(57)【要約】【課題】表面に電極を備えた電子線表示装置の支持体を高精度に製造する方法を提供する【解決手段】基材１１ａ表面に電極領域１２を形成し、凸部２１ａを有する砥石２１を用いて基材１１ａ表面を切削して凹部１１ｃを形成すると同時に、電極領域１２の周縁部を切削して電極１１ｂを形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出を行う電子源と、該電子源から放出された電子が照射される電子線被照射部材とを、支持体を介して対向配置させてなる電子線表示装置に用いられる該支持体の製造方法であって、
基材の表面に、該基材よりも低抵抗の電極領域を形成し、凸部を有する砥石により該電極領域を配置した基材の表面を切削して、基材の表面に凹部を形成すると同時に上記電極領域の一部を切削して電極を形成することを特徴とする支持体の製造方法。
【請求項２】
前記基材に凹部と電極とを形成してなる母材を、電極の長尺方向に加熱延伸することを特徴とする請求項１に記載の支持体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線表示装置の耐大気圧構造体である支持体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型化・軽量化が可能な画像表示装置として、表面伝導型電子放出素子などの電子放出素子を用いた平面型の電子線表示装置が提案されている。このような表示装置は、電子放出素子を備えたリアプレートと、電子の照射によって発光する発光部材を備えたフェースプレートとを対向配置させ、周縁部に枠材を介して封止することにより、真空容器を形成してなる。そして、真空容器内部と外部との気圧差による基板の変形や破損を防止するため、スペーサとも呼ばれる支持体を基板間に介在させている。
【０００３】
特許文献１には、電子放出素子から放出された電子の衝突による支持体の帯電を防止する手段として、支持体上に電極を設けた構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−７８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている支持体は、支持体表面に形成する電位分布の均一性向上が望まれており、そのためには、支持体表面に高精度に電極を形成する必要があった。
【０００６】
本発明の課題は、上記のように表面に電極を備えた支持体を高精度に製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電子放出を行う電子源と、該電子源から放出された電子が照射される電子線被照射部材とを、支持体を介して対向配置させてなる電子線表示装置に用いられる該支持体の製造方法であって、
基材の表面に、該基材よりも低抵抗の電極領域を形成し、凸部を有する砥石により該電極領域を配置した基材の表面を切削して、基材の表面に凹部を形成すると同時に上記電極領域の一部を切削して電極を形成することを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、前記基材に凹部と電極とを形成してなる母材を、電極の長尺方向に加熱延伸することを好ましい態様として含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、表面に電極を備えた支持体を高精度に製造することができる。よって、本発明による支持体を用いた電子線表示装置において、支持体のＸ方向の帯電を均一化して電子放出素子から放出された電子の軌道のずれを防止し、高品質の画像表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の支持体が用いられる電子線表示装置は、ＦＥＤ表示装置、表面伝導型電子放出素子（ＳＥＤ）を備えた表示装置などを包含している。これらの電子線表示装置では、電子放出素子を設けたリアプレートと発光体（例：蛍光体）を設けたフェースプレートの間に支持体を配置させることから、本発明による支持体が適用される好ましい形態である。
【００１１】
図１に電子線表示装置の一例の構成を示す。図中、２は電子源基板１を固定したリアプレート、３はガラス基板６の内面に発光部材としての蛍光膜７とアノードであるメタルバック８等が形成されたフェースプレートである。
【００１２】
また、４は支持枠であり、この支持枠４にリアプレート２、フェースプレート３がフリットガラス等を介して取り付けられ、外囲器１０を構成している。リアプレート２は主に電子源基板１の強度を補強する目的で設けられるため、電子源基板１自体で十分な強度を持つ場合には、別体のリアプレート２は不要とすることができる。電子源基板１には電子放出素子５が複数配列されており、Ｘ方向配線Ｄｘ１乃至Ｄｘｍと、Ｙ方向配線Ｄｙ１乃至Ｄｙｎにより単純マトリクス状に配線されている。
