(57)【要約】　　　（修正有）【課題】電界放出型ディスプレイを構成する画素の開口率が高く、高輝度の電界放出型ディスプレイの前面板と、従来のように高精度のアライメントを必要とせず、高価な露光装置を用いなくとも可能な前面板の製造方法を提供する。【解決手段】透明基板と、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に形成された導電性中間層と、該導電性中間層上の所定位置に形成された複数の障壁層と、前記開口部内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、隣り合う二つの前記開口部の間に位置する障壁層の幅を開口部の間の幅と同一とするものである。【選択図】　図１
2004039296.tif 000002
【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に形成された導電性中間層と、該導電性中間層上の所定位置に形成された複数の無機材料からなる障壁層と、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、前記障壁層は少なくとも隣り合う二つの開口部の間に位置し、前記障壁層の幅が開口部の間の幅と同一である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】
透明基板と、該透明基板の一方の面に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に形成された導電性中間層と、該導電性中間層上の所定位置に形成された複数の無機材料からなる障壁層と、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、前記開口部が周囲を二つの障壁層と無機導電性材料よりなるエッチングマスク層によって囲まれている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３】
前記障壁層が無機導電性材料、もしくは導電性を付与された無機材料からなることを特徴とする請求項１もしくは２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４】
前記エッチングマスク層が厚さ０．１〜５μｍのニッケル層であることを特徴とする請求項２に記載の電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項５】
前記障壁層の長手方向の両端が無機導電性材料よりなるエッチングマスク層の上に載っていることを特徴とする請求項２に記載の電界放出型ディスプレイの前面板。
【請求項６】
請求項１もしくは請求項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の製造方法において：
（Ａ）透明基板上にブラックマトリックス層、導電性中間層を順次形成する工程；
（Ｂ）前記導電性中間層上の所定位置に障壁層を形成する工程；
（Ｃ）少なくとも導電性中間層上にフォトリソグラフィ法により開口部レジストパタ−ンを形成する工程；
（Ｄ）前記障壁層と前記開口部レジストパタ−ンをエッチングマスクとして、前記導電性中間層および前記ブラックマトリックス層をパタ−ン状に順次エッチングし、画素用開口部を形成する工程；
（Ｅ）前記画素用開口部に蛍光体層を形成する工程と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の製造方法。
【請求項７】
請求項２〜５のいずれかに記載の電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法において：
（Ａ）透明基板上にブラックマトリックス層、導電性中間層を順次形成する工程；
（Ｂ）前記導電性中間層上にパタ−ン状に無機導電性材料よりなるエッチングマスク層を形成する工程；
（Ｃ）前記エッチングマスク層を含む導電性中間層上の所定位置に障壁層を形成する工程；
（Ｄ）前記障壁層およびエッチングマスク層をエッチングマスクとして、前記導電性中間層および前記ブラックマトリックス層をパタ−ン状に順次エッチングする工程；
（Ｅ）前記画素用開口部に蛍光体層を形成する工程と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の製造方法。
【請求項８】
請求項６もしくは請求項７に記載の電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法において、障壁層を介して隣り合う画素用開口部がフォトマスク上では連続した一つの開口部パタ−ンであるフォトマスクを用いて形成されたものであることを特徴とする電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法。
【請求項９】
前記障壁層をめっき法を用いて形成する請求項６〜８のいずれかに記載の電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法。
【請求項１０】
