(57)【要約】【課題】  電界放出ディスプレイおよびその製造方法に関し、カソードプレートとアノードプレートとの間隔を容易に均一にでき製品の歩留まりが向上し、かつ、スペーサの接合も容易に行え製造コストを低減できる。【解決手段】  カソードプレート１０とアノードプレート１１の間に、両プレート１０，１１の間隔を均一に維持するスペーサ１８を介装してなる電界放出ディスプレイであって、スペーサ１８が、電界放出素子の放出経路に相当する位置に貫通孔２２を有した基板１９からなることを特徴とするものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソードプレートとアノードプレートの間に、両プレートの間隔を均一に維持するスペーサを介装してなる電界放出ディスプレイであって、
前記スペーサが、電界放出素子の放出経路に相当する位置に貫通孔を有した基板からなることを特徴とする電界放出ディスプレイ。
【請求項２】
前記カソードプレートが、基板上に、カソード電極膜と電界放出素子となるエミッタとを形成してなり、
前記アノードプレートが、基板上に、アノード電極膜と蛍光体膜とを形成してなり、
前記スペーサが、基板上にゲート電極膜を形成してなる、ことを特徴とする請求項１に記載の電界放出ディスプレイ。
【請求項３】
前記スペーサが、前記ゲート電極膜上に絶縁膜を形成してなる、ことを特徴とする請求項２に記載の電界放出ディスプレイ。
【請求項４】
基板上に、カソード電極膜、エミッタを順に成膜してカソードプレートを形成する工程と、
基板上に、アノード電極膜、蛍光体膜を順に成膜してアノードプレートを形成する工程と、
基板上に、ゲート電極膜、絶縁膜を順に成膜し、前記各エミッタの放出経路に相当する位置に貫通孔を有したスペーサを形成する工程と、
前記カソードプレートと前記アノードプレートの間に前記スペーサを介装して、両プレートの間隔を均一に維持する工程と、を含む電界放出ディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出ディスプレイおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信技術の発達と共にマルチメディア時代の現在、情報表示ないし伝達手段としてのディスプレイは、その重要性の高まりと共に、その軽量、薄型、低消費電力、低価格も要求されるようになっている。電界放出ディスプレイは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどと同様に、平面ディスプレイとして機能できると共に、ＣＲＴの短所である重量と体積とを減らすことができるものとして、今後、その需要の向上と展開とが期待されてきている。
【０００３】
図５で示すように、従来の電界放出ディスプレイには、ガラス基板１０２上にカソード電極膜１０３、絶縁膜１０４、ゲート電極膜１０５、エミッタ１０６が形成されてなるカソードプレート１００と、ガラス基板１０７上にアノード電極膜１０８と蛍光体膜１０９とが形成されてなるアノードプレート１０１とを備えるとともに、さらに、両プレート１００，１０１間の間隔を均一に維持させる多数のスペーサ１１０と、両プレート１００，１０１間の空間を真空に維持するよう周辺部を密封するシール１１１と、該空間内に存在する気体性汚染物質を除去するためのゲッタ１１２とを備えたものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
そして、カソードプレート１００に形成されたカソード電極膜１０３は、カソード電極膜１０３上に形成されたエミッタ１０６に電流を供給する。ゲート電極膜１０５は、エミッタ１０６から電子を引き出せるための引き出し電極として利用される。エミッタ１０６は、アノードプレート１０１の画素単位と１対１で対応するようにカソードプレート１００に設けられている。ゲート電極膜１０５に電圧が印加されると、エミッタ１０６の周囲に電界が形成され、エミッタ１０６はその電界によって電子を放出する。すなわち、エミッタ１０６は、電子銃の機能を果たしている。エミッタ１０６から放出された電子は、アノードプレート１０１とカソードプレート１００とに印加された電圧によってアノードプレート１０１側に移動し、アノードプレート１０１に形成された蛍光体膜に衝突する。この衝突によって蛍光体膜から発生した光を利用してディスプレイの画面を構成する。
