(57)【要約】【課題】  メッシュ構造の四極電界放射ディスプレイを提供する。【解決手段】  メッシュはゲート層、絶縁層、集束電極層およびガラス板を有している。金属導電板から作られた集束電極層はガラス板に接着される。絶縁層は、集束電極層上に形成され、導電層は絶縁層上に形成される。ガラス板はスペーサーとして機能し、導電層はゲート層として機能する。スペースガラス、集束電極層、絶縁層およびゲート層には、四極放射ディスプレイの陽極と陰極の間の電子ビームの通路を形成するために、少なくとも１つの開口が開けられる。【選択図】            図４
2005310649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の陽極ユニットと陰極ユニットとの間に配列されたメッシュ構造を有するメッシュ構造の電解放射ディスプレイであって、
当該陽極ユニットと向き合う近接面と当該近接面とは反対の末端面とを有し、それらの面を貫通して延びる複数の第１開口を含む、集束電極層として機能する第１導電層と、
当該第１導電層の近接面上に形成され、それを貫通して延びる複数の第２開口を含む、スペーサーとして機能するガラス板と、
当該絶縁層上に形成され、陰極ユニットと向き合う近接面と当該近接面とは反対の末端面とを有し、それらの面を貫通して伸び前記第１および第２開口に配置される複数の第３開口を含む、ゲート電極層として機能する第２導電層と、
を備えていることを特徴とするメッシュ構造の四極電界放射ディスプレイ。
【請求項２】
それぞれの前記第２開口は、対応する一つの前記第１開口と一列に配列されることを特徴とする請求項１に記載のメッシュ構造の四極電界放射ディスプレイ。
【請求項３】
それぞれの前記第２開口は、複数の前記第１開口の開口範囲をカバーすることを特徴とする請求項１に記載のメッシュ構造の四極電界放射ディスプレイ。
【請求項４】
それぞれの前記第３開口は、対応する一つの前記第１開口と一列に配列されることを特徴とする請求項１に記載のメッシュ構造の四極電界放射ディスプレイ。
【請求項５】
ぞれぞれの前記第３開口は、複数の前記第１開口の開口範囲をカバーすることを特徴とする請求項１に記載のメッシュ構造の四極電界放射ディスプレイ。
【請求項６】
絶縁層はガラス接着剤であることを特徴とする請求項１に記載のメッシュ構造の四極電界放射ディスプレイ。
【請求項７】
貫通して延びる第１開口の配列を有する集束電極層と、
集束電極層の一方の面に近接して配置されるとともに前記第１開口に対応して配列される複数の第２開口を有するスペースガラス板と、
集束電極層の他の一方の面上に形成された絶縁層と、
絶縁層上に近接して配置された複数の銅線を含み、それぞれの銅線が第１開口の１組の隣接する列の間の集束電極層の一部に配列されているゲート層と、
を有することを特徴とする四極電界放射ディスプレイのメッシュ構造。
【請求項８】
前記ゲート層は、さらに内部で銅線が延びている中空フレームを有することを特徴とする請求項7に記載の四極電界放射ディスプレイのメッシュ構造。
【請求項９】
それぞれの第２開口は、対応する１つの第１開口と一列に配列されることを特徴とする請求項７に記載の四極電界放射ディスプレイのメッシュ構造。
【請求項１０】
それぞれの第２開口は、対応する複数の第１開口と一列に配列されることを特徴とする請求項７に記載の四極電界放射ディスプレイのメッシュ構造。
【請求項１１】
四極電界放射ディスプレイの陽極板と陰極板との間に組み込むメッシュ構造の製造方法であって、
第１導電板を提供する段階と、
第１導電板を貫通して延びる複数の第１開口を形成する段階と、
スペーサーとして機能するガラス板を提供する段階と、
ガラス板を貫通して延びる複数の第２開口を形成する段階と、
ガラス板を第１開口に対応して配列された第２開口を備えた第１導電板の一方の面に一時的に取り付ける段階と、
第１導電板の他方の面に形成された絶縁層を提供する段階と、
第２導電板を提供する段階と、
第２導電板を貫通して延びる複数の第３開口を形成する段階と、
第２導電板を第１および第２開口に対応して配列された第３開口を備えた絶縁層に一時的に取り付ける段階と、
ガラス板、第１導電板、絶縁板および第２導電板をメッシュ構造を形成するために取り外せないように積み重ねる段階と、
を含むことを特徴とする四極電界放射ディスプレイの製造方法。
【請求項１２】
ガラス板を第１導電板に一時的に取り付ける段階は、紫外線接着剤が適用されることを特徴とする請求項１１に記載の四極電界放射ディスプレイの製造方法。
【請求項１３】
第２導電板を絶縁層に一時的に取り付ける段階は、紫外線接着剤が適用されることを特徴とする請求項１１に記載の四極電界放射ディスプレイの製造方法。
【請求項１４】
