JP2002033058A

JP2002033058A - 電界放出型表示装置用の前面板

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Publication number: JP2002033058A
Application number: JP2000213774A
Authority: JP
Inventors: Haruo Kato; 治夫加藤; Tsunenari Saito; 恒成斎藤; Shinzo Hirata; 晋三平田; Kazuyoshi Togashi; 和義富樫
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Sony Corp
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Sony Corp
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2002-01-31
Also published as: US6621210B2; US20020043924A1; KR20020007174A; CN1334590A; EP1172836A1

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性の高い電界放出型表示装置を可能と
し、かつ、製造が容易である電界放出型表示装置用の前
面板を提供する。【解決手段】透明基板の一方の面に、複数の開口部を
備え導電性を有するブラックマトリックスを設け、この
ブラックマトリックス上の各開口部の近傍所定位置に無
機導電性材料からなる障壁を設け、上記開口部に蛍光体
層を設けて、電界放出型表示装置用の前面板とする。

Description

【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表示装置
に用いる前面板に関する。

【０００２】

【従来の技術】電界放出型表示装置（フィールドエミッ
ションディスプレー（ＦＥＤ））は、通常、ガラス基板
上に電子放出素子であるエミッタ電極と、これに直交す
るように絶縁体層を介して設けられたゲート電極（引出
電極）とを備えた背面板（カソード基板）と、ガラス基
板上にアノード電極と、このアノード電極上に形成され
た蛍光体層とを備えた前面板（アノード基板）とを、ス
ペーサ部材を介して両基板間を真空状態にして対向させ
た構造を有している。そして、エミッタ電極とゲート電
極間に所定の電圧を印加し、同時にエミッタ電極とアノ
ード電極間に所定の電圧を印加して、エミッタ電極から
電子を引き出し、この電子をアノード電極に衝突させて
蛍光体層を発光させて画像表示するものである。

【０００３】このようなＦＥＤでは、エミッタ電極から
引き出された電子や、その電子が前面板のアノード電極
に衝突して蛍光体層を発光させる際に発生する２次電子
の散乱よって、隣接するセルの蛍光体層が不必要に発光
するのを防止する必要がある。このため、例えば、ポリ
イミド樹脂等を用いてフォトリソグラフィーにより高さ
数十μｍのパターンを前面板の各セル間に形成し、この
パターンの表面に金属薄膜を形成して導電性を有する障
壁とすることにより、エミッタ電極から引き出された電
子ビームの散乱電子や上記２次電子の飛翔を阻止して、
不必要な発光を防止することが行なわれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前面板に上述
のような障壁を備える従来のＦＥＤでは、動作時に電子
線によって障壁からガスが放出され、真空度の低下、背
面板の電極劣化、蛍光体層の劣化等が生じ、信頼性低下
の原因となっていた。また、前面板の蛍光体層形成工程
において、障壁材料の耐熱性が低いために加熱温度に限
界があり、使用できる蛍光材料に制限があったり、所望
の特性の蛍光体層が得られないという問題もあった。さ
らに、電気絶縁性のポリイミド等の樹脂からなる従来の
障壁は、飛翔する２次電子等の衝突によるチャージアッ
プ防止のために、上述のように金属薄膜の形成が必須と
なり、形成工程が複雑であるという問題があった。

【０００５】一方、背面板と前面板とを対向させるスペ
ーサ部材として、金属からなるスペーサ部材を使用する
ＦＥＤが開示されている（特開平９−７３８６９号、特
開平１０−４０８３７号）。これらのＦＥＤでは、従来
のポリイミドからなるスペーサ部材におけるガス放出の
問題、チャージアップの問題が解消されている。また、
スペーサ部材が壁形状であり、かつ、個々のセル間に形
成された場合には、上述の障壁としての作用もなすと考
えられる。

【０００６】しかし、特開平９−７３８６９号および特
開平１０−４０８３７号が開示するスペーサ部材は、そ
の機能から、前面板と背面板の双方に当接することは避
けられず、スペーサ部材が導電性を有するので、前面板
における当接部位はアノード電極と接触しない位置であ
り、また、背面板における当接部位はゲート電極や電子
放出素子と接触しない位置でなければならない。したが
って、個々のスペーサ部材を導通させて所定の電位に保
ち、チャージアップを防止するための配線（スペーサ配
線）を、アノード電極、ゲート電極や電子放出素子とは
別個に形成する必要がある。このため、設計の自由度が
低い、製造が煩雑であるという問題がある。

【０００７】また、例えば、前面板にアノード電極と別
個にスペーサ配線を形成し、このスペーサ配線上に設け
たスペーサ部材が、絶縁材料を介して背面板のゲート電
極に当接する構造にすれば、設計の自由度は高まると考
えられる。しかし、ゲート電極とスペーサ配線との間に
印加される電圧（通常、数百〜数千Ｖ）によって、上記
の絶縁材料に絶縁破壊が生じる可能性が大きく実用性の
点で問題がある。

【０００８】本発明は上述のような実情に鑑みてなされ
たものであり、信頼性の高い電界放出型表示装置を可能
とし、かつ、製造が容易である電界放出型表示装置用の
前面板を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の電界放出型表示装置用の前面板は、
透明基板と、該透明基板の一方の面に形成され複数の開
口部を備える導電性のブラックマトリックスと、該ブラ
ックマトリックス上の所定位置に形成された複数の障壁
と、前記ブラックマトリックス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、前記障壁は無機導電性
材料からなるような構成とした。

【００１０】また、好ましい態様として、前記無機導電
性材料が、ニッケル、コバルト、銅、鉄、金、銀、ロジ
ウム、パラジウム、白金および亜鉛からなる金属群のな
かの１種または２種以上の組み合わせ、前記金属群のな
かの２種以上の金属からなる合金、酸化インジウムス
ズ、酸化インジウム亜鉛および酸化スズからなる金属酸
化物群のなかの１種または２種以上の組み合わせ、のい
ずれかであるような構成とした。

【００１１】また、好ましい態様として、前記障壁と前
記ブラックマトリックスとの間に導電性の中間層を備
え、該中間層の熱特性あるいは強度特性が前記透明基板
と前記障壁の各熱特性あるいは強度特性の間にあるよう
な構成とした。また、好ましい態様として、前記障壁が
内部に粒子を含有し、該粒子の熱膨張率は前記無機導電
性材料の熱膨張率よりも小さいような構成とした。さら
に、好ましい態様として、前記障壁が電解めっき法によ
り形成されたものであるような構成とした。

【００１２】本発明の電界放出型表示装置用の前面板
は、透明基板と、該透明基板の一方の面の所定位置に形
成された複数の障壁と、前記透明基板の障壁非形成部位
の所望領域に形成された蛍光体層とを備え、該障壁は無
機導電性材料からなるとともに、各障壁は障壁導通回路
によって相互に導通されているような構成とした。

【００１３】また、好ましい態様として、前記無機導電
性材料が、ニッケル、コバルト、銅、鉄、金、銀、ロジ
ウム、パラジウム、白金および亜鉛からなる金属群のな
かの１種または２種以上の組み合わせ、前記金属群のな
かの２種以上の金属からなる合金、酸化インジウムス
ズ、酸化インジウム亜鉛および酸化スズからなる金属酸
化物群のなかの１種または２種以上の組み合わせ、のい
ずれかであるような構成とした。

【００１４】また、好ましい態様として、前記障壁と前
記透明基板との間に導電性の中間層を備え、該中間層の
熱特性あるいは強度特性が前記透明基板と前記障壁の各
熱特性あるいは強度特性の間にあるような構成とした。
また、好ましい態様として、前記障壁と前記透明基板と
の間にブラックマトリックスを備え、該ブラックマトリ
ックスは複数の開口部を備え、前記蛍光体層は前記開口
部内の透明基板上に形成されているような構成とした。

【００１５】また、好ましい態様として、前記障壁と前
記ブラックマトリックスとの間に導電性の中間層を備
え、該中間層の熱特性あるいは強度特性が前記透明基板
と前記障壁の各熱特性あるいは強度特性の間にあるよう
な構成とした。また、好ましい態様として、前記障壁が
無電解めっき法により形成されたものであるような構成
とした。