【０００５】
図６で示すように、上記電界放出ディスプレイは、カソードプレート１００と、アノードプレート１０１と、スペーサ１１０と、シール１１１とが別々に製造されている。そして、特に、カソードプレート１００においては、ガラス基板１０２上に、カソード電極膜１０３、絶縁膜１０４、ゲート電極膜１０５、エミッタ１０６を形成するため、製造工数が多く要求される。例えば、カソードプレート１００は、ガラス基板１０２上に、カソード電極膜１０３、絶縁膜１０４、ゲート電極膜１０５を順に成膜する。続いて、フォトリソグラフィ・プロセスを用いて形成したレジストパターンをマスクとして、ゲート電極膜１０５および絶縁膜１０４を選択的にエッチング除去し、規則正しく、マトリクス状に配置されたゲート開口部を形成する。その後、アルミナ等からなる犠牲層をガラス基板に対して浅い回転角度で回転蒸着し、この犠牲層によって、ゲート電極膜１０５の上面および側面を被覆する。続いて、Ｍｏ等の金属をガラス基板に対して垂直に蒸着する。こうして、ゲート開口部内のカソード電極膜１０３上に、例えば、１μｍ以下の大きさに尖った円錐をなしているＭｏ等の金属からなるエミッタ１０６を形成する。その後、犠牲層をエッチング除去して、この犠牲層上に蒸着された不要なＭｏ等の金属を除去する。
【０００６】
上記構成を備えた電界放出ディスプレイにおいては、スペーサ１１０を介してアノードプレート１０１とカソードプレート１００とを接合する場合、アノードプレート１０１の内面やカソードプレート１００の外面に対して、ガラスフリットを塗布して接合することが行われている。この塗布においては、接合力の不足、微粒子の汚染、スペーサ高さの不均一性、フリットの冷却中の変位によるスペーサ膜の非垂直性等の課題がある。あるいは、ガラスフリットに代えて、有機接着剤を用いた場合においても、スペーサ１１０のゆるみや、位置ずれが発生することがある。
【０００７】
以上により上記構成を備えた電界放出ディスプレイにおいては、カソードプレート１００とアノードプレート１０１との間隔を均一にするのが困難であり、製品の歩留まりが悪く、しかもアノードプレート１０１とカソードプレート１００とに対するスペーサの接合に高精度な技術が要求されるものとなっているために、製造コストがかかる。
【特許文献１】特開平１１−３３９６３７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明においては、カソードプレートとアノードプレートとの間隔を容易に均一にでき製品の歩留まりが向上し、かつ、スペーサの接合も容易に行え製造コストを低減可能とすることを解決しようとする課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電界放出ディスプレイは、カソードプレートとアノードプレートの間に、両プレートの間隔を均一に維持するスペーサを介装してなる電界放出ディスプレイであって、前記スペーサが、電界放出素子の放出経路に相当する位置に貫通孔を有した基板からなることを特徴とするものである。
【００１０】
具体的には、前記カソードプレートが、基板上に、カソード電極膜と電界放出素子となるエミッタとを形成してなり、前記アノードプレートが、基板上に、アノード電極膜と蛍光体膜とを形成してなり、前記スペーサが、基板上にゲート電極膜を形成してなる。また、前記スペーサが、前記ゲート電極膜上に絶縁膜を形成してなる。
【００１１】
本発明の電界放出ディスプレイおよびその製造方法は、基板上に、カソード電極膜、エミッタを順に成膜してカソードプレートを形成する工程と、基板上に、アノード電極膜、蛍光体膜を順に成膜してアノードプレートを形成する工程と、基板上に、ゲート電極膜、絶縁膜を順に成膜し、前記各エミッタの放出経路に相当する位置に貫通孔を有したスペーサを形成する工程と、前記カソードプレートと前記アノードプレートの間に前記スペーサを介装して、両プレートの間隔を均一に維持する工程とを含むものである。