前記障壁層を導電性ペ−ストを用いて形成する請求項６〜８のいずれかに記載の電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界放出型ディスプレイに用いる前面板およびその製造方法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、背面板と前面板より成る一対の平坦なガラス等の絶縁基板を、スペ−サ部材を介して対向に配置し、平板状の真空容器を形成した構造を有している。一方の背面板（カソ−ド基板）には、ガラス基板上に電気信号により電子を放出するマトリックス状に配置した電子放出素子（エミッタ電極）と、絶縁層を介してゲ−ト電極が設けられている。他方の前面板（アノ−ド電極）には、ガラス基板上にアノ−ド電極と、エミッタ電極から放出された電子により可視発光する赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の蛍光体層が設けられており、従来より種々の改良が成されてきている。
【０００４】
例えば、電界放出型ディスプレイ用前面板として、外光の反射率を低減させることによりコントラストを向上し、ディスプレイとして見やすくするために、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素以外の場所を低反射材料のブラックマトリックス層で埋める方法が行われている。ブラックマトリックス層としては、低反射の酸化クロム等を真空成膜しフォトリソグラフィ法によりパタ−ン形成したもの、黒色電着塗料を電着してパタ−ン形成したもの、黒色インク層を印刷によりパタ−ン形成したもの等がある。
【０００５】
また、電界放出型ディスプレイ用前面板では、エミッタ電極から放出された電子の散乱や、あるいは放出電子が蛍光体を発光させる時などに生じる反射電子が、隣接する他の領域の蛍光体層に入射し、コントラストや色純度を低下させて表示画質が劣化するという問題がある。このため、特開平１１−１８５６７３号公報に開示されているように、電界放出型ディスプレイ用前面板に、ガラスを母材としてブラックマトリックスを蛍光体膜層よりも突出させ、例えば、高さ５０μｍのリブ状凸部を形成し、表面全体を導電薄膜層で被覆することが行われている。
【０００６】
しかし、特開平１１−１８５６７３号公報が示すように、黒色ガラスペ−ストのような高粘度の材料を均一に基板に塗布し、サンドブラスト処理でパタ−ン化する場合、基板面に損傷を与え易いという問題があった。また、絶縁物で障壁層を形成したままでは、障壁層に電荷が蓄積し、障壁層のチャ−ジアップにより後から放出された電子が曲げられ、効率のよい表示が行えないので、導電性付与のための金属薄膜形成工程が必須となり工程が複雑になるという問題があった。
【０００７】
一方、この障壁層の電荷蓄積対策として、例えば特開平９−７３８６９号公報に示されるように、スペ−サ部材を導電性材料のニッケル等の金属をめっきで形成する方法、あるいは特開２００２−３３０５８号公報に示されるように、導電性のブラックマトリックス上に無機導電性材料からなる複数の障壁を設けた前面板が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平９−７３８６９号公報が開示しているスペ−サ部材は、前面板のアノ−ド電極および背面板のゲ−ト電極や電子放出素子と接触しない位置に設けなければならない。このため、スペ−サ部材を設ける位置が限られてしまい、設計の自由度が低いという問題があった。また、すでにパタ−ン化したスペ−サ配線部をめっき給電部として用いるため、給電方向が限定されてしまい、めっき膜厚が均一にならないという問題があった。
【０００９】
一方、特開２００２−３３０５８号公報に示される製造方法も、導電性のブラックマトリックス層、あるいは中間層と導電性のブラックマトリックス層をパタ−ン状にエッチングした後に、障壁をめっきで形成している。しかし、この場合も、すでにパタ−ン形成した導電性のブラックマトリックス層、または中間層と導電性のブラックマトリックス層をめっき給電部として用いるため、例えば、給電部が上下２方向のように限定されてしまい、めっき膜厚が均一にならないという問題があった。
【００１０】
これらの従来の方法は、電界放出型ディスプレイ用前面板において、スペ−サ部あるいは障壁（以後、合わせて障壁層と呼称する）が幅の狭いパタ−ンであり、例えば、障壁層を幅の狭い直方体形状とした時に、底辺の幅よりも高さの方が大きいというアスペクト比（高さ／底辺の幅）の大きい微細なめっきパタ−ンを高密度で形成しなければならないという技術課題に原因している。
【００１１】
すなわち、障壁層を形成した後に、スペ―サ配線部、あるいはブラックマトリックス層、あるいは中間層をフォトリソグラフィ法によりエッチングしてパタ−ン形成しようとすると、障壁層がフォトレジスト塗布の障害になり、均一な厚さにフォトレジストを塗布することが困難であるという問題があった。また、例え、レジストが塗布できたとしても、レジスト厚が大きいために、フォトマスクの位置合わせが困難であるという課題があった。また、露光時間が長くなり、フォトレジストパタ−ンの解像性も低下するという問題があった。
【００１２】
そのために、特開平９−７３８６９号公報、あるいは特開２００２−３３０５８号公報に示されるように、従来は、製造工程の早い段階で、スペ―サ配線部、あるいはブラックマトリックス層、あるいは中間層をパタ−ン形成せざるを得なかったのである。
【００１３】
