(57)【要約】【課題】高精細化を可能とする平面ディスプレイを提供する。【解決手段】平面ディスプレイは、一方の面に基板リブ１０２と陰極１１０とが配設されたガラス等からなる基板１０１と、フロントガラスを備えたフロントガラス構造体２０とを有し、その基板１０１とフロントガラス構造体２０は、枠状のスペーサガラス（図示せず）を介して対向配置され、低融点のフリットガラスでそれぞれスペーサガラスに接着されて外囲器を構成しており、外囲器内は１０-5Ｐａ台の真空度に保持されている。この外囲器内部には、基板１０１およびフロントガラス構造体２０それぞれ対して略平行に配設されたゲート電極構造体１２０と、このゲート電極構造体１２０を基板１０１と挟み込むようにゲート電極構造体１２０と略平行に配設されるスペーサ１０とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が透過性を有するフロントガラスおよびこのフロントガラスと対向配置された基板を備えた真空外囲器と、前記基板上に形成されナノチューブ状繊維からなる電子放出源を有する陰極と、電子通過孔を有し前記真空外囲器内に前記陰極から離間して前記基板と対向配置されたゲート電極基板と、前記真空外囲器内の前記フロントガラスの面上に積層された蛍光体膜および陽極電極とを備える平面ディスプレイにおいて、
前記ゲート電極基板と前記フロントガラスとの間に配設され、平面視略格子状に形成されたスペーサ
を有することを特徴とする平面ディスプレイ。
【請求項２】
前記フロントガラスから前記スペーサ側に所定の間隔で複数垂設された前面リブをさらに備え、
前記蛍光体膜および前記陽極電極は、前記フロントガラスの前記前面リブに挟まれた領域に配置される
ことを特徴とする請求項１記載の平面ディスプレイ。
【請求項３】
前記前面リブは、任意の数量毎に他の前面リブよりも前記スペーサ側に突出した前面リブを有する
ことを特徴とする請求項２記載の平面ディスプレイ。
【請求項４】
前記スペーサは、金属成分を含み、電圧が印加される
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の平面ディスプレイ。
【請求項５】
前記スペーサは、印刷法、エッチング法またはプレス成形の何れか１つの方法によって形成される
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の平面ディスプレイ。
【請求項６】
一端が前記基板に固定され、他端または両端が前記スペーサを前記基板側に押圧する固定部材をさらに有する
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の平面ディスプレイ。
【請求項７】
前記ゲート電極基板は、前記基板と前記スペーサとにより狭持される
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の平面ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出源から放出された電子を蛍光体に衝突させて発光させる平面ディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＦＥＤ(Field Emission Display:FED)や平型蛍光表示管のような、陰極となる電子放出源から放出された電子を対向電極に形成された蛍光体からなる発光部に衝突させて発光させるフラットパネル（平面）ディスプレイ(Flat Panel Display)において、電子放出源にカーボンナノチューブ(Carbon Nano Tube)やカーボンナノファイバー(Carbon Nano Fiber)などのナノチューブ状繊維を用いたものが各種提案されている。
【０００３】
図４は、ナノチューブ状繊維を電子放出源に用いた従来の平面ディスプレイの一例を示す部分分解図である。この平面ディスプレイは、ガラス等からなる基板１０１と、少なくとも一部が透過性を有するフロントガラス１０３とを有し、その基板１０１とフロントガラス１０３は、枠状のスペーサガラス（図示せず）を介して対向配置され、低融点のフリットガラスでそれぞれスペーサガラスに接着されて外囲器を構成しており、外囲器内は１０-5Ｐａ台の真空度に保持されている。この外囲器内部には、基板１０１およびフロントガラス１０３それぞれに対して略平行に配設されたゲート電極構造体１２０を備える。