【００１２】
本発明の電界放出ディスプレイおよびその製造方法によると、スペーサが電界放出素子の放出経路に相当する位置に貫通孔を有した基板からなり、従来のように多数のスペーサをカソードプレートとアノードプレート間に配置する手間がかからず、両プレートの間隔を容易に均一にでき製品の歩留まりが向上し、かつ、スペーサの接合も容易に行え製造コストを低減できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カソードプレートとアノードプレートとの間隔を容易に均一にでき製品の歩留まりが向上し、かつ、スペーサの接合も容易に行え製造コストを低減可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の最良の実施形態を図１ないし図４に基づいて説明する。
【００１５】
図１で示すように、電界放出ディスプレイは、ガラス基板１２上にカソード電極膜１３とエミッタ１４とが形成されてなるカソードプレート１０と、ガラス基板１５上にアノード電極膜１６と蛍光体膜１７とが形成されてなるアノードプレート１１と、ガラス基板１９上にゲート電極膜２０と絶縁膜２１とが形成されてなり、エミッタ１４と蛍光体膜１７を結ぶ経路に貫通孔２２を有し、両プレート１０，１１間の間隔を均一に維持させるスペーサ１８とを備えるとともに、さらに、両プレート１０，１１間の空間を真空に維持するよう周辺部を密封するシール２３と、該空間内に存在する気体性汚染物質を除去するためのゲッタ２４とを備えたものである。
【００１６】
図２で示すように、上記電界放出ディスプレイは、カソードプレート１０と、アノードプレート１１と、スペーサ１８と、シール２２とが別々に製造されている。
【００１７】
そして、カソードプレート１０に形成されたカソード電極膜１３は、カソード電極膜１３上に形成されたエミッタ１４に電流を供給する。ゲート電極膜２０は、エミッタ１４から電子を引き出せるための引き出し電極として利用される。エミッタ１４は、アノードプレート１１の画素単位と１対１で対応するようにカソードプレート１０に設けられている。ゲート電極膜２０に電圧が印加されると、エミッタ１４の周囲に電界が形成され、エミッタ１４はその電界によって電子を放出する。すなわち、エミッタ１４は、電子銃の機能を果たしている。エミッタ１４から放出された電子は、アノードプレート１１とカソードプレート１０とに印加された電圧によって貫通孔２２を通ってアノードプレート１１側に移動し、アノードプレート１１に形成された蛍光体膜１７に衝突する。この衝突によって蛍光体膜１７から発生した光を利用してディスプレイの画面を構成する。
【００１８】
次に、電界放出ディスプレイの製造方法について説明する。
【００１９】
カソードプレート１０は、ガラス基板１２上に、カソード電極膜１３、エミッタ１４を順に成膜する。カソード電極膜１３としては、例えば、ニッケル、白金、タングステン、クロム、銀、導電性シリコンを用いる。続いて、フォトリソグラフィ・プロセスを用いて形成したレジストパターンをマスクとして、エミッタ１４を選択的にエッチング除去し、規則正しく、マトリクス状に配置する。
【００２０】
アノードプレート１１は、ガラス基板１５上に、アノード電極膜１６、蛍光体膜１７を順に成膜する。続いて、フォトリソグラフィ・プロセスを用いて形成したレジストパターンをマスクとして、アノード電極膜１６を選択的にエッチング除去し、エミッタ１４に対応するように、蛍光体膜１７をスクリーンプリント法を用い、規則正しく、マトリクス状に配置する。
【００２１】
図３に、スペーサ１８の製造工程を示す。（ａ）厚さ５００μｍのガラス基板１９を準備する。（ｂ）ガラス基板１９上に、ＥＢ−ＰＶＤ（電子ビームPhysical Vapor Deposition）を用いてＡｌフィルムを蒸着してゲート電極膜２０を形成する。（ｃ）ゲート電極膜２０上に、ＳｉＯ２フィルムを蒸着して絶縁膜２１を形成する。（ｄ）ガラス基板１９、ゲート電極膜２０、絶縁膜２１に渡って直径２００μｍの貫通孔２２を開ける。貫通孔２２は、サンドブラストを用い、ガラス基板１９、ゲート電極膜２０、絶縁膜２１に渡って１度に穿孔する。サンドブラストとは、ガラス、シリコン、石英などの比較的硬い基板上に、サンドブラスト用ドライフィルムレジストでパターンを形成し、空気圧で砂を叩き付けることにより、基板表面を削って孔を作成する方法である。また、各貫通孔２２は、カソードプレート１０のエミッタ１４ならびにアノードプレート１１の蛍光体膜１７に対応する位置に形成される。図４に、スペーサ１８の斜視図を示す。