しかしながら、このように障壁層を形成する前にスペ−サ−配線部、あるいは熱工程等で透明基板ガラスに生じる応力によるガラスの亀裂を防止するために設けられる応力緩衝層をパタ−ン形成してしまうと、後に形成する障壁層の位置合せのためのアライメントマ−ジンを考慮せねばならず、そのために必然的に開口部を小さくせざるを得なかった。図２０は従来の製造方法による従来の電界放出ディスプレイ３９におけるアライメント不良の一例を示す平面模式図で、図２０（ａ）は障壁層形成側からの平面図であり、図２０（ｂ）は観察者側からの平面図である。開口部４１は蛍光体層が形成される部分である。図２０に示すように、障壁層４０が位置ずれのために少しでも画素用開口部４１にはみ出すと、開口部４１の一部を塞いでしまうのでディスプレイ発光時の輝度が低下し、さらに、観察者側からは障壁層４０の金属反射のためにコントラストが低下するという問題があり、障壁層４０の機械的密着強度も低下するという問題が生じる。従来は、この位置ずれにより生じる問題を、開口部を小さくすることによりアライメントずれを吸収して不良発生を防いでいた。しかしながら、その結果、画素の開口部が小さくなり、ディスプレイ発光時の輝度が不足しがちになるという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明はこのような技術課題、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、電界放出型ディスプレイを構成する画素の開口率が高く、高輝度の電界放出型ディスプレイの前面板と、従来のように高精度のアライメントを必要とせず、高価な露光装置を用いなくとも可能な前面板の製造方法を提供することである。
【００１５】
【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に形成された導電性中間層と、該導電性中間層上の所定位置に形成された複数の無機材料からなる障壁層と、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、前記障壁層は少なくとも隣り合う二つの開口部の間に位置し、前記障壁層の幅が開口部の間の幅と同一であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項２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に形成された導電性中間層と、該導電性中間層上の所定位置に形成された複数の無機材料からなる障壁層と、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、前記開口部が周囲を二つの障壁層と無機導電性材料よりなるエッチングマスク層によって囲まれていることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項３に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記障壁層が無機導電性材料、もしくは導電性を付与された無機材料からなることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項４に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記エッチングマスク層が厚さ０．１〜５μｍのニッケル層であることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項５に係わる電界放出型ディスプレイの前面板は、前記障壁層の長手方向の両端が無機導電性材料よりなるエッチングマスク層の上に載っていることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６に係わる電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法は、請求項１もしくは請求項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の製造方法において：
（Ａ）透明基板上にブラックマトリックス層、導電性中間層を順次形成する工程；
（Ｂ）前記導電性中間層上の所定位置に障壁層を形成する工程；
（Ｃ）少なくとも導電性中間層上にフォトリソグラフィ法により開口部レジストパタ−ンを形成する工程；
（Ｄ）前記障壁層と前記開口部レジストパタ−ンをエッチングマスクとして、前記導電性中間層および前記ブラックマトリックス層をパタ−ン状に順次エッチングし、画素用開口部を形成する工程；
（Ｅ）前記画素用開口部に蛍光体層を形成する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項７に係わる電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法は、請求項２〜５のいずれかに記載の電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法において：
（Ａ）透明基板上にブラックマトリックス層、導電性中間層を順次形成する工程；
（Ｂ）前記導電性中間層上にパタ−ン状に無機導電性材料よりなるエッチングマスク層を形成する工程；
（Ｃ）前記エッチングマスク層を含む導電性中間層上の所定位置に障壁層を形成する工程；