【００１６】また、好ましい態様として、前記中間層上
に前記障壁が電解めっき法により形成されたものである
ような構成とした。また、好ましい態様として、前記障
壁が内部に粒子を含有し、該粒子の熱膨張率は前記無機
導電性材料の熱膨張率よりも小さいような構成とした。
さらに、好ましい態様として、上述の障壁の高さが２０
〜１００μｍの範囲であり、幅が１０〜５０μｍの範囲
であるような構成とした。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。（第１の実施形態）図１は本発明の電界放出型表示装置
用の前面板の一実施形態を示す部分平面図であり、図２
は図１のＡ−Ａ線における縦断面図である。図１および
図２において、本発明の電界放出型表示装置用の前面板
１は、透明基板２と、この透明基板２の一方の面に形成
されたブラックマトリックス３と、ブラックマトリック
ス３上の所定位置に形成された複数の障壁５とを備え、
ブラックマトリックス３は複数の開口部４を有し、この
開口部４内に蛍光体層６が形成されている。

【００１８】本発明の前面板１を構成する透明基板２と
しては、従来から電界放出型表示装置に用いられている
ようなガラス基板、石英基板等を使用することができ、
厚みは０．５〜３．０ｍｍ程度とすることができる。

【００１９】ブラックマトリックス３は、電界放出型表
示装置における画像表示時のコントラスト向上が目的で
あるため低反射率の黒色膜とし、本実施形態では、各障
壁５の導通回路の作用もなし、さらに、アノード基板で
ある前面板１全体を同電位とするための導通回路の作用
を兼ねるため、導電性を有する薄膜とする。このブラッ
クマトリックス３は、例えば、クロムの単層構造、クロ
ムと酸化クロムとの２層あるいは３層構造等とすること
ができ、厚みは０．０４〜０．２μｍの範囲で設定する
ことができる。このようなブラックマトリックス３は、
通常、所望の金属材料（クロム、ニッケル、アルミニウ
ム、モリブデン等や、それらの合金）や金属酸化物材料
（酸化クロム、窒化クロム等）を用いて、真空蒸着法や
スパッタリング法等の薄膜成膜工程により透明基板２上
に薄膜を形成し、この薄膜上にマスクパターンを形成し
てエッチングにより開口部４を形成してパターニングす
ることにより作成することができる。また、黒色顔料、
銀等の導電性粒子、ガラスフリット等を含有する感光性
黒色導電ペーストを用いて薄膜を形成し、これを所定の
パターンで露光し現像し、焼成して有機成分を除去する
ことにより作成することもできる。

【００２０】ブラックマトリックス３の開口部４の大き
さ、形成ピッチ等は、背面板のゲート電極間に露出して
いる電子放出素子（エミッタ電極）の長さ、電子放出素
子の形成ピッチ、ゲート電極の形成ピッチ等に対応して
適宜設定することができる。尚、開口部４の形状は、図
示例では長方形であるが、これに限定されるものではな
く、多角形、楕円形等、適宜設定することができる。

【００２１】前面板１を構成する障壁５は、隣接する開
口部４の長辺に挟まれたブラックマトリックス３上に形
成されている。この障壁５の材質は、無機導電性材料で
あり、例えば、ニッケル、コバルト、銅、鉄、金、銀、
ロジウム、パラジウム、白金および亜鉛からなる金属群
のなかの１種または２種以上の組み合わせ、上記の金属
群のなかの２種以上の金属からなる合金、酸化インジウ
ムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＸＯ）、酸
化スズ（ＳｎＯ₂）、アンチモンドープの酸化スズ、イ
ンジウムまたはアンチモンドープの酸化チタン（ＴｉＯ
₂）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂）、インジウムまたはア
ンチモンドープの酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）からな
る導電性の金属酸化物群のなかの１種または２種以上の
組み合わせが好ましい。

【００２２】障壁５の高さは２０〜１００μｍの範囲で
設定することができ、長さは開口部４の長辺方向の長さ
と同等、もしくは、−５μｍから＋２０μｍ程度の範囲
で設定することができ、幅は１０〜５０μｍの範囲で設
定することができる。図示例では、障壁５の形状は幅の
狭い直方体形状であるが、これに限定されるものではな
く、例えば、横断面（透明基板２の表面に平行な断面）
形状が多角形、両端部側が幅広となる形状等、開口部４
の形状（開口部４間のブラックマトリックスの形状）等
を考慮しながら適宜設定することができる。

【００２３】前面板１を構成する蛍光体層６は、図示例
では、赤色発光性の蛍光体層６Ｒ、緑色発光性の蛍光体
層６Ｇ、青色発光性の蛍光体層６Ｂからなり、通常、フ
ォトリソグラフィーによって開口部４内に形成される。
使用する蛍光体としては特に制限はなく、従来から電界
放出型表示装置に使用されている蛍光体を使用すること
ができる。具体的には、赤色発光性の蛍光体としてＹ₂
Ｏ₃：Ｅｕ、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｅｕ、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｅｕ、
ＳｃＢＯ₃：Ｅｕ、Ｚｎ₃（ＰＯ₄)₂：Ｍｎ、ＹＢＯ₃：Ｅ
ｕ、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ、ＧｄＢＯ₃：Ｅｕ、Ｌｕ
ＢＯ₃：Ｅｕ、Ｙ ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ、ＳｎＯ₂：Ｅｕ等が挙げ
られ、緑色発光性の蛍光体として、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍ
ｎ、ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ、ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ、Ｙ
ＢＯ₃：Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｍｎ、ＬｕＢＯ₃：
Ｔｂ、ＧｂＢＯ₃：Ｔｂ、ＳｃＢＯ₃：Ｔｂ、Ｓｒ₆Ｓｉ₃
Ｏ₃Ｃｌ₄：Ｅｕ、ＺｎＢａＯ₄：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｃｕ，
Ａｌ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ、ＺｎＧａ
₂Ｏ₄：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ等が挙げられ、
さらに、青色発光性の蛍光体として、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃ
ｅ、ＣａＷＯ₄：Ｐｂ、ＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｅｕ、Ｚ
ｎＳ：Ａｇ、ＺｎＭｇＯ、ＺｎＧａＯ₄ 、ＺｎＳ：Ａｇ
等が挙げられる。

【００２４】上述のような本発明の電界放出型表示装置
用の前面板１は、従来の前面板と異なりアノード電極の
パターン形成がないため製造が容易である。そして、前
面板１を構成する導電性のブラックマトリックス３と複
数の障壁５がすべて同電位（アノード電位）となり、後
述するような本発明の前面板を用いた電界放出型表示装
置では、背面板のゲート電極によって電子放出素子（エ
ミッタ電極）から引き出された電子ビームが、対応する
ブラックマトリックス３の開口部４に位置する蛍光体層
６に衝突して蛍光体層６を発光させ、表示が行なわれ
る。この際に放出される２次電子や、電子放出素子（エ
ミッタ電極）から引き出された電子ビームの散乱電子
は、障壁５に吸収されて飛翔が阻止され、電子を吸収し
た障壁５の電荷はブラックマトリックス３を介して分散
するので、障壁５のチャージアップが防止される。ま
た、本発明の前面板を用いた電界放出型表示装置では、
動作中に障壁５からのガス放出が発生することがない。
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、電界放出型表示装置用の前
面板とする。

【００２５】本発明の電界放出型表示装置用の前面板で
は、透明基板と障壁の熱膨張率の差などから透明基板と
障壁との間に熱歪みが発生し、透明基板にクラックが発
生する場合がある。これを防止するために、熱歪みを防
止したり吸収する特性を備えた材料を用いてブラックマ
トリックスを形成したり、ブラックマトリックスと障壁
の間に、熱歪みを防止したり吸収する特性を備えた材料
からなる導電性の中間層を形成するこができる。

【００２６】図３は、上記のような中間層を備えた本発
明の前面板の一例を示す図２相当の縦断面図であり、導
電性の中間層７がブラックマトリックス３と障壁５との
間に設けられている。この中間層７は熱特性あるいは強
度特性が透明基板２と障壁５の各熱特性あるいは強度特
性の間にある。例えば、熱膨張率が透明基板２と障壁５
の熱膨張率のほぼ中間であるような材料、延び率が障壁
５の延び率よりも大きい材料、ヤング率が障壁５のヤン
グ率よりも小さい材料等を用いて形成することができ
る。したがって、障壁５がニッケルで形成されている場
合、金、銀、銅等を用いて中間層７を形成することが好
ましい。このような中間層７は、図示のようにブラック
マトリックス３と同じ幅（パターン）であってもよく、
また、障壁５の底面にのみ形成されるものであってもよ
く、さらに、上記の中間の大きさをもつものであってよ
い。また、中間層７は、上記の材料の１種あるいは２種
以上からなる１層構造であってもよく、さらに、多層構
造であってもよい。多層構造の場合、上層側（障壁５
側）の層の大きさが下層と同等あるいは小さくなること
を条件に、各層の大きさ、パターンが異なってもよい。
中間層７の厚みは、使用する材料、透明基板と障壁の特
性等を考慮して、熱歪み防止効果が充分に得られるよう
に設定することができ、例えば、１〜５μｍ程度とする
ことができる。

