JP2003308797A - ゲート電極構造体および電極構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電界放出型電子源を有する陰極の電子放出を
制御するゲート電極構造体において、ゲート電極駆動電
圧の低電圧化を可能とする。また、位置ずれの恐れのな
い組立ての容易なゲート電極構造体を提供する。 【解決手段】 本発明のゲート電極構造体１２０は、厚
膜絶縁体からなる絶縁支持体１２１と、この絶縁支持体
１２１に固着された帯状のゲート電極１２２とから構成
され、絶縁支持体１２１は、板状のスペーサー部１２４
と、スペーサー部１２４の一面側にゲート電極１２２を
囲むように垂設された補強壁１２５と、スペーサー部１
２４の他面側に所定ピッチでマトリクス状に垂設された
柱状の突起部１２６とからなり、スペーサー部１２４が
陰極１１０上に載置され、突起部１２６が陰極１１０の
貫通孔１１３に挿入されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電界放出型電子
源を有する陰極の電子放出を制御するゲート電極構造体
および電極構造体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＦＥＤ（Field Emission Displa
y）や平型蛍光表示管のような、陰極となる電子放出源
から放出された電子を対向電極に形成された蛍光体から
なる発光部に衝突させて発光させるフラットパネル（平
面）ディスプレイにおいて、電子放出源にカーボンナノ
チューブなどのナノチューブ状繊維を用いたものがいろ
いろと提案されている。このようなナノチューブ状繊維
を電子放出源とする平面ディスプレイの１つとして、ナ
ノチューブ状繊維が形成された陰極上に電子通過孔を有
する絶縁基板を配置し、この陰極の電子放出を制御する
ゲート電極を絶縁基板上に配置したものが提案されてい
る。

【０００３】図７は、従来のこの種の平面ディスプレイ
の一例を示す部分分解斜視図である。この平面ディスプ
レイは、図７に示すように、ガラス基板７０１の一方の
面に複数の基板リブ７０２が互いに平行に所定間隔で垂
設されており、ガラス基板７０１面の基板リブ７０２に
挟まれた領域に陰極７１０が基板リブ７０２と同じ高さ
で帯状に配置されている。この陰極７１０は、矩形状の
貫通孔を有する帯状の金属薄板からなる陰極導体７１１
と陰極導体７１１の表面に固着したナノチューブ状繊維
からなる電子放出源７１２とから構成されている。

【０００４】また、ガラス基板７０１に対向して配置さ
れる透明なフロントガラス７０３のガラス基板７０１に
対向する面には、基板リブ７０２および陰極７１０と直
交する方向に所定間隔で複数の前面リブ７０４が垂設さ
れている。フロントガラス７０３の前面リブ７０４に挟
まれた領域には蛍光体膜７０５Ｂ，７０５Ｇ，７０５Ｒ
が帯状に配置されており、これらの蛍光体膜のガラス基
板７０１に対向する面には陽極となるメタルバック膜７
０６が形成されている。

【０００５】ガラス基板７０１とフロントガラス７０３
は、枠状のスペーサガラス（図示せず）を介して対向配
置され、低融点のフリットガラスでそれぞれスペーサガ
ラスに接着されて外囲器を構成しており、外囲器内は１
０^-5Ｐａ台の真空度に保持されている。また、ガラス基
板７０１上の基板リブ７０２とフロントガラス７０３の
前面リブ７０４とに挟まれて絶縁基板７２１が設けられ
ており、絶縁基板７２１のフロントガラス７０３と対向
する面に蛍光体膜７０５Ｂ，７０５Ｇ，７０５Ｒと１対
１に対応した帯状のゲート電極７２２が形成されてい
る。ゲート電極７２２の陰極７１０と交差する領域に
は、絶縁基板７２１と連通する電子通過孔７２３が設け
られている。

【０００６】この平面ディスプレイは、ゲート電極７２
２と陰極７１０の間に、ゲート電極７２２側が正の電位
となるように所定の電位差を設けることにより、陰極７
１０のゲート電極７２２と交差した領域の電子放出源７
１２から電子が引き出され、電子通過孔７２３から放出
される。このため、メタルバック膜７０６に正電圧（加
速電圧）が印加されていると、電子通過孔７２３から放
出された電子がメタルバック膜７０６に向かって加速さ
れ、さらにメタルバック膜７０６を透過して蛍光体膜７
０５Ｂ，７０５Ｇ，７０５Ｒに衝突して発光させる。

【０００７】よって、例えば、ゲート電極７２２を行方
向に所定数設け、陰極７１０を列方向に所定数設けた構
成とした場合において、メタルバック膜７０６に正電圧
（加速電圧）を印加した状態で、アクティブ行のゲート
電極７２２に所定の正電圧を印加しておき、アクティブ
行の発光させる画素に対応する列の陰極７１０に対して
所定の負電圧を印加するという動作を１行目から所定行
目のゲート電極７２２まで順次行うことにより、ドット
マトリクス表示をさせることができる。

【０００８】この平面ディスプレイは、ゲート電極７２
２が絶縁基板７２１上に形成されているため、メッシュ
状の金属薄板で構成したゲート電極を基板リブで支持す
る構造の平面ディスプレイで問題となった、表示画面の
大型化に伴うゲート電極の長尺化により発生する、膨張
による寸法変化や振動現象が防止され、精細な表示が得
られる効果を有する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た平面ディスプレイでは、絶縁基板７２１上にゲート電
極７２２を形成しているため、絶縁基板７２１の厚さが
陰極７１０とゲート電極７２２の電極間隔となるので、
電極間隔が絶縁基板７２１の製造可能な厚さに制限され
ていた。このため、ゲート電極７２２の駆動電圧の低電
圧化が困難であり、駆動回路や周辺部材に高耐電圧が要
求されるため、製造コストが高くなるという問題があっ
た。また、組立工程において、ゲート電極７２２が形成
された絶縁基板７２１を精確に位置を合わせて基板リブ
７０２上に載置するのが困難であり、組立て中に位置ず
れする恐れもあった。本発明は、前述した課題を解決す
るためになされたものであり、電界放出型電子源を有す
る陰極の電子放出を制御するゲート電極構造体におい
て、ゲート電極駆動電圧の低電圧化を可能とすることを
目的とする。また、位置ずれの恐れのない組立ての容易
なゲート電極構造体を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明にかかるゲート電極構造体は、表面に開
口を有するとともに電界放出型電子源が形成された陰極
の上に配置され陰極の電子放出を制御するゲート電極構
造体であって、電子通過孔を有する電極と、電子通過孔
と連通する貫通孔を有し電極を陰極から所定距離に離間
させて支持するスペーサーと、スペーサーの陰極側に垂
設され陰極の開口に挿入される複数の突起部と、スペー
サーの陰極と反対側の面に垂設された補強壁とを有する
ことによって特徴づけられる。

【００１１】本発明にかかるゲート電極構造体は、ゲー
ト電極を支持するスペーサーに厚膜印刷などで形成する
厚膜絶縁体を用いるので、従来のガラスやセラミックな
どを用いた絶縁基板に比べて厚さを薄くすることがで
き、ゲート電極と陰極の間の距離を狭めることができ
る。また、スペーサーの陰極と反対側の面に補強壁を設
けたので、スペーサーを薄くしても反りなどの変形の発
生が抑制される。さらに、スペーサーの陰極側に陰極の
開口部に対応した複数の突起部を有するので、これらの
突起部を陰極の開口部に挿入することで、位置決めが容
易になるとともに位置ずれの発生を防止できる。このゲ
ート電極構造体において、突起部は陰極の開口形状より
もわずかに小さい平面形状で陰極の開口間隔の整数倍の
ピッチで配置される。

