JP2002367542A - 電界放出型ディスプレイとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷陰極源とゲート電極との間の空間高さの誤
差を少なくできるゲート電極とその製造方法を確立し、
発光輝度の高い電界放出型ディスプレイを提供する。 【解決手段】 本発明の電界放出型ディスプレイは、透
光性物質からなる前面パネルと、その前面パネルに対向
する背面パネルと、上記前面パネルと上記背面パネルと
の間隔を保持する矩形枠型スペーサーガラスと、上記前
面パネルの内面に塗布されたされた蛍光膜と、上記背面
パネルの内面に形成されている分割型の冷陰極電子源
と、電子引出し用の開口部を有し上記冷陰極電子源を覆
って上記背面パネルに配置されている金属製のゲート電
極とから成る表示装置において、上記ゲート電極が、上
記冷陰極電子源の上方に上記電子引出し用開口部を有す
るゲートプレートを形成する金属薄板と、そのゲートプ
レートを保持するゲートスペーサーを形成する１以上の
金属薄板とを貼り合わせて成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】本発明は冷陰極電子源を用い
た電界放出型ディスプレイに関し、特に大画面に用いら
れる配列型のディスプレイに関する

【０００２】

【従来の技術】フラット・パネル・ディスプレイが実用
化され、平面状に配置された電界放出型陰極、即ち冷陰
極からなる電子源を備えた電界放出型ディスプレイは、
高輝度および広視野角、高速応答、低消費電力の実現が
可能な自発光型表示装置として注目されている。その中
に半導体プロセスを必要とせず印刷や ＣＶＤで作製可
能なカーボンナノチューブ(CNT： Carbon Nano-Tube)を
電子源に用いたディスプレイがある。ＣＮＴはグラファ
イト層が円筒状に形成された直径が１μｍ以下（ナノオ
ーダー）の中空繊維である。

【０００３】冷陰極電子源にＣＮＴ陰極を用いた従来の
電界放出型ディスプレイの一例を図７に示す。電界放出
型ディスプレイは、透光性物質からなる前面パネル１
と、前面パネル１に対向するガラス製の背面パネル２
と、前面パネル１と背面パネル２との間隔を保持する矩
形枠型スペーサーガラス４と、前面パネル１の内面に塗
布された蛍光膜３と、背面パネルの内面に形成されてい
る陰極配線７及びＣＮＴ陰極６と、電子引出し用の開口
部９を有し背面パネル２に配置されている橋ゲタ状をし
た一体型の金属製ゲート電極５とから成る表示装置であ
る。

【０００４】前面パネル１は、ガラスなどの透明な材料
で構成される、表示装置の画像表示面である。前面パネ
ル１のＣＮＴ陰極６に対向する面上に蛍光膜３が形成さ
れている。蛍光膜３は、各々が矩形に形成された３原色
の蛍光体（赤色蛍光体３Ｒ、緑色蛍光体３Ｇ、青色蛍光
体３Ｂ）から構成されている。蛍光膜３の表面全体に
は、発光効率を高めること及び電子加速用の陽極として
機能させることを目的としたアルミバック８が施されて
いる。

【０００５】前面パネル１から例えば１０ｍｍ隔てて背
面パネル２が対向配置され、背面パネルの２面のうち前
面パネルに向かった面上に、銀焼成薄膜から成るストラ
イプ状の陰極配線７がある。さらに陰極配線７上にはＣ
ＮＴ陰極６が形成されており、陰極配線に電圧が印加さ
れるとＣＮＴ陰極６にも電圧がかかるようになってい
る。

【０００６】ＣＮＴ陰極６上には、ＣＮＴ陰極６から電
子を引き出すためのゲート電極５が配置されている。１
つのゲート電極５は、ＣＮＴ陰極及び陰極配線との短絡
を防ぐための空間１０と、その空間１０の上部に開口部
９とが形成されている。ゲート電極５とＣＮＴ陰極６と
の間の隙間１２は電界放出を起こすために必要であり、
もしこの隙間１２が存在せずにゲート電極５とＣＮＴ陰
極６とが電気的に接触していれば、電圧をかけたときに
接触部分を通じて電流が流れる短絡状態となり、電界放
出は起こらない。また前記隙間１２が広すぎれば、ＣＮ
Ｔ陰極６から電子を放出させるのに必要な電界を発生さ
せるのに必要な、ゲート電極５とＣＮＴ陰極６間の印加
電圧が増大する。

