(57)【要約】【課題】ゲッタリング効果が大きくてその効果が持続し、電極や蛍光体層の劣化がなくて信頼性が高く、かつ製造が容易な電界放出型ディスプレイの前面板を提供する。【解決手段】透明基板と、該透明基板の一方の面に形成された複数の開口部を備えるブラックマトリックス層と、該ブラックマトリックス層の開口部内の透明基板上に形成された蛍光体層とを備えた電界放出型ディスプレイの前面板において、前記ブラックマトリックス層が、前記蛍光体層よりも外光反射率が低く、ガラスもしくはセラミックスを母材とし導電性粒子とゲッタを含むことを特徴としている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、該透明基板の一方の面に形成された複数の開口部を備えるブラックマトリックス層と、該ブラックマトリックス層の開口部内の透明基板上に形成された蛍光体層とを備えた電界放出型ディスプレイの前面板において、
前記ブラックマトリックス層は、前記蛍光体層よりも外光反射率が低く、ガラスもしくはセラミックスを母材とし導電性粒子とゲッタを含むことを特徴とする電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項２】
前記ブラックマトリックス層の母材となるガラスもしくはセラミックスが、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｐ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉより選ばれる１種以上の元素の酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載の電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項３】
前記ブラックマトリックス層が、１０の８乗オーム／平方センチメートル以下の電気抵抗値を有することを特徴とする請求項１もしくは２に記載の電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項４】
前記ブラックマトリックス層に含まれる導電性粒子が、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎからなる金属群のなかの１種以上の金属、または前記金属群のなかの２種以上の金属からなる合金、または酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、アンチモンドープの酸化スズ、インジウムまたはアンチモンドープの酸化チタン、酸化ルテニウム、インジウムまたはアンチモンドープの酸化ジルコニウム、四三酸化鉄からなる導電性の金属酸化物群のなかの１種以上の酸化物、のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項５】
前記ブラックマトリックス層に含まれるゲッタが、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃａ，Ｖより選ばれる元素の１種以上の金属、または前記元素の化合物の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項６】
前記ブラックマトリックス層が、主として導電性を有するブラックマトリックス層と、主としてゲッタの役割をするブラックマトリックス層との多層構成であることを特徴とする請求項１に記載の電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項７】
透明基板と、該透明基板の一方の面に形成された複数の開口部を備えるブラックマトリックス層と、該ブラックマトリックス層上の所定位置に形成された１層以上で複数配列された障壁と、前記ブラックマトリックス層の開口部内の透明基板上に形成された蛍光体層とを備えた電界放出型ディスプレイの前面板において、
前記障壁が、ガラスもしくはセラミックスを母材とし導電性粒子とゲッタを含むことを特徴とする電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項８】
前記ブラックマトリックス層が、１層以上の有機物薄膜または金属の酸化膜、窒化膜、酸窒化膜を単層薄膜、もしくは前記単層薄膜に前記金属を積層させた多層薄膜のいずれかからなることを特徴とする請求項７に記載の電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項９】
前記障壁の母材となるガラスもしくはセラミックスが、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｐ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉより選ばれる１種以上の元素の酸化物を含むことを特徴とする請求項７ないし８に記載の電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項１０】