【００１２】このゲート電極構造体の一構成例は、複数
の電子通過孔が１つの貫通孔と連通している。このた
め、画素に対応する陰極の領域に印加される電界分布が
より均一化される。また、ゲート電極構造体の別の構成
例は、電極が平面視帯状に形成され、互いに平行に所定
間隔で複数配置されており、スペーサーの貫通孔がマト
リクス状に配置されている。これにより、平面ディスプ
レイに適用してドットマトリクス表示を行わせることが
可能となる。

【００１３】本発明にかかる電極構造体の製造方法は、
基板上に所定の焼成温度よりも高い融点を有する粒子が
焼成温度で焼失する樹脂で結合されてなる第１の離形層
を形成する工程と、第１の離形層上に焼成温度で焼結す
る絶縁体粒子が焼成温度で焼失する樹脂で結合されてな
る突起層を柱状に複数形成する工程と、第１の離形層上
に焼成温度よりも高い融点を有する粒子が焼成温度で焼
失する樹脂で結合されてなる第２の離形層を突起層と同
じ高さで突起層との間にすきまを設けずに形成する工程
と、第２の離形層上に焼成温度よりも高い融点を有する
粒子が焼成温度で焼失する樹脂で結合されてなる第３の
離形層を所定形状に形成する工程と、第２の離形層上に
焼成温度で焼結する絶縁体粒子が焼成温度で焼失する樹
脂で結合されてなるスペーサー層を第３の離形層と同じ
高さで第３の離形層との間にすきまを設けずに形成する
工程と、焼成温度で焼結する導電性粒子が焼成温度で焼
失する樹脂で結合されてなる電極層をスペーサー層と第
３の離形層の上に電子通過孔を含む所定形状で形成する
工程と、焼成温度で焼結する絶縁体粒子が焼成温度で焼
失する樹脂で結合されてなる補強層をスペーサー層と電
極層の表面の少なくともスペーサー層の表面上に所定形
状で形成する工程と、これらの各層が形成された基板を
焼成温度に加熱する工程とからなることによって特徴づ
けられる。

【００１４】また、本発明にかかる電極構造体の別の製
造方法は、基板上に所定の焼成温度よりも高い融点を有
する粒子が焼成温度で焼失する樹脂で結合されてなる第
１の離形層を形成する工程と、第１の離形層上に焼成温
度よりも高い融点を有する粒子が焼成温度で焼失する樹
脂で結合されてなる第２の離形層を所定形状に形成する
工程と、第１の離形層上に焼成温度で焼結する絶縁体粒
子が焼成温度で焼失する樹脂で結合されてなる補強層を
第２の離形層と同じ高さで第２の離形層との間にすきま
を設けずに形成する工程と、焼成温度で焼結する導電性
粒子が焼成温度で焼失する樹脂で結合されてなる電極層
を補強層と第２の離形層の上に電子通過孔を含む所定形
状に形成する工程と、焼成温度で焼結する絶縁体粒子が
焼成温度で焼失する樹脂で結合されてなるスペーサー層
を電極層の一部と補強層と第２の離形層の上に所定形状
に形成する工程と、スペーサー層上に焼成温度で焼結す
る絶縁体粒子が焼成温度で焼失する樹脂で結合されてな
る突起層を柱状に複数形成する工程と、これらの各層が
形成された基板を焼成温度に加熱する工程とからなるこ
とによって特徴づけられる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に図を用いて本発明の実施の
形態を説明する。まず、本発明の第１の実施の形態にか
かるゲート電極構造体について、このゲート電極構造体
を備えた平面ディスプレイを例に説明する。この実施の
形態にかかるゲート電極構造体を備えた平面ディスプレ
イは、平面視略矩形のガラス基板と、このガラス基板に
対向配置される平面視略矩形の透明なフロントガラス
と、これらの周縁部に配置された枠状のスペーサガラス
とからなる外囲器を有する。

【００１６】この場合、ガラス基板とフロントガラス
は、周縁部において枠状のスペーサガラスを介して対向
配置され、低融点のフリットガラスでそれぞれスペーサ
ガラスに接着されて外囲器を構成しており、外囲器は１
０^-5Ｐａ台の真空度に保持されている。ここで、外囲器
を構成するガラス基板、フロントガラス及びスペーサガ
ラスは、低アルカリソーダガラスを用いており、ガラス
基板とフロントガラスは厚さ１〜２ｍｍの板ガラスを使
用している。

【００１７】図１は、本発明の第１の実施の形態にかか
るゲート電極構造体を備えた平面ディスプレイの画素構
成を示す部分分解斜視図である。図１において、ガラス
基板１０１とフロントガラス１０３は前述した外囲器の
一部を構成しており、ガラス基板１０１とフロントガラ
ス１０３に挟まれた空間は外囲器の内部である。ここ
で、ガラス基板１０１の外囲器内の表面には、複数の基
板リブ１０２が互いに平行に所定間隔で垂設されてお
り、これらの基板リブ１０２に挟まれた領域に基板リブ
１０２を超えない高さを有する帯状の陰極１１０が配置
されている。これらの陰極１１０には所定ピッチで貫通
孔１１３が形成されている。

【００１８】また、フロントガラス１０３のガラス基板
１０１に対向する面には、基板リブ１０２と対向して複
数の前面リブ１０４が垂設されており、これら前面リブ
１０４に挟まれた領域には赤色発光蛍光体膜１０５Ｒと
緑色発光蛍光体膜１０５Ｇと青色発光蛍光体膜１０５Ｂ
とがこの順番で所定数配置されている。これら蛍光体膜
１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂのガラス基板１０１に対
向する面には陽極となるメタルバック膜１０６が形成さ
れている。

【００１９】このように構成された外囲器の内部に、こ
の実施の形態にかかるゲート電極構造体１２０が配置さ
れている。図２は、この実施の形態にかかるゲート電極
構造体の構造を示す部分斜視図である。なお、図１と図
２では斜視の方向が異なる。図１のゲート電極構造体１
２０は、フロントガラス１０３側から見た斜視図であ
り、図２のゲート電極構造体１２０は、ガラス基板１０
１側から見た斜視図である。

【００２０】図１と図２に示すように、このゲート電極
構造体１２０は平面視略矩形の絶縁支持体１２１とこの
絶縁支持体１２１に固着された帯状のゲート電極１２２
とから構成されており、ゲート電極１２２は絶縁支持体
１２１の一面側に一定間隔で平行配置されている。絶縁
支持体１２１は、板状のスペーサー部１２４と、スペー
サー部１２４の一面側にゲート電極１２２を囲むように
垂設された補強壁１２５と、スペーサー部１２４の他面
側に所定ピッチでマトリクス状に垂設された柱状の突起
部１２６とから構成されている。

【００２１】スペーサー部１２４のゲート電極１２２が
配置された領域には、電子を通過させるための平面視略
矩形の貫通孔が所定間隔で設けられており、この貫通孔
が設けられた領域のゲート電極１２２には貫通孔と連通
する少なくとも１つの電子通過孔１２３が設けられてい
る。この実施の形態では、貫通孔に連通するゲート電極
１２２の電子通過孔１２３は平面視略円形で、１つの貫
通孔に対し４つの電子通過孔１２３が設けられている。
補強壁１２５には前面リブ１０４がゲート電極１２２を
押し付けるようにするために前面リブ１０４をはめ込む
切り欠きが設けられている。