【０００７】ゲート電極５は、ＣＮＴ陰極６から引き出
された電子を通過させるための開口部９がＣＮＴ陰極６
直上に位置するように配置され、低融点ガラスペースト
によって背面パネル２に接着固定されている。

【０００８】図７に示した電界放出型ディスプレイで
は、２枚のパネル１、２とスペーサーガラス４とで封止
された外容器の内部が陰圧の状態で、ＣＮＴ陰極６とゲ
ート電極５との間に電圧を印加することによりＣＮＴ陰
極６から直上のゲート電極方向に電子が放出され、その
電子の一部がゲート電極５の開口部９を通過して前面パ
ネルに到達して蛍光膜３に衝突し、電子衝突により蛍光
体が励起発光する。さらにCNT陰極６と蛍光膜との間に
印加された約１０kV程度の高電圧を印加しておくこと
で、放出された電子は加速されることにより、衝突時に
蛍光体に与えられるエネルギーが大きくなり輝度を高く
できる。

【０００９】従来技術によれば、図７に示す電界放出型
ディスプレイのゲート電極５の製造は、以下のような２
段階のウェットエッチング加工がされていた。まず金属
板の片面にハーフエッチングを施して空間１０を形成
し、続いて開口部９をエッチングで貫通させることによ
り、図７に示したような多段状のゲート電極５を形成し
ていた。CNT陰極６及び陰極配線７とゲート電極５とが
短絡しないように、空間１０の高さ１１が設定されてエ
ッチングを施していた。ゲート電極５では、一例として
厚さ０.１ｍｍの金属板に空間高さ１１を０．０５ｍｍ
に設定された前記空間１０が所定の位置に形成され、開
口部９は該空間１０の上部に形成されていた。

【００１０】ゲート電極５の設計において、最も重要な
のは空間１０の高さ１１である。該高さ１１には電子銃
として動作するための下限があり、ゲート電極５とCNT
陰極６との間の隙間１２を有し、ゲート電極５とCNT陰
極６とが短絡しないことが必要である。

【００１１】しかしながら実際にＣＮＴ陰極６とゲート
電極５を従来のの方法で形成すると、そのサイズは設計
した値を中心に大きくばらついていた。ゲート電極５の
空間高さ１１は設計値の±２０％以上の誤差を生じ、ゲ
ート電極５とCNT陰極６とが短絡する恐れがあるため、
この寸法のばらつきは無視できなかった。そこで従来は
ゲート電極５の前記空間高さ１１を０．０５ｍｍ以上に
設定しているが、誤差により該空間高さ１１が０．０８
ｍｍを超える部位では場合には２００Ｖの印加電圧では
動作しなかったという問題点が生じていた。

【００１２】また、印加電圧や隙間１２を変えずに蛍光
体の発光輝度を上げるにはに、電界放出でCNT陰極６か
ら放出される電子を効率よく蛍光体に衝突させることが
必要で、そのためにはゲート電極に衝突する電子の割合
を減らせばよく、開口部９の開口率を高くすることが有
効である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示すように、例えば厚さ０．１ｍｍの金属板からウェッ
トエッチング法でメッシュ状の開口部９をエッチング形
成する従来の方法では、以下のような問題点があった。
すなわち、金属板の面に垂直方向のエッチングと同時
に、サイドエッチングと呼ばれる板面の横方向へのエッ
チングも同時に生じ、かつエッチング速度は垂直方向も
横方向も同じなので、開口部９を形成すると金属板厚さ
と同じだけのサイドエッチングが進む。これにより、金
属残存部１３における開口部９間の間隔１４を、板厚の
０．１ｍｍ以下には設計できないという問題があった。
また、開口部を形成するエッチングにおいて、エッチン
グ速度は垂直方向も横方向も同じであることから、開口
部の断面形状が台形となり、エッチングする金属板厚さ
が大きくなれば、開口部9の開口率が低くなり、結果と
してエミッション電流が小さくなるという問題点があっ
た。さらに、金属板厚さが不均一であれば、最大の金属
板厚さを基準として金属残存部１３における開口部９の
間隔を設定することになるので、開口率増加をさせるこ
とには一定の限界があった。またさらに、以下のような
理由で、ゲート電極５の空間高さ１１の寸法が大きくば
らつくという問題点もあった。この原因は、ウェットエ
ッチングを施すときにエッチング液が温度・濃度の不均
一な分布が生じて、エッチング速度がまちまちであるこ
とに起因する。