【００２７】尚、上記の中間層７の他の作用として、障
壁５を後述するような電解めっき法で形成する場合を考
慮し、ブラックマトリックス３の表面の酸化防止や、導
電性向上が挙げられる。さらに、障壁５形成時のめっき
用レジストやめっき膜（障壁）との密着性向上の作用も
ある。例えば、ブラックマトリックス３が、透明基板２
側から酸化クロム、クロムの２層構造であり、障壁５の
無機導電性材料としてニッケルを選択した場合、ブラッ
クマトリックス３の表面層であるクロムは、めっきレジ
ストやニッケルめっき膜との密着性が低い。この場合、
例えば、ブラックマトリックス３の表面クロム層上にニ
ッケル薄膜、金薄膜の順に積層された２層構造の中間層
７を真空蒸着法やスパッタリング法等により形成するこ
とによって、上記の問題を解消するとともに熱歪みを防
止し、かつ、電解めっき時のカソードとしてのブラック
マトリックス３の導電性も向上させることができる。

【００２８】また、上述のような透明基板２のクラック
発生を防止するために、障壁５の熱膨張率を透明基板２
の熱膨張率に近づける方法がある。この場合、障壁５を
構成する無機導電性材料として、比較的低膨張率の金属
との合金を使用する方法、障壁５に無機導電性材料の熱
膨張率よりも小さい熱膨張率をもつ粒子を含有させて、
透明基板２と障壁５の熱歪みを抑制することができる。
このような粒子を含有した障壁５は、無機導電性材料か
らなる母相中に低熱膨張率の金属や無機物、耐熱性のあ
る有機物等を分散させためっき液を用いた分散めっき法
により形成することができる。例えば、ニッケルが母相
である場合、鉄やＳｉＯ₂やＳｉＮ、ポリテトラフルオ
ロエチレン（商品名テフロン）等が分散相として好まし
い。上記のような障壁５における粒子の含有率は、使用
する分散相の熱膨張率、導電性等を考慮して設定するこ
とができ、含有率の上限は２０重量%程度が好ましい。

【００２９】上述のブラックマトリックス、障壁、中間
層に使用する材料によっては、蛍光体層の形成工程にお
ける熱プロセス時に材料拡散が生じて、ブラックマトリ
ックスが変色、退色したり、蛍光体層が変色したりする
ことがある。これを防止するために、本発明の電界放出
型表示装置用の前面板では、図４に示すように、ブラッ
クマトリックス３、障壁５、中間層７を金属薄膜８で被
覆してもよい。図４に示される例では、ブラックマトリ
ックス３は酸化クロム層３ａとクロム層３ｂとの２層構
造であり、中間層７はブラックマトリックス３上にニッ
ケル薄膜７ａ、金薄膜７ｂ、銀薄膜７ｃの順に積層され
た３層構造である。この場合、銀薄膜７ｃの拡散防止の
ために、ブラックマトリックス３、障壁５および中間層
７の露出面全体を、銀に対するバリアー性をもつニッケ
ルめっき膜８で覆うことができる。

【００３０】（第２の実施形態）図５は本発明の電界放
出型表示装置用の前面板の他の実施形態を示す部分平面
図であり、図６は図５のＢ−Ｂ線における縦断面図であ
る。図５および図６において、本発明の電界放出型表示
装置用の前面板１１は、透明基板１２と、この透明基板
１２上の所定位置に形成された複数の障壁１５と、透明
基板１２上の障壁１５の非形成領域に形成された蛍光体
層１６とを備え、各障壁１５は、透明基板１２上に形成
された障壁導通回路１９によって相互に導通されてい
る。前面板１１を構成する透明基板１２は、上述の前面
板１を構成する透明基板２と同様のものとすることがで
き、ここでの説明は省略する。

【００３１】前面板１１を構成する障壁１５は、幅の狭
い直方体形状であり、その長手方向および幅方向に所定
の間隔を設けて互いに平行に配設されている。この障壁
１５は無機導電性材料からなり、無電解めっき、あるい
は、障壁導通回路１９の所望部位を電極とした電解めっ
き法により形成される。障壁１５を構成する無機導電性
材料としては、上述の障壁５と同様の無機導電性材料を
用いることができる。障壁５の高さは２０〜１００μｍ
の範囲で設定することができ、長さは背面板のゲート電
極間に露出している電子放出素子（エミッタ電極）の長
さに応じて適宜設定でき、通常、２００〜２８０μｍの
範囲で設定することができる。また、障壁１５の幅は１
０〜５０μｍの範囲で設定することができる。図示例で
は、障壁１５の形状は幅の狭い直方体形状であるが、こ
れに限定されるものではなく、例えば、横断面（透明基
板１２の表面に平行な断面）形状が多角形、両端部側が
幅広となる形状等、適宜設定することができる。

【００３２】前面板１１を構成する蛍光体層１６は、図
示例では、障壁１５と障壁導通回路１９とにより区画さ
れる複数の領域に所定の配列順序で形成された赤色発光
性の蛍光体層１６Ｒ、緑色発光性の蛍光体層１６Ｇ、青
色発光性の蛍光体層１６Ｂからなっている。この蛍光体
層１６は、通常、フォトリソグラフィーによって形成さ
れ、蛍光体としては、上述の蛍光体等、従来から電界放
出型表示装置に使用されている蛍光体を使用することが
できる。

【００３３】障壁導通回路１９は、各障壁１５を相互に
導通させるための回路であり、各セル（赤色蛍光体層１
６Ｒ、緑色蛍光体層１６Ｇ、青色蛍光体層１６Ｂ）の境
界部分にあたる部位に形成されるとともに、各障壁１５
とは、少なくとも障壁１５の一部と接触するように形成
される。図示例では、各セルの境界部分のうち、障壁１
５が形成されている部位では、障壁１５の断面形状と同
じ形状の障壁導通回路１９が形成され、他の境界部分に
は線状の障壁導通回路１９が形成されている。この障壁
導通回路１９は、障壁１５の構成材料である無機導電性
材料を用いて真空蒸着法やスパッタリング法等の薄膜成
膜工程により透明基板１２上に薄膜を形成し、この薄膜
上にマスクパターンを形成してエッチングによりパター
ニングして形成することができる。また、無機導電性材
料を含有する導電性インキを用いてスクリーン印刷等に
よりパターン形成し、その後、焼成して有機成分を除去
することにより形成してもよい。

【００３４】上述のような本発明の電界放出型表示装置
用の前面板１１は、従来の前面板と異なりアノード電極
のパターン形成がないため製造が容易である。そして、
前面板１１を構成する複数の障壁１５が障壁導通回路１
９によってすべて同電位（アノード電位）となり、この
本発明の前面板を用いた電界放出型表示装置では、背面
板のゲート電極によって電子放出素子（エミッタ電極）
から引き出された電子ビームが、対応するセルの蛍光体
層１６に衝突して蛍光体層１６を発光させ、表示が行な
われる。この際に放出される２次電子や、電子放出素子
（エミッタ電極）から引き出された電子ビームの散乱電
子は、障壁１５に吸収されて飛翔が阻止され、電子を吸
収した障壁１５の電荷は障壁導通回路１９を介して分散
するので、障壁１５のチャージアップが防止される。ま
た、本発明の前面板を用いた電界放出型表示装置では、
動作中に障壁１５からのガス放出が発生することはな
い。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、電界放出型表示装置用
の前面板とする。

