(57)【要約】      （修正有）【課題】大面積の基板や独立パタ−ンに対しても均一で高アスペクト比を有する障壁層を短時間で形成でき、異常放電が少なく高い信頼性を有する電界放出型ディスプレイ用の前面板、およびその製造方法を提供する。【解決手段】めっき用の給電を導電性のメタルマスクを通して行なうことにより、独立パタ−ン上に障壁層５５を形成することができ、電気めっきの際に流せる電流値を増大させることができると共に、前記導電性メタルマスクの板厚方向の壁面に沿ってめっきを成長させるので、高アスペクト比を有する障壁層５５を短時間で形成し得る。また、導電性メタルマスクにおいては、離型層に対して一部絶縁層がオ−バ−ハングしている構造をとることにより、めっきにて形成された障壁層上面は凹凸の少ない形状となり、異常放電が起こりにくく、高信頼性を有した電界放出型ディスプレイ用の前面板を得ることを可能としている。【選択図】  図３
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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導電性の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無機導電性材料から成る複数の障壁層と、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用の前面板において、前記障壁層は該ブラックマトリックス層以外から給電されて電気めっきに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用の前面板。
【請求項２】
前記障壁層とブラックマトリックス層の間に導電性の中間層が設けてあり、前記障壁層は該導電性中間層以外から給電されて電気めっきにて形成されたもの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用の前面板。
【請求項３】
前記障壁層の最上面は平滑、もしくは局所的な凹凸が無い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用の前面板。
【請求項４】
前記障壁層が導電性メタルマスクを介して電気めっき法にて形成されたもの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用の前面板。
【請求項５】
前記導電性メタルマスクは、導電部と、該導電部の少なくとも一部分に離型層が形成されてい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用の前面板の製造に用いるメタルマスク。
【請求項６】
前記導電性メタルマスクが少なくとも離型層の一部は露出するように、残りの周辺部を絶縁膜にてコ−ティングされていることを特徴とする請求項４もしくは５に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板形成用のメタルマスク。
【請求項７】
前記導電性メタルマスクにおいて、離型層の一部は露出するように、残りの周辺部を絶縁膜にてコ−ティングされており、かつ該離型層の露出部に対して該絶縁層がオ−バ−ハングしていることを特徴とする請求項４もしくは６のいずれかに記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板形成用のメタルマスク。
【請求項８】
透明基板の一方の面に複数の開口部を備えた導電性のブラックマトリックス層を形成する工程、該ブラックマトリックス層の所定位置に無機導電性材料からなる複数の障壁層を電気めっき法で形成する工程、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蛍光体層を形成する工程、とを含む電界放出型ディスプレイ用の前面板の製造方法において、前記障壁層が導電性メタルマスクを介して電気めっき法にて形成されたもの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用の前面板の製造方法。
【請求項９】
前記障壁層とブラックマトリックス層の間に導電性の中間層を設ける工程を含み、前記無機導電性材料からなる複数の障壁層が前記導電性中間層の所定位置に電気めっき法で形成されたものであることを特徴とする請求項８に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板の製造方法。
【請求項１０】
前記障壁層を電気めっき法を用いて形成する際、前記透明基板と前記導電性メタルマスクとを感光性の液体レジストを用いて密着することを特徴とする請求項８もしくは９のいずれかに記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板の製造方法。