（Ｄ）前記障壁層と前記エッチングマスク層をエッチングマスクとして、前記導電性中間層および前記ブラックマトリックス層をパタ−ン状に順次エッチングする工程；
（Ｅ）前記画素用開口部に蛍光体層を形成する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００２２】
請求項８に係わる電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法は、請求項６もしくは７に記載の電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法において、隣り合う画素用開口部がフォトマスク上では連続した一つの開口部パタ−ンであるフォトマスクを用いて形成されたものであることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項９に係わる電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法は、前記障壁層をめっき法を用いて形成するものである。
【００２４】
請求項１０に係わる電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法は、前記障壁層を導電性ペ−ストを用いて形成するものである。
【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。
図１は本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の第１の実施の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、図３は図１のＢ−Ｂ線における断面図である。図４は本発明の電界放出型ディスプレイ用前面板の第２の実施の形態を示す部分平面図であり、図５は図４のＡ−Ａ線、図６は図４のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００２６】
なお、本発明では、蛍光体層を形成するだけで前面板として使用できる状態のものも、電界放出型ディスプレイの前面板とする。
【００２７】
また、比較のために従来の形態の例として、本発明者等による特開２００２−３３０５８号公報に記載されている実施例の一つを図１３に示し、図１３のＡ−Ａ線における断面図を図１４、Ｂ−Ｂ線における断面図を図１５に示す。また、本発明者による特願２００２−４２０５５号に記載される実施例の一つを図１６に示し、図１６のＡ−Ａ線における断面図を図１７、Ｂ−Ｂ線における断面図を図１８に示す。
【００２８】
図１３、図１４、図１５に示す特開２００２−３３０５８号に記載される実施例の電界放出型ディスプレイの前面板２０は、ガラス基板等の透明基板２２上に複数の開口部２５を有するパタ−ン化したブラックマトリックス層２３、パタ−ン化した導電性中間層２４、障壁層２６が設けられており、隣り合う二つの開口部２５の間の幅は、障壁層製版時のアライメントマ−ジンを考慮して障壁層２６の幅よりも広くしている。開口部２５は蛍光体層が塗布される部分である。
【００２９】
また、図１６、図１７、図１８に示す特願２００２−４２０５５号公報に記載される実施例の電界放出型ディスプレイの前面板３０は、ガラス基板等の透明基板３２上に複数の開口部３７を有し、この開口部３７は応力緩衝層３５により規定され、応力緩衝層３５上に障壁層２６が設けられている。隣り合う二つの開口部３７の間の幅は、障壁層製版時のアライメントマ−ジンを考慮して障壁層の幅よりも広くなる。開口部３７は蛍光体層が塗布される部分である。なお、ブラックマトリックス層３３と導電性中間層３４は応力緩衝層３５と障壁層３６が形成された後、応力緩衝層３５をエッチングマスクとしてエッチングされてパタ−ン化される。
【００３０】
図１９は図１３、図１６に示す従来の電界放出型ディスプレイの前面板の画素開口部用に用いられる開口部パタ−ン３８であり、フォトマスク上に開口部は１色ごとに設けられている。
【００３１】
（第１の実施形態）
本発明における第１の実施の形態を図１、図２および図３に示す。電界放出型ディスプレイの前面板１は、ガラス基板等の透明基板２上に複数の開口部５を有するパタ−ン化したブラックマトリックス層３、パタ−ン化した導電性中間層４、障壁層６が設けられており、隣り合う２つの開口部５の間の幅は障壁層６の幅と等しい。開口部５はそれぞれがＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体層を１色ごとに塗布して形成される部分であり、実際の前面板上には左右上下に多数の開口部と障壁層が存在するが、図面上では省略してある。
【００３２】
図７、図８は、図１に示した本発明の第１の実施形態に関わる電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法を示す工程図である。図７は図１のＡ−Ａ線による断面から示した製造工程図であり、図８は製造工程の平面図である。図７、図８に基づいて、本発明の製造方法を説明する。
【００３３】