ガラス板、第１導電板、絶縁板および第２導電板を取り外せないように積み重ねる段階は、高温焼結工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の四極電界放射ディスプレイの製造方法。
【請求項１５】
さらに、陽極板および陰極板と同様の熱膨張係数の材料から加工された第１および第２導電層を提供する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の四極電界放射ディスプレイの製造方法。
【請求項１６】
さらに、陽極板および陰極板と同様の熱膨張係数のガラス板を提供する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の四極電界放射ディスプレイの製造方法。
【請求項１７】
絶縁層はガラス接着剤であることを特徴とする請求項１１に記載のメッシュ構造の四極電界放射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、電界放射ディスプレイに係り、さらに詳細には、四層メッシュ構造の四極電界放射ディスプレイおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界放射ディスプレイに関する技術はごく最近になって開発された技術である。自己発光性を有するそのようなタイプのディスプレイは、液晶ディスプレイで用いられているようなバックライトを必要としない。電界放射ディスプレイは、輝度が明るい上に視覚が広く、電力消費量が少なく、応答速度が速く（残像がない）、動作温度範囲が大きいという特性を有している。電界放射ディスプレイの画質は、標準的なブラウン管ディスプレイ（ＣＲＴ）と同等であるものの、電界放射ディスプレイの厚みや重量はブラウン管ディスプレイに比較してはるかに薄く軽い。したがって、電界放射ディスプレイは市場において液晶ディスプレイに取って代わるであろうことが予測される。さらに、急速に発展するナノテクノロジーは電界放射ディスプレイにおいて利用されるナノマテリアルに可能性を与え、電界放射ディスプレイの技術は商業的に利用可能になると予測される。
【０００３】
図１は、陽極板１０と陰極板２０とを備えた一般的な三極電界放射ディスプレイを示す。スペーサー１４は陽極板１０と陰極板２０を絶縁し支持するためこれらの電極の間の真空領域に設置される。陽極板１０は陽極基板１１、陽極導電層１２および蛍光層１３を含んでいる。陰極板２０は、陰極基板２１、陰極導電層２２、電子放射層２３、誘電体層２４およびゲート層２５を含んでいる。電位差はゲート層２５に与えられそれによって電子放射層２３から電子ビームが放射される。陽極導電層１２によって与えられた高電圧は、陽極板１０の蛍光層１３に作用し十分な運動量で電子ビームを加速し、蛍光層１３が刺激されて光が発せられる。電界放射ディスプレイ内での電子の移動を可能にするために、真空度は少なくとも１０−５ｔｏｒｒ以下に保たれ、これによって適切な電子の平均自由行程を確保している。加えて、電子放射源と蛍光層の悪影響と弊害を回避しなければならない。さらに、電子放射層２３と蛍光層１３は蛍光層１３から光を発生させるために要求されるエネルギーで電子を加速させるため互いに所定の距離だけ間隔を開けなければならない。
【０００４】
一般的な構造によって放射される電子ビームは典型的なファン形となるため、その電子ビームの発散範囲を三極電界放射ディスプレイで制御することは困難である。電子ビームは容易に過剰発散し、隣接するユニットの蛍光層３３にも作用してディスプレイの性能を低下させる。したがって、四極電界放射ディスプレイには図２に示されるような提案がなされる。四極電界放射ディスプレイにおいて、４番目の電極、集束電極が三極構造に加えて形成される。メッシュ５は陰極板４０と陽極板３０との間に形成される。メッシュ５は、集束電極層５１、絶縁層５２およびゲート層５３を含んでいる。集束電極層５１は陽極板３０に最も近く、ゲート層５３は陰極板４０に最も近く、絶縁層５２は集束電極層５１とゲート層５３との間に挟まれている。絶縁壁４４はゲート層５３と陰極板４０との間に伸びている。陰極板４０は陰極基板４１、陰極導電層４２および電子放射源層４３を含んでいる。ゲート層５３と集束電極層５１は適切な電位を持っている。複数の開口５４はメッシュ５を貫いて形成される。開口５４のそれぞれはユニットの陽極と陰極に対応して配列される。電子放射源層４３から発生した電子ビームは蛍光層３３に向けて伝播する。メッシュ５の構造は図３に示してある。図に示すように、金属導電板はメッシュ５のベースとして用いられる。集束電極層５１は金属導電板から加工される。絶縁層５２は金属導電層の底面上に形成される。金属導電層はゲート層５３として機能する絶縁層５２の底面上に形成される。金属導電層は貫通した開口５４の配列を形成するために加工される。それぞれの開口５４の位置は、陽極板３０および陰極板４０上に形成された陽極と陰極のそれぞれのユニットに整合するように配列される。開口５４はそれぞれの陰極から放射される電子ビームに対して放射経路としての役目を果たす。金属導電板の外周は不作用領域５５である。複数のマーク５５１は、不作用領域５５上に形成することができ、開口５４の配列とユニットの陽極と陰極を保持するものである。
