(57)【要約】【課題】  画像表示装置の性能を低下させることなく、その背面基板の製造工程を削減することにより、低コストで良好な画像表示装置を製造する。【解決手段】  一対の素子電極と、第１の配線及び第２の配線を電気的に絶縁させて形成した後、これらを接続する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、一対の素子電極と、該基板に対し行方向に設けられ、該電極と電気的に絶縁された第１の配線と、該第１の配線と交差するように列方向に設けられ、該電極と電気的に絶縁された第２の配線とを形成した後、該第１の配線を一方の素子電極に、及び該第２の配線を他方の素子電極に接続し、該一対の電極上に導電性薄膜を形成した後、該導電性薄膜内に電子放出部を形成し、背面基板を形成する工程を具備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】
前記導電性薄膜を形成する工程において、第１の配線と前記一方の素子電極、及び前記第２の配線と前記他方の素子電極間の各接続は、インクジェット法を用いて導電性材料を塗布することにより行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の配線と前記一方の素子電極、及び前記第２の配線と前記他方の素子電極間の各接続は、印刷を用いて導電性材料を塗布することにより行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の配線と前記一方の素子電極、及び前記第２の配線と前記他方の素子電極間の各接続は、転写を用いて導電性材料を塗布することにより行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の配線と前記一方の素子電極、及び前記第２の配線と前記他方の素子電極間の各接続のために導電性材料を塗布する工程において、該導電性材料を、該一方の素子電極及び該他方の素子電極を接続するように、さらに塗布することを含むことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
基板上に設けられた、一対の素子電極と、該基板の一辺に対し行方向に設けられ、該電極と電気的に絶縁された第１の配線、及び該第１の配線と交差するように列方向に設けられ、該電極と電気的に絶縁された第２の配線とが、該第１の配線の一部から一方の素子電極の一部にかけて第１の接続層を形成するとともに、該第２の配線の一部から他方の素子電極にかけて第２の接続層を形成することにより接続されていることを特徴とする素子電極の接続構造。
【請求項７】
前記一方の電極の少なくとも一部から前記他方の電極の少なくとも一部にかけて、前記第１及び第２の接続層と同時に形成された導電性薄膜内に亀裂を生ぜしめて形成された電子放出部をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の素子電極の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置の製造方法、及びこの画像表示装置に用いられる素子電極の接続構造に係り、特に、電子放出素子を用いた平面型の画像表示装置の製造方法、及びこの画像表示装置に用いられる素子電極の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代の画像表示装置として、電子放出素子を多数並べ、蛍光面と対向配置させた平面型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放出を用いており、これらの電子放出素子を用いた表示装置は、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。ＦＥＤの内、表面伝導型電子放出素子を用いた表示装置は、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、本願においては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および背面基板を有し、これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部同士を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。真空容器の内部は、真空度が１０-4Ｐａ程度以下の高真空に維持されている。また、背面基板およ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色発光蛍光体層、青色発光蛍光体層、及び緑色発光蛍光体層を含む蛍光面が形成され、背面基板の内面には、蛍光体を励起して発光させる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、多数の走査線およ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。
【０００５】
蛍光面にはアノード電圧が印加され、電子放出素子から出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、蛍光体が発光し、映像が表示される。
【０００６】
このようなＦＥＤでは、前面基板と背面基板との隙間を数ｍｍ以下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、軽量化、薄型化を達成することができる。
【０００７】
