JPH09306395A - 平面型表示装置およびその製造方法 - Google Patents

平面型表示装置およびその製造方法

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JPH09306395A
JPH09306395A JP12480096A JP12480096A JPH09306395A JP H09306395 A JPH09306395 A JP H09306395A JP 12480096 A JP12480096 A JP 12480096A JP 12480096 A JP12480096 A JP 12480096A JP H09306395 A JPH09306395 A JP H09306395A
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JP
Japan
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barrier layer
substrate
display device
panel display
anode substrate
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Abandoned
Application number
JP12480096A
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English (en)
Inventor
Masaru Nikaido
勝 二階堂
Hiroshi Tokue
寛 徳江
Sakae Kimura
栄 木村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な回路を設けることなく、電子ビームの
クロストークを防止するとともに、高輝度、高コントラ
ストを実現でき、しかも大型化が可能な平面型表示装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 複数の電界放出素子が形成されたカソー
ド基板と、前記電界放出素子に対向して配置された発光
体を有するアノード基板と、前記カソード基板及びアノ
ード基板間に画素を構成するように直交して配置される
黒色の絶縁物からなる障壁層と、前記障壁層により構成
される複数の画素の隣接する画素間を連通させる手段を
具備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電界電子放出素子
を用いた平面型表示装置に係り、特に、高輝度、高コン
トラストの大型化が可能な平面型表示装置およびその製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子ビームを蛍光体層に照射し、
発光させて画像表示を行う画像表示装置としては、 (1)CRT(陰極線管) (2)VFD(真空蛍光表示管) (3)FED(電界放射型表示管) が知られている。これらの自家発光型の画像表示装置
は、高輝度で、視野角依存性がなく、特に、電子源とし
て半導体のマイクロテクノロジーを駆使して作られた電
界放射型カソードを用いたFEDは、平面型画像表示装
置となり得ることから、最近注目を浴び、研究開発が盛
んに行われている。
【0003】このFEDの代表的な構造例を図9に示
す。図9において、FEDは、アノード基板41とカソ
ード基板46とから構成され、そのうちカソード基板4
6は、次にようにして構成されている。即ち、Si基板
47上に、キャビティ52を有するSiO2 膜49が形
成され、キャビティ52の周囲のSiO2 膜49の上に
は、MoやTa等からなるゲート電極50が形成される
とともに、キャビティ52の内部のSi基板47には、
Mo等からなるコーン状のカソード・チップ48が形成
されている。
【0004】このように構成されるカソード基板46と
平行に、アノード基板41が対向して配置されている。
アノード基板41は、フラットなガラス板42と、この
上に形成された透明電極33及び蛍光体45とから構成
される。カソード基板46とアノード基板41との間
は、真空に保たれた状態となっている。
【0005】ゲート電極50とカソード電極51は互い
に直交するように配置され、所定の電圧が印加された交
点部により電子放射を行わせ、これをアノード電極53
に印加した電圧で引っ張り、蛍光体45に衝突、発光さ
せるものである。
【0006】以上のように構成されたFEDでは、アノ
ード電極53はベタ膜であるため、電子ビームの広がり
により、発光させたい目的の画素にではなく、それに隣
