(57)【要約】【課題】ゲート電極や隔壁として用いることができる部材であって、比較的安価に供給できるとともに量産性にも優れたエッチング製品を提供すること。【解決手段】Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系のステンレス板からなり、エッチングによる複数の貫通孔を有するとともに、表面が酸化膜からなる絶縁層により被覆されてなる構成とする。厚みが一定で所望形状の複数の貫通孔がありしかも全面を誘電体で覆われた金属板を提供することができ、したがって、ＦＥＤのゲート電極１６、ＰＤＰの隔壁、光熱電池の電子加速部材等の部材として使用することにより、これらの部材の低コスト化を図ることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系のステンレス板からなり、エッチングによる複数の貫通孔を有するとともに、表面が酸化膜からなる絶縁層により被覆されてなることを特徴とするエッチング製品。
【請求項２】
貫通孔は、深さ方向の一方の開口面と他方の開口面の中間部に、開口面積が最も狭い部分を有する形状であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイや光熱電池の構成部材として利用されるエッチング製品及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ディスプレイとしてはカソードレイチューブ（ＣＲＴ）が一般的に用いられてきた。ところが、ＣＲＴは嵩張るという基本的な問題を抱えており、近年、これに代わる平面型ディスプレイとして、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）やフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）が開発されている。このＰＤＰやＦＥＤは、ＣＲＴが電子銃を１組しか有しない構造であるのに対して、セルと呼ばれる微小な発光素地部のそれぞれに電子銃やそれに代わる発光機能を有しており、平面型ディスプレイに適した構造となっている。
【０００３】
一方、電子を放出しやすい材料としてカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が知られているが、このＣＮＴを電子放出源としたＦＥＤの開発も進められている。さらに最近では、ＦＥＤの構造を応用して光熱発電装置（以下、「光熱電池」という）を開発しようとする動きもある。
【０００４】
図１は一般的なＦＥＤの構造を断面で示す概略構成図である。図示の如く、このＦＥＤは、２枚のガラス基板１１，１２が互いに平行に配設されており、背面板となるガラス基板１１の前面側に電子放出源である面状の陰極１３が形成され、前面板となるガラス基板１２の背面側に透明電極からなる陽極１４とそれを覆って蛍光体１５が形成され、前面板と背面板の間に電子引出し電極であるゲート電極１６が配設された構造をしている。そして、面状の陰極１３から出た電子をゲート電極１６により加速してその上方に位置する蛍光体１５に電子を当てて発光させるようになっている。
【０００５】
図２は一般的なＰＤＰの構造を断面で示す概略構成図である。図示の如く、このＰＤＰは、２枚のガラス基板２１，２２が互いに平行に配設され、両者は背面板となるガラス基板２１に設けられた隔壁２３により一定間隔で保持されており、前面板となるガラス基板２２の背面側に透明電極からなる表示電極２４とそれを覆って保護層２５が形成され、背面板となるガラス基板２１の前面側に隔壁２３の間に位置してアドレス電極２６が形成され、さらに隔壁２３の壁面とセルの底面を覆うようにして蛍光体２７が設けられた構造をしている。そして、２つの電極に挟まれた空間（セル）にてプラズマを発生し、そこから生じた紫外線にて背面板に形成してある蛍光体２７を発光させるようになっている。
【０００６】
これらのＦＥＤやＰＤＰにおいては、発光源である電子を引き出したりプラズマを発生させるために、各セルは真空状態（減圧状態）になっている。また、各セルは分離されており、しかも、電子の道筋を妨害したり不規則なプラズマを発生させないように各セルの材料は誘電体により構成されている。
【０００７】
図３は提案されている光熱電池の原理を説明するための概略構成図である。この光熱電池は、内部が真空又は不活性ガスに満たされたセル筐体３１と、このセル筐体３１の中に配置され、加熱されて温度上昇すると内部の電子を放出する電子放出部材３２と、この電子放出部材３２から放出された電子を収集する集電体３３を備え、この集電体３３の反対側に絶縁層３４を介して電子加速部材３５が配置された構造をしている。電子放出部材３２はＣＮＴのような電子を放出しやすい材料からなる。そして、電子放出部材３２のある側から筐体３１に光や熱を照射することによって電子放出部材３２から電子を放出させ、電子加速部材３５に電圧をかけて生じさせた電界によってその電子を加速し、集電体３３に照射させて発電するというものである。この光熱電池は先のＦＥＤと類似した構造になっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したように、ＦＥＤやＰＤＰは、各セル内に発光源である電子引出し電極やプラズマ発生用電極を有し、各々のセルが分離された構造になっており、また電子を引き出したりプラズマを発生させるために、各セルは真空（減圧）状態になっている。