図７（ａ）、図８（ａ）に示すように、例えば、ガラス基板等の透明基板２上に酸化クロム等の低反射金属化合物をスパッタリング、蒸着等の真空成膜法で設けてブラックマトリックス層３を形成し、その上に導電性中間層４をスパッタリング、蒸着等の真空成膜法もしくは電気めっき、あるいは無電解めっき、導電性ペ−ストのスクリ−ン印刷等で形成する。
【００３４】
透明基板２としては、電界放出型ディスプレイに用いられる厚さ０．５〜３ｍｍ程度のガラス基板、石英基板等が使用できる。ブラックマトリックス層３としては、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物等が用いられ、例えば、酸化クロム、窒化クロム、酸窒化クロム等の低反射金属化合物を単層、もしくは酸化クロム／クロムの２層あるいは酸化クロム／クロム／酸化クロムの３層構造として、真空蒸着法やスパッタリング法等の真空成膜法により、厚さ０．０４〜０．３μｍ程度の範囲で形成する。
【００３５】
なお、本発明では、透明基板として、透明基板上に予め酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ等の透明電極のパタ−ンを設けた基板も使用可能である。
また、本発明は、各障壁層を導通回路によって相互に導通する目的で、透明基板上に障壁層導通回路を予め設けた基板にも適用できる。
【００３６】
次に、一般に、ブラックマトリックス層３は金属酸化物が主体なので、絶縁性か、もしくは電気導電性が低いため、障壁層をめっきで形成する場合には、ブラックマトリックス層３上に導電性の中間層を設けるのが好ましい。導電性中間層４としては、銅、銀、金、白金、パラジウム、鉄、ニッケル、コバルト、ロジウム、亜鉛等からなる金属の１種類または２種類以上の組み合わせ、またはこれらの合金が使用できる。なお、ブラックマトリックス層３の障壁層形成面側が十分に電気導電性が高い場合には、導電性中間層を兼ねることも可能である。
【００３７】
次に、導電性中間層４上にフォトリソグラフィ法により障壁形成のためのフォトレジストパタ−ン（図示せず）を形成し、このレジストパタ−ンに基づいて露出した導電性中間層４上に電解めっきして導電性の障壁層６を形成し、次にレジストを剥離して図７（ｂ）、図８（ｂ）に示すような障壁を有した中間部材を得る。
【００３８】
また、障壁層６の材質としては、銅、銀、金、白金、パラジウム、鉄、ニッケル、クロム、コバルト、ロジウム、亜鉛等からなる金属の１種類または２種類以上の組み合わせ、またはこれらの合金が使用できる。
【００３９】
障壁層６の大きさは、ディスプレイとして求める性能に応じて決められる。導電性の障壁層は、散乱電子や反射電子の入射を防ぎ、隣接する蛍光体層への不必要な発光を防止するために設けられるので、蛍光体層の大きさに依存するが、好ましくは高さ２０〜１００μｍ、幅１０〜５０μｍ、長さは蛍光体層の長さとほぼ同等か数１０μｍ長い範囲で設定できる。図７（ｂ）、図８（ｂ）では障壁層６の形状として直方体の場合を示しているが、これに限定されず、底面が円形、多角形、両端部が幅広い形状等、適宜設定することができる。
【００４０】
次に、障壁層６を覆って基板全面にネガ型のレジストを塗布またはラミネ−トし、図９に示した開口部パタ−ン８を有するフォトマスクを用いて、後工程のエッチングで画素用開口部５を形成するためのレジストパタ−ン７を形成する（図７（ｃ）、図８（ｃ））。図７（ｃ）、図８（ｃ）では、障壁層６のレジストパタ−ン部分を例示しているが、アライメントマ−ク等の他のパタ−ンもこの時点でパタ−ン形成する。本発明の開口部パタ−ン８は、前面板上では障壁層で区切られる隣り合う画素用開口部が、フォトマスク上では連続した一つの開口部パタ−ンとなっている。図９では、二つの開口部パタ−ンを例示している。なお、図９に示す開口部パタ−ン８はネガ型レジスト用のパタ−ンであるが、用いるレジストがポジ型レジストである場合、それに対応してポジ型レジスト用のパタ−ンを用いることができる。
【００４１】
図７（ｃ）、図８（ｃ）では、レジストパタ−ン７は障壁層６よりも膜厚が厚い場合を示すが、図７（ｃ−１）のように、後のエッチング加工時に障壁層６がエッチングマスクとしても機能することを条件に、レジストパタ−ン７の厚さは薄くてもよい。さらには、図７（ｃ−２）、図８（ｃ−２）のように、障壁層６上がレジストで覆われていなくても、エッチング液で障壁層６がエッチングされず、導電性中間層４とブラックマトリックス層３を選択的にエッチングする組合せを選ぶことにより、エッチング加工は可能である。
【００４２】
次に、レジストパタ−ン７と障壁層６をエッチングマスクとして、露出している導電性中間層４とブラックマトリックス層３をエッチング除去した後、レジストパタ−ン７を剥離除去して、本発明の電界放出型ディスプレイの前面板１を得る（図７（ｄ）、図８（ｄ））。このように作製され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、開口部の一方の対向する２辺は、障壁層６がエッチングマスクとして機能するために、隣り合う二つの開口部５の間の幅は障壁層６の幅と等しくなり、開口部５の開口率は最大となる。なお、エッチング時に、条件により導電性中間層４とブラックマトリックス層３へのサイドエッチングも起こり得るが、開口部５の間の幅はほぼ障壁層６の幅と等しいので、本発明では同一とみなす。
【００４３】