前記障壁が、１０の８乗オーム／平方センチメートル以下の電気抵抗値を有することを特徴とする請求項７ないし９いずれかに記載の電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項１１】
前記障壁に含まれる導電性粒子が、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎからなる金属群のなかの１種以上の金属、または前記金属群の中の２種以上の金属からなる合金、または酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、アンチモンドープの酸化スズ、インジウムまたはアンチモンドープの酸化チタン、酸化ルテニウム、インジウムまたはアンチモンドープの酸化ジルコニウム、四三酸化鉄からなる導電性の金属酸化物群のなかの１種以上の酸化物、のいずれかを含むことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項１２】
前記障壁に含まれるゲッタが、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃａ，Ｖより選ばれる元素の１種以上の金属、または前記元素の化合物の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項７ないし１１のいずれかに記載の電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項１３】
前記障壁が、主として導電性を有する障壁と、主としてゲッタの役割をする障壁との多層構成であることを特徴とする請求項７に記載の電界放出型ディスプレイの前面板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置に関し、さらに詳しくは電界放出型ディスプレイに用いる前面板に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
コンピュ−タのディスプレイ端末装置や壁掛けテレビ等の方式として、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイが実用化されている。これらの平面ディスプレイの中で、電界放出型ディスプレイ（フィ−ルドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ））は消費電力が小さく、高輝度、高精細で、視野角が広くて見やすいのが特徴で、一般家庭への普及が期待されている。
【０００３】
一般に、電界放出型ディスプレイは、ガラス基板上に電子放出素子であるエミッタ電極と、これに直交するように絶縁体層を介して設けられたゲ−ト電極（引き出し電極）とを備えた背面板（カソ−ド基板）と、ガラス基板上にアノード電極と、このアノード電極上に形成された蛍光体層を備えた前面板（アノ−ド基板）とを、スペーサ部材を介して両基板間を真空状態にして対抗させた構造を有している。そして、エミッタ電極とゲ−ト電極間に所定の電圧を印加し、同時にエミッタ電極とアノード電極間に所定の電圧を印加してエミッタ電極から電子を引き出し、この電子をアノード電極に衝突させて蛍光体層を発光させて画像表示するものである。
【０００４】
上記のような電界放出型ディスプレイでは、エミッタ電極から放出された電子や、その電子が前面板のアノード電極に衝突して蛍光体層を発光させる際に発生する２次電子の散乱によって、隣接するセルの蛍光体層が不必要に発光するのを防止する必要がある。このため、例えば、ポリイミド樹脂等を用いてフォトリソグラフィ法により高さ数１０μｍのパターンを前面板の各セル間に形成し、このパターンの表面に金属薄膜を形成して導電性を有する障壁とすることにより、エミッタ電極から放出された電子や、その電子が前面板のアノード電極に衝突して蛍光体層を発光させる際に発生する２次電子の散乱によって、隣接するセルの蛍光体層が不必要に発光するのを防止することが行なわれている。また、これらの構造により上記の散乱電子等によるチャージアップを防ぐことができる。
【０００５】
上記のような対策においては、電子の散乱を防止することは可能であるが、何らかの原因により薄膜層に欠陥等が生じ、そこからポリイミド樹脂等に散乱電子が衝突し、ガスの放出が起こる可能性がある。
【０００６】
そこで、障壁を無機導電性材料で形成し、電子の散乱を防止すると共に、上記の原因によって薄膜のポリイミド樹脂等に散乱電子が衝突することが原因となるガスの放出の可能性を無くすことが行なわれている（例えば、特許文献１参照。）。
また、外光反射率の低いガラスにて形成されたブラックマトリックス上に金属薄膜を形成することにより導電性を付与し、電子の散乱を防止することが記載されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
また、蛍光体領域および赤色および緑色および青色の蛍光体を被覆するメタルバックにゲッタ材料を有し、放出されたガスをゲッタリング（吸着）することが行なわれている（例えば、特許文献３参照。）。
また、電界放出型ディスプレイを含む画像表示装置において、コントラスト向上のために電極を黒色化することが記載されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３３０５８号公報（第２頁、第４頁）