【００３５】上記の前面板１１においても、上述の前面
板１と同様に、透明基板１２と障壁１５の熱膨張率の差
などによる透明基板１２のクラック発生を防止するため
に、障壁１５と透明基板１２の間に、熱歪みを防止した
り吸収する特性を備えた材料からなる中間層を形成する
こができる。図７は、このような中間層を備えた本発明
の前面板の一例を示す図６相当の縦断面図であり、中間
層１７が透明基板１２と障壁１５との間に設けられてい
る。この中間層１７も、上述の中間層７と同様に、例え
ば、熱膨張率が透明基板１２と障壁１５の熱膨張率のほ
ぼ中間であるような材料、延び率が障壁１５の延び率よ
りも大きい材料、ヤング率が障壁１５のヤング率よりも
小さい材料等を用いて形成することができる。このよう
な中間層１７は、図示のように障壁１５の底面にのみ形
成されるものであってもよく、さらに、障壁１５の底面
よりも大きなものであってよい。また、中間層１７を上
述の障壁導通配線１９と一体に形成してもよい。このよ
うな中間層１７の層構成、厚み等は、上述の中間層７と
同様である。

【００３６】また、透明基板１２のクラック発生を防止
するために、比較的低膨張率の金属との合金を使用して
障壁１５を形成したり、障壁１５に無機導電性材料の熱
膨張率よりも小さい熱膨張率をもつ粒子を含有させて、
透明基板１２と障壁１５の熱歪みを抑制することができ
る。障壁１５に含有させる粒子の材質、含有率等は、上
述の障壁５と同様とすることができる。

【００３７】また、上述の障壁１５や中間層１７に使用
する材料によっては、蛍光体層１６の形成工程における
熱プロセス時に材料拡散が生じて、蛍光体層１６が変色
したりすることがある。これを防止するために、障壁１
５、中間層１７を金属薄膜で被覆してもよく、例えば、
図７に示される例で中間層１７が銀薄膜である場合、銀
薄膜の拡散防止のために、障壁１５および中間層１７の
露出面全体を、銀に対するバリアー性をもつニッケルめ
っき膜で覆うことができる。

【００３８】（第３の実施形態）図８は本発明の電界放
出型表示装置用の前面板の他の実施形態を示す部分平面
図であり、図９は図８のＣ−Ｃ線における縦断面図であ
る。図８および図９において、本発明の電界放出型表示
装置用の前面板２１は、透明基板２２と、この透明基板
２２の一方の面に形成されたブラックマトリックス２３
と、ブラックマトリックス２３上の所定位置に形成され
た複数の障壁２５とを備え、ブラックマトリックス２３
は複数の開口部２４を有し、この開口部２４内に蛍光体
層２６が形成されており、各障壁２５は、ブラックマト
リックス２３上に形成された障壁導通回路２９によって
相互に導通されている。前面板２１を構成する透明基板
２２は、上述の前面板１を構成する透明基板２と同様の
ものとすることができ、ここでの説明は省略する。

【００３９】前面板２１を構成するブラックマトリック
ス２３は、電界放出型表示装置における画像表示時のコ
ントラスト向上が目的であるため低反射率の黒色膜であ
る。本実施形態では、ブラックマトリックス２３は、電
気絶縁性のもの、あるいは、導電性は有するが各障壁２
５間の導通が不充分なものを前提としている。このよう
なブラックマトリックス２３は、黒色顔料、ガラスフリ
ット等を含有する感光性黒色ペースト、あるいは、黒色
顔料、銀等の導電性粒子、ガラスフリット等を含有する
感光性黒色導電ペーストを用いて成膜し、露光、現像し
て開口部２４をパターニングした後、焼成して有機成分
を除去することにより形成できる。ブラックマトリック
ス２３の厚みは１〜１０μｍの範囲で設定することがで
きる。尚、開口部２４の大きさ、形成ピッチ、形状等
は、上述の前面板１の開口部４と同様とすることができ
る。

【００４０】前面板２１を構成する障壁２５は、幅の狭
い直方体形状であり、その長手方向および幅方向に所定
の間隔を設けて互いに平行に配設されている。この障壁
２５の材質は無機導電性材料であり、上述の障壁５と同
様の無機導電性材料を用いることができる。障壁２５の
高さ、長さ、幅は、上述の前面板１の障壁５と同様に設
定することができる。図示例では、障壁２５の形状は幅
の狭い直方体形状であるが、これに限定されるものでは
なく、例えば、横断面（透明基板２２の表面に平行な断
面）形状が多角形、両端部側が幅広となる形状等、適宜
設定することができる。

【００４１】前面板２１を構成する蛍光体層２６は、図
示例では、赤色発光性の蛍光体層２６Ｒ、緑色発光性の
蛍光体層２６Ｇ、青色発光性の蛍光体層２６Ｂからなっ
ている。この蛍光体層２６は、通常、フォトリソグラフ
ィーによって形成され、蛍光体としては、上述の蛍光体
層６の説明で挙げた蛍光体等、従来から電界放出型表示
装置に使用されている蛍光体を使用することができる。

【００４２】障壁導通回路２９は、各障壁２５を相互に
導通させるための回路であり、所定のパターンでブラッ
クマトリックス２３上に形成される。すなわち、ブラッ
クマトリックス上の障壁２５の非形成部位に線状に形成
されるとともに、各障壁２５とは、少なくとも障壁２５
の一部と接触するように形成される。図示例では、線状
の障壁導通回路２９が格子状に形成されている。この障
壁導通回路２９は、障壁２５の構成材料である無機導電
性材料を用いて真空蒸着法やスパッタリング法等の薄膜
成膜工程によりブラックマトリックス２３上に薄膜を形
成し、この薄膜上にマスクパターンを設けてエッチング
によりパターニングして形成することができる。また、
無機導電性材料を含有する導電性インキを用いてスクリ
ーン印刷等によりパターン形成し、その後、焼成して有
機成分を除去することにより形成してもよい。

【００４３】上述のような本発明の電界放出型表示装置
用の前面板２１は、従来の前面板と異なりアノード電極
のパターン形成がないため製造が容易である。そして、
前面板２１を構成する複数の障壁２５が障壁導通回路２
９によってすべて同電位（アノード電位）となり、この
本発明の前面板を用いた電界放出型表示装置では、背面
板のゲート電極によって電子放出素子（エミッタ電極）
から引き出された電子ビームが、対応する開口部２４の
蛍光体層２６に衝突して蛍光体層２６を発光させ、表示
が行なわれる。この際に放出される２次電子や、電子放
出素子（エミッタ電極）から引き出された電子ビームの
散乱電子は、障壁２５に吸収されて飛翔が阻止され、電
子を吸収した障壁２５の電荷は障壁導通回路２９を介し
て分散するので、障壁２５のチャージアップが防止され
る。また、本発明の前面板を用いた電界放出型表示装置
では、動作中に障壁２５からのガス放出が発生すること
はない。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、電界放出型表示装
置用の前面板とする。

【００４４】上記の前面板２１においても、上述の前面
板１と同様に、透明基板２２と障壁２５の熱膨張率の差
などによる透明基板２２のクラック発生を防止するため
に、ブラックマトリックス２３を熱歪みを防止したり吸
収する特性を備えた材料で形成することができる。

【００４５】また、透明基板２２のクラック発生を防止
するため、ブラックマトリックス２３と障壁２５の間
に、熱歪みを防止したり吸収する特性を備えた導電性の
材料からなる中間層を形成するこができる。図１０は、
このような中間層を備えた本発明の前面板の一例を示す
図９相当の縦断面図であり、中間層２７がブラックマト
リックス２３（障壁導通回路２９）と障壁２５との間に
設けられている。この中間層２７も、上述の中間層７と
同様に、例えば、熱膨張率が透明基板２２と障壁２５の
熱膨張率のほぼ中間であるような材料、延び率が障壁２
５の延び率よりも大きい材料、ヤング率が障壁２５のヤ
ング率よりも小さい材料等を用いて形成することができ
る。このような中間層２７は、図示のように障壁２５の
底面にのみ形成されるものであってもよく、また、ブラ
ックマトリックス２３と同じ幅（パターン）であっても
よく、さらに、上記の中間の大きさをもつものであって
よい。このような中間層２７は、上述の所望の材料を用
いて真空蒸着法やスパッタリング法等の薄膜成膜工程に
よりブラックマトリックス２３上に薄膜を形成し、この
薄膜上にマスクパターンを設けてエッチングによりパタ
ーニングして形成することができる。また、無電解めっ
き法により形成することもできる。さらに、中間層２７
を上述の障壁導通配線２９と一体に形成してもよい。こ
のような中間層２７の層構成、厚み等は、上述の中間層
７と同様である。