【００１４】本発明の目的は、従来技術と比較して冷陰
極源とゲート電極との間の空間高さの誤差を少なくでき
るゲート電極とその製造方法を確立し、発光輝度の高い
電界放出型ディスプレイを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の電界放出型ディ
スプレイは、透光性物質からなる前面パネルと、前面パ
ネルに対向する背面パネルと、前面パネルと背面パネル
との間隔を保持するスペーサーガラスと前面パネルの内
面に塗布されたされた蛍光体からなる蛍光膜と、背面パ
ネルの内面に形成されている分割型の冷陰極電子源と、
電子引出し用の開口部を有し、冷陰極電子源を覆って背
面パネルに接着されている金属製のゲート電極とから成
る表示装置において、利用されるゲート電極が、冷陰極
電子源の上方に電子引出し用開口部を有するゲートプレ
ートを形成する金属薄板と、ゲートプレートを保持する
ゲートスペーサーを形成する金属薄板とを貼り合わせて
形成されていることを特徴とするものである。このよう
に構成された本発明に係る電界放出型ディスプレイで
は、冷陰極電子源との短絡防止のために形成されている
ゲート電極の空間において、その空間高さの誤差は金属
板の厚み誤差と金属板接着で生じる厚さ方向の誤差のみ
に依存し、それらの各誤差は、金属板の製板過程及び接
合工程で十分に小さくできるので、従来のエッチング法
を用いて作製された一体型ゲート電極より寸法誤差を小
さくすることが可能である。

【００１６】また、本発明の電界放出型ディスプレイに
おいて、ゲートプレート金属薄板とゲートスペーサー金
属薄板とは、厚さ方向の誤差が使用する板厚さの５％と
小さくでき、かつミリオーダーの狭い範囲の溶接に適し
ている、スポット溶接により接合されていることが好ま
しい。

【００１７】さらに本発明の電界放出型ディスプレイに
おいては、上記冷陰極電子源と上記ゲートプレートの間
隔を３０μｍ〜８０μｍ厚の金属薄板から形成される上
記ゲートスペーサーの厚さにより設定することができ、
これにより印加電圧２００Ｖ以下で電界放出が可能とな
る。すなわち、ゲートプレートとゲートスペーサーを貼
り合わせたゲート電極を用いるため、冷陰極電子源との
短絡防止のためにゲート電極が有する空間の高さの誤差
が小さく、よってゲートスペーサーに厚さ３０μｍ〜８
０μｍの金属薄板で作成することによって、冷陰極電子
源に対するゲート電極本体の間隔が従来技術で形成する
ときより狭く設定でき、従来技術では不可能であった印
加電圧２００Ｖ以下の低電圧での電界放出が可能とな
る。

【００１８】本発明によるゲート電極は、電子引出し用
の開口部を有し、冷陰極電子源を覆って背面パネルに配
置されている金属製のゲート電極を有する電界放出型デ
ィスプレイ用のゲート電極であって、該ゲート電極は、
ゲートプレートを形成する金属薄板と、ゲートプレート
を保持するゲートスペーサーを形成する金属薄板とをス
ポット溶接で接合して成ることを特徴とする。このよう
に構成された本発明に係るゲート電極を用いて、電界放
出型ディスプレイを構成すると、冷陰極電子源との間に
形成すべき空間において、その空間高さの誤差が金属板
の厚み誤差と金属板接着で生じる厚さ方向の誤差のみに
依存し、それらの各誤差は、金属板の製板過程及び接合
工程で十分に小さくできるので、従来のエッチング法を
用いて作製された一体型ゲート電極より寸法誤差を小さ
くすることが可能である。

【００１９】本発明のゲート電極を製造する方法は、ま
ずゲート電極間の間隔と同幅の細長いスリット及び電子
引出し用開口部をエッチングしゲートプレート用金属薄
板とゲートスペーサー間の間隔と同幅の細長いスリット
をエッチングで形成したゲートスペーサー用金属薄板と
を別途製造し、次いで２枚の金属薄板をスリットが直交
するように重ね合わせ、２枚の金属薄板の金属部分が交
差する位置全てでスポット溶接により接合し、その後
に、ゲートスペーサー用金属薄板のうちゲートプレート
と重なっていない部分を切除することで形成されるゲー
トスペーサー付ゲートプレート用金属薄板を背面パネル
に低融点ガラスにて固定し、最後にゲートプレート用金
属薄板のつながり部分を切除して分離し、電気的に独立
した複数のゲート電極を形成することでができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明に係る実施の形態の電界放出型ディスプレイについて
説明する。本発明の電界放出型ディスプレイは、図１の
概略断面図に示すように、対向する前面パネル1と背面
パネル２がスペーサーガラス４で封止されて構成されて
いる。前面パネル１の内面には、複数の蛍光膜３がマト
リクス状に配列されて形成されており、その配列された
蛍光膜３全体を覆うようにアルミバック８が形成されて
いる。ここで、蛍光膜３は、赤色蛍光体、緑色蛍光体及
び青色蛍光体が所定の配列で形成されている。尚、図１
において、赤色蛍光体からなる蛍光膜３は３Ｒの符号、
緑色蛍光体からなる蛍光膜３は３Ｇの符号、青色蛍光体
からなる蛍光膜３は３Ｂの符号を付してそれぞれ示して
いる。