接する画素に電子が衝突、発光してしまう、いわゆるク
ロストークが生じるといった問題があった。
【0007】この問題を回避するため、特開昭60−2
64028号に示されるように、薄膜トランジスタを形
成し、この上にアノード電極、蛍光体層を形成し、目的
の画素だけに電圧が印加されるようにする方法、及び特
開平02−61946号に示されるように、アノード電
極をストライプ状に形成し、目的の画素には、所定の電
圧をかけ、電子ビームを引っ張り、他のアノードには、
電子が反発する電位をかける方法が提案されている。し
かし、これらの方法は、回路が複雑になるという問題が
あった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな問題を解決するためになされたものであり、複雑な
回路を設けることなく、電子ビームのクロストークを防
止するとともに、高輝度、高コントラストを実現でき、
しかも大型化が可能な平面型表示装置を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明(請求項1)は、複数の電界放出素子が形成
されたカソード基板と、前記電界放出素子に対向して配
置された発光体を有するアノード基板と、前記カソード
基板及びアノード基板間に画素を構成するように直交し
て配置される黒色の絶縁物からなる障壁層と、前記障壁
層により構成される複数の画素の隣接する画素間を連通
させる手段を具備することを特徴とする平面型表示装置
を提供する。
【0010】本発明(請求項2)は、上記平面型表示装
置(請求項1)において、前記障壁層は、カソード基板
上に一方向に並設される複数の第1の障壁層と、アノー
ド基板上に前記第1の障壁層と直交する方向に並設され
る複数の第2の障壁層とからなることを特徴とする平面
型表示装置を提供する。
【0011】本発明(請求項3)は、上記平面型表示装
置(請求項2)において、前記第1の障壁層の端面と前
記第2の障壁層の端面の直交部は、接触していることを
特徴とする平面型表示装置を提供する。
【0012】本発明(請求項4)は、上記平面型表示装
置(請求項1)において、前記障壁層は、カソード基板
又はアノード基板の上に設けられた格子状障壁層である
ことを特徴とする平面型表示装置を提供する。
【0013】本発明(請求項5)は、上記平面型表示装
置(請求項4)において、前記格子状障壁層は、格子を
構成する直交する2つの列の高さが相互に異なることを
特徴とする平面型表示装置を提供する。
【0014】本発明(請求項6)は、上記平面型表示装
置(請求項1)において、前記障壁層により構成される
複数の画素の隣接する画素間を連通させる手段は、カソ
ード基板及び/又はアノード基板の障壁層側に設けられ
た連通した凹部であることを特徴とする平面型表示装置
を提供する。
【0015】本発明(請求項7)は、上記平面型表示装
置(請求項1)において、前記障壁層を構成する黒色の
絶縁物は、無機の黒色顔料を含むガラスであることを特
徴とする平面型表示装置を提供する。
【0016】本発明(請求項8〜11)は、平面型表示
装置の製造方法を提供する。かかる方法では、障壁層が
下記に示す種々の方法により形成される。 (1)アノード基板に無機の黒色顔料を含有するガラス
ペ−ストを塗布する工程、ガラスペ−スト層上にレジス
トパタ−ンを形成する工程、全面にガラスブラストを行
い、露出するガラスペ−スト層を選択的に除去する工
程、前記レジストパタ−ンを除去する工程、及び前記選
択的に除去されたガラスペ−スト層を焼成し、障壁層を
形成する工程により形成する。
【0017】(2)アノード基板上にレジストパタ−ン
を形成する工程、露出するアノード基板上に無機の黒色
顔料を含有するガラスペ−ストを塗布する工程、前記レ
ジストパタ−ンを除去する工程、及び前記ガラスペ−ス
ト層を焼成し、障壁層を形成する工程により形成する。
【0018】(3)アノード基板上に無機黒色顔料含有
ガラスを含むレジストを塗布する工程、このレジスト層
を所定のマスクを介して露光し、現像し、無機黒色顔料
含有ガラスを含むレジストパタ−ンを形成する工程、及
び前記レジストパタ−ンを焼成し、障壁層を形成する工
程により形成する。
【0019】(4)アノード基板に、スクリ−ン印刷に
より無機の黒色顔料を含有するガラスペ−ストを所定の
パタ−ンに印刷する工程、及びこの印刷工程を、ガラス
ペ−スト層が所定の膜厚になるまで繰り返す工程、前記
ガラスペ−スト層を焼成し、障壁層を形成する工程によ
り形成する。
【0020】本発明の平面型表示装置においては、カソ
ード基板及びアノ一ド基板間に、画素を構成するように