【特許文献２】
特開平１１−１８５６７３号公報（第２頁、第４頁）
【特許文献３】
特開平９−８２２４５号公報（第２頁、第５−６頁）
【特許文献４】
特開２０００−２６０３３６号公報（第２頁、第４−５頁）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述するような障壁を備える電界放出型ディスプレイの前面板では、上記の特許文献１のようにガス放出原因を排除したとしても、電子ビームが蛍光体層に衝突するときにガスが放出され、これらのガスが速やかに捕捉されずに、真空度の低下やガスがイオン化され放電現象が起こり、背面板の電極の劣化や蛍光体の劣化等を生じさせて、信頼性が低下するという問題がある。また、特許文献１に記載される前面板は、その製造工程が複雑という問題がある。
特許文献２においても、特許文献１と同様に、蛍光体層に電子が衝突する時に放出されるガスを速やかに捕捉できないことが問題となっている。
【００１０】
特許文献３においては、ゲッタ材が薄膜であるため、ゲッタ材料の量が少なくゲッタ効果が持続しないという問題がある。
特許文献４においては、電極にゲッタリング作用がないため、放出ガスによる電極の劣化、蛍光体層の劣化による信頼性低下の問題が生じる。
【００１１】
そこで、本発明は上記のような技術課題、問題点を解消するためになされたものである。その目的は、ゲッタリング効果が大きくてその効果が持続し、電極や蛍光体層の劣化がなくて信頼性が高く、かつ製造が容易な電界放出型ディスプレイの前面板を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、透明基板と、該透明基板の一方の面に形成された複数の開口部を備えるブラックマトリックス層と、該ブラックマトリックス層の開口部内の透明基板上に形成された蛍光体層とを備えた電界放出型ディスプレイの前面板において、前記ブラックマトリックス層が、前記蛍光体層よりも外光反射率が低く、ガラスもしくはセラミックスを母材とし導電性粒子とゲッタを含むようにしたものである。本発明によれば、ゲッタリング作用をする導電性のブラックマトリックスを有する電界放出型ディスプレイの前面板が提供される。
【００１３】
請求項２の発明に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記ブラックマトリックス層の母材となるガラスもしくはセラミックスが、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｐ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉより選ばれる１種以上の元素の酸化物を含むようにしたものである。
【００１４】
請求項３の発明に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記ブラックマトリックス層が、１０の８乗オーム／平方センチメートル以下の電気抵抗値を有するようにしたものである。本発明によれば、ブラックマトリックス層が導電性を有し、チャージアップを生じない電界放出型ディスプレイの前面板が提供される。
【００１５】
請求項４の発明に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記ブラックマトリックス層に含まれる導電性粒子が、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎからなる金属群のなかの１種以上の金属、または前記金属群のなかの２種以上の金属からなる合金、または酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、アンチモンドープの酸化スズ、インジウムまたはアンチモンドープの酸化チタン、酸化ルテニウム、インジウムまたはアンチモンドープの酸化ジルコニウム、四三酸化鉄からなる導電性の金属酸化物群のなかの１種以上の酸化物、のいずれかを含むようにしたものである。
【００１６】
請求項５の発明に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記ブラックマトリックス層に含まれるゲッタが、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃａ，Ｖより選ばれる元素の１種以上の金属、または前記元素の化合物の少なくともいずれかを含むようにしたものである。
【００１７】
請求項６の発明に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記ブラックマトリックス層が、主として導電性を有するブラックマトリックス層と、主としてゲッタの役割をするブラックマトリックス層との多層構成であるようにしたものである。
【００１８】