【００２２】このゲート電極構造体１２０は、図１と図
３に示すように、ゲート電極１２２の長さ方向と基板リ
ブ１０２の長さ方向とを直交させた状態でスペーサー部
１２４の他面側を基板リブ１０２と陰極１１０に載置す
るとともに、陰極１１０の貫通孔１１３に突起部１２６
を挿入している。また、補強壁１２５の切り欠きには、
前面リブ１０４がはめ込まれており、前面リブ１０４の
端面がゲート電極１２２に接している。これにより、ス
ペーサー部１２４とゲート電極１２２が基板リブ１０２
と前面リブ１０４に挟まれて固定される。また、図３に
示すように、ゲート電極構造体１２０の一端部にはスペ
ーサー部１２４とゲート電極１２２を連通するスルーホ
ールが設けられており、このスルーホールに充填された
導電体１２８を介してゲート電極１２２と外囲器を貫通
するゲート電極リード１２７が接続されている。

【００２３】ここで、スペーサー部１２４は低融点フリ
ットガラスを含む絶縁ペーストを焼成し生成した厚さ３
０μｍのガラス薄板で構成され、ゲート電極１２２は銀
などの金属又はカーボンを導電材料として含んだ導電性
ペーストを焼成し生成した厚さ１０μｍの導電膜で構成
されている。また、補強壁１２５はスペーサー部１２４
と同様の材料からなり、５０μｍ程度の高さに形成され
ている。突起部１２６は、スペーサー部１２４と同様の
材料からなる円柱状であり、陰極１１０の開口部１１３
の開口径よりわずかに小さい外径と、陰極１１０の高さ
よりわずかに低い高さを有する。なお、スペーサー部１
２４の厚さは３０μｍに限られるものではなく、駆動電
圧や輝度の要求に応じて２０〜５０μｍの範囲で変更し
てよい。また、ゲート電極１２２の厚さは３〜１０μｍ
の範囲で変更してよい。

【００２４】このように構成したので、スペーサー部１
２４はゲート電極１２２を陰極１１０から一定の距離に
保持する機能を有し、ゲート電極１２２は陰極１１０の
電子放出源１１２から選択的に電子を引き出す電子引出
電極の機能を有する。また、補強壁１２５はスペーサー
部１２４の薄型化に伴うゲート電極構造体１２０の反り
を抑制する機能を有し、突起部１２６は平面ディスプレ
イの組立工程におけるゲート電極構造体１２０の位置決
めを容易にする機能や位置ずれを防止する機能を有す
る。

【００２５】基板リブ１０２は矩形断面の絶縁体で構成
されており、ゲート電極構造体１２０を支持する機能と
陰極１１０間を絶縁する機能とを有する。この基板リブ
１０２は、ガラス基板１０１上に所定パターンで低融点
フリットガラスを含む絶縁ペーストを繰り返しスクリー
ン印刷して所定の高さにした後、焼成して形成する。こ
こでは、基板リブ１０２のガラス基板１０１面からの高
さが陰極１１０と同じ高さとなるようにする。

【００２６】陰極１１０は、平面視略円状の貫通孔を多
数有する帯状の陰極導体１１１と、陰極導体１１１の表
面に被着した電子放出源１１２となるナノチューブ状繊
維の被膜とから構成されている。また、この陰極１１０
は外囲器を貫通して外部へ突出しており、外部から陰極
電圧を供給する陰極用リードを兼ねている。ここで、陰
極導体１１１は、鉄又は鉄を含む合金からなる帯状の金
属板であり、平面視略円状の貫通孔が所定のピッチで設
けられている。なお、貫通孔の開口部の形状は略円状に
限られるものではなく、被膜の分布が均一となり、かつ
ゲート電極構造体１２０の突起部１２６が挿入可能であ
ればどのような形状でもよい。また、ゲート電極構造体
１２０の突起部１２６が挿入される貫通孔のみ突起部１
２６の形状に合わせるようにしてもよい。

【００２７】電子放出源１１２となるナノチューブ状繊
維は、太さが０．５〜１００ｎｍ程度で、長さが１μｍ
以上１００μｍ未満程度の炭素で構成された物質であ
り、グラファイトの単層が円筒状に閉じ、かつ円筒の先
端部に五員環が形成された単層構造のカーボンナノチュ
ーブや、複数のグラファイトの層が入れ子構造的に積層
し、それぞれのグラファイト層が円筒状に閉じた同軸多
層構造のカーボンナノチューブであってもよいし、構造
が乱れて欠陥をもつ中空のグラファイトチューブやチュ
ーブ内に炭素が詰まったグラファイトチューブでもよ
い。また、これらが混在したものであってもよい。

【００２８】このナノチューブ状繊維は、多数の貫通孔
を有しナノチューブ状繊維の生成核となる元素を含む板
状金属部材を反応容器に入れて真空に排気した後、メタ
ンガスと水素ガスあるいは一酸化炭素ガスと水素ガスを
所定の比率で導入して１気圧に保ち、赤外線ランプで板
状金属部材を所定時間加熱することにより、板状金属部
材の表面に多数生成される。このナノチューブ状繊維
は、一端が板状金属部材の表面に結合するとともに、カ
ールしたり互いに絡み合ったりして板状金属部材を覆
い、綿状の被膜を形成する。

【００２９】この実施の形態では、板状金属部材に上述
したＣＶＤ法で多数のナノチューブ状繊維からなる被膜
を形成して面状の電子放出源としたが、面状の電子放出
源の形成方法はこれに限られるものではない。例えば、
ゲート電極構造体１２０の突起部１２６用挿入孔を設け
た板状金属部材に電気泳動法を用いてナノチューブ状繊
維を付着させて形成してもよい。また、スプレーコーテ
ィング法を用いてもよい。これらの方法によっても電子
放出源となるナノチューブ状繊維が多数集まって構成さ
れた面状電子源を有する陰極１１０を形成することがで
きる。

【００３０】前面リブ１０４は、矩形断面の絶縁体で構
成されており、フロントガラス１０３を支持するととも
にゲート電極構造体１２０を固定する機能と陽極間を絶
縁する機能とを有する。この前面リブ１０４は、フロン
トガラス１０３上に所定パターンで低融点フリットガラ
スを含む絶縁ペーストを繰り返しスクリーン印刷して所
定の高さにした後、焼成して形成する。

【００３１】赤色発光蛍光体膜１０５Ｒと緑色発光蛍光
体膜１０５Ｇと青色発光蛍光体膜１０５Ｂは、電子衝撃
によりそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を発光す
る蛍光体膜である。これらの蛍光体膜にはブラウン管等
で一般的に使用されている、４〜１０ＫＶの高電圧で加
速した電子を衝突させることで発光する周知の酸化物蛍
光体や硫化物蛍光体を用いることができる。これらの蛍
光体膜は、フロントガラス１０３の内面に各色の蛍光体
ペーストを陰極１１０と１対１に対応するようにストラ
イプ状にスクリーン印刷した後、焼成して形成する。な
お、ここでは、カラー表示用に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の三原色を発光するため３種類の蛍光体膜を用い
たが、これに限られるものではなく、モノクロ表示用に
１種類の蛍光体膜を用いるようにしてもよい。

【００３２】メタルバック膜１０６は、外囲器を貫通す
る１つの陽極用リード（図示せず）に接続された厚さ
０．１μｍ程度のアルミニウム薄膜から構成されてお
り、外部から陽極電圧を印加することにより陰極１１０
から放出された電子を加速させて蛍光体膜１０５Ｒ，１
０５Ｇ，１０５Ｂに衝突させる機能を有する。この場
合、メタルバック膜１０６は、周知の蒸着法を用いて蛍
光体膜の表面に形成される。

【００３３】この平面ディスプレイは、このように構成
したので、陰極１１０とゲート電極１２２との間に、ゲ
ート電極１２２側が正の電位となるように所定の電位差
を設けることにより、陰極１１０とゲート電極１２２が
交差した領域にある電子放出源１１１のナノチューブ状
繊維から電子が引き出され、電子通過孔１２３から放出
される。このため、メタルバック膜１０６に正電圧（加
速電圧）が印加されていると、電子通過孔１２３から放
出された電子がメタルバック膜１０６に向かって加速さ
れ、さらにメタルバック膜１０６を透過して蛍光体膜１
０５Ｂ，１０５Ｇ，１０５Ｒに衝突して発光させる。