直交して黒色の障壁層を配置することにより、複雑な回
路を設けることなく、広がった電子ビームが対向する画
素の蛍光面に到達する間に隣接する画素の蛍光面に衝突
して不要な発光を引き起こす、いわゆるクロストークを
防止することが可能となる。
【0021】この場合、障壁層により構成される複数の
画素の隣接する画素間を連通させる手段が設けられてい
る。これは、カソード基板及びアノ一ド基板間が真空に
保たれる必要があるためである。すなわち、障壁層によ
り構成される画素内を真空に保つためには、画素内の気
体を除去する必要があり、このための真空引きをするた
めには、各画素間がその気体が除去できるように連通し
た状態である必要があるためである。また、連通した状
態では、障壁層を設けた場合においても画素間の圧力を
一定にすることが可能であり、均一な表示装置を得るこ
とができる。
【0022】本発明の平面型表示装置における障壁層の
構成を、図7の平面型表示装置を分解して示す概略斜視
図を用いて説明する。図7は障壁層の構成を説明するた
めのものであるため、その説明を容易にするために、ア
ノ一ド基板,カソード基板,透明電極,蛍光体,障壁層
以外の構成は省略していると共に、カソード基板とアノ
一ド基板間は離間させて記載している。
【0023】まず、図7(a)は、カソード基板上に一
方向に並設される複数の第1の障壁層と、アノ一ド基板
上に前記第1の障壁層と直交する方向に並設される第2
の障壁層とからなる障壁層を説明する図である。カソー
ド基板72上に画素の一辺を構成するよう一方向にスト
ラィプ状に並設して複数の第1の障壁層76を形成して
いる。そして、アノ一ド基板71上には透明電極層73
を形成した後、カソード基板72上の第1の障壁層76
と直交するように、かつ画素の他方の一辺を構成するよ
う一方向にストライプ状に並設して複数の第2の障壁層
75を形成している。アノ一ド基板71側には蛍光体層
74が形成されている。
【0024】このような構成において、第1の障壁層7
6と第2の障壁層75とは接触していなくとも良いが、
その各障壁層の端面の直交部において接触するように構
成することにより、カソード基板72とアノ一ド基板7
1の間隙を容易に一定にすることができる。この例にお
いては、一方の基板の障壁層の端面は他方の基板にまで
達していないため、その障壁層の高さ分の連通した部分
を得ることが可能となる。
【0025】次に、図7(b)は、アノ一ド基板上の格
子状障壁層を説明する例である。アノ一ド基板71上に
は透明電極層73を形成した後、画素を構成するように
格子状障壁層77を形成している。そして、アノ一ド基
板71側には蛍光体層74が形成されている。この場
合、カソード基板72上には障壁層が形成されていな
い。このような構成において、カソード基板72と障壁
層77とは接触していなくとも良いが、障壁層77がカ
ソード基板72と接触するように構成することにより、
カソード基板72とアノ一ド基板71の間隙を容易に一
定にすることができる。 この例においては、障壁層7
7の格子を構成する直交する2つの列の高さが相互に異
なる、すなわち、画素の一方を構成する障壁層の高さを
他方の一辺を構成する障壁層の高さと異ならせることに
より、その障壁層の高さの違い分の連通した部分を得る
ことが可能となる。なお、本例においては、アノ一ド基
板71上に格子状障壁層77を形成したが、カソ一ド基
板72上に格子状障壁層77を構成しても良い。
【0026】次に、図8(a)は、アノ一ド基板上の格
子状障壁層を説明する他の例である。アノ一ド基板71
上には透明電極層73を形成した後、画素を構成するよ
うに格子状障壁層78を形成している。そして、アノ一
ド基板71側には蛍光体層74が形成されている。この
場合、カソード基板72上には障壁層を形成していな
い。この例においては、障壁層77のカソード基板72
と接触する部分に凹部79を形成することにより、その
凹部79により連通した部分を得ることが可能となる。
なお、本例においては、アノ一ド基板71上に格子状障
壁層77を形成したが、カソード基板72上に格子状障
壁層77を形成しても良い。また、本例においては、格
子状障壁層77に凹部79を形成したが、アノ一ド基板
71またはカソード基板72そのものに連通した凹部を
形成しても同様の効果を得ることが可能である。
【0027】次に、図8(b)は、カソード基板上の第
1の格子状障壁層と、アノ一ド基板上の第2の格子状障
壁層とからなる障壁層を説明する図である。アノ一ド基
板71上には透明電極層73を形成した後、画素を構成
するように第1の格子状障壁層80を形成している。ま
た、カソード基板72上には、同様に画素を構成するよ