請求項７の発明に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、透明基板と、該透明基板の一方の面に形成された複数の開口部を備えるブラックマトリックス層と、該ブラックマトリックス層上の所定位置に形成された１層以上で複数配列された障壁と、前記ブラックマトリックス層の開口部内の透明基板上に形成された蛍光体層とを備えた電界放出型ディスプレイの前面板において、前記障壁が、ガラスもしくはセラミックスを母材とし導電性粒子とゲッタを含むようにしたものである。本発明によれば、ゲッタ作用をする導電性の障壁を有する電界放出型ディスプレイの前面板が提供される。
【００１９】
請求項８の発明に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記ブラックマトリックス層が、１層以上の有機物薄膜または金属の酸化膜、窒化膜、酸窒化膜を単層薄膜、もしくは前記単層薄膜に前記金属を積層させた多層薄膜のいずれかからなるようにしたものである。
【００２０】
請求項９の発明に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記障壁の母材となるガラスもしくはセラミックスが、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｐ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉより選ばれる１種以上の元素の酸化物を含むようにしたものである。
【００２１】
請求項１０の発明に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記障壁が、１０の８乗オーム／平方センチメートル以下の電気抵抗値を有するようにしたものである。本発明によれば、障壁が導電性を有し、チャージアップを生じない電界放出型ディスプレイの前面板が提供される。
【００２２】
請求項１１の発明に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記障壁に含まれる導電性粒子が、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎからなる金属群のなかの１種以上の金属、または前記金属群の中の２種以上の金属からなる合金、または酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、アンチモンドープの酸化スズ、インジウムまたはアンチモンドープの酸化チタン、酸化ルテニウム、インジウムまたはアンチモンドープの酸化ジルコニウム、四三酸化鉄からなる導電性の金属酸化物群のなかの１種以上の酸化物、のいずれかを含むようにしたものである。
【００２３】
請求項１２の発明に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記障壁に含まれるゲッタが、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃａ，Ｖより選ばれる元素の１種以上の金属、または前記元素の化合物の少なくともいずれかを含むようにしたものである。
【００２４】
請求項１３の発明に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記障壁が、主として導電性を有する障壁と、主としてゲッタの役割をする障壁との多層構成であるようにしたものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の一実施形態を模式的に示す部分平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線における部分断面図である。本発明の電界放出型ディスプレイの前面板１は、透明基板２と、この透明基板２の一方の面に形成されたブラックマトリックス層３とを備え、ブラックマトリックス層３は複数の開口部４を有し、開口部４内には蛍光体層５が形成されている。
【００２６】
本発明の電界放出型ディスプレイの前面板１を構成する透明基板２としては、従来から電界放出型ディスプレイに用いられているガラス基板、例えば無アルカリガラス基板、低アルカリガラス基板、ソーダライムガラス基板、さらには石英基板等を使用することができ、厚さは０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度とすることができる。
【００２７】
本発明の電界放出型ディスプレイの前面板に用いられるブラックマトリックス層３は、電界放出型ディスプレイにおける画像表示時のコントラスト向上が目的であるため、人間が識別する領域の外光反射率を蛍光体層よりも低くするように、低反射率の黒色膜とし、ブラックマトリックス層に導電性を持たせたガラスもしくはセラミックスからなる。
本発明において、母材となるガラスもしくはセラミックスとしては、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｐ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉより選ばれる１種以上の元素の酸化物を含むものが用いられる。
【００２８】
本発明において、ブラックマトリックス層３の電気抵抗値は１０の８乗オーム／平方センチメートル以下とするのが好ましい。ブラックマトリックス層３が１０の８乗オーム／平方センチメートル以下の電気抵抗値である導電性を有していれば、エミッタ電極から放出された電子が蛍光体層を発光させる際に発生する２次電子や散乱電子等によるチャージアップを防ぐことが可能である。