また、提案されている光熱電池も、ＣＮＴにより電子を放出させるために真空（減圧）状態になっている。そして、上記した動作を行うために、各セルを分離するゲート電極や前面板と背面板の間隔を一定に保つ隔壁は誘電体により作りこむ必要がある。また、平面型ディスプレイは大型化が著しく、微細な形状のゲート電極を作ることや隔壁の間隔を一定に保つことがコスト的に大きな負担となってきている。一方、光熱電池における電子放出部材と電子加速部材とは両者の間で消費される電力量をほぼ零とするため、電子加速部材を絶縁膜で覆う構造となっており、このため電子加速部材は製造コストが高いものになっている。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＦＥＤのゲート電極やＰＤＰの隔壁、さらには光熱電池の電子加速部材としても好適に用いることができる表面に絶縁層を有する孔空き金属板であって、比較的安価に供給できるとともに量産性にも優れたエッチング製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明のエッチング製品は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系のステンレス板からなり、エッチングによる複数の貫通孔を有するとともに、表面が酸化膜からなる絶縁層により被覆されてなることを特徴としている。
【００１１】
そして、上記構成のエッチング製品は、その用途に応じて、貫通孔は、深さ方向の一方の開口面と他方の開口面の中間部に、開口面積が最も狭い部分を有する形状にすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のエッチング製品は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系のステンレス板からなり、エッチングによる複数の貫通孔を有するとともに、酸化膜からなる絶縁層により被覆された構成になっいるので、厚みが一定で所望形状の複数の貫通孔がありしかも全面を誘電体で覆われた金属板を提供することができ、したがって、ＦＥＤのゲート電極、ＰＤＰの隔壁、光熱電池の電子加速部材等の部材として使用することにより、これらの部材の低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明で用いるＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系のステンレス板は、適切な雰囲気中で焼成することにより、表面に酸化膜であるアルミナが形成される。したがって、エッチング加工により所望形状の孔を空けた後、適切な熱処理を施すことにより表面が酸化膜で覆われた孔空き板材が得られる。熱処理は９００〜１２００℃で２時間程度である。このようにして形成された金属板表面の酸化膜は部材として組み込まれた場合に誘電体の役目を果たす。
【００１４】
酸化膜（アルミナ）は、厚みが１μｍを越えると剥がれやすくなる。したがって、酸化膜は形成時に厚みが１μｍ以下になるように制御するのが好ましい。
【００１５】
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系のステンレス板は、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．４ｍｍ等の種類があるので、その中から用途に応じた厚さのものを選択する。そして、エッチングは用途に応じて所望の形状に加工する。例えば、ＦＥＤのゲート電極に使用する場合は、エッチングにより複数の貫通孔を形成する際に、電子を引出しやすいような形状にエッチング加工を行う。
【実施例１】
【００１６】
図４は本発明のエッチング製品をゲート電極に用いたＦＥＤの断面を示す概略構成図であり、図１で説明したＦＥＤと同様の部位には同じ符号を付してある。
【００１７】
図４に示すように、このＦＥＤは、２枚のガラス基板１１，１２が互いに平行に配設されており、背面板となるガラス基板１１の前面側に電子放出源である面状の陰極１３が形成され、前面板となるガラス基板１２の背面側に透明電極からなる陽極１４とそれを覆って蛍光体１５が形成され、前面板と背面板の間にエッチング製品であるゲート電極１６が配設された構造である。そして、面状の陰極１３から出た電子をゲート電極１６により加速してその上方に位置する蛍光体１５に電子を当てて発光させるようになっている。
【００１８】
このゲート電極１６を構成するエッチング製品は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系のステンレス板（厚さ０．２ｍｍ）にエッチング加工により図示の如く中央で狭くなった断面形状の貫通孔を形成した後、熱処理を施して表面に一様な厚みで酸化膜（アルミナ）を形成したものであり、ゲート電極１６はその表面に絶縁層１６ａが形成された状態になっている。そして、前面板と背面板の間隔は、ステンレス板の厚みで制御されるので安定している。また、エッチング形状は、深さ方向の一方の開口面と他方の開口面の中間部に、開口面積が最も狭い部分を有する形状として、電子を引き出しやすい形状にしてある。このようなエッチング形状は両面からのエッチング加工により形成することができる。