うに格子状障壁層81を形成している。そして、アノ一
ド基板71側には蛍光体層74が形成されている。この
場合、第1の格子状障壁層80および第2の格子状障壁
層81により障壁層を構成している。
【0028】この構成において、第1の格子状障壁層8
0と第2の格子状障壁層81は接触していなくとも良い
が、各障壁層が接触するように構成することにより、カ
ソード基板72およびアノ一ド基板71の間隙を容易に
一定にすることができる。この例においては、第1の格
子状障壁層80の格子を構成する直交する2つの列の高
さが相互に異なる、すなわち画素の一方を構成する障壁
層の高さを他方の一辺を構成する障壁層の高さと異なら
せることにより、その障壁層の高さの違い分の連通した
部分を得ることが可能となる。
【0029】なお、本例においては、第1の格子状障壁
層80の格子を構成する2つの列の高さを異ならせた
が、第2の格子状障壁層81の格子を構成する2つの列
の高さを異らせても良く、あるいは第1および第2の格
子状障壁層80,81いずれも2つの列の高さを異らせ
る構成であっても良い。
【0030】また、本例においては、格子状障壁層80
の格子を構成する2つの列の高さを異ならせたが、図8
(b)と同様に障壁層80,81のいずれかまたは双方
に凹部を形成、あるいは、アノ一ド基板71またはカソ
ード基板72そのものに連通した凹部を形成しても、同
様の効果を得ることが可能である。また、本例において
は、第1の格子状障壁層および第2の格子状障壁層のい
ずれも格子状としたが、一方の障壁層は一方向に並設さ
れるものであっても良い。この構成によれば格子状障壁
層の格子を構成する2つの列の高さを異ならせる必要は
ない。なお、この場合は、アノ一ド基板側の障壁層を格
子状とすることがクロストークを防止する上では好まし
い。
【0031】本発明の平面型表示装置における障壁層を
構成する黒色の絶縁物としては、無機の黒色顔料を含む
ガラスを用いることが出来る。しかし、絶縁性が確保で
き、真空中でガス放出が少ない材料であれば、これに限
定されるものではない。黒色顔料を含むガラスとして
は、遷移金属酸化物を含む硼珪酸鉛系のガラス及び硼珪
酸亜鉛系ガラスを挙げることができる。遷移金属酸化物
としては、鉄、ニッケル、クロム、コバルト等の酸化物
を用いることが出来る。
【0032】障壁層の高さは、カソード基板とアノード
基板の間のギャップの1/2以上であることが望ましい
が、電子ビームの遮断効果が認められる高さであれば、
これに限定されるものではない。
【0033】また、本発明の平面型表示装置は、カソー
ド基板上に、アノード基板に形成された黒色の絶縁物か
らなる障壁層と直交する方向に、絶縁物からなる障壁層
が形成され、前記アノード基板上に設けられた黒色の絶
縁物からなる障壁層と接している構成とすることが出来
る。このようなカソード基板としては、下記のような基
板を用いることが出来る。即ち、絶縁性基体の一主面に
錘状の凹部を設け、この上にカソード材料を積層し、こ
れをカソード基板と接合し、絶縁性基体の他の主面にマ
スクを設け、エッチングにより、カソード部を露出させ
るとともに、マスクの非開口部を障壁層として残す構成
である。
【0034】また、障壁層は、黒色であるため、ブラッ
クストライプとして用いることができ、それによって高
コントラストが得られる。また、このアノード上の障壁
層は一部カソード基板と接しているか、または対向する
ゲート電極上に、絶縁物からなる障壁層が設けられ、互
いに接しているので、これをスペーサーとして用いるこ
とで、容易に大型化が可能となる。更に、アノード基板
上に設けた、黒色の絶縁物からなる障壁層の、壁面にも
蛍光体を付着させることにより、蛍光体の面積が大きな
ものとされ、より高い輝度で発光が得られる。
【0035】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施例について詳細に説明する。 (実施例1)図1は、本発明の第1の実施例に係る電界
放出型の平面型表示装置を分解して示す斜視図である。
図1において、参照符号11はアノード基板を示し、ア
ノード基板11は、青板ガラス、無アルカリガラス等か
らなる透光性基板12上に、ITO(インジウム・スズ
酸化物)やネサ(スズ酸化物)などの透明導電膜よりな
るアノード電極13を形成し、後述するカソード導体の
ピッチに対応して、黒色のガラスからなる格子状の障壁
層14を形成し、この障壁層14の間に、R,G,Bに
発光する発光体層15R,15G,15Bを塗布するこ
とにより構成されている。
【0036】ここで、上記格子状の障壁層14は、前述
の図7(b)で示した格子状障壁層77と同様に、格子