【００１３】
電子放出素子５としては、例えば、表面伝導型やＦＥ型或いはＭＩＭ型などの冷陰極素子が用いられる。リアプレート２に形成される上記電子源からの電子ビームはフェースプレート３に供給される所望の加速電圧によって加速され、フェースプレート３に照射される。その際、フェースプレート３に形成された蛍光膜７に電子が衝突することにより、蛍光体が発光、フェースプレート３に画像を映し出す構成となっている。
【００１４】
フェースプレート３とリアプレート２との間には、スペーサとよばれる支持体１１を設置することにより、大気圧に対して十分な強度を持たせた構成とされる。この時、支持体１１上下、即ち電子源との接合面及び電子線被照射部材（蛍光膜７或いはメタルバック８）との接合面には、支持体１１表面に確実に電位を供給するための低抵抗膜（端面電極、不図示）が設けられている。そしてリアプレート２とフェースプレート３に供給される電位が支持体１１の上下端に印加されることにより、支持体１１表面に電位分布が形成される。
【００１５】
この電位分布は、電子源と電子線被照射部材との間で起立する支持体１１の露出表面に形成される凹部、及び凹部に挟まれたＸ方向（図１参照）に延在する電極１１ｂとにより形成される。そして、支持体１１近傍にある電子源からの電子ビームをフェースプレート３上の所望の場所へ導く役割を担っている。
【００１６】
〔第１の実施形態〕
図２に本発明による支持体１１の一例の斜視図を示す。
【００１７】
本発明による支持体１１は、図２に例示するように基材１１ａの表面に電極１１ｂと凹部１１ｃとを備えている。本例において、基材１１ａは長尺の平板状であり、電極１１ｂと凹部１１ｃとは長手方向に平行に設けられ、該長手方向をＸ方向に平行に配置して用いられる。
【００１８】
図３は、図２の支持体１１の製造工程を示す模式図であり、図２のＡ−Ａ’断面に相当する。
【００１９】
基材１１ａは、通常絶縁性の部材が用いられる。具体的には、石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少したガラス、ソーダライムガラス、アルミナ等のセラミックス部材等が挙げられる。また、後述する第２の実施形態で加熱延伸を行う場合には、ガラスが用いられる。これらの部材には適宜導電性を付与しておくことも可能である。さらに、基材１１ａはその熱膨張率がリアプレート２及びフェースプレート３をなす部材と近いものが好ましい。
【００２０】
基材１１ａの表面に電極領域１２を形成する。電極領域１２は、基材１１ａよりも低抵抗の領域であり、好ましくはフォトリソグラフィ等によって導電性の薄膜を配置することで形成することができるが、金属微粒子を基材内に分散させることで形成することもできる。具体的には、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属もしくは合金、Ｐｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ2，Ｐｄ−Ａｇ等の金属もしくは金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体が挙げられる。また、Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2等の透明導体、ポリシリコン等の半導体材料等も用いられる。
【００２１】
電極領域１２を形成した基材１１ａの表面を、凸部２１ａ，凹部２１ｂを有する砥石２１を用いて切削する〔図３（ａ）〕。砥石２１により基材１１ａの表面を切削すると、基材１１ａの表面には凹部１１ｃが形成されるが、同時に、電極領域１２の周縁部も砥石２１の凸部２１ａにより切削される。しかしながら、砥石２１の、凸部２１ａに隣接する凹部２１ｂの深さｈ２が基材１１ａに形成する凹部ｈ１よりも深くなるように設けてあるため、電極領域１２の一部は切削されずに残り、電極１１ｂが形成される〔図３（ｂ）〕。
【００２２】
このようにして砥石２１により基材１１ａを切削した後は、砥石２１の凸部２１ａ、凹部２１ｂの転写領域２４に凹部１１ｃと電極１１ｂとが形成される。この時、電極１１ｂは、砥石２１によってＸ方向全域において一様に切削され、電極幅も砥石２１の凸部２１ａの高さと凹部２１ｂの深さの差によってのみ決定されるため、電極１１ｂを軸方向全域において一様な位置、一様な幅で形成することができる。
【００２３】
電極１１ｂの凹部１１ｃとの境界部（端部）は、従来のフォトリソグラフィや印刷などによる電極と比較すると、鋭利な形状で一様に形成することができる。よって、電極端部での精度が非常に高いものとなる。