【００２９】
本発明において、ブラックマトリックス層３が前記のガラスもしくはセラミックスを母材とし、１０の８乗オーム／平方センチメートル以下の導電性を持たせるための材料としては、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、ＳｎおよびＺｎからなる金属群のなかの１種以上の金属、または前記金属群のなかの２種以上の金属からなる合金、または酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、アンチモンドープの酸化スズ、インジウムまたはアンチモンドープの酸化チタン、酸化ルテニウム、インジウムまたはアンチモンドープの酸化ジルコニウム、四三酸化鉄からなる導電性の金属酸化物群のなかの１種以上の酸化物、のいずれかの導電性粒子を含むものが好ましい。
ガラス上に直接これらのガラス、セラミックスによる図１のような構造物を形成する場合、ガラス基板とブラックマトリックスの熱膨張係数がほぼ同じであるため、特許文献１に示されるようなクラックの対策が不要であるという利点がある。
【００３０】
また、上記のブラックマトリックス層３の膜厚は２０μｍ〜１００μｍとすることができ、ブラックマトリックス層３が厚いためにブラックマトリックス層３自体が障壁層の役割を果たすことも可能である。ブラックマトリックス層３の開口部の形状は、図１のように限定されるものではなく、多角形、楕円形等、適宜設定することができる。
【００３１】
上記のガラスおよびセラミックス材料は、多くの空孔を含むため表面積が大きく、脱着処理等によりゲッタリング効果をそれ自身に持たせることができるが、ゲッタリング効果を高めるためにゲッタリング効果のある材料を含有させた方がより好ましい。
本発明において、ブラックマトリックス層３に含まれるゲッタとしては、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｖより選ばれる元素の１種以上の金属、または前記元素の化合物の少なくともいずれかを含む材料が挙げられ、粒子状もしくは粉体状にして用いられる。
【００３２】
本発明のブラックマトリックス層は、上記のガラスもしくはセラミックスを母材とし、導電性粒子とゲッタを含む組成物をペースト状にしてパターニングすることにより形成される。ペーストをパターン化してブラックマトリックス層とする方法としては、前記のペーストをテーブルコータ等で塗布し、サンドブラスト法でパターニングする方法、ガラス基板にレジストパターンを製版後、ペーストをレジストパターン開口部に埋め込む埋め込み法、スクリーン印刷にてペーストをパターニング印刷する方法、セラミックグリーンシートを型押しする方法等をとることができる。
【００３３】
また、ブラックマトリックス層の形成方法として、上記のペーストをセラミックグリーンシートの形状にし、フォトレジストを用いて製版し、サンドブラスト法によりパターニング後、焼成するのも好ましい方法である。
セラミックグリーンシートは、主に多層パッケージ基板等に用いられ、通常は低融点のガラスフリットおよび金属酸化物およびこれらをつなぎとめるための有機物等からなるバインダからなり、シート化した材料であるが、平坦度が高く、膜厚精度が良いので、本発明のブラックマトリックス層用途にも適用できる。
【００３４】
前面板１を構成する蛍光体層５は、従来の材料を用いて、赤色発光性の蛍光体層、緑色発光性の蛍光体層、青色発光性の蛍光体層をブラックマトリックス層３の開口部４に、従来の方法により形成される。
【００３５】
上記の形態を持つ電界放出型ディスプレイにおいては、エミッタから引き出された電子ビームが蛍光体層に衝突する時に放出される２次電子および電子ビームの散乱電子はブラックマトリックス層３に吸収されて飛翔が阻止される。ブラックマトリックス層３は導電性を有するため、チャージが一箇所に集中することはなく分散するのでチャージアップすることはない。
また、本発明の電界放出型ディスプレイの前面板１においては、蛍光体層５に隣接する場所にゲッタリング効果を持つブラックマトリックス層３が存在することにより、特に、蛍光体層５に電子が衝突した時の放出ガスを瞬時に捕捉することができる。
【００３６】
また、図５、図６のように、第１の実施形態の例を多層化した層構成においては、第１の実施形態よりも効果を大きくすることができる。なお、図５、図６において、図２と対応する部分には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。図５に示すように、主としてゲッタの役割をするブラックマトリックス層３ｂを透明基板２側に設け、その上に、導電性を有し、主として散乱電子を吸収するブラックマトリックス層３ａを形成して２層にした場合には、加速電圧が高く蛍光体層５から散乱した２次電子の飛行距離が長い場合に有効である。
一方、図６に示すように、主として散乱電子を吸収するブラックマトリックス層３ａを透明基板２側に設け、その上に、主としてゲッタの役割をするブラックマトリックス層３ｂを形成して２層にした場合には、加速電圧が比較的低く散乱電子の飛行距離が短い場合に有効である。