を構成する直交する2つの列の高さを相互に異ならせて
いる。すなわち、画素の一方を構成する障壁層の高さを
他方の一辺を構成する障壁層の高さと異ならせることに
より、その障壁層の高さの違い分の連通した部分を得て
いる。
【0037】このアノード基板11は、例えば図2〜図
5に示す4つの方法のいずれかにより作製することが出
来る。以下、それらの作製方法について説明する。 (1)第1の方法では、まず、透明性基板12上に、ス
パッタ法やイオンプレーティング法を用いて、ITOの
透明電極膜13を形成する(図2(a))。このITO
膜13のシート抵抗は、10Ω/□であった。この上
に、Fe23 やNiOなどの遷移金属を添加した硼珪
酸鉛ガラスの粉末をエチルセルロース系のバインダーと
タービネオール等の溶剤に混合、分散させたガラスペー
ストを、スクリ−ン印刷又はノズルコ−ト法により塗布
してガラス層16を形成し、100〜150℃で乾燥す
る(図2(b))。
【0038】次いで、ガラス層16上に厚さ150μm
のレジストフィルム17を熱ラミネートし、所定の開口
を有するマスクを用いて、露光・現像し、障壁層となる
部分のレジストフィルム17を格子状に除去し、レジス
トパタ−ンを形成する(図2(c))。次に、サンドブ
ラスト処理を行い(図2(d))、露出するガラス層1
6を除去し、更に残留するガラス層16上のレジストパ
タ−ン17を除去する。最後に焼成することにより、障
壁層14を形成し、アノード基板11が得られる(図2
(d))。
【0039】(2)第2の方法では、まず、透明性基板
12上に、スパッタ法やイオンプレーティング法を用い
て、ITOの透明電極膜13を形成する。この上に厚さ
150μmのレジストフィルム17を熱ラミネートする
(図3(a))。次いで、所定の開口を有するマスクを
用いて、露光・現像し、障壁層となる部分のレジストフ
ィルム17を格子状に除去し、レジストパタ−ンを形成
する(図3(b))。
【0040】次に、Fe23 やNiOなどの遷移金属
を添加した硼珪酸鉛ガラスの粉末をエチルセルロース系
のバインダーとタービネオール等の溶剤に混合、分散さ
せたガラスペーストを、スキージを用いて、レジストフ
ィルムが除去された部分に押し込む。その後、乾燥し、
溶剤を除去し、ガラス層16を形成する(図3
(c))。その後、レジストフィルム17を取り除き、
ガラス層16を焼成することにより、障壁層14を形成
し、アノード基板11が得られる(図3(d))。
【0041】(3)第3の方法では、まず、透明性基板
12上に、スパッタ法やイオンプレーティング法を用い
て、ITOの透明電極膜13を形成する。この上に、ス
クリ−ン印刷又はノズルコ−ト法により、ガラス含有レ
ジストフィルム18を形成する(図4(a))。
【0042】このガラス含有レジストフィルム18を、
所定の開口を有するマスク19を用いて、露光する(図
4(b))。次いで、現像し、焼成することにより、前
記ガラス含有レジストフィルム18の樹脂成分のみを焼
失させ、ガラス成分を残置させ、それによって格子状の
障壁層14を形成し、アノード基板11が得られる(図
4(c))。
【0043】(4)第3の方法では、まず、透明性基板
12上に、スパッタ法やイオンプレーティング法を用い
て、ITOの透明電極膜13を形成する。この上に、ガ
ラスペーストをスクリ−ン印刷を繰り返すことにより、
ガラスペースト層20を格子状に形成する。このガラス
ペースト層20を焼成することにより、障壁層14を形
成し、アノード基板11が得られる(図5)。
【0044】さらに、本発明の障壁層の形成方法とし
は、例えば特開平6−36682号に開示されるよう
な、いわゆる転写法によるカソードの製造方法における
単結晶基板を利用することも可能である。すなわち、転
写法の製造方法の一例を説明すると、シリコンウェハー
などの単結晶基板上に異方性エッチングなどにより底部
を尖らせた凹部を形成し、その基板上に熱酸化絶縁膜を
形成する。そして、凹部内を埋めつつ熱酸化絶縁層上に
エミッター材料層を形成し、このエミッター材料層を形
成した単結晶基板とカソード基板となるガラス基板を接
合する。そして、単結晶基板のみをエッチングにより除
去し熱酸化絶縁層を露出させると共に、単結晶基板の凹
部内に充填されたエミッター材料に相当する凸部を突出
させる。露出された熱酸化絶縁層上にゲート電極層を形
成した後、凸部先端部が露出するように熱酸化層および
ゲート電極層の一部を除去することによりカソード・チ
ップを形成する。このような、転写法において、本発明
の障壁層を形成するためには、まず、上記単結晶基板と
カソード基板となるガラス基板を接合した後の単結晶基