【００３４】よって、例えば、ゲート電極１２２を行方
向に所定数設け、陰極１１０を列方向に所定数設けて、
メタルバック膜１０６に正電圧（加速電圧）を印加した
状態で、１行目のゲート電極１２２に所定の正電圧を印
加しておいて、陰極１１０に１列目から所定列目まで発
光させるアドレスで所定の負電圧が印加されるように順
次走査し、これを１行目から所定行目のゲート電極１２
２まで行うことにより、ドットマトリクス表示すること
ができる。この場合、電圧を印加しない陰極１１０とゲ
ート電極１２２は０Ｖにしておくか、ゲート電極１２２
に陰極１１０に対して数Ｖ程度の負のバイアス電圧を印
加して表示アドレス以外の領域より電子が放出されない
ようにしておく。

【００３５】次に、この実施の形態にかかるゲート電極
構造体を製造する工程を例に電極構造体の製造方法を説
明する。図４は、第１の実施の形態にかかるゲート電極
構造体の製造方法を示す説明図である。最初に、図４
（ａ）に示すように、平坦な基板４０１上に第１離形層
４０２を形成する。基板４０１は、後述する加熱処理の
際にほとんど変形や変質が生じない材料であればよく、
例えば、ソーダライムガラスなどからなるガラス基板を
用いる。ここで、基板４０１の厚さは３ｍｍ程度であ
り、外形寸法は第１離形層４０２よりも十分に大きい値
とする。第１離形層４０２は平面視矩形で厚さが５〜５
０μｍ程度となるように形成する。

【００３６】第１離形層４０２は、高融点粒子と樹脂を
ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）などの有機溶
剤中に分散させた無機材料ペーストを基板４０１上にス
クリーン印刷し、室温で乾燥させることにより形成する
ことができる。ここで、高融点粒子には、例えば、平均
粒径が０．５〜３μｍ程度の高軟化点フリットガラス
と、平均粒径が０．０１〜５μｍ程度のアルミナやジル
コニアなどのセラミック・フィラーとを混合したものを
用いる。高軟化点フリットガラスは、例えば５５０℃以
上の軟化点を有するものであり、これを混合した高融点
粒子の軟化点は５５０℃以上である。樹脂には、例えば
３５０℃程度で焼失するエチルセルロース系樹脂を用い
る。なお、第１離形層４０２の形成には、スクリーン印
刷に代えてコータによる塗布やフィルム・ラミネートの
貼り付けを用いることもできる。

【００３７】次に、図４（ｂ）に示すように、第１離形
層４０２上に所定ピッチでマトリクス状に柱状の突起層
４０３を形成する。この突起層４０３は、ゲート電極構
造体１２０を陰極１１０上へ配置するときの位置決め用
として陰極１１０の貫通孔１１３に挿入する突起部１２
６を生成するために形成する。このため、この突起層４
０３は焼成後に陰極１１０の貫通孔１１３に挿入可能な
形状と寸法になるように形成する。また、配置のピッチ
は、例えば陰極１１０の貫通孔１１３間の距離の整数倍
とする。なお、突起部１２６の数はゲート電極構造体１
２０の大きさに応じて変えるようにしてもよく、最低限
２つあればよい。

【００３８】突起層４０３は、絶縁体材料粉末と低融点
フリットガラスと樹脂とを有機溶剤中に分散させた絶縁
ペーストを第１離形層４０２上に所定パターンでスクリ
ーン印刷することにより形成することができる。ここ
で、絶縁体材料粉末には、例えば、アルミナやジルコニ
アなどの絶縁体材料の粉末を用いる。低融点フリットガ
ラスには、例えば３００〜４００℃程度で溶融するＰｂ
Ｏ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＯ₂系材料などを
用いる。樹脂には、例えば３５０℃程度で焼失するエチ
ルセルロース系樹脂を用いる。有機溶剤には、例えばブ
チルカルビトールアセテートなどを用いる。

【００３９】次に、図４（ｃ）に示すように、第１離形
層４０２上に第２離形層４０４を形成する。第２離形層
４０４は、先に第１離形層４０２上に形成した突起層４
０３と合わせてスペーサー部１２４を形成するための平
坦な表面を得るために形成する。このため、第２離形層
４０４は突起層４０３のパターンを反転したパターン形
状とし、突起層４０３との間にすきまが生じないように
するとともに、突起層４０３と同じ厚さとなるように形
成する。

【００４０】第２離形層４０４の形成にはスクリーン印
刷法を用いることができる。この場合、第２離形層４０
４は、前述した第１離形層４０２の形成に用いたものと
同じ無機材料ペーストを第１離形層４０２上に所定のパ
ターンで印刷し、室温で乾燥させることにより形成す
る。１回の印刷で必要な厚さが得られない場合は、所定
の厚さとなるように突起層４０３の形成工程と第２離形
層４０４の形成工程を繰り返し行う。第２離形層４０４
の形成では、突起層４０３と第２離形層４０４の間にす
きまが生じず、かつ平坦な表面が得られるように、前も
って無機材料ペーストの粘度や高融点粒子の粒径などを
調整しておくとよい。なお、ここでは突起層４０３を先
に形成したが、突起層４０３の形成工程と第２離形層４
０４の形成工程は、順番を逆にしてもよい。

【００４１】次に、図４（ｄ）に示すように、第２離形
層４０４上に所定パターンの第３離形層４０５を形成す
る。第３離形層４０５は、後述するスペーサー層と合わ
せて電極層を形成するための平坦な表面を得るために、
第２離形層４０４上のスペーサー層が形成されないスペ
ーサー部１２４の貫通孔やスルーホールなどになる領域
に形成する。このため、第３離形層４０５は後述するス
ペーサー層のパターンを反転したパターン形状で、かつ
スペーサー層と同じ厚さとなるように形成する。第３離
形層４０５の形成にはスクリーン印刷法を用いることが
できる。この場合、第３離形層４０５は、前述した第１
離形層４０２の形成に用いたものと同じ無機材料ペース
トを第２離形層４０４上に所定のパターンで印刷し、室
温で乾燥させることにより形成する。

【００４２】次に、図４（ｅ）に示すように、突起層４
０３と第２離形層４０４の上にスペーサー部１２４とな
る所定パターンのスペーサー層４０６を形成する。この
場合、スペーサー層４０６は、電子を通過させる平面視
矩形の貫通孔をマトリクス状に設けるために平面視格子
状のパターン形状を有し、先に第２離形層４０４上に形
成した第３離形層４０５と合わせてゲート電極１２２を
形成するための平坦な表面を形成する。

【００４３】また、スペーサー部１２４の厚さが陰極１
１０とゲート電極１２２の間の距離となるので、焼成後
に陰極１１０とゲート電極１２２の間の距離として設定
された厚さとなるようにスペーサー層４０６を形成す
る。ここでは、焼成後の厚さが３０μｍ程度となるよう
にスペーサー層４０６を形成する。さらに、スペーサー
層４０６には後述する電極層の一端部と接する部分に、
電極層の電極リード接続用のスルーホール（図示せず）
と連通する貫通孔（図示せず）を設ける。

【００４４】このスペーサー層４０６の形成にはスクリ
ーン印刷法を用いることができる。この場合、スペーサ
ー層４０６は、前述した突起層４０３の形成に用いたも
のと同じ絶縁ペーストを突起層４０３と第２離形層４０
４の上に所定のパターンで印刷することにより形成す
る。スペーサー層４０６の形成では、第３離形層４０５
とスペーサー層４０６の間にすきまが生じず、かつ平坦
な表面が得られるように、前もって絶縁ペーストの粘度
や絶縁体材料粉末の粒径などを調整しておくとよい。な
お、ここでは第３離形層４０５を先に形成したが、第３
離形層４０５の形成工程とスペーサー層４０６の形成工
程は、順番を逆にしてもよい。また、１回の印刷で必要
な厚さが得られない場合は、所定の厚さとなるように第
３離形層４０５の形成工程とスペーサー層４０６の形成
工程を繰り返し行う。