【０００５】
上記四極構造は、電子ビームを集束するための集束電極層５１を提供し、その電子ビームはまさに対応する蛍光層３３にのみ作用させることができる。したがって、電子ビームは隣接するユニットの蛍光層３３には作用することがなくなる。電界放射ディスプレイのディスプレイ性能は飛躍的に向上する。しかしながら、メッシュ５の絶縁層５２とゲート層５３はいまだにフォトリソグラフィー工程によって加工しているが、その工程は複雑であり、そのコストも高い。
【０００６】
さらに、陽極板３０と集束電極層５１との間に複数の細長タイプのスペーサー３４の配置が必要になる。約５０μｍ〜約２００μｍの小さなサイズのスペーサー３４の取り付けには接着剤が使用される。このタイプの構造は次のような製造上の相違がある。
１．複雑な製造工程
スペーサー３４は非常に薄く形成されているため、取り付けの要求精度とスペーサーを設置するための搬送装備が高い。
２．スペーサー３４に適用する接着剤が容易に汚染される。
【０００７】
一般的なスペーサー３４は接着剤が混じっており加熱を受ける。接着剤は加熱工程において汚染源となる。さらに、接着剤の溶剤は第２の汚染を引き起こす焼結工程において蒸発する。加えて、電界の作用という面では、スペーサー３４の表面は容易に電荷を蓄積し周辺に電界を形成する。その経路と電子ビームは蛍光層３３に影響を与える。
【特許文献１】特開２００４−０８７４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、メッシュ構造の四極電界放射ディスプレイおよびその製造方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、メッシュ構造の四極電界放射ディスプレイおよびその製造方法に関するものである。本発明では、四層メッシュ構造は、ゲート層、絶縁層および集束電極層を含み、ガラス板は同様の工程で製造され、そのコストは削減される。さらに、一般的な細長タイプのスペーサー構造によって生じる欠点が回避される。
【００１０】
本発明に係るメッシュ構造の四極電界放射ディスプレイは、複数の陽極ユニットと陰極ユニットとの間に配列されたメッシュ構造を有するメッシュ構造の電解放射ディスプレイであって、当該陽極ユニットと向き合う近接面と当該近接面とは反対の末端面とを有し、それらの面を貫通して延びる複数の第１開口を含む、集束電極層として機能する第１導電層と、当該第１導電層の近接面上に形成され、それを貫通して延びる複数の第２開口を含む、スペーサーとして機能するガラス板と、当該絶縁層上に形成され、陰極ユニットと向き合う近接面と当該近接面とは反対の末端面とを有し、それらの面を貫通して伸び前記第１および第２開口に配置される複数の第３開口を含む、ゲート電極層として機能する第２導電層と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によって提供されるメッシュ構造は、スペーサーとして機能するガラス板と集束電極層として機能する金属導電層との工程、絶縁層として機能する集束電極層の一方の面にガラス層を形成する工程およびゲート層として機能する絶縁層の一方の露出面に導電層を形成する工程とによって製造される。これによって、四層メッシュ構造が形成される。
【００１２】
本発明に係る四極電界放射ディスプレイのメッシュ構造は、貫通して延びる第１開口の配列を有する集束電極層と、集束電極層の一方の面に近接して配置されるとともに前記第１開口に対応して配列される複数の第２開口を有するスペースガラス板と、集束電極層の他の一方の面上に形成された絶縁層と、絶縁層上に近接して配置された複数の銅線を含み、それぞれの銅線が第１開口の１組の隣接する列の間の集束電極層の一部に配列されているゲート層と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る四極電界放射ディスプレイの製造方法は、四極電界放射ディスプレイの陽極板と陰極板との間に組み込むメッシュ構造の製造方法であって、第１導電板を提供する段階と、第１導電板を貫通して延びる複数の第１開口を形成する段階と、スペーサーとして機能するガラス板を提供する段階と、ガラス板を貫通して延びる複数の第２開口を形成する段階と、ガラス板を第１開口に対応して配列された第２開口を備えた第１導電板の一方の面に一時的に取り付ける段階と、第１導電板の他方の面に形成された絶縁層を提供する段階と、第２導電板を提供する段階と、第２導電板を貫通して延びる複数の第３開口を形成する段階と、第２導電板を第１および第２開口に対応して配列された第３開口を備えた絶縁層に一時的に取り付ける段階と、ガラス板、第１導電板、絶縁板および第２導電板をメッシュ構造を形成するために取り外せないように積み重ねる段階と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、四極電界放射ディスプレイのメッシュ構造が、簡単な工程によって加工できるので、そのコストを削減することができる。