【０００４】
基板１０１の一方の面には、複数の基板リブ１０２が互いに平行に所定間隔で垂設されており、その基板１０１上の基板リブ１０２に挟まれた領域には、表面に電子放出源としてカーボンナノチューブやカーボンナノファイバー等のナノチューブ状繊維が固着した４２６合金等の金属部材からなる陰極１１０が基板リブ１０２と同じ高さで帯状に配置されている。
【０００５】
フロントガラス１０３には、基板１０１に対向する側の面に、基板リブ１０２および陰極１１０と直交する方向に所定間隔で垂設された矩形断面を有する複数の前面リブ１０４が形成されている。フロントガラス１０３上の前面リブ１０４に挟まれた領域には赤色発光蛍光体膜１０５Ｒと緑色発光蛍光体膜１０５Ｇと青色発光蛍光体膜１０５Ｂとがこの順番で所定数配置されている。これら蛍光体膜１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂのガラス基板１０１に対向する面には陽極となるメタルバック膜１０６が形成されている。
【０００６】
前面リブ１０４は、スクリーン印刷等で所定の高さになるまで印刷を繰り返すことにより形成される。
以下、前面リブ１０４において、フロントガラス１０３の主面に対して垂直な方向または後述する陰極１１０から引き出される電子の移動方向を「高さ方向」（図４を正面視した状態で縦方向）とする。また、板状の前面リブ１０４の肉厚または基板リブ１０２の長手方向（図４を正面視した状態で奥行き方向）を「幅方向」、この幅方向と高さ方向に垂直な方向または後述するゲート電極１２３の長手方向（図４を正面視した状態で横方向）を「長さ方向」とする。
【０００７】
外囲器内部に配設されるゲート電極構造体１２０は、基板１０１上の基板リブ１０２とフロントガラス１０３の前面リブ１０４とに狭持される。ゲート電極構造体１２０は、ガラス板１２１と、このガラス板１２１上のフロントガラス１０３側の面に形成された電界制御電極１２２と、ガラス板１２１の基板１０１側の面に蛍光体膜１０５Ｂ、１０５Ｇ、１０５Ｒと１対１に対応して形成された帯状のゲート電極１２３と、このゲート電極１２３を覆うようにガラス板１２１の基板１０１側の面に形成された絶縁層１２４とから構成される。ゲート電極構造体１２０のゲート電極１２３と陰極１１０とが交差する領域には、電界制御電極１２２、ガラス板１２１、ゲート電極１２３および絶縁層１２４を連通する電子通過孔１２５が形成されている。
前面リブ１０４と接触する電界制御電極１２２は、ゲート電極１２３および陰極１１０を電気的にシールドする。これにより、電界制御電極１２２を設けた領域には、陰極１１０とアノード電極として作用するメタルバック膜１０６間の電位差により生じる電界は生じないため、電子放出源、特に電子放出源の表面への放電などによる損傷を防止する。
【０００８】
この平面ディスプレイは、ゲート電極構造体１２０と陰極１１０との間にゲート電極構造体１２０側が正の電位となるように所定の電位差を設けることにより、陰極１１０のゲート電極１２３と交差した領域から引き出された電子が、電子通過孔１２５から放出される。このとき、メタルバック膜１０６に正電位（加速電圧）が印加されていると、電子通過孔１２５から放出された電子がメタルバック膜１０６に向かって加速され、さらにメタルバック膜１０６を貫通して蛍光体膜１０５Ｂ、１０５Ｇ、１０５Ｒに衝突してそれらの蛍光体膜を発光させる。
【０００９】
このような従来の平面ディスプレイにおいて、フロントガラス１０３に設けられた前面リブ１０４は、ゲート電極構造体１２０を基板１０１に設けられた基板リブ１０２または陰極１１０と協働して挟み込む機能を有する。また、前面リブ１０４は、フロントガラス１０３が外囲器内部と外部の気圧差で割れないようにフロントガラス１０３を支持する機能や、陽極となるメタルバック膜１０６と電界制御電極１２２との距離を規定する機能も有する。
このような機能を有する前面リブ１０４は、スクリーン印刷等で所定の高さになるまで印刷を繰り返すことにより、例えば幅が５０μｍ、ゲート電極構造体１２０のゲート電極１２３とメタルバック膜１０６との距離が２．０ｍｍ〜４．０ｍｍとなるように形成される。