【００４５】次に、図４（ｆ）に示すように、第３離形
層４０５とスペーサー層４０６の上にゲート電極１２２
となる所定パターンの電極層４０７を形成する。この場
合、電極層４０７はストライプ状であり、ゲート電極１
２２の電子通過孔１２３がスペーサー部１２４の貫通孔
と対応するように第３離形層４０５上に所定ピッチで電
子通過孔１２３となる貫通孔を配置する。また、電極層
４０７は、焼成後の厚さが３〜１０μｍ程度となるよう
に形成する。

【００４６】ここで、電子通過孔１２３の数は、スペー
サー部１２４の１つの貫通孔あたり１つでもよいし、所
定パターンで配置された複数でもよい。複数とした場合
は、画素内の電子分布の均一性が向上するので、発光ド
ット内の輝度ばらつきを抑制する効果も得られる。この
実施の形態では電子通過孔１２３の平面形状を略円形で
示したがこれに限られるものではなく、従来用いられた
さまざまな平面形状が適用可能である。

【００４７】電極層４０７は、導電材料粉末と低融点フ
リットガラスと樹脂とを有機溶剤中に分散させた導電性
ペーストを第３離形層４０５とスペーサー層４０６の上
に電子通過孔を含む所定パターンでスクリーン印刷する
ことにより形成することができる。ここで、導電材料粉
末には、例えば、銀などの金属又はカーボンの粉末を用
いる。この場合、銀などの金属又はカーボンの粉末や低
融点フリットガラスの粒径は、それぞれ１μｍ程度とす
る。低融点フリットガラス、樹脂及び有機溶剤は、絶縁
ペーストと同様の材料を用いる。

【００４８】次に、図４（ｇ）に示すように、スペーサ
ー層４０６の上に補強部１２５となる所定形状の補強層
４０９を形成する。この場合、補強層４０６は前面リブ
１０４がゲート電極１２２に接することのできる切り欠
きを有し、電極層４０７を囲むように形成する。また、
この補強層４０９は、矩形断面で焼成後の厚さが５０μ
ｍ程度となるように形成する。この補強層４０９の形成
にはスクリーン印刷法を用いることができる。この場
合、補強層４０９は、前述した突起層４０３の形成に用
いたものと同じ絶縁ペーストをスペーサー層４０６の上
に所定のパターンで印刷することにより形成する。ま
た、１回の印刷で必要な厚さが得られない場合は、所定
の厚さとなるように補強層４０９の形成工程を繰り返し
行う。

【００４９】次に、補強層４０９まで形成した基板４０
１を所定温度で乾燥させ、溶剤を除去した後、焼成炉に
入れて所定の焼成温度に加熱する。ここで、焼成温度
は、用いた絶縁ペーストや導電性ペースト、および無機
材料ペーストの種類により異なるが、無機材料ペースト
の高融点粒子が焼結する温度より低く、かつ絶縁ペース
トや導電性ペーストが焼結する温度以上であればよい。
このような焼成温度は、４００〜７００℃程度であり、
ここでは焼成温度を例えば５５０℃に設定する。

【００５０】これにより、図４（ｈ）に示すように、突
起層４０３とスペーサー層４０６と電極層４０７と補強
層４０９とが焼結され、突起層４０３とスペーサー層４
０６と補強層４０９とが一体化して絶縁支持体１２１が
形成されるとともに、電極層４０７が絶縁支持体１２１
に固着してゲート電極１２２が形成され、ゲート電極構
造体１２０となる。また、第１離形層４０２と第２離形
層４０３と第３離形層４０５は、樹脂が焼失し高融点粒
子が焼結せずに残るため、高融点粒子からなる粒子層４
１０に変化する。この粒子層４１０は、単に高融点粒子
が積み重なっただけの層であり、基板４０１とゲート電
極構造体１２０とを結合させる能力を失っている。この
結果、図４（ｉ）に示すように、薬品や装置を用いるこ
となく基板４０１からゲート電極構造体１２０を容易に
剥離することができる。

【００５１】次に、この実施の形態にかかるゲート電極
構造体を備えた平面ディスプレイの製造方法について図
１と図３を参照して説明する。まず、前述した方法で基
板リブ１０２を形成したガラス基板１０１上に、陰極導
体１１１の表面に電子放出源１１２となるナノチューブ
状繊維からなる被膜を形成した陰極１１０を載置する。
このとき、陰極１１０はガラス基板１０１上の基板リブ
１０２に挟まれた領域に配置する。

【００５２】次に、ガラス基板１０１上の陰極１１０の
長さ方向と直交する方向の周縁部にゲート電極リード１
２７と陽極リード（図示せず）を配置した後、ガラス基
板１０１の周縁部に枠状のスペーサガラス（図示せず）
を配置する。さらに、前述の方法で形成したゲート電極
構造体１２０をゲート電極１２２の露出面がフロントガ
ラス１０３に対向するとともに、ゲート電極１２２の長
さ方向が基板リブ１０２と直交するように基板リブ１０
２と陰極１１０の頂部に配置する。このとき、ゲート電
極構造体１２０は、陰極１１０の貫通孔１１３に突起部
１２６が挿入可能で、かつゲート電極接続用のスルーホ
ールを有する端部がゲート電極リード１２７と接する位
置に配置する。次に、ゲート電極構造体１２０のゲート
電極接続用のスルーホール内に低融点のパウダー状銀ペ
ーストを充填する。

【００５３】次に、蛍光体膜１０５Ｂ，１０５Ｇ，１０
５Ｒとメタルバック膜１０６と前面リブ１０４とを前述
した方法で形成したフロントガラス１０３をスペーサガ
ラス上に載置する。このとき、フロントガラス１０３
は、個々の前面リブ１０４がゲート電極構造体１２０の
補強壁１２５の切り欠き部分に挿入され、前面リブ１０
４の端面がゲート電極１２２と接するように配置する。
次に、ガラス基板１０１とフロントガラス１０３とスペ
ーサガラスとを低融点のフリットガラスにより接着固定
し、外囲器を形成する。

【００５４】この場合、外囲器形成時の熱処理により、
ゲート電極構造体１２０のスルーホール内に充填された
パウダー状銀ペーストが溶融し、ゲート電極１２２とゲ
ート電極リード１２７を接続する導電体１２８が形成さ
れる。次に、スペーサガラスに設けられた排気口を真空
ポンプに接続して外囲器内を所定の圧力まで真空排気し
た後、排気口を封着する。以上の処理により、この実施
の形態にかかるゲート電極構造体１２０を備えた平面デ
ィスプレイが製造される。

【００５５】前述した平面ディスプレイの製造方法で
は、ガラス基板１０１の周縁部にゲート電極リード１２
７を配置するとしたが、これに限られるものではない。
例えば、ガラス基板１０１にあらかじめゲート電極リー
ド１２７を印刷形成するようにしてもよい。この場合、
ゲート電極リード１２７の厚さが基板リブ１０２と同じ
になるように所定のリードパターンに導電性ペーストを
所定回数印刷し、基板リブ１０２と同時に焼成する。