【００２１】また、背面パネル２の内面には、複数の陰
極配線７がストライプ状に互いに平行にかつ各陰極配線
７が蛍光膜３の１つの列に対応するように形成され、各
陰極配線７上には複数のＣＮＴ陰極６が蛍光膜３にそれ
ぞれ対向するように所定の位置に形成されている。そし
て、細長いゲートプレート２５ａにゲートスペーサー２
５ｂが一定間隔で形成されてなるゲート電極２５が、陰
極配線７と直交しかつＣＮＴ陰極６上及びＣＮＴ陰極６
の周りに空間１０が形成されるように背面パネルに固定
される。ここで、ゲート電極２５は、ゲートスペーサー
２５ｂが、隣接する陰極配線７の間にそれぞれ位置する
ように設けられ、ゲートプレート２５ａのＣＮＴ陰極６
と対向する部分には複数の開口部９が形成されている。
言うまでもなく、ゲート電極２５のゲートスペーサー２
５ｂの高さ（ゲートスペーサー２５ｂの厚さ）は、ＣＮ
Ｔ陰極６とゲートプレート２５ａの間の隙間１２が所定
の値になるように設定される。

【００２２】すなわち、実施の形態の電界放出型ディス
プレイは、ゲート電極２５が、詳細後述するような方法
を用いて、それぞれ金属薄板を所定の形状に加工したゲ
ートプレート２５ａとゲートスペーサー２５ｂとを貼り
合わせることにより作製されている点で従来例とは異な
り、これ以外の部分は従来例と同様に構成されている。

【００２３】以下、本実施の形態の電界放出型ディスプ
レイに用いたゲート電極２５について詳細に説明する。
ゲート電極２５のゲートプレート２５ａは、図２（ａ）
に図示すように、均一な厚さの金属薄板から形成され
る。ゲートプレート２５ａの材質は４２Ｎｉ−Ｆｅ、４
７Ｎｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ及び５０Ｎｉ−Ｆｅなどの膨張係
数がガラスに近い合金を用いることが好ましく、より好
ましくは４２Ｎｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ合金（４２６合金）を
用いる。またゲートプレート２５ａの厚さは、薄すぎれ
ば、電界放出型ディスプレイ製造時に応力が作用した場
合に変形する恐れがあり、厚すぎれば、ＣＮＴ陰極６か
ら放出された電子が開口部９を通過する際に途中で開口
部９の壁に衝突する頻度が増加して蛍光膜３に到達しに
くくなる結果として画像の輝度が落ちることになる。以
上のことを考慮すると、ゲートプレート２５ａの厚さは
０．０５ｍｍ〜０．1ｍｍであることが好ましく、より
好ましくは０．０５ｍｍとする。

【００２４】ゲート電極２５のゲートスペーサー２５ｂ
は、その厚みがゲート電極の性能を左右することから、
誤差の非常に少ない、均一な厚さの金属板から形成され
ることが望ましいゲートスペーサー２５ｂの材質は４２
Ｎｉ−Ｆｅ、４７Ｎｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ及び５０Ｎｉ−Ｆ
ｅなどの膨張係数がガラスに近い合金を用いることが好
ましく、より好ましくは４２Ｎｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ合金
（４２６合金）を用いる。ゲートスペーサー２５ｂの幅
は、スポット溶接を容易にすることを考慮すれば、２ｍ
ｍ以上であることが好ましいが、単位発光素子の大きさ
に合わせて適宜設定される。ゲートスペーサー２５ｂの
厚さは、ＣＮＴ陰極６とゲート電極５とが短絡しないよ
うに設定されるが、本実施の形態では、０．０３〜０．
０８ｍｍの範囲に設定することが可能であり、この範囲
に設定すれば、２００Ｖ以下の印加電圧で電界放出を起
こさせることができ、低電圧駆動が可能になり、かつ確
実にＣＮＴ陰極６とゲート電極５との間の短絡を防止で
きる。尚、低電圧駆動及びＣＮＴ陰極６とゲート電極５
との間の短絡防止を考慮すれば、ゲートスペーサー２５
ｂの厚さを、０．０５ｍｍに設定することが最も好まし
い。