【請求項１１】
前記障壁層を電気めっき法を用いて形成する際、前記導電性メタルマスクをカソ−ド極とし、前記メタルマスクの露出している離型層上に障壁層となるめっき膜を析出させ、析出しためっき膜が導電性のブラックマトリックス層、もしくは導電性の中間層に接触、固着した後に、前記導電性メタルマスクを障壁層となるめっき膜から外すことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板の製造方法。
【請求項１２】
前記導電性メタルマスクを障壁層から外す際、離型層を選択的にエッチング除去することを特徴とする請求項１１に記載の電界放出型ディスプレイ用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とその前面板の製造方法並びにその製造に用いるメタルマスク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、例えば、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（特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、特許文献１が示すように、絶縁物であるガラス材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】
そこで、最近では、電界放出型ディスプレイ用前面板の製造においては、ガラス基板上に真空成膜法等により形成された導電性の中間層を給電層として用いて、電気めっきにより障壁を形成する方法が行われてきている（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。さらには、本出願人により、電気めっきによる導電性シ−トを予め導電性のめっき支持体で行なってからガラス基板上に固定する方法、およびその方法で製造された電界放出型ディスプレイ用前面板が出願されている（特許文献５参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１８５６７３公報（第５頁、段落００２６、第１図）
【特許文献２】
特開２００２−０３３０５８号公報（第８頁〜第９頁、第１１図、第１２図）
【特許文献３】
特願２００２−４２０５５号
【特許文献４】
特願２００２−１９１０９３号
【特許文献５】
特願２００２−２９０５９６号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献２〜４に示される方法のように、真空成膜法等で形成された導電性の中間層を給電層とすると、電気的に接続されていない独立パタ−ン上には電気めっきが行なえないことはもとよりであるが、基板サイズが大きくなった場合に給電層の薄膜抵抗が無視できなくなり、めっき厚の制御が難しくなるといった問題があった。また、その抵抗のためにめっきの際に流せる電流量に限界があり、めっき時間が増大するといった問題もあった。さらに、従来のめっき法にて形成された障壁層はその上面に凹凸があると、背面板との間に印加されている高電圧のために異常放電が起こる起点となり易いといった問題があった。この障壁層上面の凹凸は、特に無光沢めっきを行なう場合や、めっき浴中に混入した微小な浮遊粒子等がめっき膜に付着する場合に発生し易い。
【００１０】
上記のような問題は、絶縁材料であるガラス等の透明基板上に電気めっきを行うために真空成膜等で形成した導電性の薄膜を用いなければならないことと、障壁層の高さがめっき膜の厚さに対応することに起因している。すなわち、基板が絶縁材料であるため、基板の裏面から給電を行なえず、薄膜に電流を流さねばならないこと、障壁層を電気めっきで形成する際、めっき膜の成長方向が障壁の高さ方向にしなければならないことに起因している。
【００１１】
また、上記の特許文献５に示される方法は、電気めっき時の給電の制約がなく、めっき電流も大きくすることが可能であるが、めっきした導電性シ−トをめっき支持体から剥離し、剥離した導電性シ−トを別途準備したガラス基板に無機透明材料で固定するという工程が必要になり、工程数が増えるという問題がある。
【００１２】
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、従来の方法では困難であった電気的に接続されていない独立パタ−ン上への障壁層の形成が可能で、大面積の基板に対しても均一な高さの障壁層の高さを有し、その障壁層のアスペクト比を非常に高くすることが可能で、異常放電が少なく、高い信頼性を有した電界放出型ディスプレイ用の前面板およびその製造方法を提供することであり、並びにその製造に用いるメタルマスクを提供することである。
【００１３】