【００４６】また、透明基板２２のクラック発生を防止
するために、比較的低膨張率の金属との合金を使用して
障壁２５を形成したり、障壁２５に無機導電性材料の熱
膨張率よりも小さい熱膨張率をもつ粒子を含有させて、
透明基板２２と障壁２５の熱歪みを抑制することができ
る。障壁２５に含有させる粒子の材質、含有率等は、上
述の障壁５と同様とすることができる。

【００４７】また、上述の障壁２５やブラックマトリッ
クス２３、中間層２７に使用する材料によっては、蛍光
体層２６の形成工程における熱プロセス時に材料拡散が
生じて、ブラックマトリックス２３が変色、退色した
り、蛍光体層２６が変色したりすることがある。これを
防止するために、ブラックマトリックス２３、障壁２
５、中間層２７を金属薄膜で被覆してもよく、例えば、
図１０に示される例で中間層２７が銀薄膜である場合、
銀薄膜の拡散防止のために、ブラックマトリックス２
３、障壁２５および中間層２７の露出面全体を、銀に対
するバリアー性をもつニッケルめっき膜で覆うことがで
きる。

【００４８】（前面板の製造方法）次に、上述の本発明
の電界放出型表示装置用前面板の製造方法について説明
する。

【００４９】最初に図１および図２に示される前面板１
を例として、図１１および図１２を参照しながら説明す
る。まず、透明基板２上にブラックマトリックス用の薄
膜を真空蒸着法、スパッタリング法等により形成し、こ
の薄膜上に感光性レジスト層を設けて露光、現像し、そ
の後、エッチングによりパターニングしてレジストを剥
離することにより、開口部４を備えるブラックマトリッ
クス３を形成する（図１１（Ａ））。

【００５０】次に、ブラックマトリックス３を覆うよう
に、透明基板２上に感光性レジスト層１０を設け、障壁
に対応する複数の開口部を備えたマスクＭを介して感光
性レジスト層１０を露光する（図１１（Ｂ））。感光性
レジスト層１０は、感光性レジストを塗布して形成して
もよく、また、ドライフィルムレジストをラミネートし
て形成してもよい。尚、感光性レジスト層１０の厚み
は、形成しようとする障壁５の高さと同じか、それ以上
の厚みとする。

【００５１】次いで、現像して、ブラックマトリックス
３の所望の部位が露出するような複数の溝部１０′ａを
備えるレジストマスク１０′を形成する。そして、ブラ
ックマトリックス３をめっきのカソード電極として利用
して、電解めっき法により各溝部１０′ａ内に無機導電
性材料を所望の高さまで析出させて障壁５を形成する
（図１１（Ｃ））。その後、レジストマスク１０′を除
去して、ブラックマトリックス３上に障壁５を備えた前
面板１′を得る（図１１（Ｄ））。

【００５２】尚、図３に示されるように、ブラックマト
リックス３と障壁５との間に中間層７を設ける場合、ま
ず、中間層を電解めっき法により形成し、その後、障壁
５を形成する。また、上述のように、透明基板２のクラ
ック発生防止を目的として障壁５に粒子を含有させる場
合、無機導電性材料からなる母相中に所望の材料の分散
相をもつめっき液を使用して分散めっき法により障壁５
を形成することができる。さらに、図４に示されるよう
に、ブラックマトリックス３、障壁５および中間層７の
露出面全体に金属薄膜８を形成する場合、上記の前面板
１′において金属薄膜８を電解めっき法、あるいは、所
定のマスキングを施した後に真空蒸着法やスパッタリン
グ法により形成することができる。

【００５３】次いで、透明基板２のブラックマトリック
ス３、障壁５の形成面側に、赤色発光性の蛍光体層用の
蛍光体塗料６′Ｒを塗布し、透明基板２の裏面側から所
定の開口パターンをもつマスクｍを介して蛍光体塗料
６′Ｒを露光する（図１２（Ａ））。その後、現像、加
熱して、ブラックマトリックス３の所望の開口部４に赤
色発光性の蛍光体層６Ｒを形成する（図１２（Ｂ））。
同様の操作を繰り返して、他の開口部４に緑色発光性の
蛍光体層６Ｇ、青色発光性の蛍光体層６Ｂを形成して、
本発明の前面板１を得る（図１２（Ｃ））。尚、蛍光体
層６の形成時における加熱処理は、全色を一括で行って
もよい。

【００５４】次に、図８および図９に示される前面板２
１を例として、図１３を参照しながら説明する。まず、
透明基板２２上に黒色顔料、ガラスフリット等を含有す
る感光性黒色ペースト、あるいは、黒色顔料、銀等の導
電性粒子、ガラスフリット等を含有する感光性黒色導電
ペーストを用いて薄膜を形成し、ブラックマトリックス
用のマスクを介して露光し、その後、現像してパターニ
ングし、さらに焼成して有機成分を除去することによ
り、開口部２４を備えるブラックマトリックス２３を形
成する（図１３（Ａ））。

【００５５】次に、ブラックマトリックス２３上に所望
の障壁導通回路２９を形成する（図１３（Ｂ））。図示
例では、線状の障壁導通回路２９が形成されている。こ
の障壁導通回路２９は、無機導電性材料を用いて真空蒸
着法やスパッタリング法等の薄膜形成工程によりブラッ
クマトリックス２３上に薄膜を形成し、この薄膜上にマ
スクパターンを設けてエッチングによりパターニングし
て形成することができる。また、無機導電性材料を含有
する導電性インキを用いてスクリーン印刷等によりパタ
ーン形成し、その後、焼成して形成することができる。

【００５６】次いで、ブラックマトリックス２３、障壁
導通回路２９を覆うように、透明基板１２上に感光性レ
ジスト層３０を設け、障壁に対応する複数の開口部を備
えたマスクＭを介して感光性レジスト層３０を露光する
（図１３（Ｃ））。感光性レジスト層３０は、感光性レ
ジストを塗布して形成してもよく、また、ドライフィル
ムレジストをラミネートして形成してもよい。尚、感光
性レジスト層３０の厚みは、無電解めっき法により形成
しようとする障壁２５の高さと同じ厚みとする。

【００５７】次いで、現像して、ブラックマトリックス
２３および障壁導通回路２９の所望の部位が露出するよ
うな複数の溝部３０′ａを備えるレジストマスク３０′
を形成する。そして、このレジストマスク３０′の溝部
３０′ａ内部を含む全面に無電解めっきの触媒（例え
ば、パラジウム、金、銀、白金、銅等の塩化物、硝酸塩
等の水溶性塩、および、錯化合物）を付与する（図１３
（Ｄ））。

【００５８】次いで、透明基板２２を無電解めっき液に
接触させて、触媒を付与した部位に金属を析出させる。
これにより、上記の溝部３０′ａ内に金属からなる障壁
２５を形成し、その後、レジストマスク３０′を除去し
て、ブラックマトリックス２３上に障壁２５を備えた前
面板２１′を得る（図１３（Ｅ））。

【００５９】尚、ブラックマトリックス２３、障壁２５
の露出面全体に金属薄膜を形成する場合、上記の前面板
２１′において金属薄膜を電解めっき法、あるいは、マ
スキングを施した後に真空蒸着法やスパッタリング法に
より形成することができる。

【００６０】次いで、上述の前面板１と同様にして、ブ
ラックマトリックス２３の所望の開口部２４に、赤色発
色性の蛍光体層２６Ｒ、緑色発色性の蛍光体層２６Ｇ、
青色発色性の蛍光体層２６Ｂを形成して、本発明の前面
板２１を得る。

【００６１】次に、図１０に示される前面板２１（中間
層２７が障壁導通配線２９と一体に形成されたもの）を
例として、図１４を参照しながら説明する。まず、透明
基板２２上に黒色顔料、ガラスフリット等を含有する感
光性黒色ペースト、あるいは、黒色顔料、銀等の導電性
粒子、ガラスフリット等を含有する感光性黒色導電ペー
ストを用いて薄膜を形成し、ブラックマトリックス用の
マスクを介して露光し、その後、現像してパターニング
し焼成することにより、開口部２４を備えるブラックマ
トリックス２３を形成する（図１４（Ａ））。