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【特許文献１】特開２００２−３４３２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したような従来の平面ディスプレイでさらなる高精細化を図るには、蛍光体膜１０５Ｂ、１０５Ｇ、１０５Ｒを配置する領域をより微細にする必要がある。このためには、前面リブ１０４の幅を小さくすることが不可欠である。
しかしながら、上述したように前面リブ１０４は、幅方向が長さ方向と比べてとても薄い棒の形状を有しており、印刷を繰り返すという従来の方法でこれ以上幅が薄い前面リブ１０４を狭ピッチで形成するのは限界であり、所定の高さまで前面リブ１０４を形成することができない。したがって、高さが従来よりも低い前面リブ１０４を平面ディスプレイに適用すると、陽極と電界制御電極１２２との間隔が従来よりも短くなるため、例えば陽極に１０ｋｅＶ程度の高電圧を印加した場合には、電界制御電極１２２がゲート電極１２３を電気的にシールドしきれず、陽極とゲート電極との間で異常な放電が発生してしまう。この放電が平面ディスプレイの高精細化を阻んでいた。
そこで、本発明は上述したような課題を解決するためになされたものであり、高精細化を可能とする平面ディスプレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述したような課題を解決するために、本発明にかかる平面ディスプレイは、少なくとも一部が透過性を有するフロントガラスおよびこのフロントガラスと対向配置された基板を備えた真空外囲器と、基板上に形成されナノチューブ状繊維からなる電子放出源を有する陰極と、電子通過孔を有し真空外囲器内に陰極から離間して基板と対向配置されたゲート電極基板と、真空外囲器内のフロントガラスの面上に積層された蛍光体膜および陽極電極とを備える平面ディスプレイにおいて、ゲート電極基板とフロントガラスとの間に配設され、平面視略格子状に形成されたスペーサを有することを特徴とする。
【００１２】
上記平面ディスプレイにおいて、フロントガラスからスペーサ側に所定の間隔で複数垂設された前面リブをさらに備え、蛍光体膜および陽極電極は、フロントガラスの前面リブに挟まれた領域に配置されるようにしてもよい。
また、前面リブは、任意の数量ごとに他の前面リブよりもスペーサ側に突出した前面リブを有するようにしてもよい。
【００１３】
前上記平面ディスプレイにおいて、スペーサは、金属成分を含み、電圧が印加されるようにしてもよい。
また、上記平面ディスプレイにおいて、スペーサは、印刷法、エッチング法またはプレス成形の何れかによって形成されるようにしてもよい。
また、上記平面ディスプレイにおいて、一端が基板に固定され、他端または両端がスペーサを基板側に押圧する固定部材をさらに有するようにしてもよい。
また、ゲート電極基板は、基板とスペーサとにより狭持されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、断面略格子状のスペーサをフロントガラスとゲート電極基板との間に配設することにより、陽極電極とゲート電極との間隔を長くすることができるので、異常な放電を防ぐことができ、高精細化を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかるフロントガラスが厚い平面ディスプレイの部分分解図、図２は、本実施の形態にかかるフロントガラスが薄い平面ディスプレイの部分分解図である。なお、以下にする説明において、背景技術の欄で説明したのと同等の構成要素には同じ名称および符号を付して、適宜説明を省略する。
本実施の形態にかかる平面ディスプレイは、一方の面に基板リブ１０２と電子放出源としてナノチューブ状繊維が固着した陰極１１０とが配設されたガラス等からなる基板１０１と、少なくとも一部が透過性を有するフロントガラスを備えたフロントガラス構造体２０とを有し、その基板１０１とフロントガラス構造体２０は、枠状のスペーサガラス（図示せず）を介して対向配置され、低融点のフリットガラスでそれぞれスペーサガラスに接着されて外囲器を構成しており、外囲器内は１０-5Ｐａ台の真空度に保持されている。この外囲器内部には、基板１０１およびフロントガラス構造体２０それぞれ対して略平行に配設されたゲート電極構造体１２０と、このゲート電極構造体１２０を基板１０１と挟み込むようにゲート電極構造体１２０と略平行に配設されるスペーサ１０とを備える。