【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に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板は、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導電性の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無機導電性材料から成る複数の障壁層と、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用の前面板において、前記障壁層は該ブラックマトリックス層以外から給電されて電気めっきにて形成されるようにしたものである。
また、請求項２に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板は、前記障壁層とブラックマトリックス層の間に導電性の中間層が設けてあり、前記障壁層は該導電性中間層以外から給電されて電気めっきにて形成されたものであるようにしたものである。
本発明によれば、従来のように抵抗値の高い薄膜導電層を電気めっきの給電層としないので、大きな面積にわたり均一な厚さの障壁層を有する高品質の電界放出型ディスプレイ用の前面板が提供される。
【００１４】
請求項３に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板は、前記障壁層の最上面は平滑、もしくは局所的な凹凸が無いようにしたものである。本発明では、障壁層の最上面を別途設けた絶縁層によって制御することにより、凹凸の少ない形状とすることが可能である。
【００１５】
請求項４に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板は、前記障壁層が導電性メタルマスクを介して電気めっき法にて形成されるようにしたものである。
【００１６】
請求項５に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板形成用のメタルマスクは、導電部と、該導電部の少なくとも一部分に離型層が形成されているようにしたものである。
【００１７】
請求項６に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板形成用のメタルマスクは、前記導電性メタルマスクが少なくとも離型層の一部は露出するように、残りの周辺部を絶縁膜にてコ−ティングされているようにしたものである。
【００１８】
請求項７に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板形成用のメタルマスクは、前記導電性メタルマスクにおいて、離型層の一部は露出するように、残りの周辺部を絶縁膜にてコ−ティングされており、かつ該離型層の露出部に対して該絶縁層がオ−バ−ハングしているようにしたものである。
【００１９】
請求項８に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板の製造方法は、透明基板の一方の面に複数の開口部を備えた導電性のブラックマトリックス層を形成する工程、該ブラックマトリックス層の所定位置に無機導電性材料からなる複数の障壁層を電気めっき法で形成する工程、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蛍光体層を形成する工程、とを含む電界放出型ディスプレイ用の前面板の製造方法において、前記障壁層が導電性メタルマスクを介して電気めっき法にて形成されたものであるようにしたものである。
【００２０】
請求項９に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板の製造方法は、前記障壁層とブラックマトリックス層の間に導電性の中間層を設ける工程を含み、前記無機導電性材料からなる複数の障壁層が前記導電性中間層の所定位置に電気めっき法で形成されたものであるようにしたものである。
【００２１】
請求項１０に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板の製造方法は、前記障壁層を電気めっき法を用いて形成する際、前記透明基板と前記導電性メタルマスクとを感光性の液体レジストを用いて密着するようにしたものである。
【００２２】
請求項１１に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板の製造方法は、前記障壁層を電気めっき法を用いて形成する際、前記導電性メタルマスクをカソ−ド極とし、前記メタルマスクの露出している離型層上に障壁層となるめっき膜を析出させ、析出しためっき膜が導電性のブラックマトリックス層、もしくは導電性の中間層に接触、固着した後に、前記導電性メタルマスクを障壁層となるめっき膜から外すようにしたものである。