本発明において、前面板を構成する蛍光体層は従来の電界放出型ディスプレイの前面板と同様の方法、材料を用いて形成できる。すなわち、ブラックマトリックス層の開口部５に、従来使用されている材料と同様の赤色発色蛍光体層、緑色発色蛍光体層、青色発色蛍光体層を、従来と同様のフォトリソグラフィ法等によりパタ−ニング形成することができる。
【００４４】
本発明の電界放出型ディスプレイの前面板は、ブラックマトリックス層上の導電性中間層および複数の障壁層がすべて同電位となり、反射電子や散乱電子は障壁層に吸収されて飛翔が阻止され、電子を吸収した障壁層の電荷は導電性中間層を介して分散するので、障壁層のチャ−ジアップは防止される。
【００４５】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について図面を用いて説明する。図４に示すように、本発明の電界放出型ディスプレイの前面板１０は、ガラス基板等の透明基板１２上に複数の開口部１７を有し、この開口部１７は無機導電性材料よりなるエッチングマスク層１５と障壁層１６によって規定されており、隣り合う２つの開口部１７の間の幅は障壁の幅と等しい。開口部１７は蛍光体層が塗布される部分である。開口部１７はそれぞれがＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体層を１色ごとに塗布して形成する部分であり、実際の前面板上には左右上下に多数の開口部と障壁層があるが、図面上では省いてある。なお、ブラックマトリックス層１３と導電性中間層１４は、エッチングマスク層１５と障壁層１６が形成された後、これらをエッチングマスクとしてエッチングされてパタ−ン化される。
【００４６】
図１０、図１１は、図４に示した本発明の第２の実施形態に関わる電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法を示す工程図である。図１０は図４のＡ−Ａ線による断面から示した製造工程図であり、図１１は製造工程の平面図である。
【００４７】
次に、本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の第２の実施形態の製造方法を図１０、図１１に基づいて説明する。まず、第１の実施形態と同様に、透明基板１２上にブラックマトリックス層１３と導電性中間層１４を形成する（図１０（ａ）、図１１（ａ））。
【００４８】
続いて、図１２に示す開口部パタ−ン１８を有するフォトマスクを用いて、導電性中間層１４上にフォトリソグラフィ法によりエッチングマスク層１５形成のためのフォトレジストパタ−ンを形成する（図示せず）。図１２に示す開口部パタ−ン１８は、エッチングマスク層１５用のパタ−ンとしての機能も併せ持っている。なお、アライメントマ−ク等の他のパタ−ンもこの時点でパタ−ン形成する。前面板上では障壁層で区切られる隣り合う画素用開口部が、フォトマスク上では連続した一つの開口部パタ−ンとなっている。図１２では、二つの開口部パタ−ンを例示している。
【００４９】
次に、上記のレジストパタ−ンに基づいて、露出した導電性中間層１４上に電解めっきしてエッチングマスク層１５を形成し、レジストを剥離して図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示したようなエッチングマスク層１５を有した中間部材を得る。なお、図１２に示すマスクパタ−ンはネガ型レジスト用のパタ−ンで、めっき用のパタ−ンであるが、用いるレジストがポジ型レジストである場合、それに対応してポジ型レジスト用のパタ−ンを用いることができる。
【００５０】
上記のエッチングマスク層１５の形成において、エッチングマスク層を導電性中間層上に全面めっき、もしくは真空成膜し、フォトエッチングでエッチングマスク層をパタ−ン形成する方法も本発明の一方法として適用できる。
【００５１】
上記のエッチングマスク層１５としては、銅、銀、金、白金、パラジウム、鉄、ニッケル、クロム、コバルト、ロジウム、亜鉛等からなる金属の１種類または２種類以上の組み合わせ、またはこれらの合金が使用できる。導電性、エッチングマスク層としての耐薬品性、マイグレ−ション性、材料コスト、作業性の点から、ニッケルがより好ましい。エッチングマスク層１５は、前述の導電性中間層１４を兼ねることも可能である。エッチングマスク層１５の厚さは、後のエッチングマスクとして機能するための必要とする厚さが求められ、例えば、０．１〜５μｍ程度に設定し得る。
【００５２】
また、特願２００２−４２０５５号に記載されるように、エッチングマスク層１５として基板ガラスの亀裂を防止する応力緩衝層としてエッチングマスク層を設ける場合には、１〜５μｍが好ましい。図１０、図１１ではエッチングマスク層１５の形状として長方形の場合を示しているが、これに限定されず、最終的に得たい画素用開口部の形状に応じて多角形、楕円等適宜設定することができる。
【００５３】
次に、フォトリソグラフィ法により障壁形成のためのフォトレジストパタ−ン（図示せず）を形成し、このレジストパタ−ンに基づいて露出した導電性中間層１４とエッチングマスク層１５上に電解めっきして導電性の障壁層１６を形成し、次にレジストを剥離して図１０（ｃ）、図１１（ｃ）に示すように障壁層１６を有した中間部材を得る。なお、障壁層１６は、エッチングマスク層１５に囲まれた画素用開口部となる領域を分断するように、かつ、障壁層１６の両端がエッチングマスク層１５上に載るか、あるいは少なくとも接するような位置に設定する。