図５、図６においては２層構成のブラックマトリックス層３ａ，３ｂを示したが、さらに多層構成とすることも可能である。ブラックマトリックス層全体としての厚さは２０μｍ〜１００μｍとすることができ、各層の厚さは、この厚さの範囲内で、２次電子や散乱電子の飛翔距離等を考慮し適宜割り振ればよい。
【００３７】
（第２の実施形態）
図３は本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の他の実施形態を模式的に示す部分平面図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ線における断面図である。本発明の電界放出型ディスプレイの前面板３１は、透明基板３２と、この透明基板３２の一方の面に形成されたブラックマトリックス層３３と、該ブラックマトリックス層３３上の所定位置に形成された障壁３６とを備え、ブラックマトリックス層３３は複数の開口部３４を有し、蛍光体層３５が形成されている。
【００３８】
本発明の電界放出型ディスプレイの前面板３１を構成する透明基板３２としては、従来から電界放出型ディスプレイに用いられているガラス基板、例えば無アルカリガラス基板、低アルカリガラス基板、ソーダライムガラス基板、さらには石英基板等を使用することができ、厚さは０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度とすることができる。
【００３９】
本発明の電界放出型ディスプレイの前面板３１に用いられるブラックマトリックス層３３は、電界放出型ディスプレイにおける画像表示時のコントラスト向上が目的であるため、人間が識別する領域の外光反射率を蛍光体層よりも低くするように、カーボン粉末を分散させた感光性ポリイミド樹脂等の１層以上の有機物薄膜または金属酸化物薄膜等を含む材料により、少なくとも透明基板３２側は低反射率の黒色膜とすることが好ましい。
より好ましい態様としては、真空蒸着法やスパッタリング法の薄膜形成工程によって、透明基板３２上に酸化クロム、窒化クロム、酸窒化クロム等の金属酸化膜、窒化膜または酸窒化膜を単層薄膜、もしくはそれらの単層薄膜に各々の金属を積層させて導電性を付与した多層薄膜とし、この薄膜上にフォトリソグラフィ法によりマスクパターンを形成して、エッチングにより開口部を形成することが挙げられる。
また、ブラックマトリックス層３３の厚さは、０．０４μｍ〜０．３μｍとすることができる。ブラックマトリックス層３３の開口部３４の形状は、図３のように限定されるものではなく、多角形、楕円形等、適宜設定することができる。
【００４０】
本発明において、障壁３６は、ガラスもしくはセラミックスを母材とし導電性を持たせた材料からなる。
母材となるガラスもしくはセラミックスとしては、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｐ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉより選ばれる１種以上の元素の酸化物を含むものが用いられる。例えば、障壁３６の材料となるガラスまたはセラミックスとして、低融点鉛ガラスを含むもの、あるいは、Ｚｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｉを中心とする低融点ガラス等が挙げられる。
【００４１】
本発明において、障壁３６の電気抵抗値は１０の８乗オーム／平方センチメートル以下とするのが好ましい。障壁３６が１０の８乗オーム／平方センチメートル以下の電気抵抗値である導電性を有していれば、エミッタ電極から放出された電子が蛍光体層を発光させる際に発生する２次電子や散乱電子等によるチャージアップを防ぐことが可能である。
本発明において、ブラックマトリックス層３３も導電性を有していれば、チャージアップ防止効果はさらに高まる。
【００４２】
本発明において、障壁３６が前記のガラスもしくはセラミックスを母材とし、１０の８乗オーム／平方センチメートル以下の導電性を持たせるための材料としては、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、ＳｎおよびＺｎからなる金属群のなかの１種以上の金属、または前記金属群の中の２種以上の金属からなる合金、または酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、アンチモンドープの酸化スズ、インジウムまたはアンチモンドープの酸化チタン、酸化ルテニウム、インジウムまたはアンチモンドープの酸化ジルコニウム、四三酸化鉄からなる導電性の金属酸化物群のなかの１種以上の酸化物、のいずれかの導電性粒子を含むものが好ましい。
【００４３】
また、上記障壁３６の膜厚は２０μｍ〜５０μｍの範囲で設定することができ、長さは図３におけるブラックマトリックス３３の開口部３４の長辺方向の長さと同等、もしくは−５μｍ〜＋２０μｍ程度の範囲で設定することができる。上記障壁３６の形状は、図３の図示例に限定されるものではなく、多角形、楕円形等適宜設定することができる。
【００４４】
