている。このような構成により、余分な層を形成することなく高抵抗の縦横異方性を変えることが出来る。
【００３７】
以上のように、本実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同様に、第１、２リブ２１、２２を部分的に重ねることにより、分断線２５で示す通り、メタルバック１４を複数の島状の領域１４ａに確実に分断でき、放電電流も十分に抑制できる。
【００３８】
次に、この発明の第３の実施の形態に係るメタルバック１４の分断構造について、図１１を参照して説明する。図１１（ａ）には本実施の形態のリブ構造を形成した後の基板内面の状態を示してあり、図１１（ｂ）には上記リブ構造を介してメタルバック１４を形成した後の状態を図示してある。なお、ここでも、上述した第１の実施の形態と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３９】
本実施の形態のリブ構造は、概ね、上述した第１および第２の実施の形態のリブ構造を組み合わせた構造を有する。つまり、上述した第２の実施の形態の第２リブ２２のうちＸ方向に隣接した蛍光体層を繋ぐ第１リブ２１の途中に設けた比較的短い第２リブ２２を２本に増やし、第１の実施の形態と同様に隣接する第１リブ２１同士を交互にずらした第２リブ２２によって接続する構造とした。
【００４０】
これより、第１の実施の形態と同様に、メタルバック１４のＸ方向に隣接した分断領域１４ａ間の遮蔽リブ２２の数を倍に増やすことで、Ｘ方向に沿った沿面耐圧を向上させることができる。なお、このリブ構成を応用すれば、Ｘ方向に隣接した領域１４ａ間のスペースが許す限り、このスペースに多くの第２リブ２２を形成でき、かつ、１つの第２リブ２２を複数の第１リブ２１に交互に積層させることで、メタルバック１４を分断した領域１４ａ間の遮蔽リブ２２の数を増やして沿面耐圧特性をさらに向上させていくことが出来る。
【００４１】
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施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、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の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良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【００４２】
例えば、上述した実施の形態では、Ｙ方向に延びた第２リブ２２を領域１４ａに複数本も受けた場合について説明したが、これに限らず、Ｘ方向に延びた第１リブ２１を隣接する領域１４ａ間に複数本ずつ設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施の形態に係るＳＥＤの真空外囲器を示す外観斜視図。
【図２】図１の真空外囲器を線II−IIに沿って切断した断面斜視図。
【図３】図２の断面を部分的に拡大して示す部分拡大断面図。
【図４】前面基板内面の蛍光体スクリーンのメタルバックを島状に分断した状態を示す模式図。
【図５】この発明の第１の実施の形態に係るメタルバックの分断構造を製造するプロセスを説明するための部分拡大平面図（ａ）、および部分拡大斜視図。
【図６】この発明の第１の実施の形態に係るメタルバックの分断構造を製造するプロセスを説明するための部分拡大平面図（ａ）、および部分拡大斜視図。
【図７】この発明の第１の実施の形態に係るメタルバックの分断構造を製造するプロセスを説明するための部分拡大平面図（ａ）、および部分拡大斜視図。
【図８】この発明の第１の実施の形態に係るメタルバックの分断構造を製造するプロセスを説明するための部分拡大平面図（ａ）、および部分拡大斜視図。
【図９】この発明の第１の実施の形態に係るメタルバックの分断構造を製造するプロセスを説明するための部分拡大平面図（ａ）、および部分拡大斜視図。
【図１０】この発明の第２の実施の形態に係るメタルバックの分断構造を説明するためのリブ構造を示す部分拡大平面図（ａ）、およびメタルバックを形成した後の部分拡大平面図（ｂ）。
【図１１】この発明の第３の実施の形態に係るメタルバックの分断構造を説明するためのリブ構造を示す部分拡大平面図（ａ）、およびメタルバックを形成した後の部分拡大平面図（ｂ）。
【符号の説明】
【００４４】
１…ＳＥＤ、２…前面基板、４…背面基板、６…側壁、８…スペーサ、１０…真空外囲器、１２…蛍光体スクリーン、１４…メタルバック、１４ａ…領域、１４ｂ…高抵抗部材、１６…電子放出素子、１８…配線、２１…第１リブ、２２…第２リブ、２３…高抵抗層、２５…分断線、Ｒ、Ｇ、Ｂ…蛍光体層。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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