【００６２】次に、ブラックマトリックス２３上に、中
間層と障壁導通回路を兼ねた開口パターンをもつレジス
ト層を形成し、このレジスト層をマスクとして、真空蒸
着法やスパッタリング法により導電性の薄膜を形成し、
その後、レジスト層を剥離することにより、ブラックマ
トリックス２３上に導電性の中間層２７（障壁導通回路
２９を兼ねる）とを一体的に形成する（図１４
（Ｂ））。

【００６３】次に、ブラックマトリックス２３、中間層
２７、障壁導通回路２９を覆うように、透明基板２２上
に感光性レジスト層３１を設け、障壁に対応する複数の
開口部を備えたマスクＭを介して感光性レジスト層３１
を露光する（図１４（Ｃ））。感光性レジスト層３１
は、感光性レジストを塗布して形成してもよく、また、
ドライフィルムレジストをラミネートして形成してもよ
い。尚、感光性レジスト層３１の厚みは、形成しようと
する障壁２５の高さと同じか、それ以上の厚みとする。

【００６４】次いで、現像して、中間層２７が露出する
ような複数の溝部３１′ａを備えるレジストマスク３
１′を形成し、ブラックマトリックス２３と中間層２７
をめっきのカソード電極として利用して、電解めっき法
により各溝部３１′ａ内に無機導電性材料を所望の高さ
まで析出させて障壁２５を形成する（図１４（Ｄ））。
その後、レジストマスク３１′を除去して、ブラックマ
トリックス２３上に形成した中間層２７上に障壁２５を
備えた前面板２１″を得る（図１４（Ｅ））。

【００６５】尚、上述のように、透明基板２２のクラッ
ク発生防止を目的として障壁２５に粒子を含有させる場
合、無機導電性材料からなる母相中に所望の材料の分散
相をもつめっき液を使用して分散めっき法により障壁２
５を形成することができる。また、ブラックマトリック
ス２３、障壁２５、中間層２７、障壁導通回路２９の露
出面全体に金属薄膜を形成する場合、上記の前面板２
１″において金属薄膜を電解めっき法、あるいは、マス
キングを施した後に真空蒸着法やスパッタリング法によ
り形成することができる。

【００６６】次いで、上述の前面板１と同様にして、ブ
ラックマトリックス２３の所望の開口部２４に、赤色発
色性の蛍光体層２６Ｒ、緑色発色性の蛍光体層２６Ｇ、
青色発色性の蛍光体層２６Ｂを形成して、図１０に示さ
れる本発明の前面板２１を得る。

【００６７】上述のような前面板１，２１の製造では、
障壁５，２５が無機導電性材料からなるため、従来のポ
リアミド等の樹脂からなる障壁と異なり、導電性付与の
ための金属薄膜の形成が不要となり製造が容易である。
また、蛍光体層６，２６の形成時における加熱温度を高
く設定することができるので、輝度向上や、放出ガス減
少による耐久性向上、信頼性向上が望める。

【００６８】（電界放出型表示装置）次に、本発明の前
面板を用いた電界放出型表示装置の一例について説明す
る。図１５は、電界放出型表示装置の一例を示す縦断面
図である。図１５において、電界放出型表示装置５１
は、本発明の前面板（アノード基板）１と、背面板（カ
ソード基板）６１とを、スペーサ部材（図示せず）によ
り一定の間隙を形成して真空状態で対向させた構造とな
っている。

【００６９】前面板（アノード基板）１は、透明基板２
と、この透明基板２の一方の面に形成されたブラックマ
トリックス３と、ブラックマトリックス３上の所定位置
に形成された複数の障壁５とを備え、ブラックマトリッ
クス３は複数の開口部４を有し、この開口部４内の透明
基板２上に蛍光体層６が形成されており、従来の前面板
（アノード基板）と異なり、アノード電極パターンを備
えていない。

【００７０】一方、背面板（カソード基板）６１は、透
明基板６２上に平行に配設されたエミッタ電極６３と、
これに直交するように絶縁体層６５を介して設けられた
ゲート電極（引出電極）６６と、絶縁体層６５の複数の
孔部内においてエミッタ電極６３上に形成されたコーン
形状の電子放出素子（エミッタ電極）６４とを備えてい
る。各電子放出素子（エミッタ電極）６４は、前面板
（アノード基板）１の対応するセルの蛍光体層６に対向
しており、ゲート電極（引出電極）６６は、前面板（ア
ノード基板）１の各障壁５に対向している。尚、図示例
では、１個のセルに対して複数の電子放出素子（エミッ
タ電極）６４が配設されているが、この電子放出素子
（エミッタ電極）６４の個数は適宜設定することができ
る。また、図示例では、背面板６１のゲート電極６６上
に、絶縁層６７を介して集束電極６８が設けられてい
る。

【００７１】このような電界放出型表示装置５１では、
エミッタ電極６３とゲート電極６６間に所定の電圧を印
加して、電子放出素子（エミッタ電極）６４から引き出
された電子ビームは、集束電極６８によりビーム形状が
更に絞られて対応する所定の色の蛍光体層６に衝突し、
蛍光体層を発光させ表示が行なわれる。この際に放出さ
れる２次電子や、電子放出素子（エミッタ電極）６４か
ら引き出された電子ビームの散乱電子は、導電性のブラ
ックマトリックス３上に形成された障壁５に吸収されて
飛翔が阻止されるので、他の蛍光体層における不必要な
発光によるにじみが防止され、高品質の表示画像が得ら
れる。上記の集束電極６８を備えない電界放出型表示装
置であっても、同様の効果が得られる。尚、本発明の前
面板は、電界放出型表示装置を構成する背面板として、
従来公知の背面板との組み合わせが可能であり、特に制
限はない。

【００７２】

【実施例】次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。［実施例１］厚み１．１ｍｍのガラス基板上に、スパッ
タリング法により、酸化クロム（厚み４００Å）とクロ
ム（厚み１０００Å）の２層構造の薄膜を形成した。次
に、上記の薄膜上に感光性レジスト（東京応化工業
（株）製ＯＦＰＲ−８００）を塗布（塗布膜厚１．３５
μｍ）し、長方形状の開口部（２８０×８０μｍ）を、
開口部の幅方向に１１０μｍ間隔、長さ方向に３３０μ
ｍ間隔で複数設けたマスクを介して上記塗布膜を露光、
現像してレジストパターンを形成した。その後、エッチ
ング液（ザ・インクテック（株）製ＭＲ−ＥＳ）を用い
て薄膜をエッチングし、レジストパターンを剥離した
後、洗浄して、ブラックマトリックス（厚み１４００
Å）を形成した。

【００７３】次に、ブラックマトリックス上に厚み５０
μｍのドライフィルムレジスト（ニチゴーモートン
（株）製ＮＩＴ２５０）をラミネートした。その後、長
方形状の開口部（３０×２８０μｍ）を、開口部の幅方
向に１１０μｍ間隔、長さ方向に３３０μｍ間隔で複数
設けたマスクを介して上記ドライフィルムレジストを露
光、現像してレジストパターンを形成した。このレジス
トパターンには、障壁形成予定の部位に溝部が存在し、
この溝部ではブラックマトリックスが露出している。

【００７４】次いで、ブラックマトリックスをめっきの
カソード電極として利用して、めっき液（日本化学産業
（株）製スルファミン酸ニッケル溶液）中で電解めっき
法により、上記レジストパターンの溝部内にニッケルを
析出させた。その後、５％水酸化カリウム水溶液を用い
てレジストパターンを剥離した。これによって、図１に
示されるようにブラックマトリックス上に高さ５０μｍ
の障壁を形成した。

【００７５】次に、下記の３色（発光色：赤、緑、青）
の蛍光体塗料を準備した。そして、まず、赤色発光の蛍
光体塗料をスラリー法によりブラックマトリックス上に
塗布し、ガラス基板の裏面から蛍光体層用の開口部パタ
ーンをもつマスクを介して露光し現像した。これによ
り、ブラックマトリックスの所定の開口部に赤色発光の
蛍光体塗料層を形成した。同様に、緑色発光の蛍光体塗
料、青色発光の蛍光体塗料を用いて、ブラックマトリッ
クスの所定の開口部に緑色発光の蛍光体塗料層、青色発
光の蛍光体塗料層を形成した。次いで、４１０℃で３５
分間加熱して、蛍光体塗料層中の有機成分を除去して、
蛍光体層を形成した。これにより、図１に示されるよう
な構成の本発明の前面板を得た。