板のみをエッチングにより除去し熱酸化絶縁層を露出さ
せる際に、前工程としてレジストフィルムを例えば熱ラ
ミネートし、所定の開口を有するマスクを用いて、露光
・現像し、障壁層となる部分レジストフィルムを格子状
あるいはストライプ状に除去し、レジストパターンを形
成する。その後、従来の転写法と同様に単結晶基板をエ
ッチングする。これにより、レジストパターンが形成さ
れた部分の単結晶基板はエッチングされずに残置するた
め、この残置した単結晶基板、すなわちシリコンを障壁
層として利用するのである。これによれば、従来転写法
においてエッチングにより除去していた単結晶基板を障
壁層として利用することが可能であると共に、繁雑な工
程を利用せずに容易に本発明の障壁層を形成できる。な
お、この場合に得られる障壁層は、単結晶基板を利用し
ているため、シリコン製であり、黒色に限定されるもの
ではない。
【0045】次に、以上のようにして形成されたアノー
ド基板11の障壁層14の間に、蛍光体層15R,15
G,15Bを形成する。即ち、R,G,Bに発光する発
光体、例えばY22 S:Eu,ZnO:Zn,Y2
iO5 :Ceをそれぞれエチルセルロース系のバインダ
ーとターピネオール等の溶剤に混合、分散させた各色の
蛍光体ペーストを、スクリーン印刷法を用いて障壁層1
4の間に印刷し、乾燥及び焼成することにより、蛍光体
層15R,15G,15Bが形成される。
【0046】一方、アノード基板11に対向して配置さ
れるカソード基板21は、次のようにして構成されてい
る。即ち、絶縁基板22上にMo等からなるカソード導
体23が形成され、この上に、SiO2 等からなる絶縁
層24を介して、ゲート導体層25が形成され、これら
絶縁基板24及びゲート導体層25には、カソード導体
層23にまで貫通する複数のゲート孔26が設けられて
おり、これらゲート孔26の中には、コ−ン状のカソー
ド27が形成されている。
【0047】このように構成されるアノード基板21
は、例えば次のようにして形成される。即ち、まず、絶
縁基板22上にカソード導体層23となるMo等からな
る金属層を形成し、これをフォトリソグラフィ−により
パターニングし、カソード導体層23を形成する。次い
で、この上に、SiO2 等からなる絶縁層24を形成
し、更にその上にMo,Ta等からなるゲート導体層2
5を形成する。これら絶縁層24及びゲート導体層25
に、フォトリソ法で、カソード導体層23まで貫通する
複数のゲート孔26を形成する。
【0048】次に、これらゲート孔26の中に回転蒸着
法で、Mo等からなる金属をコーン状に形成し、いわゆ
るスピント型の電界放出型のカソード27を形成するこ
とにより、カソード基板21が得られる。
【0049】以上説明したアノード基板11とカソード
基板21は、周辺をフリットガラスで封着し、内部を高
真空に排気し、チップオフすることにより、電界放出型
の平面型表示装置が完成する。なお、図1では、カソー
ド基板21とアノード基板11を離間して図示している
が、端部にある障壁層14sはゲート導体層25と接し
ており、平面型表示装置のギャップを形成している。本
実施例においては、自格子状の障壁層14の画素の一方
を構成する障壁層の高さを他方の一辺を構成する障壁層
の高さを異ならせることにより、その障壁層の高さの違
い分の連通した部分を得ているため、内部を高真空に排
気する場合においても十分な排気が可能となる。
【0050】スピント型電界放出カソードの場合、放出
される電子ビームの拡がりは20°〜30°であり、カ
ソード導体層23の幅に対し、障壁層14の高さを適切
に選択することにより、拡がった電子ビームが隣接する
蛍光体層に衝突するのを防止することができる。
【0051】本実施例においては、一部の障壁層14s
がカソード基板21と接している場合について述べた
が、ガラスビーズのようなギャップ調整機構を有し、全
ての障壁層14がカソード基板21と接していなくても
よい。 (実施例2)第2の実施例を、図6の平面型表示装置を
分解して示す斜視図を参照して説明する。アノード基板
11は、障壁層14の高さを実施例1の高さの半分にす
る以外は、実施例1と同様にして作製した。一方、カソ
ード基板31は、次のようにして作製した。
【0052】まず、(100)Si基板32の一主面に
マスクを形成して選択的にエッチングし、Si基板に錘
状の凹部を形成する。その後、熱酸化し、錘状の凹部内
面を含むSi基板の一主面全体を熱酸化する。この上
に、スパッタリング法を用いて、LaB6 やMoからな
る金属層を形成し、これをパタ−ニングして凹部内にカ
ソ−ド33を形成する。次いで図示していないが、全面