【００２３】
請求項１２に記載の電界放出型ディスプレイ用の前面板の製造方法は、前記導電性メタルマスクを障壁層から外す際、離型層を選択的にエッチング除去するようにしたものである。
【００２４】
上述したように、本発明では、めっき用の給電を導電性のメタルマスクを通して行なうことにより、独立パタ−ン上に障壁層を形成することができ、電気めっきの際に流せる電流値を大幅に増大させることができると共に、前記導電性メタルマスクの板厚方向の壁面に沿ってめっきを成長させるので、高アスペクト比を有する障壁層を短時間で形成することが可能となる。これは、めっき時間が障壁層の高さに依らず障壁層の幅に依存しているためである。また、導電性メタルマスクにおいては、離型層に対して一部絶縁層がオ−バ−ハングしている構造をとることにより、めっきにて形成された障壁層上面は凹凸の少ない形状となり、異常放電が起こりにくく、高信頼性を有した電界放出型ディスプレイ用の前面板を得ることを可能としている。
【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用前面板の第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線における断面図である。図３は本発明の電界放出型ディスプレイ用前面板の第２の実施の形態を模式的に示す部分平面図であり、図４はＢ−Ｂ線における断面図である。
尚、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用の前面板とする。
また、図５は本発明に用いる導電性メタルマスクの第１の実施の形態を模式的に示す部分平面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ線における断面図である。図７は図６の部分拡大図である。また、図８は本発明に用いる導電性メタルマスクの第２の実施の形態を模式的に示す部分平面図であり、図９は図８のＤ−Ｄ線における断面図である。図１０は図９の部分拡大図である。
【００２６】
（第１の実施形態）
本発明における第１の実施形態を図１、図２に示す。電界放出型ディスプレイ用の前面板１は、透明基板２上に複数の開口部５を有する導電性のブラックマトリックス層３が形成され、その上に無機導電性材料から成る複数の障壁層４を有する。開口部５はそれぞれがＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体層を１色毎に塗布して形成される部分である。
【００２７】
図１１およびそれに続く図１２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用の前面板の製造方法を示す工程図である。図１３は、図１２（ｅ）に続く別な方法の工程図であり、（ｅ）の工程は重複して示してある。図１１、図１２、図１３は、いずれも図１のＡ−Ａ線による断面から示した製造工程図である。図１１、図１２および図１３に基づいて本発明の製造方法を説明する。
【００２８】
例えば、ガラス基板等の透明基板上にスパッタリング、蒸着等の真空成膜法で酸化クロム等の低反射金属化合物層を設け、この低反射金属化合物層上にフォトリソグラフィ法により開口部を形成するためのフォトレジストパタ−ンを形成し（図示せず）、このフォトレジストパタ−ンに基づいて露出した低反射金属化合物層をエッチング除去し、次にフォトレジストパタ−ンを剥離して、図１１（ａ−１）に示すように、透明基板２上にパタ−ン化した導電性のブラックマトリックス層３と開口部５を設けた中間部材を得る。
【００２９】
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０．５〜３．０ｍｍ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。
【００３０】
尚、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。
【００３１】
一方、図１１（ａ−２）に示すように、最表面を離型層２３によって被覆された導電性金属層２２が外枠２１に張られている構成の導電性メタルマスクを用意する。離型層２３としては、クロムまたはステンレス等が用いられ、導電性金属層２２としては通常のメタルマスクの材料として用いられるニッケル、ステンレス等が使用でき、外枠２１はアルミニウム、ニッケル、ステンレス枠等が使用できる。メタルマスクの開口部２４の大きさは目的とする障壁層の高さ、幅、ピッチに応じて任意に設定できる。このようなメタルマスクは、例えば通常のスクリ−ン印刷に用いられるメタルマスクにクロムめっきを行なうことで形成することができる。
【００３２】