このような背面基板は、基板上に、例えば素子電極を前面スパッタし、フォトリソグラフ法によりパターニングし、銀フォトペーストを全面塗工して、フォトリソグラフ法によりパターニングしてＸ配線を形成し、誘電体フォトペーストを適用して、Ｘ配線上及びＹ配線下に誘電体層を各々パターニングし、次に、銀ペーストを用いてＹ配線を印刷した後、導電体素子膜を形成して、得られた導電体素子膜を分割し、電子放出素子を設けることにより得られる。しかしながら、このようなパターニングは製造工程を増加させ、コスト高を招いていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、画像表示装置の性能を低下させることなく、その背面基板の製造工程を削減することにより、低コストで良好な画像表示装置を製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像表示装置の製造方法は、基板上に、一対の素子電極と、該基板の一辺に対し行方向に設けられ、該電極と電気的に絶縁された第１の配線と、該第１の配線と交差するように列方向に設けられ、該電極と電気的に絶縁された第２の配線とを形成した後、該第１の配線を一方の素子電極に、及び該第２の配線を他方の素子電極に接続し、該一対の電極上に電子放出部を形成し、背面基板を形成する工程を具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明の素子電極の接続構造は、基板上に設けられた、一対の素子電極と、該基板の一辺に対し行方向に設けられ、該電極と電気的に絶縁された第１の配線、及び該第１の配線と交差するように列方向に設けられ、該電極と電気的に絶縁された第２の配線とが、該第１の配線の一部から一方の素子電極の一部にかけて第１の接続層を形成するとともに、該第２の配線の一部から他方の素子電極にかけて第２の接続層を形成することにより接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、素子電極及び配線を互いに絶縁された状態で予め形成し、その後接続することにより、画像表示装置の性能を低下させることなく、その背面基板の製造工程を削減し得、画像表示装置の製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の画像表示装置の製造方法は、基板上に、一対の素子電極と、基板の一辺に対し行方向に設けられ、電極と電気的に絶縁された第１の配線と、第１の配線と交差するように列方向に設けられ、電極と電気的に絶縁された第２の配線とを予め形成した後、第１の配線を一方の素子電極に、及び第２の配線を他方の素子電極に接続し、その後、一対の電極上に電子放出部を形成して、背面基板を形成する工程を具備する。
【００１３】
好ましくは、第１の配線と一方の素子電極との接続は、第１の配線の一部から一方の素子電極の一部にかけて第１の接続層を形成することにより行われ、第２の配線と他方の素子電極との接続は、第２の配線の一部から他方の素子電極にかけて第２の接続層を形成することにより行うことができる。
【００１４】
さらに好ましくは、上記接続のために導電性材料を塗布する際に、導電性材料を、該一方の素子電極及び該他方の素子電極を接続するように、さらに塗布して、導電性薄膜を形成することができる。その後、通電処理を行うことにより、この導電性薄膜内に亀裂を生じさせることにより電子放出部を形成することができる。
【００１５】
本発明の素子電極の接続構造は、上記第１の接続層及び第２の接続層を用いた接続構造であって、基板上に設けられた、一対の素子電極と、基板の一辺に対し行方向に設けられ、電極と電気的に絶縁された第１の配線、及び第１の配線と交差するように列方向に設けられ、電極と電気的に絶縁された第２の配線とが、第１の配線の一部から一方の素子電極の一部にかけて第１の接続層を形成するとともに、第２の配線の一部から他方の素子電極にかけて第２の接続層を形成することにより接続されている。
【００１６】
本発明では、製造工程の前段階で、一対の素子電極と、第１の配線及び第２の配線とを電気的に絶縁した状態で形成し、製造工程の後段階でこれらを電気的に接続させる。素子電極と各配線を電気的な接続をとりながら形成する場合には、一対の素子電極パターンの形成と、第１の配線パターン及び第２の配線パターンの形成は別々に行われる。例えば予め一対の素子電極パターンを形成した後に、電気的な接続をとりながら第１の配線及び第２の配線パターンの形成が行われる。しかしながら、本発明によれば、一対の素子電極パターンの形成は、これらの配線との接続をとる必要がない。このため、一対の素子電極パターンは、一対の素子電極と第１の配線及び第２の配線とを各々電気的に接続する工程の前であれば、どの段階で形成してもよく、例えば第１の配線パターンを形成する段階で、一対の素子電極パターンを一緒に形成することにより、製造工程の削減を行うことができる。また、素子電極と各配線を電気的に接続する工程は、例えば電子放出素子となる導電性薄膜を形成する段階で一緒に行うことにより、製造工程の増加を抑えることができる。このように、本発明によれば、背面基板の素子電極パターンと、第１の配線及び第２の配線パターンを電気的に絶縁させて形成した後にまとめて接続することにより製造工程の簡略化が可能となり、画像表示装置の性能を低下させることなく、画像表示装置の製造コストを低減することができる。
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明を具体的に説明する。
【００１８】
図１ないし図３に、本発明に用いられる背面基板の製造工程の一例を説明するための模式図を示す。
【００１９】
この図１ないし図３では、背面基板を簡略してその一部のみを示している。
【００２０】