【００１９】
ＦＥＤとしては種々の形態が提案されている。したがって、それらに応じて前記の表面に絶縁層を有する孔空き金属板を、単に背面板と前面板のスペーサーとして用いたり、前記金属板の絶縁層の上にゲート電極をめっき、蒸着、もしくはスパッタリングで形成して用いたり、さらにこれらの絶縁層を有する孔空き金属板を組み合わせて多層として用いることもできる。
【実施例２】
【００２０】
図５は本発明のエッチング製品を障壁に用いたＰＤＰの断面を示す概略構成図であり、図２で説明したＰＤＰと同様の部位には同じ符号を付してある。
【００２１】
図５に示すように、このＰＤＰは、２枚のガラス基板２１，２２が互いに平行に配設され、両者はエッチング製品である隔壁２３により一定間隔で保持されており、前面板となるガラス基板２２の背面側に透明電極からなる表示電極２４とそれを覆って保護層２５が形成され、背面板となるガラス基板２１の前面側に隔壁２３の間に位置してアドレス電極２６が形成され、さらに隔壁２３の壁面とセルの底面を覆うようにして蛍光体２７が設けられた構造をしている。そして、２つの電極に挟まれた空間（セル）にてプラズマを発生し、そこから生じた紫外線にて背面板に形成してある蛍光体２７を発光させるようになっている。
【００２２】
この隔壁２３を構成するエッチング製品は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系のステンレス板（厚さ０．２ｍｍ）にエッチング加工により図示の如くほぼ真っ直ぐな断面形状の貫通孔を形成した後、熱処理を施して表面に一様な厚みで酸化膜（アルミナ）を形成したものであり、隔壁２３はその表面に絶縁層２３ａが形成された状態になっている。このように、金属板のエッチングと熱処理のみで障壁が形成されるので、従来の隔壁形成に比べて大幅なコストダウンを図ることができる。
【実施例３】
【００２３】
図６は本発明のエッチング製品を電子加速部材に用いた光熱電池の断面を示す概略構成図であり、図３で説明したＰＤＰと同様の部位には同じ符号を付してある。
【００２４】
図６に示すように、この光熱電池は、内部が真空又は不活性ガスに満たされたセル筐体３１と、このセル筐体３１の中に配置され、加熱されて温度上昇すると内部の電子を放出する電子放出部材３２と、この電子放出部材３２から放出された電子を収集する集電体３３を備え、電子放出部材３２と集電体３３の間にエッチング製品である電子加速部材３５が配置された構造をしている。そして、電子放出部材３２のある側から筐体３１に光や熱を照射することによって電子放出部材３２から電子を放出させ、電子加速部材３５に電圧をかけて生じさせた電界によってその電子を加速し、集電体３３に照射させて発電するようになっている。
【００２５】
この電子加速部材３５を構成するエッチング製品は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系のステンレス板（厚さ０．２ｍｍ）にエッチング加工により図示の如くテーパー状の断面形状をした貫通孔を形成した後、熱処理を施して表面に一様な厚みで酸化膜（アルミナ）を形成したものであり、電子加速部材３５はその表面に絶縁層３５ａが形成された状態になっている。そして、前面板と背面板の間隔は、ステンレス板の厚みで制御されるので安定している。また、電子を加速しやすいように、エッチング形状は図示のように電子放出部材３２から集電体３３に向けて狭くなるテーパー形状にしてある。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のエッチング製品は、上記したようなＦＥＤのゲート電極、ＰＤＰの隔壁、光熱電池の電子加速部材として利用する以外に、同様な機能が要求されるその他の用途にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一般的なフィールドエミッションディスプレイの構造を断面で示す概略構成図である。
【図２】一般的なプラズマディスプレイパネルの構造を断面で示す概略構成図である。
【図３】提案されている光熱電池の原理を説明するための概略構成図である。
【図４】本発明のエッチング製品をゲート電極に用いたフィールドエミッションディスプレイの断面を示す概略構成図である。
【図５】本発明のエッチング製品を障壁に用いたプラズマディスプレイパネルの断面を示す概略構成図である。
【図６】本発明のエッチング製品を電子加速部材に用いた光熱電池の断面を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１，１２  ガラス基板
１３  陰極
１４  陽極
１５  蛍光体
１６  ゲート電極
１６ａ  絶縁層
２１，２２  ガラス基板
２３  隔壁
２３ａ  絶縁層
２４  表示電極
２５  保護層
２６  アドレス電極
２７  蛍光体
３１  セル筐体
３２  電子放出部材
３３  集電体
３４  絶縁層
３５  電子加速部材
３５ａ  絶縁層
【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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