次に、図１１（ｂ−１）に示すように、上記の中間部材の表面に感光性レジスト６を塗布し、一方、図１１（ｂ−２）に示すように、メタルマスク２０にも前記と同一の感光性レジスト６を塗布し、仮乾燥させた後、両者をアライメントをとりながら密着、固定する（図１１（ｃ））。この時、感光性レジスト６が接着層となるので先の仮乾燥条件はレジストにタック性が残る程度が望ましい。
【００３３】
次に、障壁層をめっきする領域を形成するために、平行光を用いて感光性レジストを露光する。図１４、図１５はネガ型レジストを用いた場合の２つの露光方法を例示する拡大模式図である。図１４はフォトマスク７を介して紫外線平行光８で露光する方法であり、図１５はフォトマスクを用いずに、メタルマスク自身を遮光マスクとした斜め露光方法であり、図１４（ａ）、図１５（ａ）は露光状態を示し、図１４（ｂ）、図１５（ｂ）は現像後の状態を示す断面模式図である。いずれの方法とも、フォトマスクのパタ−ン部もしくは斜め露光角度を調節することにより、所望するレジストのブラックマトリックス層の露出部を調整し、図１４（ｂ）もしくは図１５（ｂ）に示すように、導電性のブラックマトリックス層３の露出部３ａと、離型層２３の露出部２３ａを同時に形成することができ、図１２（ｄ）に示すように、露出部３ａと２３ａを形成した、メタルマスクと一体化した中間部材を得る。
【００３４】
尚、図１２（ｄ）では、ブラックマトリックス層の露出部３ａの幅が下地のブラックマトリックス層３よりも狭くなっている場合を例示してあるが、ブラックマトリックス層の露出部がさらに広くてもよい。これは後に述べるが、本発明における電気めっきにて成長する障壁層は、給電部であるメタルマスクの離型層の露出部２３ａからめっき成長するため、特にレジストで幅を規定する必要はなく、めっき時間で障壁幅が制御できるからである。
【００３５】
次に、めっき浴中でメタルマスクを介して電気を流し、離型層の露出部２３ａをカソ−ドとしてめっきを成長させ、障壁層４を形成する（図１２（ｅ））。所望の幅まで障壁層４を形成し、かつ導電性のブラックマトリックス層３と障壁層４の下面が十分に密着してから、レジスト９を除去した後、メタルマスク２０を障壁層４から外して本発明の電界放出型ディスプレイ用の前面板１を得る（図１２（ｆ））。
【００３６】
この時、障壁層４のアスペクト比が高く、メタルマスク２０を外す際に障壁層４がブラックマトリックス層３から脱落される恐れがある場合には、図１３に示す別な方法でメタルマスクを剥離する。すなわち、図１３（ｅ）に示すように、所望の幅まで障壁層４を形成し、かつ導電性のブラックマトリックス層３と障壁層４の下面を十分に密着させてから、レジスト９を除去した後（図１３（ｇ））、離型層２３をエッチング等で選択除去することで、障壁層４に無用なストレスを与えずにメタルマスクを外すことが可能となる（図１３（ｈ））。
【００３７】
尚、障壁層４の材料としては電気めっきが可能な金属が使用できる。例えば、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。障壁層４の大きさは、ディスプレイとして求められる性能に応じて決められる。導電性の障壁層４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１、図２では、障壁層４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、導電性メタルマスク２０の孔形により適宜設定することができる。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用部材においては、大面積の基板に対しても面内において均一な高さの障壁層を得ることができる。
【００３８】
本発明の特徴は、導電性メタルマスクが障壁層を電気めっきで形成する際の給電層としての機能と、障壁層を側面から支えながら成長させる機械的な機能の２つの機能を兼ね備えていることである。そして、下地パタ−ンとしての導電性中間層やブラックマトリックス層のパタ−ン形状が例え電気的に独立したものであっても、それに制約されずに電気めっきにて障壁層をその上に形成することができるので、下地パタ−ンの設計の自由度が飛躍的に広がるという利点を有するものである。
【００３９】
（第２の実施の形態）
本発明における第２の実施形態を図３、図４に示す。電界放出型ディスプレイ用の前面板５０は、透明基板５２上に複数の開口部５６を有する導電性中間層５３と導電性のブラックマトリックス層５４が形成され、その上に無機導電性材料から成る複数の障壁層５５を有する。開口部５６はそれぞれがＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体層を１色毎に塗布して形成される部分である。
【００４０】