例えば２．８ｍｍないし１．８ｍｍ厚のガラス基板４０を用意し、任意に、ガラス表面にナトリウムをブロックするための図示しないＳｉＯ2膜を形成する。その後、図１に示すように、互いに列方向に平行に配置された一対の第１の素子電極４２及び第２の素子電極４３を、ＳｉＯ2膜が形成されたガラス表面に複数列および複数行に配列して形成するとともに、共通配線としての列方向配線４５を複数のライン状パターンで形成する。これにより、製造工程の削減が可能である。この第１の素子電極４２，第２の素子電極４３は例えば白金、チタン、金、酸化ルテニウム、酸化亜鉛、酸化パラジウム、酸化インジウム、酸化錫から選択される少なくとも１種の導電性材料、及び列方向配線４５は、例えば銀、銅、金、コバルト、ニッケル、アルミニウムから選択される少なくとも１種の導電性を含む材料を用いて、例えばフォトリソグラフィー法及び印刷法により形成することができる。第１の素子電極４２及び第２の素子電極４３は、数十μｍの幅で、約１０μｍの間隔で、数十ｎｍの厚さで形成することができる。列方向配線４５は、例えば４０〜６０μｍの幅で、数μｍの厚さで形成することができる。列方向配線４５をより厚くしたいとき、例えば銀、銅、金、コバルト、ニッケルから選択される少なくとも１種の金属を含む材料を用いて、例えばメッキ法、フォトリソグラフィー法、及び印刷法により厚膜化することができる。
【００２１】
次に、列方向配線４５とその上に形成されるべき行方向配線とを絶縁するため、図２に示すように、行方向配線と列方向配線４５との交差部を覆うように、層間絶縁膜４７を形成する。この層間絶縁膜４７は、例えば酸化シリコン、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化リン、酸化錫から選択される少なくとも１種の絶縁材料を用いて、例えば印刷法、及びフォトリソグラフィー法により形成され得る。得られた層間絶縁膜４７を例えば３５０〜５５０℃で焼成することができる。
【００２２】
続いて、図２に示すように、層間絶縁膜４７を介して、列方向配線４５と交差させるように、行方向配線４６を形成する。行方向配線４６は、例えば銀、銅、金、コバルト、ニッケル、アルミニウムから選択される少なくとも１種の導電性材料を用いて、例えばフォトリソグラフィー法及び印刷法により形成することができる。列方向配線４６をより厚くしたいとき、例えば銀、銅、金、コバルト、ニッケルから選択される少なくとも１種の金属を含む材料を用いて、例えばメッキ法、フォトリソグラフィー法、及び印刷法により厚膜化することができる。
【００２３】
このようにして、基板上に、列方向配線、層間絶縁膜、及び行方向配線を順次形成することにより、マトリクス配線を有する基板を形成することができる。
【００２４】
その後、図３に示すように、第１の素子電極４２の一部から列方向配線４５の一部にかけて、導電性材料を塗布して第１の導電性薄膜４８を形成し、両者を電気的に接続し、同時に、第２の素子電極４３の一部から行方向配線４６の一部にかけて、同様に導電性材料を塗布して第２の導電性薄膜４９を形成し、両者を電気的に接続する。好ましくは、さらに同時に、第１の素子電極４２の他の一部から第２の素子電極４３の他の一部にかけて同様に導電性材料を塗布して第３の導電性薄膜４１を形成し、両者を電気的に接続することができる。これにより、製造工程の削減が可能である。あるいは、第３の導電性薄膜は、第１及び第２の導電性薄膜とは別工程で形成することができる。
【００２５】
第１ないし第３の導電性薄膜は、例えば銀、銅、金から選択される少なくとも１種の金属を含む材料を用いて、例えばインクジェット法、印刷法、及び転写法等により、数十ｎｍ〜数μｍの厚さで形成され得る。
【００２６】
また、インクジェット法を用いる場合には、導電性薄膜を形成する前に、マトリクス配線を有する基板表面を任意に洗浄し、撥水剤を含む溶液で処理して、表面のぬれ性を抑制することができる。
【００２７】
また、導電性薄膜形成用インクの例として、水とイソピルアルコールを混合した水溶液中に、例えばルテニウム錯体、白金微粒子、白金錯体、金微粒子、金錯体、パラジウム錯体等から選択される金属含有成分を含む組成物を使用し、これをインクジェット装置に適用して、第１の素子電極４２と列方向配線４５の間、第２の素子電極４３と行方向配線４６の間、及び第１の素子電極４２と第２の素子電極４３の間に導電性薄膜形成用インクの液滴を付与することができる。
【００２８】
これらの導電性薄膜を形成した後、任意に、３００℃ないし４００℃で焼成することができる。
【００２９】
その後、導電性薄膜４１を通電処理して内部に亀裂を生じさせ、電子放出部を形成することにより、背面基板が得られる。
【００３０】
得られた背面基板と、その内面に赤色発光蛍光体層、青色発光蛍光体層、及び緑色発光蛍光体層を含む蛍光面が形成された前面基板とを対向配置し、矩形枠状の側壁を介して周縁部同士を互いに接合し、一対の基板と基板間を封止する側壁とにより真空外囲器を構成させ、本発明にかかる画像表示装置が得られる。
【００３１】
図４ないし図６を参照して、本発明にかかる画像表示装置の一例として、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）について説明する。図４は、前面基板２を部分的に切り欠いた状態のＳＥＤの真空外囲器１０（以下、表示パネル１０と称する場合もある）を示す斜視図であり、図５は、図１の真空外囲器１０を線II-IIで切断した断面図であり、図６は、図４の断面を部分的に拡大した部分拡大断面図である。
【００３２】
図４ないし図６に示すように、表示パネル１０は、それぞれ矩形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、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて互いに平行に対向配置されている。なお、背面基板４は、前面基板２より１回り大きいサイズを有する。また、前面基板２および背面基板４は、ガラスからなる矩形枠状の側壁６を介して周縁部同士が接合され、内部が真空の扁平な平面パネル構造の真空外囲器を構成している。