にTa25 からなる抵抗層を形成し、更に、Moから
なるカソード導体層34を形成する。
【0053】その後、ガラス基板35にSi基板のカソ
ード導体層34の面を静電接着する。次に、Si基板の
別の主面にレジストパタ−ンを形成し、これをマスクと
して用いてSi基板をエッチング除去し、障壁層36を
残す。この時、凹部内に形成された、表面に熱酸化Si
2 が形成されたカソード33が露出する。その後、障
壁層35の間にMo,Taからなるゲート電極層37を
形成し、ケミカルドライエッチングにより、ゲートの開
口部を形成するとともに、カソード33を露出させる。
【0054】その後、アノード基板11とカソード基板
31の周辺をフリットガラスで封着し、内部を高真空に
排気し、チップオフすることにより、電界放出型の平面
型表示装置が完成する。なお、図6に示す例では、カソ
ード基板11とアノード基板31を離間して図示してい
るが、実際にはカソード基板11の障壁層11と、アノ
ード基板31の障壁層は互いに直交するように接し、平
面型表示装置のギャップを決めている。
【0055】上記実施例2においては、カソード基板3
1側のSi基板32を障壁層36としても使用すること
ができ、別個に障壁層を形成する必要がなく、作業工程
の簡略化を図ることが可能となる。
【0056】以上の実施例では、いずれも、アノ−ド基
板とカソ−ド基板との間に障壁層の列が直交して配置さ
れており、各画素が障壁層により区分されているため、
電子ビームの広がりによるクロストークを防止すること
が出来るとともに、高輝度、高コントラストが実現可能
な平面型表示装置を得ることが可能である。
【0057】なお、以上の実施例では、障壁層は、アノ
−ド基板に、又はアノ−ド基板とカソ−ド基板に形成さ
れているが、本発明はこれに限らず、アノ−ド基板とカ
ソ−ド基板のいずれにも形成されることなく、両者の間
にはさまれた構成とすることも可能である。また、障壁
層は、アノ−ド基板及び/又はカソ−ド基板に接してい
ても、または接していなくてもよい。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複雑な回路を設けることなく、電子ビームの広がりによ
るクロストークを防止するとともに、高輝度、高コント
ラストが実現可能な平面型表示装置を得ることができ
る。
【0059】また、アノード基板上及びカソード基板上
に設けた障壁層は、スペーサーを兼ねることが出来、大
型化が容易となる。更に、アノード基板上に設けた障壁
層の間だけでなく、壁面にも蛍光体を付着させた場合に
は、発光体の面積が大きなものとされ、より高い輝度で
発光が得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る平面型表示装置を
分解して示す斜視図。
【図2】図1に示す平面型表示装置の障壁層の形成工程
の一例を示す断面図。
【図3】図1に示す平面型表示装置の障壁層の形成工程
の他の例を示す断面図。
【図4】図1に示す平面型表示装置の障壁層の形成工程
の更に他の例を示す断面図。
【図5】図1に示す平面型表示装置の障壁層の形成工程
の更にまた他の例を示す断面図。
【図6】本発明の第2の実施例に係る平面型表示装置を
分解して示す斜視図。
【図7】本発明の平面型表示装置の障壁層の構成を説明
するための、平面型表示装置を分解して示す概略斜視
図。
【図8】本発明の平面型表示装置の障壁層の構成を説明
するための、平面型表示装置を分解して示す概略斜視
図。
【図9】従来の平面型表示装置の一例を示す断面図。
【符号の説明】 10…ゲート導体層、11…アノード基板、12…透明
性基板、13…透明導電膜、14…障壁層、15…蛍光
体、21,31…カソード基板、22,35…絶縁基
板、23,34…カソード導体層、24…絶縁層、2
5,37…ゲート導体層、26…ゲート孔、27,33
…カソード、32…Si基板、36…障壁層。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の電界放出素子が形成されたカソー
    ド基板と、前記電界放出素子に対向して配置された発光
    体を有するアノード基板と、前記カソード基板及びアノ
    ード基板間に画素を構成するように直交して配置される
    黒色の絶縁物からなる障壁層と、前記障壁層により構成
    される複数の画素の隣接する画素間を連通させる手段を
    具備することを特徴とする平面型表示装置。
  2. 【請求項2】 前記障壁層は、カソード基板上に一方向
    に並設される複数の第1の障壁層と、アノード基板上に
    前記第1の障壁層と直交する方向に並設される複数の第