【００７６】（赤色発光の蛍光体塗料）・Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ … ２５重量部・ポリビニルアルコール … ２．５重量部・水 …７２．３５重量部・重クロム酸アンモニウム … ０．１５重量部（緑色発光の蛍光体塗料）・ＺｎＳ：Ｃｕ … ２５重量部・ポリビニルアルコール … ２．５重量部・水 …７２．３５重量部・重クロム酸アンモニウム … ０．１５重量部（青色発光の蛍光体塗料）・ＺｎＳ：Ａｇ … ２５重量部・ポリビニルアルコール … ２．５重量部・水 …７２．３５重量部・重クロム酸アンモニウム … ０．１５重量部上記のように作製した前面板は、ガラス基板にクラック
等の欠陥のないものであった。

【００７７】次に、背面板（カソード基板）をスピント
法により作製した。すなわち、まず、厚み１．１ｍｍの
ガラス基板上にスパッタリング法によりクロムの薄膜を
設け、この薄膜上に感光性レジスト（東京応化工業
（株）製ＯＦＰＲ−８００）を塗布（塗布膜厚１．３５
μｍ）し、所定のマスクを介して上記塗布膜を露光、現
像してレジストパターンを形成した。その後、エッチン
グ液（ザ・インクテック（株）製ＭＲ−ＥＳ）を用いて
クロム薄膜をエッチングし、レジストパターンを剥離し
た後、洗浄して、幅２８０μｍのエミッタ電極を３３０
μｍピッチで形成した。

【００７８】次いで、真空蒸着法により酸化珪素からな
る薄膜を上記エミッタ電極を覆うようにガラス基板全面
に形成して絶縁層（厚み１μｍ）とし、この絶縁層上に
スパッタリング法によりクロム薄膜を設け、この薄膜上
に感光性レジスト（東京応化工業（株）製ＯＦＰＲ−８
００）を塗布（塗布膜厚１．３５μｍ）し、所定のマス
クを介して上記塗布膜を露光、現像してレジストパター
ンを形成した。その後、エッチング液（ザ・インクテッ
ク（株）製ＭＲ−ＥＳ）を用いてクロム薄膜をエッチン
グしてゲート電極を形成し、このクロムのゲート電極を
マスクとして使用して、バッファーフッ酸を用いて絶縁
層に孔部を形成した。次いで、斜め蒸着法によりアルミ
ニウム薄膜をクロム薄膜上に形成（上記孔部内にはアル
ミニウム薄膜が形成されない条件で行う）し、その後、
真空蒸着法によりモリブデンをアルミニウム薄膜を覆う
ように蒸着した。これにより、上記孔部内にモリブデン
からなるコーン形状のエミッタ電極が形成された。その
後、剥離液（リン酸：硝酸：酢酸：水＝３８：１５：
０．５：０．５の混合溶液）を用いてアルミニウム薄膜
を除去して、背面板を得た。

【００７９】次に、上記の前面板と、背面板とを、ガラ
ス基板が外側となるようにセラミックスからなるスペー
サ部材（高さ１．３ｍｍ）を介して対向させ、アライメ
ント合わせを行った後、低融点ガラスフリットからなる
密封材により封着した。さらに、排気装置により基板間
を高真空に排気して、電界放出型表示装置とした。この
電界放出型表示装置に駆動回路を接続し、表示を行った
ところ、ガス放出が極めて少なく信頼性の高い表示装置
であることが確認された。

【００８０】［実施例２］下記の点を除いて、実施例１
と同様にして、前面板を作製した。すなわち、障壁形成
の電解めっき工程において、まず、めっき液（大和化成
（株）製ダインシルバーＡＧ−ＰＬ３０）中でレジスト
パターンの溝部内に５μｍの厚みの銀めっき層を形成
し、その後、実施例１と同様にレジストパターンの溝部
内にニッケルを析出させた。これにより、銀からなる中
間層を介して高さ５０μｍの障壁を形成した。

【００８１】上記のように作製した前面板は、ガラス基
板にクラック等の欠陥のないものであった。また、上記
の前面板を使用し、実施例１と同様にして電界放出型表
示装置を作製した。この電界放出型表示装置に駆動回路
を接続し表示を行ったところ、ガス放出が極めて少なく
信頼性の高い表示装置であることが確認された。

【００８２】［実施例３］厚み１．１ｍｍのガラス基板
上に、スパッタリング法により、酸化クロム（厚み４０
０Å）とクロム（厚み１０００Å）の２層薄膜をブラッ
クマトリックス用として形成し、さらに、ニッケル（厚
み５００Å）、金（厚み１０００Å）の２層薄膜を中間
層用として形成した。次に、上記の薄膜上に感光性レジ
スト（東京応化工業（株）製ＯＦＰＲ−８００）を塗布
（塗布膜厚１．３５μｍ）し、長方形状の開口部（２８
０×８０μｍ）を、開口部の幅方向に１１０μｍ間隔、
長さ方向に３３０μｍ間隔で複数設けたマスクを介して
上記塗布膜を露光、現像してレジストパターンを形成し
た。その後、金薄膜、ニッケル薄膜、クロム薄膜を下記
の各エッチング液をもちいてエッチングし、レジストパ
ターンを剥離した後、洗浄して、ブラックマトリックス
（厚み１４００Å）と中間層（１１００Å）を形成し
た。

【００８３】（金薄膜用エッチング液）ヨウ素：ヨウ化
カリウム：水：エタノール＝０．５：０．９：４：１（ニッケル薄膜用エッチング液）硝酸：水：過酸化水素
＝１：１：０．１（クロム薄膜用エッチング液）ザ・インクテック（株）
製ＭＲ−ＥＳ

【００８４】次いで、実施例１と同様にして、中間層上
に障壁を形成し、ブラックマトリックスの開口部に蛍光
体層を形成して、前面板を得た。上記のように作製した
前面板は、ガラス基板にクラック等の欠陥のないもので
あった。

【００８５】また、上記の前面板を使用し、実施例１と
同様にして電界放出型表示装置を作製した。この電界放
出型表示装置に駆動回路を接続し表示を行ったところ、
ガス放出が極めて少なく信頼性の高い表示装置であるこ
とが確認された。

【００８６】［実施例４］電解めっき液として、下記組
成の分散めっき液を使用した他は、実施例１と同様にし
て、内部にポリテトラフルオロエチレンの粒子を１０重
量%含有した障壁を備える前面板を作製した。

【００８７】（分散めっき液の組成）・スルファミン酸ニッケル溶液 … ９０重量部・ポリテトラフルオロエチレン粒子 … １０重量部（平均粒径＝１０μｍ）上記のように作製した前面板は、ガラス基板にクラック
等の欠陥のないものであった。

【００８８】また、上記の前面板を使用し、実施例１と
同様にして電界放出型表示装置を作製した。この電界放
出型表示装置に駆動回路を接続し表示を行ったところ、
ガス放出が極めて少なく信頼性の高い表示装置であるこ
とが確認された。

【００８９】［実施例５］蛍光体層の形成工程における
加熱温度を４３０℃とした他は、実施例２と同様にして
前面板を作製した。

【００９０】上記のように作製した前面板は、ガラス基
板にクラック等の欠陥のないものであった。また、上記
の前面板を使用し、実施例１と同様にして電界放出型表
示装置を作製した。この電界放出型表示装置に駆動回路
を接続し表示を行ったところ、ガス放出が極めて少なく
信頼性の高い表示装置であることが確認された。

【００９１】［実施例６］蛍光体層の形成工程における
加熱温度を４３０℃とした他は、実施例３と同様にして
前面板を作製した。上記のように作製した前面板は、ガ
ラス基板にクラック等の欠陥のないものであった。

【００９２】また、上記の前面板を使用し、実施例１と
同様にして電界放出型表示装置を作製した。この電界放
出型表示装置に駆動回路を接続し表示を行ったところ、
ガス放出が極めて少なく信頼性の高い表示装置であるこ
とが確認された。

【００９３】［実施例７］蛍光体層の形成工程における
加熱温度を４３０℃とした他は、実施例４と同様にして
前面板を作製した。上記のように作製した前面板は、ガ
ラス基板にクラック等の欠陥のないものであった。