また、一般的な細長タイプのスペーサー構造によって生じる欠点を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。これらの図を参照することによって本発明の他の機能も明らかにされる。
【００１６】
図４は、メッシュ６の分解斜視図である。図示するように、メッシュは、ガラス板６１、第１導電層６２、絶縁層６３および第２導電層６４から成る四層構造である。特定の厚みを持った平ガラス板は一般的な複数の細長タイプのスペーサーの代わりにスペーサーとして機能する。第１導電層６２と第２導電層６４は、同じ金属または導体で形成するのが望ましい。第１導電層６２と第２導電層６４は、それぞれ、集束電極層またはゲート電極として作用する。複数の開口６２１は第１導電板６２を貫通するように形成されている。本実施の形態では、開口６２１は、格子状に配列されている。それぞれの開口６２１は、陽極と陰極のユニットに対応するように配列される。第１導電層６２の外周、すなわち、図４に示す点線の外側の領域は不作用領域６２２であり、この領域は電界放射ディスプレイのパッケージ完成後に切り落とされる。スペースガラス板６１は、第１導電層６２の上に配置される。第１導電層６２と同様、複数の穴６１１がスペースガラス板６１を貫通するように形成されている。穴６１１は、開口６２１に対応して配列されている。一つの穴６１１は、それぞれの開口６２１に対応して形成するのが望ましい。あるいは、穴６１１を一つ以上の開口６２１の範囲にわたる一つの穴６２１のように、より大きな寸法で形成してもよい。たとえば、図４に示すように、複数の長穴６１１がスペースガラス板６２に形成され、それぞれの長穴６１１が縦または横に並んだ開口６２１の範囲をカバーするようにしても良い。第１導電層６２と同様、スペースガラス板６１の外周は不作用領域６１２であり、パッケージ完成後に除去される。一列に配列するために複数のマーク６１３が不作用領域６１２に形成されている。第１導電板６２の下には第１導電層６２と第２導電層６４の間の導通を防止するために絶縁層６３として機能するガラス接着剤が形成されている。第２導電層６４はゲート層として機能する。複数の開口６４１は第２導電層６４を貫通するように形成されている。一つの開口６４１は、それぞれの開口６２１と対応するように形成するのが望ましい。あるいは、図６に示すように、複数の細長スリット６４１’および分離スリット６４２を、交互に第２導電層６４’を貫通するように形成してもよい。細長スリット６４１’は、それぞれ、縦または横に並んだ開口６２１と対応して配列される。分離スリット６４２は、導電板６４’を横切って不作用領域６４３まで延びる。したがって、不作用領域６４３が除去された後、二つの導電性の細片がそれぞれの細長スリット６４１’の両側に形成される。導電性の細片の各ペアは、独立した導電性通路を構成する。いずれかの導電性の細片のペアが電位を偏らせた場合、導電性の細片のペア間の陰極ユニットから電子を排出させるようにゲートが動作する。第２導電層６４もまた、外周の不作用領域６４３を含み、一列に配列させるための複数の配列用マーク６４４が形成されている。これらの四層は、独立したメッシュ６を形成するためにパッケージされる。図５は、陽極板７と陰極板８を組み合わせたメッシュの透視断面図である。図示するように、スペースガラス板６１は間に形成された絶縁壁７４を有する陽極板７に面しており、第２導電板６４は間に形成された絶縁壁８４を有する陰極板８に面している。陽極板の陽極基板７１上に形成された陽極導電層７２と蛍光層７３は陰極板８の陰極基板８１上に形成された陰極電極層８２と電子放射源層８３とに対応して配置される。開口６２１、６１１、および６４１は、電子放射源層８３から放射された電子ビームが蛍光層７３に向けて伝播する経路を形成するように互いに一列に配列にされる。
【００１７】
図７は、第２導電層６４についての他の実施の形態を示す図である。図示するように、複数の平行した導線６４５が中空のフレーム６４６内に延びて形成されている。複数の導線６４５は、第１導電層６２の下で、二つの隣り合って並ぶ開口６２１の間に位置される。点線の外側の不作用領域が除去された後、フレーム６４６は導線６４５から分離され、複数のペアの導線６４５を含む構造が形成され、そして、導線６４５の各ペアが横に並ぶ第１開口６２１を挟む。第１開口６２１は、すなわち、図８に示すような横に並んだ陰極ユニットに相当する。各導線６４５のペアは、ゲートとして作用する。