【００２５】また、ゲートプレート２５ａとゲートスペ
ーサー２５ｂとはさまざまな接着法を用いて接合可能で
あるが、好ましくは精度（接合分部におけるゲートプレ
ート２５ａとゲートスペーサー２５ｂの間隔のばらつ
き）が板厚の±５％以内にできるスポット溶接を用いる
ことが好ましい。このスポット溶接を用いると、たとえ
ばゲートプレート２５ａ及びゲートスペーサー２５ｂに
使用する金属板の厚さが５０μｍであれば±２．５μｍ
の精度が得られる。

【００２６】また、開口部９の形状はどんな形状でもよ
いが、平面上に密に配置できる六角形や、形状が単純な
円形が好ましい。

【００２７】また、冷陰極電子源として本実施の形態で
は、最も好ましい例であるカーボンナノチューブ、すな
わちＣＮＴ陰極を用いたが、本発明はこれに限られるも
のではなく、他にダイヤモンド薄膜、ダイヤモンド状炭
素、アモルファスダイヤモンドなどの種々の炭素系物質
を用いることができる。また、ＣＮＴ陰極はＣＮＴ粉末
混合ペーストを用いる印刷・焼結薄膜、ＣＶＤやＰＶＤ
による真空薄膜作成法で所定の位置に直接成長させた積
層薄膜を用いることができる。さらに、陰極配線には銀
ペーストを用いる印刷薄膜やITOのスパッタ蒸着膜を用
いることが出来る。

【００２８】以上のように構成された実施の形態の電界
放出型ディスプレイは、冷陰極電子源との短絡防止のた
めに形成されているゲート電極の空間において、その空
間高さの誤差は金属板の厚み誤差と金属板接着で生じる
厚さ方向の誤差のみに依存し、それらの各誤差は、金属
板の製板過程及び接合工程で十分に小さくできるので、
従来のエッチング法を用いて作製された一体型ゲート電
極より寸法誤差を小さくすることが可能である。このよ
うに、ゲート電極の寸法誤差を小さくできることから、
誤差を見込んで設定される設計の余裕値を小さくできる
ので、ＣＮＴ陰極６とゲート電極との間の間隔１２を小
さく設定でき、例えば、２００Ｖ以下の低い電圧による
電界放出が可能となる。

【００２９】また、本実施の形態では、ゲート電極２５
を、それぞれ別個に形成したゲートプレート用金属薄板
２０とゲートスペーサー用金属薄板２１とを接合して作
製しているので、ゲートプレート用金属薄板２０として
０．１ｍｍ以下の薄い金属薄板を用いることができる。
これにより、ゲートプレート用金属薄板２０の板厚を薄
くできる分、複数の開口部９を密に形成することが可能
となり、開口部による開孔率を大きくできるので、エミ
ッション電流を大きくでき、発光効率を高くできる。ま
た、本実施の形態によれば、大画面用のパネル用のゲー
ト電極を作製する際においても、冷陰極源とゲート電極
との間の空間高さの誤差を少なくできることから大画面
電界放射型ディスプレイに適している。

【００３０】また、本実施の形態では、ゲートプレート
金属薄板とゲートスペーサー金属薄板との貼り合わせの
ときに生じる厚さ方向の誤差は、ゲート電極の寸法のな
かで最も重要な空間高さの誤差に含まれるため、なるべ
く誤差の生じにくい接合方法の選択が必要であるが、本
実施の形態ではこれらのことを考慮して、スポット溶接
を用いている。すなわち、このスポット溶接は、厚さ方
向の誤差が使用する板厚さの５％と小さくでき、かつミ
リオーダーの小さい金属板であっても容易に溶接できる
ことから、ゲートプレート金属薄板とゲートスペーサー
金属薄板との貼り合わせに最も適した方法である。ま
た、本発明のゲートプレート金属薄板とゲートスペーサ
ー金属薄板とを貼り合わせる場合には、複数の溶接をオ
ートマチックで制御することも可能となるので、空間高
さの精度がよく、かつ作業効率のよい大型の電界放出型
ディスプレイ用のゲート電極を作成するのに最適であ
る。