【００５４】
障壁層１６の材質としては、めっきで形成する場合、銅、銀、金、白金、パラジウム、鉄、ニッケル、クロム、コバルト、ロジウム、亜鉛等からなる金属の１種類または２種類以上の組み合わせ、またはこれらの合金が使用できる。
【００５５】
障壁層１６の大きさは、ディスプレイとして求める性能に応じて決められる。導電性の障壁層１６は、散乱電子や反射電子の入射を防ぎ、隣接する蛍光体層への不必要な発光を防止するために設けられるので、蛍光体層の大きさに依存するが、好ましくは高さ２０〜１００μｍ、幅１０〜５０μｍ、長さは蛍光体層の長さとほぼ同等か数１０μｍ長い範囲で設定できる。図１０（ｃ）、図１１（ｃ）では障壁層１６の形状として直方体の場合を示しているが、これに限定されず、底面が円形、多角形、両端部が幅広い形状等、適宜設定することができる。
【００５６】
次に、エッチングマスク層１５と障壁層１６をエッチングマスクとして、露出している導電性中間層１４とブラックマトリックス層１３をエッチング除去して、本発明の電界放出型ディスプレイの前面板１０を得る（図１０（ｄ）、図１１（ｄ））。このように作製された本発明の電界放出型ディスプレイの前面板１０においては、隣り合う二つの開口部１７の間の幅が障壁層１６の幅と等しくなり、開口率が最大となる。なお、エッチング時に導電性中間層１４とブラックマトリックス層１３へのサイドエッチングも起こり得るが、開口部１７の間の幅はほぼ障壁層１６の幅と等しいので、本発明では同一とみなす。
【００５７】
さらに、本発明において、特願２００２−４２０５５号に記載されるように、エッチングマスク層１５を基板ガラスの亀裂を防止する応力緩衝層として機能させるならば、クラック等の不良の無い高信頼性を有した電界放出型ディスプレイの前面板となる。
【００５８】
エッチングされたブラックマトリックス層の開口部は、蛍光体層を形成する部分となり、開口部の寸法、ピッチ等は電界放出型ディスプレイの設計に応じて適宜設定することができる。また、ブラックマトリックス層の開口部１７の形状は、長方形、多角形、円形等、適宜設定することができる。
【００５９】
本発明において、前面板を構成する蛍光体層は従来の電界放出型ディスプレイと同様の方法、材料を用いて形成できる。すなわち、パタ−ン化したブラックマトリックス層１３の開口部１７に、従来使用されている材料と同様の青色発光蛍光体層、赤色発光蛍光体層、緑色発光蛍光体層を、従来と同様の方法であるフォトリソグラフィ法等によりパタ−ニング形成することができる。
【００６０】
本発明の電界放出型ディスプレイの前面板は、ブラックマトリックス層上の導電層および複数の障壁層がすべて同電位となり、反射電子や散乱電子は障壁層に吸収されて飛翔が阻止され、電子を吸収した障壁層の電荷は導電層を介して分散するので、障壁層のチャ−ジアップは防止される。
【００６１】
【実施例１】
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を厚さ４０ｎｍ、クロムを１００ｎｍの順に成膜し、２層構造のブラックマトリックス層とした。次いで、スパッタリング法により金を１００ｎｍ成膜し、導電性中間層とした。
【００６２】
次に、金の導電性中間層上に厚さ５０μｍのドライフィルムレジスト（ニチゴ−モ−トン（株）製、アルフォＮＩＴ２５０）をラミネ−トし、その後、長方形状（３０×２７０μｍ）の障壁層用の開口部パタ−ンを複数設けたフォトマスクを用いてドライフィルムレジストを露光量１４０ｍＪ／ｃｍ２にて露光し、炭酸ナトリウムの１重量％水溶液で現像してレジストパタ−ンを形成した。
【００６３】
次に、障壁層用のレジストパタ−ン開口部にスルファミン酸ニッケル浴にて、温度５０度、電流密度２Ａ／ｄｍ２　にてニッケルめっきを行い、めっき後、レジストパタ−ンを剥膜し、厚さ５０μｍのニッケル障壁層を形成した。
【００６４】
続いて、ドライフィルムレジストを障壁層の上からラミネ−トし、ブラックマトリックス層の開口部エッチング用の製版を行った。そして、次に、ヨウ素系エッチング液（ヨウ素：ヨウ化カリウム：水：エタノ−ル＝０．５：０．９：４：１）により、金の導電性中間層をエッチングし、水洗後、次に露出したクロムそして下層の酸化クロム層を硝酸第２セリウムアンモニウム系のエッチング液（ザ・インクテック（株）製ＭＲ−ＥＳ）でエッチングし、水洗乾燥して、画素用開口部を形成し、電界放出型ディスプレイの前面板を得た。
【００６５】
上記の部材を用いて、通常の方法により、Ｒ、Ｇ、Ｂ用の感光性の蛍光体塗料を順次ブラックマトリックス上に、塗布し、露光し、現像して、３色の蛍光体塗料層をブラックマトリックス層の開口部に形成した。次に、４００℃で３０分加熱して、蛍光体塗料層中の有機成分を除去し、開口部にＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体層を設けた前面板を作成した。
【００６６】
次に、この前面板と別途作製した背面板を組み合わせ、電界放出型ディスプレイを作製した。このディスプレイを表示したところ、障壁層の膜厚が均一であり、開口部が広く蛍光体層も広いので、輝度が高い高品質の画像が得られた。
【００６７】
【実施例２】