【００９４】また、上記の前面板を使用し、実施例１と
同様にして電界放出型表示装置を作製した。この電界放
出型表示装置に駆動回路を接続し表示を行ったところ、
ガス放出が極めて少なく信頼性の高い表示装置であるこ
とが確認された。

【００９５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば電
界放出型表示装置用の前面板を、透明基板の一方の面
に、複数の開口部を備え導電性を有するブラックマトリ
ックスを設け、このブラックマトリックス上の各開口部
の近傍所定位置に導電性材料からなる障壁を設け、上記
開口部に蛍光体層を設けた構成とするので、アノード電
極のパターン形成が不要となり製造が容易である。この
ような固有のアノード電極パターンをもたない前面板で
は、前面板を構成する導電性部材がすべて同電位（アノ
ード電位）となり、すなわち、導電性のブラックマトリ
ックスと障壁がすべて同電位となり、本発明の前面板を
用いた電界放出型表示装置では、背面板のゲート電極に
よって電子放出素子（エミッタ電極）から引き出された
電子ビームは、対応するブラックマトリックスの開口部
に位置する蛍光体層に衝突して蛍光体層を発光させ、表
示が行なわれる。この際に放出される２次電子や、電子
放出素子（エミッタ電極）から引き出された電子ビーム
の散乱電子は、導電性のブラックマトリックス上に形成
された障壁に吸収されて飛翔が阻止されるので、他の蛍
光体層における不必要な発光によるにじみが防止され、
高品質の表示画像が得られるとともに、障壁に吸収され
た電子による電荷はブラックマトリックスを介して分散
するので、障壁のチャージアップも防止される。また、
本発明では障壁が無機導電性材料からなるため、従来の
ポリアミド等の樹脂からなる障壁と異なり、導電性付与
のための金属薄膜の形成が不要となり製造が容易であ
り、また、蛍光体層の形成時における加熱温度を高く設
定することができるので、輝度向上や、放出ガス減少に
よる耐久性向上、信頼性向上が望める。さらに、本発明
の前面板を用いた電界放出型表示装置では、動作中に障
壁からのガス放出が発生することがないので、信頼性の
更なる向上が望める。また、ブラックマトリックスが導
電性をもたない場合、あるいは、障壁が透明基板に直接
形成されている場合であっても、障壁導通回路によって
障壁が相互に導通されているので、上述の効果が同様に
奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電界放出型表示装置用前面板の一実施
形態を示す部分平面図である。

【図２】図１に示される前面板のＡ−Ａ線における縦断
面図である。

【図３】本発明の電界放出型表示装置用前面板の他の実
施形態を示す縦断面図である。

【図４】本発明の電界放出型表示装置用前面板の他の実
施形態を示す縦断面図である。

【図５】本発明の電界放出型表示装置用前面板の他の実
施形態を示す部分平面図である。

【図６】図５に示される前面板のＢ−Ｂ線における縦断
面図である。

【図７】本発明の電界放出型表示装置用前面板の他の実
施形態を示す縦断面図である。

【図８】本発明の電界放出型表示装置用前面板の他の実
施形態を示す部分平面図である。

【図９】図８に示される前面板のＣ−Ｃ線における縦断
面図である。

【図１０】本発明の電界放出型表示装置用前面板の他の
実施形態を示す縦断面図である。

【図１１】本発明の電界放出型表示装置用前面板の製造
方法の一例を説明するための工程図である。

【図１２】本発明の電界放出型表示装置用前面板の製造
方法の一例を説明するための工程図である。

【図１３】本発明の電界放出型表示装置用前面板の製造
方法の他の例を説明するための工程図である。

【図１４】本発明の電界放出型表示装置用前面板の製造
方法の他の例を説明するための工程図である。

【図１５】本発明の前面板を用いた電界放出型表示装置
の一例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１，１１，２１…前面板２，１２，２２…透明基板３，１３，２３…ブラックマトリックス４，２４…開口部５，１５，２５…障壁６，１６，２６…蛍光体層７，１７，２７…中間層８…金属薄膜１９，２９…障壁導通回路５１…電界放出型表示装置６１…背面板６２…透明基板６３…エミッタ電極６４…電子放出素子（エミッタ電極）６６…ゲート電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斎藤恒成東京都品川区北品川六丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者平田晋三東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内 (72)発明者富樫和義東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内Ｆターム(参考） 5C028 JJ09 5C036 CC13 EE05 EE19 EF01 EF06 EF09 EG28 EG36 EH08 EH11

Claims

【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
成され複数の開口部を備える導電性のブラックマトリッ
クスと、該ブラックマトリックス上の所定位置に形成さ
れた複数の障壁と、前記ブラックマトリックスの開口部
内の透明基板上に形成された蛍光体層とを備え、前記障
壁は無機導電性材料からなることを特徴とする電界放出
型表示装置用の前面板。
【請求項２】前記無機導電性材料は、ニッケル、コバ
ルト、銅、鉄、金、銀、ロジウム、パラジウム、白金お
よび亜鉛からなる金属群のなかの１種または２種以上の
組み合わせ、前記金属群のなかの２種以上の金属からな
る合金、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛およ
び酸化スズからなる金属酸化物群のなかの１種または２
種以上の組み合わせ、のいずれかであることを特徴とす
る請求項１に記載の電界放出型表示装置用の前面板。
【請求項３】前記障壁と前記ブラックマトリックスと
の間に導電性の中間層を備え、該中間層の熱特性あるい
は強度特性が前記透明基板と前記障壁の各熱特性あるい
は強度特性の間にあることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の電界放出型表示装置用の前面板。
【請求項４】前記障壁は内部に粒子を含有し、該粒子
の熱膨張率は前記無機導電性材料の熱膨張率よりも小さ
いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに
記載の電界放出型表示装置用の前面板。
【請求項５】前記障壁は電解めっき法により形成され
たものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の
いずれかに記載の電界放出型表示装置用の前面板。
【請求項６】透明基板と、該透明基板の一方の面の所
定位置に形成された複数の障壁と、前記透明基板の障壁
非形成部位の所望領域に形成された蛍光体層とを備え、
該障壁は無機導電性材料からなるとともに、各障壁は障
壁導通回路によって相互に導通されていることを特徴と
する電界放出型表示装置用の前面板。
【請求項７】前記無機導電性材料は、ニッケル、コバ
ルト、銅、鉄、金、銀、ロジウム、パラジウム、白金お
よび亜鉛からなる金属群のなかの１種または２種以上の
組み合わせ、前記金属群のなかの２種以上の金属からな
る合金、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛およ
び酸化スズからなる金属酸化物群のなかの１種または２
種以上の組み合わせ、のいずれかであることを特徴とす
る請求項６に記載の電界放出型表示装置用の前面板。
【請求項８】前記障壁と前記透明基板との間に導電性
の中間層を備え、該中間層の熱特性あるいは強度特性が
前記透明基板と前記障壁の各熱特性あるいは強度特性の
間にあることを特徴とする請求項６または請求項７に記
載の電界放出型表示装置用の前面板。
【請求項９】前記障壁と前記透明基板との間にブラッ
クマトリックスを備え、該ブラックマトリックスは複数
の開口部を備え、前記蛍光体層は前記開口部内の透明基
板上に形成されていることを特徴とする請求項６または
請求項７に記載の電界放出型表示装置用の前面板。
【請求項１０】前記障壁と前記ブラックマトリックス
との間に導電性の中間層を備え、該中間層の熱特性ある
いは強度特性が前記透明基板と前記障壁の各熱特性ある
いは強度特性の間にあることを特徴とする請求項９に記
載の電界放出型表示装置用の前面板。
【請求項１１】前記障壁は無電解めっき法により形成
されたものであることを特徴とする請求項６乃至請求項
１０のいずれかに記載の電界放出型表示装置用の前面
板。
【請求項１２】前記障壁は電解めっき法により形成さ
れたものであることを特徴とする請求項８または請求項
１０に記載の電界放出型表示装置用の前面板。
【請求項１３】前記障壁は内部に粒子を含有し、該粒
子の熱膨張率は前記無機導電性材料の熱膨張率よりも小
さいことを特徴とする請求項１２に記載の電界放出型表
示装置用の前面板。
【請求項１４】前記障壁の高さは２０〜１００μｍの
範囲であり、幅が１０〜５０μｍの範囲であることを特
徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の電
界放出型表示装置用の前面板。