【００３１】また金属板の厚さによって制限されている
ゲート電極の開口部の位置設計も、本実施の形態では、
厚さの誤差が小さいゲートプレートに開口部をエッチン
グをしているので、すべての部位において開口部の間隔
を小さくかつ最適にできるために、開口率も最適な値に
設定できる。これにより、このゲート電極を組み込んだ
電界放出型ディスプレイは従来のゲート電極を組み込ん
だものより高輝度にできる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明に係る実施例について説明す
る。図４は、ゲート電極２５を製造するプロセスの流れ
を示す平面図である。 （ゲート電極作製）ゲート電極を作製するにあたって
は、まず、板厚０．０５mm、縦８０ｍｍ、横３２ｍｍの
４２６合金からなるゲートプレート用金属薄板２０を準
備し、図４（ａ）に示すように、その金属薄板２０の長
辺方向に沿って幅1ｍｍの平行なスリット２６が４．５
ｍｍ間隔に、スリット間に残存する金属部分の所定位置
（蛍光膜３に対向するように設定された所定の位置）
に、直径１００μｍの複数（５個）の円形開口部９が形
成されるようにエッチングする。尚、本発明において、
開口部の数は５個に限定されるものではない。また、板
厚０．０５mm、縦３６ｍｍ、横８０ｍｍの４２６合金か
らなるゲートスペーサー用金属薄板２１を準備し、図４
（ｂ）に示すように、その金属薄板２１の長辺方向に沿
って幅２．５ｍｍの平行スリット２７を３ｍｍおきに６
本をエッチングで形成する。

【００３３】次に、図４（ｃ）に示すように、ゲートプ
レート用金属薄板２０とゲートスペーサー用金属薄板２
１とを、それぞれのスリット２６、２７が直交する向き
で、ゲートスペーサー用金属薄板２１がそれぞれゲート
プレート用金属薄板２０の隣接する円形開口部９の間に
位置するように重ね合わせ、金属部分が交差する部分２
５ｃを全てスポット溶接することで接合する。そして、
ゲートスペーサー用金属薄板２１のうち、平行スリット
２６に位置しする、ゲートプレート用金属薄板２０と重
なっていない部分２２を切除する。以上のような工程
で、それぞれ開口部９の間にゲートスペーサー２５ｂが
スポット溶接された複数のゲート電極２５がそれぞれ両
端において連結部分２３で連結されたゲートスペーサー
２５ｂ付きゲートプレート用金属薄板２０が作製され
る。

【００３４】（背面パネル２の作製）まず、背面パネル
２において、陰極配線７は、一辺８０ｍｍのガラス製背
面パネル２の面上に、溶剤に樹脂を溶解して調製したビ
ヒクルに低融点ガラス粉末と銀の微粒子を分散混合した
銀印刷ペーストを用いて、幅２ｍｍ、間隔３．５ｍｍの
ストライプ状にスクリーン印刷でパターン形成され、さ
らに大気中５００℃で約３０分焼成して固着される。ま
た、ＣＮＴ陰極６は、陰極配線７上の所定の位置に、ビ
ヒクルにＣＮＴ粉末を分散混合したＣＮＴペーストを用
いて、各陰極配線７上に一定間隔で、一辺２ｍｍの正方
形にパターン形成され、大気中４５０℃で約３０分焼成
して固着される。

【００３５】（ゲート電極アッセンブリー）ゲートスペ
ーサー２５ｂ付きゲートプレート用金属薄板２０は、背
面パネル２と対向配置し固定する。このとき、背面パネ
ル２の陰極配線７を施した面とゲートプレート用金属薄
板２０のゲートプレート２５ｂが接着された面とが対面
し、また陰極配線７のストライプとゲートプレート用金
属薄板２０のスリットとが直交する向きで対向させる。
また、図２（ｄ）に示すように、背面パネル２上のＣＮ
Ｔ陰極６の直上にゲートプレート用金属薄板２０の開口
部９が位置するように位置関係の微調整を行い、ゲート
スペーサー２５ｂと背面パネル２との接点を低融点ガラ
スペーストにて接着する。

【００３６】次に、ゲートスペーサー２５ｂ付きゲート
プレート用金属薄板２０と背面パネル２とを対向配置し
て固定した後、複数のゲート電極２５が連結されたプレ
ート用金属薄板２０の連結部分２３を切除して分離す
る。このようにして、独立で、かつ背面パネルに等間隔
で配置した複数のゲート電極２５が所定の位置に取り付
けられる。