【００２２】
カソードプレート１０とアノードプレート１１間にスペーサ１８を介装して、両プレート１０，１１間の間隔を均一に維持し、両プレート１０，１１間の空間を真空に維持するよう周辺部をシール２３にて密封し、該空間内に存在する気体性汚染物質をゲッタ２４にて除去する。
【００２３】
このように構成された電界放出ディスプレイおよびその製造方法によると、スペーサ１８がエミッタ１４の放出経路に相当する位置に貫通孔２２を有した基板１９からなり、従来のように多数のスペーサをカソードプレート１０とアノードプレート１１間に配置する手間がかからず、両プレート１０，１１の間隔を容易に均一にでき、ゲート電極の信頼性が向上し、製品の歩留まりも向上する。また、スペーサ１８の接合に際しても、多数のスペーサを接合する場合の均一塗布や有機物の接着剤の減少といった接合問題解消が可能となり、容易に接合作業が行え、製造コストを低減できる。
【００２４】
また、カソードプレート１０とアノードプレート１１間に配置するスペーサ１８にゲート電極膜２０ならびに絶縁膜２１を形成してあり、カソードプレート１０にはカソード電極膜１３ならびにエミッタ１４のみを形成すればよく、カソードプレート１０の製造工数を削減でき、より一層製造コストを低減できる。
【００２５】
また、エミッタ１４のパターンニングマージンが大きくなり、歩留まりが向上する。また、プロセスマージンが緩やかになり、製造原価が安くなる。
【００２６】
さらに、引き出し電極および加速電極を何層でも簡単に形成できる。
【００２７】
なお、エミッタ１４には、平面形エミッタが用いられているが、図５，６に示したスピント型エミッタ、ＳＣＥ（Surface Conduction Electron）エミッタ、ＭＩＭ（Metal Insulate Metal）エミッタ、カーボンナノチューブ型（ＣＮＴ）エミッタなどを用いることもできる。
【００２８】
また、カソードプレート１０、アノードプレート１１、スペーサ１８の各基板はガラス基板１２，１５，１９にて構成されていたが、絶縁膜で覆われたシリコン基板および絶縁性ポリイミド基板等でもよい。
【００２９】
さらに、前記実施の形態では、スペーサ１８に、ゲート電極膜２０と絶縁膜２１を形成したものであったが、ゲート電極膜２０をスペーサ１８に形成し、絶縁膜２１をカソードプレート１０に形成したものや、ゲート電極膜２０と絶縁膜２１はカソードプレート１０に形成し、スペーサ１８は単に貫通孔２２を有したガラス基板１９からなるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、薄型ディスプレイとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態における電界放出ディスプレイの断面図
【図２】本発明の実施の形態における電界放出ディスプレイの分解断面図
【図３】本発明の実施の形態における電界放出ディスプレイのスペーサの製造工程断面図
【図４】本発明の実施の形態における電界放出ディスプレイのスペーサの斜視図
【図５】従来例における電界放出ディスプレイの断面図
【図６】従来例における電界放出ディスプレイの分解断面図
【符号の説明】
【００３２】
１０  カソードプレート
１１  アノードプレート
１２，１５，１９  ガラス基板
１３  カソード電極膜
１４  エミッタ（電界放出素子）
１６  アノード電極膜
１７  蛍光体膜
１８  スペーサ
２０  ゲート電極膜
２１  絶縁膜
２２  貫通孔
２３  シール
２４  ゲッタ
【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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