【００２４】
図２の如く、支持体１１の両面に電極１１ｂと凹部１１ｃを設ける場合には、一方の表面に電極１１ｂと凹部１１ｃを設けた後、同じ工程を他方の表面にも施せばよい。
【００２５】
本発明による支持体１１は、従来の製造方法による電極を持つ支持体に比較して、リアプレート２からフェースプレート３に向かうＺ方向に沿って形成される電位分布が、どのＸ方向の位置をとっても一様に形成され、バラツキが少なくなる。その結果、支持体１１表面のＸ方向の電位分布により発生していた電子ビーム照射位置のバラツキが抑制され、支持体１１近傍の電子ビームがバラツキの無い一様なラインとしてフェースプレート３上に形成され、高品位の画像表示が可能となる。
【００２６】
尚、上記実施形態では支持体１１の表面に形成される電極１１ｂを一つとして説明したが、これに限定されるものではなく、電極数を２本、３本と増加させることで、より支持体１１表面の電位分布をＸ方向にそって一様に形成することができるようになる。
【００２７】
同様に、凹部１１ｃも、電極１１ｂに隣接する凹部以外に一つ以上の凹部を形成することができる。図４は、凹部１１ｃを電極１１ｂを挟んで両側に複数本形成した例である。図５はその製造工程を示す模式図であり、図４のＡ−Ａ’断面に相当する。
【００２８】
また、フェースプレート３に形成される電子線被照射部材としては、蛍光体以外にも、例えば光電変換膜を用いて撮像電子線表示装置とすることもできる。
【００２９】
更に、電極１１ｂに電源を接続せずフロート状態にし、リアプレート２とフェースプレート３に印加した電位から容量結合で電位が決定されるようにしても良く、また電極１１ｂに外部から電位を供給してコントロールすることも可能である。後者の場合、電子ビームの位置を電極に供給する電位でコントロールすることが可能となり、電子線表示装置として設計自由度が拡大する。
【００３０】
〔第２の実施形態〕
本発明においては、上記第１の実施形態において基材１１ａの表面に電極１１ｂ、凹部１１ｃを形成したものを母材として、電極１１ｂの長尺方向加熱延伸を施すことによって、より高精度に支持体１１を形成することができる。
【００３１】
通常の電子線表示装置において、リアプレート２とフェースプレート３との間に配置される支持体は、高さとして数ｍｍであり、またＸ方向の長さは、パネルの大きさにもよるが、６０インチクラスの大画面の電子線装置であると１２００ｍｍ程度である。この様な高アスペクトの支持体表面に電極の帯をＸ方向に長くフォトリソグラフィなどの手法を用いて形成する場合、露光・現像時の残渣などにより電極端部の直進性を確保することが非常に困難である。
【００３２】
本例では、第１の実施形態で説明したように、Ｘ方向に平行な電極１１ｂとこれに隣接する凹部１１ｃとを形成した後に、加熱しながらＸ方向に延伸するので、更に支持体表面に形成される電極１１ｂの形成精度を向上させることが可能となる。
【００３３】
図６は加熱延伸に用いられる装置の概略構成図である。図６において、３１は母材、３３は第１の送り出し手段であり、３２はヒーターである。基材１１ａに凹部１１ｃと電極１１ｂとを形成してなる母材３１を固定した第１の送り出し手段３３を一定の速度で降下させることにより、母材３１をヒーター３２の中へ送り込み、ヒーター３２で加熱する。この加熱を行いながら、ヒーター３２の下方に配置された第２の送り出し手段３４で上記送り出しの速度よりも速い速度で引き取ることで延伸し、母材３１と相似形の断面形状を有する支持体１１が得られる。３５は切断手段であり、ダイヤモンドカッターによる切断、砥粒による切断、レーザーによる切断など様々な手法を用いることができる。
【００３４】
本例によれば、基材１１ａに電極１１ｂと凹部１１ｃとを形成する際に、完成品の数十倍の大きさで加工することができる。一般的に延伸加工では、形状がそのまま縮小して（金太郎飴のように）形成されるため、延伸前の状態での加工エラー（砥石による凹部１１ｃ加工時の電極１１ｂの際のうねりなど）もそのまま縮小され、エラー自体も数十分の一になる。従って、延伸後のエラーを、第１の実施形態と比較して、数十分の一レベルにすることができる。
【００３５】
上記した第１の実施形態、第２の実施形態による支持体においては、電極１１ｂ以外の領域には基材１１ａが露出した状態となっている。この様な場合、ガラス表面のような絶縁体では、電子線表示装置動作時の電子の衝突などによる帯電による支持体表面電位分布の変化、帯電電荷の雪崩現象から来る放電などの懸念が存在する。
【００３６】