ガラス基板上に、スパッタリング法により酸化クロム膜４０ｎｍとクロム膜１１０ｎｍの２層薄膜を形成してとして厚さ１５０ｎｍに形成しブラックマトリックス層とし、連続して金を１００ｎｍの厚さに積層し導電性中間層とした。
【００６８】
次に、上記の中間層上に感光性レジスト（東京応化工業製ＯＦＰＲ−８００）を２μｍの厚さに塗布し、露光、現像して、エッチングマスク層およびアライメントマ−ク用の開口部を有したレジストパタ−ンを形成した。続いて、上記開口部にニッケルめっきにて厚さ１．５μｍのニッケル層を形成した後、レジストを剥離して、エッチングマスク層とアライメントマ−クを得た。
【００６９】
次に、ドライフィルムレジストをエッチングマスク層の上からラミネ−トし、長方形の開口部（２８０×３０μｍ）を有したレジストパタ−ンを形成し、上記開口部にニッケルをめっきし、レジストを剥離して障壁層を形成した。このとき、障壁層の両端はそれぞれ２０μｍほどエッチングマスク層の上に載るような配置とした。
【００７０】
そして、その基板ごとヨウ素系エッチング液に浸漬し、金の導電性中間層をエッチング除去し、水洗後、クロムのエッチング液（ザ・インクテック社製ＭＲ−ＥＳ）によりクロムと酸化クロム層よりなるブラックマトリックス層をエッチング除去し、画素用開口部を得た。
このとき、開口部の一方の対向する２辺はエッチングマスク層が、もう一方の対向する２辺は障壁層がエッチングマスクとして機能するため、画素用開口部の幅は障壁間隔と同じ幅となり、開口率は最大となる。
【００７１】
この部材を用いて、蛍光体層を有する前面板を作成し、次に、背面板と組み合わせ、電界放出型ディスプレイを作製して表示したところ、開口部が広いので、輝度の高い高品質の画像が得られた。
【００７２】
【発明の効果】
本発明による電界放出型ディスプレイは、障壁自身をエッチングマスクとして開口部を形成するため、障壁の幅が常に画素用開口部間の幅と等しくなり、開口部の開口率が最大となる。また、ガラス基板のクラック等の不良の無い高信頼性を有した電界放出型ディスプレイ部材を得ることができる。さらに本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の製造方法では、使用するマスクパタ−ン形状が従来のものと比較して単純になるため、アライメントの許容度が広がり、製造が容易で、アライメントに高精度を要求する高価な露光装置を必要としないという効果がある。
【００７３】
また、フォトリソグラフイ工程が従来法に比べて少ないという利点があり、製造が容易である。さらに、障壁層を電気めっきで形成するまでは、基板全面が導電性を保持しているため、電気めっき時の給電部の設定に制約がなく基板の四辺から可能であり、そのためにめっき膜厚は均一性に優れており、大面積にわたって均一な膜厚で微細でアスペクト比の高い厚いめっきパタ−ンが得られるという効果がある。
【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第１の実施形態を示す部分平面図
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面模式図
【図３】図１のＢ−Ｂ線における断面模式図
【図４】本発明の電界放出型ディスプレイ用の前面板の第２の実施形態を示す部分平面図
【図５】図４のＡ−Ａ線における断面模式図
【図６】図４のＢ−Ｂ線における断面模式図
【図７】図１に示す本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の製造工程図
【図８】図１の製造工程の平面図
【図９】図７の製造工程で用いるフォトマスクの開口部パタ−ンの一例
【図１０】図４に示す本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の製造工程図
【図１１】図４の製造工程の平面図
【図１２】図１０の製造工程で用いるフォトマスクの開口部パタ−ンの一例
【図１３】従来の電界放出型ディスプレイの前面板の一実施形態を示す部分平面図
【図１４】図１３のＡ−Ａ線における断面図
【図１５】図１３のＢ−Ｂ線における断面図
【図１６】従来の電界放出型ディスプレイの前面板の他の一実施形態を示す部分平面図
【図１７】図１６のＡ−Ａ線における断面図
【図１８】図１６のＢ−Ｂ線における断面図
【図１９】従来の電界放出型ディスプレイの前面板の製造工程で用いるフォトマスクの開口部パタ−ンの一例
【図２０】従来の電界放出ディスプレイの前面板におけるアライメント不良の一例を示す平面模式図
【符号の説明】
１、１０　本発明における電界放出型ディスプレイの前面板
２、１２　透明基板
３、１３　ブラックマトリックス層
４、１４　導電性中間層
５、１７　開口部
６、１６　障壁層
７　レジストパタ−ン
８、１８　開口部パタ−ン
１５　エッチングマスク層
２０、３０　従来の電界放出型ディスプレイの前面板
２２、３２　透明基板
２３、３３　ブラックマトリックス層
２４　導電層
２５、３７　開口部
２６、３６　障壁層
３４　中間層
３５　応力緩衝層
３８　開口部パタ−ン
３９　従来の電界放出型ディスプレイ
４０　位置ずれした障壁層
４１　一部塞がれた開口部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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