【００１６】
スペーサ１０は、図１によく示されるように、陰極１１０から引き出される電子の進行方向である高さ方向（図１を正面視した状態で縦方向）に所定の高さを有し、長手方向が縦方向（図１を正面視した状態で奥行き方向）に沿った直方体形状を有し隣り合う部材と横方向（図１を正面視した状態で横方向）に所定の間隔で離間して配設される複数の縦部材１１と、長手方向が横方向に沿った直方体形状を有し隣り合う部材と縦方向に所定間隔で離間して配設される複数の横部材１２とが直交して組み合わさった格子形状を有する。隣り合う一対の縦部材１１とこれらに直交する一対の横部材１２との間に構成される複数の開口部１３は、ゲート電極構造体１２０の電子通過孔１２５それぞれに対応しており、陰極１１０から引き出される電子は、電子通過孔１２５および開口部１３を通って、フロントガラス構造体２０まで導かれる。
【００１７】
このようなスペーサ１０は、図３に示すようなフック３０により固定されるようにしてもよい。図３は、本実施の形態にかかる平面ディスプレイの要部断面図である。図３に示すように、フック３０は、直線状の基部３０ａと、この基部３０ａの両端に一端が接続され、他端が互いに反対方向に延在するよう基部３０ａに垂設された固定端３０ｂ、圧接端３０ｃとから構成される。このようなフック３０を例えば２つ用意し、フリット３１などの接着剤により基板１０１の両端に基板１０１と固定端３０ｂの長手方向が平行に、かつ、基部３０ａが基板１０１に対して垂直になるように固定して、圧接端３０ｃによりスペーサ１０を基板１０１側に押圧することにより、ゲート電極構造体１２０を挟み込んだ状態で固定する。
なお、スペーサ１０は、図示しないスペーサガラスにフリットなどの接着剤で固定されるようにしてもよい。また、基板１０１とフロントガラス構造体２０により挟み込まれることにより、ゲート電極構造体１２０とともに固定されるようにしてもよい。
【００１８】
フロントガラス構造体２０は、スペーサ１０に対して略平行に配設されたフロントガラス２１と、このフロントガラス２１のスペーサ１０に対向する側の面に基板リブ１０２および陰極１１０と直交する方向に所定間隔で垂設されている複数の前面リブ２２と、この前面リブ２２に挟まれた領域に次の順番で所定数配置された帯状の蛍光体膜である緑色発光蛍光体膜２３Ｇ、青色発光蛍光体膜２３Ｂ、赤色発光蛍光体膜２３Ｒと、これらの蛍光体膜のスペーサ１０に対向する側の面に形成された陽極となるメタルバック膜２４とを有する。
【００１９】
図１に示すフロントガラス２１は、大気圧に耐え得るほど厚く形成されている。このような場合、前面リブ２２は、この端部が少なくともメタルバック膜２４のスペーサ１０側の面と同一となるようにすればよいが、図１に示すようにその端部がメタルバック膜２４のスペーサ１０側の面よりもスペーサ１０側に突出するようにしてもよい。このように、フロントガラス２１が厚い場合、前面リブ１０４を従来のように高くしなくてよいので、製造工程を短縮できるのでコストダウンを図ることが可能となる。
また、本実施の形態によれば、ゲート電極構造体１２０をスペーサ１０で保持できるので、外囲器を構成する図示しないスペーサガラスの高さを高くするだけで、ゲート電極構造体１２０のゲート電極１２３と陽極となるメタルバック膜２４との距離、すなわちゲート電極とアノード電極との距離を長くすることが可能となる。
【００２０】
また、フロントガラスは、図２に示すように、薄く形成されるようにしてもよい。図２に示すフロントガラス４１は、図１に示すフロントガラス２１よりも薄く形成されている。このような場合、他の前面リブ２２よりも高さ方向に長い前面リブ４２を例えば３つの蛍光体膜ごとなど任意の間隔で形成するようにしてもよい。この構成により、フロントガラス４１が薄い場合でも、前面リブ４２が大気圧を保持することにより、フロントガラス４１が割れるのを防ぐことが可能となる。
【００２１】