【００５６】この実施の形態にかかるゲート電極構造体
１２０は、スペーサー部１２４の陰極１１０側と反対の
面にスペーサー部１２４と一体化した補強壁１２５を設
けたので、例えば４０型〜１００型のテレビジョン画面
に相当する画面寸法の平面ディスプレイに適用した場合
であってもスペーサー部１２４の厚さの増大を抑制する
ことができ、大画面化による輝度の低下や駆動電圧の高
電圧化を抑制する効果が得られる。また、大画面化しな
い場合においては、スペーサー部１２４の厚さを薄くで
きるので、陰極１１０とゲート電極１２２の電極間隔を
小さくすることが可能である。このため、従来に比べて
陰極１１０に印加される電界強度を高めることができる
ため、従来と同じ輝度を得るために必要なゲート電極１
２２の駆動電圧を低くすることができる。

【００５７】また、このゲート電極構造体１２０は、ス
ペーサー部１２４がゲート電極１２２の電子通過孔１２
３を取り囲む格子状に形成されてゲート電極１２２を保
持し、かつ前面リブ１０４がゲート電極１２２の長さ方
向と直交する方向に配置されてゲート電極１２２を固定
するので、ゲート電極１２２の長さが長大になった場合
であっても、ゲート電極１２２のたわみや反りを抑制す
ることができる。さらに、スペーサー部１２４が陰極１
１０の長さ方向と直交する方向に配置されて陰極１１０
を固定するので、陰極１１０の長さが長大になった場合
であっても、陰極１１０のたわみや反りを抑制すること
ができる。

【００５８】このように構成されているので、例えば４
０型〜１００型のテレビジョン画面に相当する画面寸法
の平面ディスプレイに適用した場合であっても、画面の
全面に渡って陰極１１０とゲート電極１２２の間隔を一
定に保つことができる。これにより、陰極１１０の各画
素に対応する領域に印加される電界が均一化されるの
で、電子放出量が均一となり、大画面の平面ディスプレ
イにおける輝度の均一化が可能となる。

【００５９】また、このゲート電極構造体１２０は、電
極リード接続用のスルーホールがスペーサー部１２４と
ゲート電極１２２を連通して設けられているので、平面
ディスプレイの組立て時にこのスルーホール下端に接し
てゲート電極リード１２７を配置し、スルーホール内に
外囲器の封止を行う時の熱処理温度で溶融する導電性材
料を充填することで、外囲器の封止と同時に多数のゲー
ト電極１２２にゲート電極リード１２７を接続すること
ができる。このため、平面ディスプレイの組立工程を簡
略化することができる。さらに、このゲート電極構造体
１２０は、スペーサー部１２４の陰極１１０と対向する
面に陰極１１０の貫通孔に挿入可能な位置決め用の突起
部１２６を備えているので、平面ディスプレイの組立て
時にガラス基板１０１への取付けが容易であり、組立工
数の削減が可能となる。

【００６０】また、このゲート電極構造体１２０は、ス
ペーサー部１２４の貫通孔に連通するゲート電極１２２
の電子通過孔１２３が複数に分割されているので、ゲー
ト電極構造体１２０が平面ディスプレイの陰極１１０上
に載置されたときに、ゲート電極１２２が陰極１１０の
画素に対応する領域の周辺部だけでなく、この領域全体
を覆うようにすることができる。このため、画素に対応
する陰極１１０上の領域の電界がより均一化され、ゲー
ト電極１２２と陰極１１０の間隔を狭めても陰極１１０
上の画素内の電子放出分布を均一に保つことができるの
で、画素内の輝度むらを抑止することができる。

【００６１】また、この実施の形態にかかる電極構造体
の製造方法によれば、ゲート電極構造体１２０を構成す
るゲート電極１２２、スペーサー部１２４、補強壁１２
５及び突起部１２６を厚膜印刷により形成することがで
きるので、これらの厚さを印刷回数などにより容易に制
御することができる。このため、４０型〜１００型のテ
レビジョン画面に相当する画面寸法の面積であっても従
来の方法では得られない２０〜５０μｍ程度の厚さの電
極構造体を形成することが可能である。

【００６２】これにより、例えば、電界放出型電子源を
有する陰極上に載置され、陰極の電子放出を制御するゲ
ート電極構造体の製造に用いて、従来に比べ陰極とゲー
ト電極の間隔の小さなゲート電極構造体を形成すること
が可能となり、駆動電圧の低い４０型〜１００型のテレ
ビジョン画面に相当する画面寸法の平面ディスプレイを
製造することが可能となる。また、電子通過孔や電極接
続用スルーホールなどを任意のパターンで一括形成可能
であり、製造時間の短縮や製造コストの低減ができるた
め、大量生産に好適である。さらに、このゲート電極構
造体の製造方法によれば、開口径が２００μｍ以下の電
子通過孔も形成可能であり、ゲートパターンの高精細化
やドット内の輝度ばらつきの抑制が可能である。

【００６３】次に、本発明の第２の実施の形態にかかる
ゲート電極構造体について、このゲート電極構造体を備
えた平面ディスプレイを例に説明する。図５は、本発明
の第２の実施の形態にかかるゲート電極構造体を備えた
平面ディスプレイの画素構成を示す部分分解斜視図であ
る。この実施の形態にかかるゲート電極構造体５２０が
第１の実施の形態のゲート電極構造体１２０と異なる点
は、補強部５２５がスペーサー部５２４と同様にゲート
電極５２２の電子通過孔５２３を取り囲む格子状に形成
されており、ゲート電極５２２に代わり前面リブ５０４
の端面と接することである。

【００６４】このように構成することで、さらにスペー
サー部５２４の補強を強化できるので、スペーサー部５
２４の厚さをより薄くでき、第１の実施の形態に比べて
ゲート電極５２２と陰極５１０の距離を狭めることが可
能となる。これにより、駆動電圧をさらに下げることが
できる。また、補強部５２５が格子状に形成されている
ので、縦・横の２方向の反りを抑制することが可能とな
り、製造工程における保管や運搬、組立での取扱いが容
易になる効果が得られる。

【００６５】この実施の形態にかかるゲート電極構造体
５２０は、第１の実施の形態で説明したゲート電極構造
体１２０の製造工程において、補強層を形成する印刷パ
ターンをスペーサー層と同様の格子状にすることで製造
することが可能である。なお、このゲート電極構造体５
２０は、第１の実施の形態で説明した製造方法以外の製
造方法によっても製造可能である。以下にその一例を示
す。

【００６６】図６は、ゲート電極構造体５２０の別の製
造方法を示す説明図である。最初に、図６（ａ）に示す
ように、平坦な基板６０１上に第１離形層６０２を形成
する。基板６０１は、第１の実施の形態で説明した製造
方法と同様にガラス基板を用いる。ここで、基板６０１
の厚さは３ｍｍ程度であり、外形寸法は第１離形層６０
２よりも十分に大きい値とし、第１離形層６０２は平面
視矩形で厚さが５〜５０μｍ程度となるように形成す
る。この第１離形層６０２は、第１の実施の形態で説明
した無機材料ペーストを基板６０１上にスクリーン印刷
し、室温で乾燥させることにより形成する。また、第１
離形層６０２の形成にはスクリーン印刷に代えてコータ
による塗布やフィルム・ラミネートの貼り付けを用いる
こともできる。

【００６７】次に、図６（ｂ）に示すように、第１離形
層６０２上に所定パターンの第２離形層６０３を形成す
る。この場合、第２離形層６０３は後述する補強層と合
わせて電極層を形成するための平坦な表面を得るため
に、補強層のパターンを反転したパターン形状とし、補
強層の厚さと同じ厚さに形成する。この第２離形層６０
３は、前述した第１離形層６０２の形成に用いたものと
同じ無機材料ペーストを第１離形層６０２上に所定のパ
ターンで印刷し、室温で乾燥させることにより形成す
る。