【００３７】（前面パネル作製）前面パネル１の片面に
それぞれ略正方形の３原色の蛍光体（赤色蛍光体３Ｒ、
緑色蛍光体３Ｇ、青色蛍光体３Ｂ）をマトリクス状に配
列することにより蛍光膜３を形成する。３原色の蛍光体
が塗布される位置は、背面パネルと前面パネルが対向配
置された時にＣＮＴ陰極６−ゲート電極開口部９−蛍光
体（このひと揃いを単位発光素子としている）が背面パ
ネル鉛直上に並ぶように設計されている。図１に示すと
おり、前面パネル１の蛍光膜３を形成した面と、背面パ
ネルのゲート電極設置面とが対向するように２枚のパネ
ルを配置し、各々の単位発光素子の構成部品が正しい位
置関係になるように２枚のパネルの位置関係を微調整
し、矩形枠状のスペーサガラス４と、前面パネル１及び
背面パネル２とを低融点ガラスにて気密に封止して真空
室を形成する。以上のようにして、本発明に係る実施の
形態の電界放出型ディスプレイを製造した。

【００３８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の電
界放出型ディスプレイは、使用するゲート電極が、冷陰
極電子源の上方に電子引出し用開口部を有するゲートプ
レートを形成する金属薄板と、ゲートプレートを保持す
るゲートスペーサーを形成する金属薄板とを貼り合わせ
て形成されているので、冷陰極電子源との短絡防止のた
めに形成されているゲート電極の空間において、その空
間高さの誤差は金属板の厚み誤差と金属板接着で生じる
厚さ方向の誤差のみに依存し、それらの各誤差は、金属
板の製板過程及び接合工程で十分に小さくできる。従っ
て、従来のエッチング法を用いて作製された一体型ゲー
ト電極より寸法誤差を小さくすることが可能となり、そ
の結果、ゲート電極の空間設計において、ゲート電極と
冷陰極電子源の短絡防止のために設けられた空間高さの
下限を、誤差の減少分だけさらに小さくできる。

【００３９】また、本発明の電界放出型ディスプレイに
おいて、ゲートプレート金属薄板とゲートスペーサー金
属薄板とをスポット溶接により接合することにより、そ
の溶接による厚さ方向の誤差を使用する金属薄板の板厚
さの５％以下と小さくでき、冷陰極電子源とゲート電極
との間の空間距離のばらつきをより小さくできる。

【００４０】また本発明の電界放出型ディスプレイで
は、従来技術では誤差が大きすぎて実現が難しかった３
０μｍ〜８０μｍの高さを有する空間が、ゲートスペー
サーに厚さ３０μｍ〜８０μｍの金属薄板を用い本発明
に沿ってゲート電極を作成することで容易に実現できる
ので、印加電圧２００Ｖ以下での電界放出が可能とな
る。

【００４１】電界放出型ディスプレイへの応用を目的と
した本発明によるゲート電極は、ゲートプレートとゲー
トスペーサーとをスポット溶接で接合しているので、従
来のゲート電極より寸法誤差が小さい。よってゲート電
極の空間設計において、ゲート電極と冷陰極電子源の短
絡防止のために設けられた空間高さの下限を、誤差の減
少分だけさらに小さくでき、従来では不可能であった２
００Ｖ以下の電圧で電界放出するディスプレイの製造を
可能にする。

【００４２】本発明のゲート電極を製造する方法は、ま
ずゲート電極間の間隔と同幅の細長いスリット及び電子
引出し用開口部をエッチングしゲートプレート用金属薄
板２０とゲートスペーサー間の間隔と同幅の細長いスリ
ットをエッチングで形成したゲートスペーサー用金属薄
板２１とを別途製造し、次いで２枚の金属薄板をスリッ
トが直交するように重ね合わせ、２枚の金属薄板の金属
部分が交差する位置全てでスポット溶接により接合し、
その後に、ゲートスペーサー用金属薄板２１のうちゲー
トプレートと重なっていない部分を切除することで形成
されるゲートスペーサー付ゲートプレート用金属薄板２
０を背面パネルに低融点ガラスにて固定し、最後にゲー
トプレート用金属薄板２０のつながり部分を切除して分
離し、電気的に独立した複数のゲート電極を形成してお
り、この方法で作成したゲート電極は、寸法精度がよ
く、背面パネルへの正確な配置も容易で、また多数のビ
ットが必要な大画面ディスプレイに応用する場合に無理
なくサイズ拡張が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電界放出型ディスプレイの概略断面
図である。