本発明において、障壁を構成するガラスおよびセラミックス材料は、多くの空孔を含むため表面積が大きく、脱着処理等によりゲッタの効果をそれ自身に持たせることができるが、ゲッタ効果を高めるため、ゲッタ効果のある材料を含有させた方が好ましい。ゲッタリング効果が高い材料として、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｖより選ばれる元素の１種以上の金属、または前記元素の化合物の少なくともいずれかを含む材料が挙げられ、粒子状もしくは粉体状にして用いられる。
【００４５】
本発明の障壁は、上記のガラスもしくはセラミックスを母材とし、導電性材料、ゲッタ材料を含む組成物をペースト状にしてパターニングすることにより形成される。ペーストをパターン化してブ障壁とする方法としては、前記のペーストをテーブルコータ等で塗布し、サンドブラスト法でパターニングする方法、ガラス基板にレジストパターンを製版後、ペーストをレジストパターン開口部に埋め込む埋め込み法、スクリーン印刷にてペーストをパターニング印刷する方法、セラミックグリーンシートを型押しする方法等をとることができる。
【００４６】
また、障壁の形成方法として、上記のペーストをセラミックグリーンシートの形状にし、フォトレジストを用いて製版し、サンドブラスト法によりパターニング後、焼成するのも好ましい方法である。
セラミックグリーンシートは、平坦度が高く、膜厚精度が良いので、本発明の障壁用途にも適用できる。
【００４７】
前面板３１を構成する蛍光体層３５は、従来の材料を用いて、赤色発光性の蛍光体層、緑色発光性の蛍光体層、青色発光性の蛍光体層をブラックマトリックス３３内の開口部３４に、従来の方法により形成される。
【００４８】
上記の形態を持つ電界放出型ディスプレイにおいては、エミッタから引き出された電子ビームが蛍光体層３５に衝突する時に放出される２次電子および電子ビームの散乱電子は障壁３６に吸収されて飛翔が阻止される。障壁３６は導電性を有するため、チャージが一箇所に集中することはなく分散するのでチャージアップすることはない。
また、本発明の電界放出型ディスプレイの前面板３１においては、蛍光体層３５に隣接する場所にゲッタ効果を持つ障壁３６が存在することにより、特に、蛍光体層に電子が衝突した時の放出ガスを瞬時に捕捉することができる。
【００４９】
また、図７、図８のように、第２の実施形態の例を多層化した層構成においては、効果を第２の実施形態よりも強くすることができる。なお、図７、図８において、図４と対応する部分には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。
図７に示すように、ブラックマトリックス層３３上に主としてゲッタの役割をするブラックマトリックス層３６ｂを設け、その上に、導電性を有し、主として散乱電子を吸収する障壁３６ａを形成した場合には、加速電圧が高く蛍光体層３５から散乱した２次電子の飛行距離が長い場合に有効である。一方、図８に示すように、ブラックマトリックス層３３上に主として散乱電子を吸収する障壁３６ａを設け、その上に主としてゲッタの役割をするブラックマトリックス層３６ｂを形成した場合には、加速電圧が比較的低く散乱電子の飛行距離が短い場合に有効である。
【００５０】
【実施例】
（実施例１）
厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に、鉛を母材として鉄系酸化物等を混入させ、黒色化し低抵抗化したセラミックグリーンシート（厚さ８０μｍ）をラミネータにてラミネートした。ラミネート時のラミネート温度は１５０℃とした。ガラス基板とセラミックグリーンシートの密着性を高め、ブラスト時の切削性を高めるために、ラミネート後の基板を焼成炉にて２５０℃、１時間加温した。
【００５１】
前記基板にサンドブラスト用ドライフィルムレジスト（旭化成（株）製サンフォート）をラミネートした。ラミネート温度は１４０℃とした。ラミネート後、長方形（２８０μｍ×８０μｍ）の開口部パターンを開口部の幅方向に１１０μｍ間隔、長さ方向に３３０μｍ間隔で複数設けたマスクを介して、基板を露光し、１％炭酸ナトリウム水溶液にて現像し、レジストパターンを形成した。
【００５２】
レジストパターン形成後、サンドブラストにてブラックマトリックス層の開口部を形成した。ブラスト用の粉体は（株）不二製作所製ＷＡ＃１０００を使用した。ブラスト後ドライフィルムレジストをアルカリ性の剥離液にて除去した。
【００５３】
次に、ブラスト後の基板を５００℃、１時間焼成し、ブラックマトリックス層の開口部に蛍光体層を形成し、図２のように、導電性を有したゲッタリング効果のある厚さ４０μｍのブラックマトリックス層を設けた電界放出型ディスプレイを得た。
【００５４】
（実施例２）
厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に、スパッタリング法により酸化クロム（厚さ４０ｎｍ）とクロム（厚さ１００ｎｍ）と酸化クロム（厚さ５０ｎｍ）の３層構造を形成した。
【００５５】