次に、本実施の形態にかかるスペーサの製造方法について説明する。
スペーサ１０は、従来の前面リブ１０４のように断面略矩形の横方向に幅が薄い棒状ではなく上述したように断面が格子形状を有するので、位置合わせ作業を容易に行うことができる。したがって、低融点のフリットガラスを含む絶縁ペーストをスクリーン印刷により所定の高さになるまで印刷を繰り返すことにより、例えば縦部材１１および横部材の横方向または縦方向の幅（肉厚）が０．２〜０．３μｍ、ゲート電極構造体１２０のゲート電極１２３とフロントガラス構造体２０のメタルバック膜２４との距離が２．０ｍｍ〜４．０ｍｍ程度の絶縁体からなるスペーサ１０を形成することができる。
【００２２】
また、スペーサ１０は、エッチング法やプレス成型により製造するようにしてもよい。エッチング法の場合、上述したような格子形状のレジストパターンをステンレス板または４２−６合金等の金属板上に形成し、レジストパターンをマスクとしてエッチングすることにより、スペーサ１０を形成する。プレス成形の場合は、上述したような格子形状の型を形成し、この型によりステンレス板または４２−６合金等の金属板をプレス加工することにより、スペーサ１０を形成する。
【００２３】
このように、本実施の形態によれば、フロントガラス構造体２０とゲート電極構造体１２０との間に格子状のスペーサ１０を設けることにより、ゲート電極１２３と陽極となるメタルバック膜２４との距離を長くできるため、異常な放電の発生を防ぐことができ、平面ディスプレイの高精細化を実現することが可能となる。
また、本実施の形態によれば、スペーサ１０を設けることにより、ゲート電極１２３と陽極となるメタルバック膜２４との距離を長くできるため、陽極に高電圧を印加することが可能となり、高輝度化を実現できる。
さらに、本実施の形態によれば、ゲート電極構造体１２０をスペーサ１０で保持できるので、外囲器を構成する図示しないスペーサガラスの高さを高くするだけで、ゲート電極構造体１２０のゲート電極１２３と陽極となるメタルバック膜２４との距離、すなわちゲート電極とアノード電極との距離を長くすることが可能となる。
【００２４】
上述したように金属材料で形成されたスペーサ１０を平面ディスプレイに適用する場合、スペーサ１０に電圧を印加してもよい。これにより、陰極１１０から引き出された電子が開口部１３の中央部分へと収束するので、隣接する蛍光体への電子漏れを防ぎクロストークの発生を抑制することができる。
また、印刷によりスペーサ１０を形成する場合も、金属で形成するまたは絶縁層とともに金属の層を形成し、電圧を印加することにより、隣接する蛍光体への電子漏れを防ぎクロストークの発生を抑制することが可能となる。
なお、スペーサ１０に印加する電圧は、陽極となるメタルバック膜２４に印加する電圧よりも低電圧であることが望ましい。
【００２５】
また、スペーサ１０の表面を酸化クロム等の二次電子放出比の小さい材料でコーティングするようにしてもよい。これにより、スペーサ１０表面の帯電障害を防止することが可能となる。スペーサ１０へのコーティングは、スパッタ法やスプレー法等で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態にかかるフロントガラスが厚い平面ディスプレイの部分分解図である。
【図２】本実施の形態にかかるフロントガラスが薄い平面ディスプレイの部分分解図である。
【図３】本実施の形態にかかる平面ディスプレイの要部断面図である。
【図４】ナノチューブ状繊維を電子放出源に用いた従来の平面ディスプレイの一例を示す部分分解図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０…スペーサ、１１…縦部材、１２…横部材、１３…開口部、２０…フロントガラス構造体、２１，４１…フロントガラス、２２，４２…前面リブ、２３Ｇ…緑色発光蛍光体膜、２３Ｂ…青色発光蛍光体膜、２３Ｒ…赤色発光蛍光体膜、２４…メタルバック膜、３０…フック、３０ａ…基部、３０ｂ…固定端、３０ｃ…圧接端、３１…フリット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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