【図２】 （ａ）〜（ｄ）は本発明による電界放出型デ
ィスプレイ用ゲート電極の製造過程を断面で示した図で
ある。

【図３】 本発明による電界放出型ディスプレイ背面板
の上面図である。

【図４】 （ａ）〜（ｄ）は本発明による実施例のゲー
ト電極を作製するステップを示す図である。

【図５】 本発明の実施例で形成される背面パネルの上
面図である。

【図６】 実施例のゲート電極にエッチングで形成され
た開口部の拡大図である。

【図７】 従来の電界放出型ディスプレイの概略断面図
である。

【符号の説明】

１ 前面パネル、 ２ 背面パネル、 ３ 蛍光膜、
３Ｒ 赤色蛍光体、３Ｇ 緑色蛍光体、 ３Ｂ 青色蛍
光体、 ４ スペーサガラス、 ５ ゲート電極、 ６
CNT陰極、 ７ 陰極配線、 ８ アルミバック、
９ 開口部、１０ ゲート電極の空間、 １１ ゲート
電極の空間高さ、 １２ ＣＮＴ陰極とゲート電極との
隙間、 １３ 金属残存部、 １４ 金属残存部の幅、
２０ゲートプレート用金属薄板、 ２１ ゲートスペー
サー用金属薄板、 ２２ゲートスペーサー用金属薄板の
切除部、 ２３ ゲートプレート用金属薄板の切除部、
２５ 貼り合わせゲート電極、 ２５ａ ゲートプレ
ート、 ２５ｂゲートスペーサー、 ２５ｃ ゲートプ
レートとゲートスペーサーの貼り合わせ位置、 ２６
ゲートプレート用金属薄板のスリット、２７ ゲートス
ペーサー用金属薄板のスリット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 修平 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 細野 彰彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 柴山 耕三郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 開 政明 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5C031 DD17 5C036 EE01 EE03 EE14 EF01 EF06 EF09 EG12 EH11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性物質からなる前面パネルと、その
   前面パネルに対向する背面パネルと、上記前面パネルと
   上記背面パネルとの間隔を保持する矩形枠型スペーサー
   ガラスと、上記前面パネルの内面に塗布されたされた蛍
   光膜と、上記背面パネルの内面に形成されている分割型
   の冷陰極電子源と、電子引出し用の開口部を有し上記冷
   陰極電子源を覆って上記背面パネルに配置されている金
   属製のゲート電極とから成る表示装置において、 上記ゲート電極が、上記冷陰極電子源の上方に上記電子
   引出し用開口部を有するゲートプレートを形成する金属
   薄板と、そのゲートプレートを保持するゲートスペーサ
   ーを形成する１以上の金属薄板とを貼り合わせて成るこ
   とを特徴とする電界放出型ディスプレイ。
2. 【請求項２】 上記ゲート電極が、上記ゲートプレート
   を形成する金属薄板と、上記ゲートプレートを保持する
   ゲートスペーサーを形成する金属薄板とをスポット溶接
   で接合して成ることを特徴とする請求項１記載の電界放
   出型ディスプレイ。
3. 【請求項３】 上記冷陰極電子源と上記ゲートプレート
   の間隔が３０μｍ〜８０μｍ厚の金属薄板から形成され
   る上記ゲートスペーサーの厚さにより設定され、印加電
   圧２００Ｖ以下で電界放出可能であることを特徴とす
   る、請求項１記載の電界放出型ディスプレイ。
4. 【請求項４】 電子引出し用の開口部を有し、冷陰極電
   子源を覆って背面パネルに配置されている金属製のゲー
   ト電極を有する電界放出型ディスプレイ用のゲート電極
   であって、 該ゲート電極は、ゲートプレートを形成する金属薄板
   と、ゲートプレートを保持するゲートスペーサーを形成
   する金属薄板とをスポット溶接で接合して成ることを特
   徴とするゲート電極。
5. 【請求項５】 ゲート電極間の間隔と同幅の細長いスリ
   ット及び電子引出し用開口部をエッチングしゲートプレ
   ート用金属薄板を製造する一方、ゲートスペーサー間の
   間隔と同幅の細長いスリットをエッチングで形成したゲ
   ートスペーサー用金属薄板を製造し、２枚の金属薄板を
   そのスリットが直交するように重ね合わせ前記２枚の金
   属薄板の金属部分が交差する位置全てでスポット溶接に
   より接合し、ゲートスペーサー用金属薄板の非重なり部
   分を切除し、ゲートスペーサー付ゲートプレート用金属
   薄板を背面パネルに固定したのちにゲートプレート用金
   属薄板のつながり部分を切除して分離形成することを特
   徴とするゲート電極の製造方法。