【００６８】次に、図６（ｃ）に示すように、第１離形
層６０２上に補強壁５２５となる補強層６０４を所定パ
ターンで形成する。この場合、補強層６０４は後述する
スペーサー層のパターンと同様の格子状で、焼成後の厚
さが５０μｍ程度となるように形成する。なお、補強壁
５２５の形状は、格子状に限られるものではなく、例え
ば図１の補強壁のような、前面リブ５０４がゲート電極
５２２に接することのできる切り欠きを設けた形状など
平面ディスプレイの構造に応じた変形を行ってもよい。

【００６９】補強層６０４は、絶縁体材料粉末と低融点
フリットガラスと樹脂とを有機溶剤中に分散させた絶縁
ペーストを第１離形層６０２上に所定パターンでスクリ
ーン印刷することにより形成する。絶縁ペーストは、第
１の実施の形態で説明した製造方法で用いたものと同じ
ものでよい。補強層６０４の表面は、前述したように第
２離形層６０３の表面と合わせて後述する電極層の形成
面となるので、補強層６０４と第２離形層６０３の間に
すきまが生じず、かつ平坦な表面が得られるように、前
もって印刷パターン、絶縁ペーストの粘度及び絶縁体材
料粉末や低融点フリットガラスの粒径などを調整してお
くとよい。なお、第２離形層６０３の形成工程と補強層
６０４の形成工程は、順番を逆にしてもよい。また、１
回の印刷で必要な厚さが得られない場合は、所定の厚さ
となるように第２離形層６０３の形成工程と補強層６０
４の形成工程を繰り返し行うようにする。

【００７０】第２離形層６０３と補強層６０４とを形成
した後、図６（ｄ）に示すように、これらの表面上にゲ
ート電極５２２となる電極層６０５を所定パターンで形
成する。なお、図６（ｄ）では切断面の位置関係により
電極層６０５が第２離形層６０３上にのみ形成されてい
るように表示されているが、電極層６０５は補強層６０
４上にも形成される。この場合、電極層６０５は焼成後
の厚さが３〜１０μｍ程度となるようにストライプ状に
形成され、１つの貫通孔若しくは所定パターンで配置さ
れた複数の貫通孔からなる電子通過孔６０６が所定ピッ
チで設けられている。また、電極層６０５の一端部に
は、電極リード接続用のスルーホールとなる貫通孔（図
示せず）が設けられている。

【００７１】電極層６０５は、導電材料粉末と低融点フ
リットガラスと樹脂とを有機溶剤中に分散させた導電性
ペーストを第２離形層６０３又は補強層６０４の上に電
子通過孔６０６を含む所定パターンでスクリーン印刷す
ることにより形成することができる。導電性ペーストに
は第１の実施の形態で説明した製造方法で用いたものと
同じものを用いる。なお、この実施の形態では電子通過
孔６０６の平面形状を略円形で示したがこれに限られる
ものではなく、従来用いられたさまざまな平面形状が適
用可能である。

【００７２】次に、図６（ｅ）に示すように、第２離形
層６０３と補強層６０４と電極層６０５とを覆うように
所定パターンでスペーサー部５２４となるスペーサー層
６０７を形成する。スペーサー層６０７は、電極層６０
５の電子通過孔６０６と連通する貫通孔を有するととも
に、焼成後の厚さが陰極５１０とゲート電極５２２の間
の距離として設定された所定値となるように形成する。
この場合、スペーサー層６０７は、平面視矩形の貫通孔
を有する格子状で、焼成後の厚さが３０μｍ程度となる
ように形成される。また、このスペーサー層６０７には
電極層６０５の一端部と接する部分に、電極層６０５の
電極リード接続用のスルーホール（図示せず）と連通す
る貫通孔（図示せず）を設ける。このスペーサー層６０
７は、前述した補強層６０４の形成に用いたものと同じ
絶縁ペーストを第２離形層６０３上と補強層６０４上と
電極層６０５上とに所定のパターンで印刷することによ
り形成する。

【００７３】次に、図６（ｆ）に示すように、スペーサ
ー層６０７の上に柱状の突起層６０８を形成する。この
場合、突起層６０８は、ゲート電極構造体５２０を陰極
５１０上へ配置するときの位置決めや位置ずれ防止用と
して陰極５１０の貫通孔５１３に挿入する突起部５２６
となるので、例えばスペーサー層６０７上に陰極５１０
の貫通孔５１３間の距離の整数倍のピッチで配置すると
ともに、焼成後に貫通孔５１３に挿入可能な形状と寸法
で形成する。なお、突起部５２６の数はゲート電極構造
体の大きさに応じて変えるようにしてもよい。この突起
層６０８は、前述した補強層６０４の形成に用いたもの
と同じ絶縁ペーストをスペーサー層６０７上の所定位置
に所定のパターンで印刷することにより形成する。

【００７４】次に、突起層６０８まで形成した基板６０
１を所定温度で乾燥させ、溶剤を除去した後、焼成炉に
入れて所定の焼成温度に加熱する。ここで、焼成温度
は、用いた絶縁ペーストや導電性ペースト、および無機
材料ペーストの種類により異なるが、無機材料ペースト
の高融点粒子が焼結する温度より低く、かつ絶縁ペース
トや導電性ペーストが焼結する温度以上であればよい。
このような焼成温度は、４００〜７００℃程度であり、
ここでは焼成温度を例えば５５０℃に設定する。

【００７５】これにより、図６（ｇ）に示すように、補
強層６０４と電極層６０５とスペーサー層６０７と突起
層６０８とが焼結され、補強層６０４とスペーサー層６
０７と突起層６０８とが一体化して絶縁支持体５２１が
形成されるとともに、電極層６０５が絶縁支持体５２１
に固着してゲート電極５２２が形成され、ゲート電極構
造体５２０となる。また、第１離形層６０２と第２離形
層６０３は、樹脂が焼失し高融点粒子が焼結せずに残る
ため、高融点粒子からなる粒子層６０９に変化する。

【００７６】粒子層６０９は、単に高融点粒子が積み重
なっただけの層であり、基板６０１とゲート電極構造体
１２０とを結合させる能力を失っている。この結果、図
６（ｇ）に示すように、薬品や装置を用いることなく基
板６０１からゲート電極構造体１２０を容易に剥離する
ことができる。この製造方法では、第１の実施の形態で
説明した製造方法に比べて離形層を形成する工程を１つ
減らすことができるので、製造コストを低減することが
できる。

【００７７】これらの実施の形態では、ドットマトリク
ス表示に対応した構成のゲート電極構造体を例にして説
明したが、ゲート電極の形状や配置、電子通過孔の形状
はこれに限られるものではない。例えば、ゲート電極お
よびゲート電極とスペーサー部を連通する電子通過孔の
平面形状を表示すべき表示パターンの形状に相似させ、
ゲート電極側の電子通過孔内をメッシュ状とした構成の
ゲート電極構造体も可能である。このような構成のゲー
ト電極構造体を面状の電界放出型電子源を有する陰極と
基板リブとが配置された基板と、表示すべきパターン形
状に形成された蛍光体膜とメタルバック膜と前面リブと
が配置されたフロントガラスとの間に配置することによ
り、固定パターン表示を行う平面ディスプレイにおいて
も、大画面化や駆動電圧の低電圧化を実現することがで
きる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるゲ
ート電極構造体は、電子通過孔を有する電極と、電子通
過孔と連通する貫通孔を有し電極を陰極から所定距離に
離間させて支持するスペーサーと、スペーサーの陰極側
に垂設され陰極の開口に挿入される複数の突起部と、ス
ペーサーの陰極と反対側の面に垂設された補強壁とを有
するので、表面に開口を有するとともに電界放出型電子
源が形成された陰極の上に載置されたときに、陰極とゲ
ート電極の間隔を小さくすることができる。このため、
陰極に印加される電界強度を従来と同じとすれば、陰極
の電子放出を制御するためのゲート電極駆動電圧を低電
圧化することが可能となる。さらに、複数の突起部が陰
極の開口部に挿入されるので、位置決めが容易で位置ず
れの恐れもないため、組立が容易になる。また、複数の
電子通過孔が１つの貫通孔と連通するので、画素に対応
する陰極の領域に印加される電界分布がより均一化さ
れ、画素内の輝度むらを抑制する効果が得られる。