    2の障壁層とからなることを特徴とする請求項1に記載
    の平面型表示装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の障壁層の端面と前記第2の障
    壁層の端面の直交部は、接触していることを特徴とする
    請求項2に記載の平面型表示装置。
  4. 【請求項4】 前記障壁層は、カソード基板又はアノー
    ド基板の上に設けられた格子状障壁層であることを特徴
    とする請求項1に記載の平面型表示装置。
  5. 【請求項5】 前記格子状障壁層は、格子を構成する直
    交する2つの列の高さが相互に異なることを特徴とする
    請求項4に記載の平面型表示装置。
  6. 【請求項6】 前記障壁層により構成される複数の画素
    の隣接する画素間を連通させる手段は、カソード基板及
    び/又はアノード基板の障壁層側に設けられた連通した
    凹部であることを特徴とする請求項1に記載の平面型表
    示装置。
  7. 【請求項7】 前記障壁層を構成する黒色の絶縁物は、
    無機の黒色顔料を含むガラスであることを特徴とする請
    求項1に記載の平面型表示装置。
  8. 【請求項8】 複数の電界放出素子が形成されたカソー
    ド基板と、前記電界放出素子に対向して配置された発光
    体を有するアノード基板と、前記カソード基板及びアノ
    ード基板間に画素を構成するように直交して配置される
    黒色の絶縁物からなる障壁層を具備する平面型表示装置
    の製造方法であって、前記障壁層を、前記アノード基板
    に無機の黒色顔料を含有するガラスペ−ストを塗布する
    工程、ガラスペ−スト層上にレジストパタ−ンを形成す
    る工程、全面にガラスブラストを行い、露出するガラス
    ペ−スト層を選択的に除去する工程、前記レジストパタ
    −ンを除去する工程、及び前記選択的に除去されたガラ
    スペ−スト層を焼成し、障壁層を形成する工程により形
    成することを特徴とする平面型表示装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 複数の電界放出素子が形成されたカソー
    ド基板と、前記電界放出素子に対向して配置された発光
    体を有するアノード基板と、前記カソード基板及びアノ
    ード基板間に画素を構成するように直交して配置される
    黒色の絶縁物からなる障壁層を具備する平面型表示装置
    の製造方法であって、前記障壁層を、前記アノード基板
    上にレジストパタ−ンを形成する工程、露出するアノー
    ド基板上に無機の黒色顔料を含有するガラスペ−ストを
    塗布する工程、前記レジストパタ−ンを除去する工程、
    及び前記ガラスペ−スト層を焼成し、障壁層を形成する
    工程により形成することを特徴とする平面型表示装置の
    製造方法。
  10. 【請求項10】 複数の電界放出素子が形成されたカソ
    ード基板と、前記電界放出素子に対向して配置された発
    光体を有するアノード基板と、前記カソード基板及びア
    ノード基板間に画素を構成するように直交して配置され
    る黒色の絶縁物からなる障壁層を具備する平面型表示装
    置の製造方法であって、前記障壁層を、前記アノード基
    板上に無機黒色顔料含有ガラスを含むレジストを塗布す
    る工程、このレジスト層を所定のマスクを介して露光
    し、現像し、無機黒色顔料含有ガラスを含むレジストパ
    タ−ンを形成する工程、及び前記レジストパタ−ンを焼
    成し、障壁層を形成する工程により形成することを特徴
    とする平面型表示装置の製造方法。
  11. 【請求項11】 複数の電界放出素子が形成されたカソ
    ード基板と、前記電界放出素子に対向して配置された発
    光体を有するアノード基板と、前記カソード基板及びア
    ノード基板間に画素を構成するように直交して配置され
    る黒色の絶縁物からなる障壁層を具備する平面型表示装
    置の製造方法であって、前記障壁層を、前記アノード基
    板に、スルリ−ン印刷により無機の黒色顔料を含有する
    ガラスペ−ストを所定のパタ−ンに印刷する工程、及び
    この印刷工程を、ガラスペ−スト層が所定の膜厚になる
    まで繰り返す工程、前記ガラスペ−スト層を焼成し、障
    壁層を形成する工程により形成することを特徴とする平
    面型表示装置の製造方法。
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