よって、支持体１１表面に帯電防止膜を塗布、またはスパッタなどの手法を用いて形成してもよい。この帯電防止膜の抵抗値としては、電極１１ｂよりも高抵抗であることが電位規定上望ましく、さらに、絶縁体でも可能である。帯電防止膜の二次電子放出係数を調整することにより、支持体に電子が照射されたときの帯電自体を低減することもできるからである。従って、帯電防止膜には、支持体表面の帯電を低減する作用や、支持体表面の電極１１ｂとともに支持体１１のＺ方向の電位分布を安定して形成する作用がある。
【００３７】
帯電防止膜の材料としては、金属酸化物が優れており、中でも、クロム、ニッケル、銅の酸化物が好ましい材料である。金属酸化物以外にも炭素は二次電子放出効率が小さく好ましい材料である。特に、非晶質カーボンは高抵抗であるため、支持体１１の抵抗を所望の値に制御しやすい。
【実施例】
【００３８】
［実施例１］
図１の支持体１１を第１の実施形態により作製した。本例の支持体１１は、高さ（Ｚ方向）４ｍｍ、幅（Ｙ方向）０．５ｍｍ、長さ（Ｘ方向）４０ｍｍの大きさであり、図２に示す様に、凹部１１ｃと、２本の凹部１１ｃに挟まれた電極１１ｂが形成されている。
【００３９】
先ず、図３に示すように、旭硝子製ＰＤ２００からなる基材１１ａの一部にあらかじめ電極領域１２ａとしてタングステン（シート抵抗：１×１０5Ω／□）をスパッタにより１００ｎｍの厚さで形成した。次いで、凸部２１ａと凹部２１ｂを備えた砥石２１を用いて、基材１１ａの表面を切削し、凹部１１ｃ形成と同時に電極領域１２ａを切削して電極１１ｂを形成した。砥石２１の凸部２１ａの高さｈ１は２０μｍ、凹部２１ｂの深さｈ２は３０μｍとした。これにより、電極１１ｂを支持体１１のＸ方向全域において一様な位置、一様な幅に形成することが可能となる。
【００４０】
［実施例２］
図４の支持体１１を第２の実施形態により作製した。基材１１ａとして、ガラス（旭硝子製ＰＤ２００）を幅５０ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚さ６ｍｍの板状に加工し、その後、凹部１１ｃと電極１１ｂを形成した。この時、電極１１ｂの抵抗は、後に加熱延伸され、高抵抗化するので、１×１０3Ω／□とした。基材１１ａに凹部１１ｃを形成するための砥石２１には、凹部１１ｃを製作するための凸部２１ａと、凸部２１ａの高さｈ１よりも深い深さｈ２を有する凹部２１ｂとが具備されている。凸部２１ａの高さｈ１は０．３ｍｍ、凹部２１ｂの深さｈ２は０．５ｍｍとした。
【００４１】
次に、図６に示される加熱延伸装置により、上記の凹部１１ｃと電極１１ｂを形成した基材１１ａを母材３１としてＸ方向に加熱延伸し、支持体１１を得た。図６において、母材３１を固定した第１の送り出し手段３３を２．５ｍｍ／ｍｉｎの速度で降下させ、ヒーター３２で７９０℃に加熱した。この加熱を行いながら、第２の送り出し手段３４で２７００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き取ることで延伸し、母材３１と相似形の断面形状を有する支持体１１を得た。
【００４２】
得られた支持体１１は幅１．６ｍｍ、厚さ０．２ｍｍであり、長さは８００ｍｍとなるように切断手段３５のレーザーを用いて切断した。得られた支持体１１の１．６ｍｍ×８００ｍｍの主表面には、深さ１０μｍの凹部１１ｃと幅１５０μｍの電極１１ｂが形成されていた。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による支持体を用いた表示装置の一例の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明による支持体の一例の斜視図である。
【図３】図２の支持体の製造工程を示す断面模式図である。
【図４】本発明による支持体の別の一例の斜視図である。
【図５】図４の支持体の製造工程を示す断面模式図である。
【図６】本発明で用いられる加熱延伸装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  電子源基板
２  リアプレート
３  フェースプレート
４  支持枠
５  電子放出素子
６  ガラス基板
７  蛍光膜
８  メタルバック
９  高圧電源
１０  外囲器
１１  支持体
１１ａ  母材
１１ｂ  電極
１１ｃ  凹部
１２  電極領域
２１  砥石
２１ａ  凸部
２１ｂ  凹部
２４  転写領域
３１  母材
３２  ヒーター
３３  第１の送り出し手段
３４  第２の送り出し手段
３５  切断手段
【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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