図１６およびそれに続く図１７は、図３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用の前面板の製造方法を示す工程図である。図１６、図１７は、いずれも図３のＢ−Ｂ線による断面から示した製造工程図である。図１６、図１７に基づいて本発明の製造方法を説明する。
【００４１】
例えば、ガラス基板等の透明基板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導電性のブラックマトリックス層を形成し、その上に導電性中間層をスパッタリング、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−ン印刷等で形成した後、フォトリソグラフィ法により開口部形成のためのフォトレジストパタ−ンを形成し（図示せず）、このフォトレジストパタ−ンに基づいて、露出した導電性中間層、および導電性のブラックマトリックスをエッチング除去し、フォトレジストを剥離して、図１６（ａ−１）に示すような、透明基板５２上にパタ−ン化した導電性のブラックマトリックス層５４と導電性中間層５３、および開口部５６を設けた中間部材を得る。
【００４２】
透明基板５２としては、電界放出型ディスプレイに用いられる厚さ０．５〜３．０ｍｍ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５４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。
【００４３】
尚、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。
【００４４】
一方、図１６（ａ−２）に示すように、ニッケル、ステンレス等の導電性金属３２が離型層３３で被覆され、さらに離型層３３がその一部が露出するように絶縁層３４によって被覆され、全体が外枠３１に張られているメタルマスク３０を用意する。離型層３３としては、クロムまたはステンレス等が用いられ、絶縁層３４にはポリテトラフルオロエチレン樹脂等による樹脂コ−ト膜が用いられ、外枠３１にはアルミニウム、ステンレス等が使用できる。このような導電性メタルマスクは、例えば通常のスクリ−ン印刷に用いられるメタルマスクにクロムめっきを行ない、樹脂コ−ティング処理等により形成することができる。
【００４５】
次に、図１６（ａ−１）に示す中間部材に感光性レジスト６を塗布し、仮乾燥させた後（図１６（ｂ））、メタルマスク３０とアライメントをとりながら貼り合せ密着し、固定する（図１６（ｃ））。この時、感光性レジスト６が接着層となるので先の仮乾燥条件はレジストにタック性が残る程度が望ましい。
【００４６】
次に、障壁層をめっきする領域を形成するために、導電性メタルマスクおよび絶縁層のオ−バ−ハング部を遮光マスクとして用いて、平行光により感光性レジスト６を露光する。図１８、図１９はネガ型レジストを用いた場合を例示する拡大模式図である。図１８は紫外線平行光８で垂直に露光する場合であり、図１９は斜め露光する場合である。１８（ａ）、１９（ａ）は露光状態を示し、図１８（ｂ），図１９（ｂ）は現像後の状態を示す断面模式図である。斜め露光角度を調節することにより、所望するレジストのブラックマトリックス層の露出部を調整し、図１８（ｂ）もしくは図１９（ｂ）に示すように、導電性中間層５３の露出部５３ａと、離型層３３の露出部３３ａを同時に形成することができ、図１６（ｄ）に示すように、露出部５３ａと３３ａを形成した、メタルマスクと一体化した中間部材を得る。
また、本実施形態においては、障壁層の形状が斜め露光では形成が困難な特殊な形状である場合には、フォトマスクを使用してもよい。
【００４７】
尚、図１６（ｄ）では、導電性中間層の露出部３ａの幅が下地の導電性中間層層３よりも狭くなっている場合を例示してあるが、導電性中間層の露出部がさらに広くてもよい。
【００４８】
次に、めっき浴中で導電性メタルマスクを介して電気を流し、離型層の露出部５３ａをカソ−ドとしてめっきを成長させ、障壁層５５を形成する（図１７（ｅ））。この時、障壁層５５の上面は絶縁層３４に接するので平滑な形状となる。
所望の幅まで障壁層５５を形成し、かつ導電性中間層５３と障壁層５５の下面が十分密着してから、レジスト６を除去した後、導電性メタルマスク３０を障壁層４から外して本発明の電界放出型ディスプレイ用の前面板５０を得る（図１７（ｆ））。
この時、障壁層５５のアスペクト比が高く、導電性メタルマスク３０を外す際に障壁層５５が導電性中間層から脱落される恐れがある場合には、離型層３３をエッチング等で選択除去することで、障壁層５５に無用なストレスを与えずに導電性メタルマスクを外すことが可能となる。
【００４９】