【００７９】また、本発明にかかる電極構造体の製造方
法によれば、印刷と焼成によりゲート電極と、ゲート電
極を陰極から所定距離に離間させて支持するスペーサー
部とが一体に形成できるので、４０型〜１００型のテレ
ビジョン画面に相当する画面寸法においても、従来の方
法では得られない２０〜５０μｍ程度の厚さの電極構造
体を形成することが可能である。このため、電界放出型
電子源を有する陰極上に載置され、陰極の電子放出を制
御するゲート電極構造体において、ゲート電極の低駆動
電圧化が可能なゲート電極構造体の製造が可能となる。
また、複数の突起部と補強壁とを一体に形成したスペー
サーを形成できるので、表面に開口を有するとともに電
界放出型電子源が形成された陰極の上に載置するゲート
電極構造体に適用して位置決めが容易で位置ずれの恐れ
がなく、組立の容易なゲート電極構造体の製造が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態にかかるゲート電
極構造体を備えた平面ディスプレイの画素構成を示す部
分分解斜視図である。

【図２】 第１の実施の形態にかかるゲート電極構造体
の構造を示す部分斜視図である。

【図３】 ゲート電極構造体と電極リードとの接続状態
を示す部分断面図である。

【図４】 ゲート電極構造体の製造方法を示す説明図で
ある。

【図５】 本発明の第２の実施の形態にかかるゲート電
極構造体を備えた平面ディスプレイの画素構成を示す部
分分解斜視図である。

【図６】 ゲート電極構造体の別の製造方法を示す説明
図である。

【図７】 従来の平面ディスプレイの一例を示す部分分
解斜視図である。

【符号の説明】

１０１，５０１，７０１…ガラス基板、１０２，５０
２，７０２…基板リブ、１０３，５０３，７０３…フロ
ントガラス、１０４，５０４，７０４…前面リブ、１０
５Ｂ，５０５Ｂ，７０５Ｂ…青色発光蛍光体膜、１０５
Ｇ，５０５Ｇ，７０５Ｇ…緑色発光蛍光体膜、１０５
Ｒ，５０５Ｒ，７０５Ｒ…赤色発光蛍光体膜、１０６，
５０６，７０６…メタルバック膜、１１０，５１０，７
１０…陰極、１１１，５１１，７１１…陰極導体、１１
２，５１２，７１２…電子放出源、１１３，５１３…貫
通孔、１２０，５２０…ゲート電極構造体、１２１，５
２１…絶縁支持体、１２２，５２２，７２２…ゲート電
極、１２３，４０８，５２３，６０６，７２３…電子通
過孔、１２４，５２４…スペーサー部、１２５，５２５
…補強壁、１２６，５２６…突起部、１２７…ゲート電
極リード、１２８…導電体、４０１，６０１…基板、４
０２，６０２…第１離形層、４０３，６０８…突起層、
４０４，６０３…第２離形層、４０５…第３離形層、４
０６，６０７…スペーサー層、４０７，６０５…電極
層、４０９，６０４…補強層、４１０，６０９…粒子
層、７２１…絶縁基板。

フロントページの続き (72)発明者 阪本 進 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 Ｆターム(参考） 5C027 FF01 FF04 5C036 EE14 EE15 EG17 EG31 EH05 EH06 EH08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に開口を有するとともに電界放出型
   電子源が形成された陰極の上に配置され前記陰極の電子
   放出を制御するゲート電極構造体であって、 電子通過孔を有する電極と、 前記電子通過孔と連通する貫通孔を有し前記電極を前記
   陰極から所定距離に離間させて支持するスペーサーと、 このスペーサーの前記陰極側に垂設され前記陰極の開口
   に挿入される複数の突起部と、 前記スペーサーの前記陰極と反対側の面に垂設された補
   強壁とを有することを特徴とするゲート電極構造体。
2. 【請求項２】 複数の前記電子通過孔が１つの前記貫通
   孔と連通することを特徴とする請求項１記載のゲート電
   極構造体。
3. 【請求項３】 前記電極は平面視帯状に形成され、互い
   に平行に所定間隔で複数配置されており、前記スペーサ
   ーの前記貫通孔はマトリクス状に配置されていることを
   特徴とする請求項１又は請求項２に記載のゲート電極構
   造体。
4. 【請求項４】 基板上に所定の焼成温度よりも高い融点
   を有する粒子が前記焼成温度で焼失する樹脂で結合され
   てなる第１の離形層を形成する工程と、 第１の離形層上に前記焼成温度で焼結する絶縁体粒子が
   前記焼成温度で焼失する樹脂で結合されてなる突起層を
   柱状に複数形成する工程と、 第１の離形層上に前記焼成温度よりも高い融点を有する
   粒子が前記焼成温度で焼失する樹脂で結合されてなる第
   ２の離形層を前記突起層と同じ高さで前記突起層との間
   にすきまを設けずに形成する工程と、 第２の離形層上に前記焼成温度よりも高い融点を有する
   粒子が前記焼成温度で焼失する樹脂で結合されてなる第
   ３の離形層を所定形状に形成する工程と、 第２の離形層上に前記焼成温度で焼結する絶縁体粒子が
   前記焼成温度で焼失する樹脂で結合されてなるスペーサ
   ー層を第３の離形層と同じ高さで第３の離形層との間に
   すきまを設けずに形成する工程と、 前記焼成温度で焼結する導電性粒子が前記焼成温度で焼
   失する樹脂で結合されてなる電極層をスペーサー層と第
   ３の離形層の上に電子通過孔を含む所定形状で形成する
   工程と、 前記焼成温度で焼結する絶縁体粒子が前記焼成温度で焼
   失する樹脂で結合されてなる補強層を前記スペーサー層
   と前記電極層の表面の少なくとも前記スペーサー層の表
   面上に所定形状で形成する工程と、 前記各層が形成された前記基板を前記焼成温度に加熱す
   る工程とからなることを特徴とする電極構造体の製造方
   法。
5. 【請求項５】 基板上に所定の焼成温度よりも高い融点
   を有する粒子が前記焼成温度で焼失する樹脂で結合され
   てなる第１の離形層を形成する工程と、 第１の離形層上に前記焼成温度よりも高い融点を有する
   粒子が前記焼成温度で焼失する樹脂で結合されてなる第
   ２の離形層を所定形状に形成する工程と、 第１の離形層上に前記焼成温度で焼結する絶縁体粒子が
   前記焼成温度で焼失する樹脂で結合されてなる補強層を
   第２の離形層と同じ高さで第２の離形層との間にすきま
   を設けずに形成する工程と、 前記焼成温度で焼結する導電性粒子が前記焼成温度で焼
   失する樹脂で結合されてなる電極層を前記補強層と第２
   の離形層の上に電子通過孔を含む所定形状に形成する工
   程と、 前記焼成温度で焼結する絶縁体粒子が前記焼成温度で焼
   失する樹脂で結合されてなるスペーサー層を前記電極層
   の一部と前記補強層と第２の離形層の上に所定形状に形
   成する工程と、 前記スペーサー層上に前記焼成温度で焼結する絶縁体粒
   子が前記焼成温度で焼失する樹脂で結合されてなる突起
   層を柱状に複数形成する工程と、 前記各層が形成された前記基板を前記焼成温度に加熱す
   る工程とからなることを特徴とする電極構造体の製造方
   法。