【００１８】
上記メッシュ構造の製造方法は、パッケージのための高圧下の焼結過程において破損しない陽極板７および陰極板８と同等の温度係数を有する導電層６２、６４およびガラス板６１を選択する工程を含む。ＵＶ接着剤およびガラス接着剤が、スペースガラス板６１と第１導電板６２とを接着するために配置マーク６１３、６２３および６３３を配列することによってスペースガラス板６１と第１導電板６２に塗られる。仮付けをするために、紫外線がＵＶ接着剤に照射される。さらに、ガラス接着剤のような絶縁層６３はスクリーン印刷工程によって第１導電板６２の他の面に形成され、第２導電板６４、６４’または６４"は絶縁層６３に接着される。同様に、ＵＶ接着剤およびガラス接着剤が塗られ、配置マーク６１３、６２３および６３３は絶縁層６３と第２導電板６４、６４’または６４”を積み重ねるために用いられる。最後に、一時的に入れられたメッシュ６は高温に維持され、焼結を行うために高温加熱炉内に位置される。ＵＶ接着剤は、高温により気化され、使い尽くされる。ガラス接着剤は、メッシュの本取り付けのために供給される。したがって、メッシュを製造するための一般的な細長タイプのスペーサーに置き換えることができ、製造工程が簡易化され、コストが低減される。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態は以上において詳細に説明したが、発明の概念は別の様々なものに具体化し応用できる。引用請求項は従来技術に制限される範囲外の様々なもののバリエーションを含むと解釈されることを意図している。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、電界放射ディスプレイの製造の効率化に役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一般的な三極電界放射ディスプレイの部分断面図である。
【図２】四極電界放射ディスプレイの部分断面図である。
【図３】四極電界放射ディスプレイのメッシュの概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１のメッシュ構造の分解斜視図である。
【図５】陰極板と陽極板を組み合わせた図４に示したメッシュ構造の透視図である。
【図６】本発明の実施の形態２のメッシュ構造の透視図である。
【図７】本発明の実施の形態３のメッシュ構造の透視図である。
【図８】ゲート層が形成された後の図７のメッシュ構造の部分断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
５、６  メッシュ、
７    陽極板、
８    陰極板、
１０    陽極板、
１１    陽極基板、
１２    陽極導電層、
１３    蛍光層、
１４    スペーサー、
２０    陰極板、
２１    陰極基板、
２２    陰極導電層、
２３    電子放射層、
２４    誘電体層、
２５    ゲート層、
３０    陽極板、
３３    蛍光層、
３４    スペーサー、
４０    陰極板、
４１    陰極基板、
４２    陰極導電層、
４３    電子放射源層、
４４    絶縁壁、
５１    集束電極層、
５２    絶縁層、
５３    ゲート層、
５４    開口、
５５    不作用領域、
６１    スペースガラス板、
６２    スペースガラス板、
６３    第２導電層、
６４    導電板、
７１    陽極基板、
７２    陽極導電層、
７３    蛍光層、
７４    絶縁壁、
８１    陰極基板、
８２    陰極電極層、
８３    電子放射源層、
８４    絶縁壁、
５５１    マーク、
６１１    長穴、
６１１    開口、
６１２    不作用領域、
６１３    マーク、
６２１    穴、
６２２    不作用領域、
６２３    マーク、
６４１    開口、
６４２    分離スリット、
６４３    不作用領域、
６４５    導線、
６４６    フレーム。
【図１】
2005310649.tif 000003
【図２】
2005310649.tif 000004
【図３】
2005310649.tif 000005
【図４】
2005310649.tif 000006
【図５】
2005310649.tif 000007
【図６】
2005310649.tif 000008
【図７】
2005310649.tif 000009
【図８】
2005310649.tif 000010