尚、障壁層５５の材料としては電気めっきが可能な金属が使用できる。例えば、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。障壁層５５の大きさは、ディスプレイとして求められる性能に応じて決められる。導電性の障壁層５５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３、図４では、障壁層４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、導電性メタルマスク３０の孔形、あるいはフォトマスクパタ−ンにより適宜設定することができる。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用部材においては、大面積の基板に対しても面内において均一な高さで、上面が平滑な障壁層を得ることができるので異常放電が少ない高信頼性を有したものとなる。
【００５０】
本発明の特徴は、導電性メタルマスクが障壁層を電気めっきで形成する際の給電層としての機能と、障壁層を側面から支えながら成長させる機械的な機能との２つの機能を兼ね備えていることである。そして、下地パタ−ンとしての導電性中間層やブラックマトリックスのパタ−ン形状が例え電気的に独立したものであっても、電気めっきにて障壁層をその上に形成することができるので、下地パタ−ンの設計の自由度が飛躍的に広がる。
【００５１】
【実施例１】
ガラス基板上にスパッタリング法により酸化クロム層４０ｎｍとクロム膜１１０ｎｍ、その上にニッケル層１００ｎｍの３層薄膜を形成して厚さ２５０ｎｍの導電性のブラックマトリックスとした。上記ブラックマトリックス上に感光性レジスト（東京応化工業社製ＯＦＰＲ−８００）を２μｍの厚さに塗布し、露光、現像してレジストパタ−ンを形成した。続いて露出した部分のニッケルとクロムとその下層の酸化クロムを塩化第二鉄溶液とクロムエッチャント（ザ・インクテック社製ＭＲ−Ｅ２０００）にてエッチング除去し、画素用開口部、アライメントマ−ク等を含むブラックマトリックスパタ−ンを得た。
【００５２】
次に、上記ブラックマトリックスパタ−ン上に感光性レジスト（東京応化工業社製ＰＭＥＲ  Ｎ−ＨＣ６００）を塗布し、７０℃、１０分の仮乾燥を行ない、１０μｍの厚さのレジスト膜を形成し、この基板を中間部材とした。
【００５３】
また一方、ニッケルの電鋳法により形成されたメタルマスク（厚さ５０μｍ）に、クロムめっきにてクロム層を０．１μｍ形成し、これを剥離層とした導電性メタルマスクを用意し、メタルマスク全体を感光性レジスト（東京応化工業社製ＰＭＥＲ  Ｎ−ＨＣ６００）に浸漬塗布し、７０℃、１０分の仮乾燥を行なって、１〜５μｍの厚さのレジスト膜を形成し、レジストコ−ティングされた導電性メタルマスクを得た。
【００５４】
上記中間部材とレジストコ−ティングされた導電性メタルマスクを、アライメント合わせを行なって貼り合せ、フォトマスクを介して露光、現像して、剥離層とブラックマトリックス層の所定部分のみを露出させた。
【００５５】
上記基板を無光沢スルファミン酸ニッケルめっき浴に浸漬し、メタルマスクをカソ−ドとしてめっきを行なった。露出した剥離層上から優先してニッケルが析出するので、ブラックマトリックス層と析出したニッケルが十分密着してから、めっきを終了した。この析出しためっき膜が障壁層となる。
最後に、感光性レジストを剥離し、障壁層から慎重にメタルマスクを外して本発明の電界放出型ディスプレイ用の前面板を得た。
【００５６】
この部材を用いて蛍光体層を有する前面板を作製し、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させたところ、高品質の画像が得られた。
【００５７】
【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層４０ｎｍとクロム膜１１０ｎｍの２層薄膜を形成してブラックマトリックスとし、その上に導電性中間層として金層を５０ｎｍに形成した。
上記金層上に感光性レジスト（東京応化工業社製ＯＦＰＲ−８００）を２μｍの厚さに塗布し、露光、現像してレジストパタ−ンを形成した。続いて露出した部分の金とクロムとその下層の酸化クロムをヨウ素系の金エッチャントとクロムエッチャント（ザ・インクテック社製ＭＲ−Ｅ２０００）にてエッチング除去し、画素用開口部、アライメントマ−ク等を含むブラックマトリックスパタ−ンを得た。
【００５８】
次に、上記パタ−ン上に感光性レジスト（東京応化工業社製ＰＭＥＲ  Ｎ−ＨＣ６００）を塗布し、７０℃、２０分の仮乾燥を行ない、２０μｍの厚さのレジスト膜を形成し、この基板を中間部材とした。
【００５９】
また一方、ステンレスのレ−ザ加工法により形成されたメタルマスク（厚さ１００μｍ）に極めて薄い不働態膜層を濃硝酸処理により形成し、これを剥離層とした導電性メタルマスクを用意し、メタルマスク全体に樹脂コ−ト処理を施し、レ−ザ加工にて所定部分のみ不働態膜よりなる剥離層を露出させた。