次に、上記薄膜上に感光性レジスト（東京応化工業（株）製ＯＦＰＲ−８００）を塗布膜厚１．３５μｍに塗布し、長方形状の開口部（２８０μｍ×８０μｍ）パターンを、開口部の幅方向に１１０μｍ間隔、長さ方向に３３０μｍ間隔で複数設けたマスクを介して露光、現像し、レジストパターンを形成した。その後、エッチング液（ザ・インクテック（株）製ＩＴ−ＥＬＭ）を用いて薄膜をエッチングし、レジストパターンを得た後、洗浄し、厚さ１９０ｎｍのブラックマトリックス層を形成した。
【００５６】
次に、実施例１と同様のセラミックグリーンシートをラミネータにてラミネートした。ラミネート時のラミネート温度は１５０℃とした。ガラス基板とセラミックグリーンシートの密着性を高め、ブラスト時の切削性を高めるために、ラミネート後の基板を焼成炉にて２５０℃、１時間加温した。
【００５７】
次に、前記基板にサンドブラスト用ドライフィルムレジスト（旭化成（株）製サンフォート）をラミネートした。ラミネート温度は１４０℃とした。ラミネート後、長方形の開口部（３０μｍ×２８０μｍ）を、幅方向に１１０μｍ間隔、長さ方向に３３０μｍ間隔で複数設けたマスクを介して、基板を露光し、１％炭酸ナトリウム水溶液にて現像し、レジストパターンを形成した。
【００５８】
次に、レジストパターン形成後、サンドブラストにてブラックマトリックス層の開口部を形成した。ブラスト用の粉体は（株）不二製作所製ＷＡ＃１０００を使用した。ブラスト後ドライフィルムレジストをアルカリ性の剥離液にて除去した。
【００５９】
次に、ブラスト後の基板を５００℃、１時間焼成し、図４のように導電性を有したゲッタ効果のある障壁（厚さ４０μｍ）と金属と金属酸化膜の３層薄膜のブラックマトリックス層とを積層した電界放出型ディスプレイ前面板を得た。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、電界放出型ディスプレイの前面板において、透明基板の一方の面にブラックマトリックス層もしくは障壁を作製する際に、導電性を有しゲッタリング効果を持つガラスまたはセラミックスを用いるため、前面板を構成する層数を削減し、作製工程を間単にすることができる。本発明においては、ガラス等の透明基板と熱膨張率がほぼ同じであるガラスもしくはセラミックス材料を母材としてブラックマトリックス層もしくは障壁に用いるため、従来のように熱膨張率の差による基板のクラックが生ずることが無く、また、従来のめっきプロセスのように、予めめっき用の電極となる金属をガラス基板上に設ける工程も不要となり、工程短縮が図れる。
【００６１】
また、本発明では、ブラックマトリックス層もしくは障壁を構成するガラスもしくはセラミックス自身がゲッタリング効果を有し、さらに強力なゲッタリング効果を持たせる場合は、ガラスもしくはセラミックス中にゲッタを含むようにすればよいので、電界放出型ディスプレイの前面板の作製工程を削減できる利点がある。
これらの導電性を有するブラックマトリックス層もしくは障壁は、電子ビームが蛍光体層に衝突し、発生した２次電子、散乱電子およびガスを速やかに補足することが可能であるので、品質の高い画像を得ることができる。
本発明における障壁を構成するガラスもしくはセラミックスは、金属酸化物等との密着性も良いので、従来の金属酸化物等のブラックマトリックス層上に設けることにより、よりコントラストの高い高品位な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の実施形態の一例を示す部分平面図
【図２】図１のＡ−Ａ線における部分断面図
【図３】本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の別な実施形態を示す部分平面図
【図４】図２のＢ−Ｂ線における部分断面図
【図５】図１を多層構造にした本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の実施形態を示す部分断面図
【図６】図１を多層構造にした本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の別な実施形態を示す部分断面図
【図７】図３を多層構造にした本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の実施形態を示す部分平面図
【図８】図３を多層構造にした本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の別な実施形態を示す部分断面図
【符号の説明】
１、３１、５１、６１、７１、８１  本発明の電界放出型ディスプレイの前面板
２  透明基板
３  セラミックスまたはガラスを母材とするブラックマトリックス層
３ａ  主として散乱電子を吸収するブラックマトリックス層
３ｂ  主としてゲッタの役割をするブラックマトリックス層
４  開口部
５  蛍光体層
３３  ブラックマトリックス層
３６  セラミックスまたはガラスを母材とする障壁
３６ａ  主として散乱電子を吸収する障壁
３６ｂ  主としてゲッタの役割をする障壁
【図１】
2004235114.tif 000003
【図２】
2004235114.tif 000004
【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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