【００３３】
前面基板２の内面には画像表示面として機能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を並べて構成され、これらの蛍光体層はストライプ状あるいはドット状に形成されている。また、蛍光体スクリーン１２上には、アルミニウム等からなるメタルバック１４が形成されている。
【００３４】
背面基板４の内面には、蛍光体スクリーン１２の蛍光体層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、すなわち蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１６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、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。
【００３５】
接合部材として機能する側壁６は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材１９により、前面基板２の周縁部および背面基板４の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。本実施の形態では、背面基板４と側壁６をフリットガラス１９ａを用いて接合し、前面基板２と側壁６をインジウム１９ｂを用いて接合した。もし、配線１８のある背面基板４と側壁６を低融点金属で封着する場合は、配線１８と封着材１９の電気ショートを避けるため、中間層として絶縁層を設ける必要がある。
【００３６】
また、表示パネル１０は、前面基板２と背面基板４の間にガラスからなる複数の細長い板状のスペーサ８を備えている。本実施の形態において、スペーサ８は、複数の細長いガラス板としたが、矩形板状の金属板からなるグリッド（図示せず）と、グリッドの両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサ（図示せず）と、で構成しても良い。
【００３７】
各スペーサ８は、上述したメタルバック１４、および蛍光体スクリーン１２の遮光層１１を介して前面基板２の内面に当接する上端８ａ、および背面基板４の内面上に設けられた配線１８上に当接する下端８ｂを有する。しかして、これら複数のスペーサ８は、前面基板２および背面基板４の外側から作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
【００３８】
さらに、ＳＥＤは、前面基板２のメタルバック１４と背面基板４との間にアノード電圧を印加する図示しない電圧供給部を備えている。電圧供給部は、例えば、背面基板４の電位を０Ｖに設定し、メタルバック１４の電位を１０ｋＶ程度にするよう、両者の間にアノード電圧を印加する。
【００３９】
そして、上記ＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、配線１８に接続した図示しない駆動回路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、メタルバック１４にアノード電圧を印加する。電子放出部から放出された電子ビームは、アノード電圧により加速され、蛍光体スクリーン１２に衝突する。これにより、蛍光体スクリーン１２の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂが励起されて発光し、カラー画像を表示する。
【００４０】
また、上記構造の表示パネル１０を製造する場合、予め、蛍光体スクリーン１２およびメタルバック１４の設けられた前面基板２を用意し、電子放出素子１６および配線１８が設けられているとともに側壁６およびスペーサ８が接合された背面基板４を用意しておく。そして、前面基板２、および背面基板４を図示しない真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁６を介して前面基板２を背面基板４に接合する。これにより、複数のスペーサ８を備えた表示パネル１０が製造される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に用いられる背面基板の製造工程の一例を説明するための模式図
【図２】本発明に用いられる背面基板の製造工程の一例を説明するための模式図
【図３】本発明にかかる画像表示装置の一例本発明に用いられる背面基板の製造工程の一例を説明するための模式図
【図４】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５】図１の真空外囲器を線分II−IIに沿って切断した断面斜視図。
【図６】図２の断面を部分的に拡大して示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
【００４２】
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（表示パネル）、１２…蛍光体スクリーン、１４…メタルバック、１６…電子放出素子、１８…配線、４０…ガラス基板、４１…第３の導電性薄膜、４２…第１の素子電極、４３…第２の素子電極、４５…第１の配線、４６…第２の配線、４７…層間絶縁膜、４８…第１の導電性薄膜、４９…第２の導電性薄膜
【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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