【００６０】
上記中間部材と樹脂コ−ティングされた導電性メタルマスクを、アライメント合わせを行なって貼り合せ、露光、現像して、剥離層とブラックマトリックス層の所定部分のみを露出させた。
【００６１】
上記基板を無光沢スルファミン酸ニッケルめっき浴に浸漬し、メタルマスクをカソ−ドとしてめっきを行なった。露出した剥離層上から優先してニッケルが析出するので、導電性中間層である金属と析出したニッケルが十分密着してから、めっきを終了した。この析出したニッケルめっき膜が障壁層となる。
最後に、感光性レジストを剥離し、障壁層から慎重にメタルマスクを外して本発明の電界放出型ディスプレイ用の前面板を得た。
【００６２】
この部材を用いて蛍光体層を有する前面板を作製し、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させたところ、高品質の画像が得られた。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明による電界放出型ディスプレイ用前面板は、障壁層を形成するためのめっき工程の給電層を、ガラス基板上に形成された導電性薄膜を用いずに、導電性メタルマスクを用いることにより、大面積の基板に対しても面内において均一な高さで、上面が平滑な障壁層を得ることができる。そのため、めっき時間を短縮し、障壁層は異常放電が少ない高信頼性を有したものとなり、歩留りの向上も期待できる。
また、本発明の特徴は、導電性メタルマスクが障壁層を電気めっきで形成する際の給電層としての機能と、障壁層を側面から支えながら成長させる機械的な機能の２つの機能を兼ね備えていることである。そして、下地パタ−ンである導電性中間層やブラックマトリックス層のパタ−ン形状が、例え電気的に独立したものであっても、電気めっきにて障壁層をその上に形成することができるので、下地パタ−ンの設計の自由度が広がる。
【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の実施の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】本発明の電界放出型ディスプレイの前面板の第２の実施の形態を示す部分平面図
【図４】図３のＢ−Ｂ線における断面模式図
【図５】本発明の電界放出型ディスプレイの前面板を製造する際に用いる導電性メタルマスクの第１の実施の形態を示す部分平面図
【図６】図５のＣ−Ｃ線における断面模式図
【図７】図６の部分拡大図
【図８】本発明の電界放出型ディスプレイの前面板を製造する際に用いる導電性メタルマスクの第２の実施の形態を示す部分平面図
【図９】図８のＤ−Ｄ線における断面模式図
【図１０】図９の部分拡大図
【図１１】図１、図２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１２】図１１に続く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１３】図１２（ｅ）に続く別な方法の工程図
【図１４】図１２（ｄ）におけるレジストパタ−ン形成方法の説明図
【図１５】図１２（ｄ）におけるレジストパタ−ン形成の別な方法の説明図
【図１６】図３、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１７】図１６に続く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１８】図１６（ｄ）におけるレジストパタ−ン形成方法の説明図
【図１９】図１６（ｄ）におけるレジストパタ−ン形成の別な方法の説明図
【符号の説明】
１、５０  本発明における電界放出型ディスプレイの前面板
２、５２  透明基板
３  導電性のブラックマトリックス層
３ａ  露出した導電性のブラックマトリックス層
４、５５  障壁層
５、５６  画素用開口部
６  感光性レジスト
７  フォトマスク
８  紫外線平行光
９  現像後のレジストパタ−ン
２０、３０  導電性メタルマスク
２１、３１  外枠
２２、３２  導電性金属
２３、３３  離型層
２３ａ，３３ａ  露出した離型層
２４、３５  開口部
３４  絶縁層
３４ａ  オ−バハングした絶縁層
５３  導電性中間層
５３ａ  露出した導電性中間層
【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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【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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