JP2763385B2 - 平面型表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子を加速して螢光体を励起し、発光さ
せて発光表示を行えるようにする平面型表示装置および
この平面型表示装置の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば特開昭63−184239号公報に示された従
来の平面型表示装置を示す部分斜視図であり、図におい
て、１は支持体に接続され、通電することによって電子
を放出する線状熱陰極、３は断面が楕円形状で、線状熱
陰極１を覆い、電子を通過させるための小孔1aを有する
有孔カバー電極、４は有孔カバー電極３によって引き出
された電子を通過あるいは遮断する制御電極部であり、
これが第５図に示すように、画素に対応する孔5aを有す
る絶縁基板５と、その上面および下面に画素の各々１行
および１列づつに対応して電位を印加する第１の制御電
極群６および第２の制御電極群７とからなる。８は前面
ガラスで、電子励起により赤，緑，青に発光する３種の
発光体としての蛍光体９が各ドット毎に塗膜され、さら
にその表面には導電性をもたせるためのアルミニウム膜
が形成されている。この前面ガラス８に10〜30KV程度の
電圧を印加することにより、制御電極部４を通過した電
子を加速して蛍光体を励起し、発光させることができ
る。20は背面電極である。

次に動作について説明する。線状熱陰極１から放出さ
れた熱電子は、背面電極20と有孔カバー電極３とにかけ
られた電界により、有孔カバー電極３側へ引き出され
る。さらに、線状熱陰極１と直交するように設けられた
絶縁基板５上の第１の制御電極群６のうちの１本に、線
状熱陰極１の電位に対して約20〜40Vのプラス電位を印
加する。これにより、熱電子はこの電極に引き寄せら
れ、制御電極４に達する。ここで、有孔カバー電極３の
楕円柱形状、第１の制御電極群６との位置関係、および
それぞれの電極への印加電圧を調整することにより、上
記第１の制御電極群６の任意の１本の電極前面での電子
流密度をほぼ均一にするようになっている。また、上記
のように、第１の制御電極群６のうち１本のみプラス電
位となっていて、他はOVまたはマイナス電位となってい
て電子を通過させない。この第１の制御電極群６のうち
オン状態の１本と、第２の制御電極群７のうちプラス電
位、例えば40〜100Vが印加されているものとの交点のみ
に電子が通過する。すなわち、所定の位置の画素で交点
を構成する第１の制御電極群６、第２の制御電極群７の
双方がプラス電位となっていると、通過した電子が螢光
体に衝突して、対応するドットを表示状態にする。な
お、絶縁基板５の孔に対応する各制御電極6,7にも電子
を通過させるメッシュ状の電子通過孔6a,7aが形成され
ているが、これはオフ状態でOVから数10Vの小さいマイ
ナス電位で電子の通過をとめるためのものである。ま
た、この平面型表示装置において、制御電極部４は次の
ようにして作られる。

第１の制御電極群６と第２の制御電極群７は、金属薄
板に対して、画素に対応する孔6a,7aの形状および配置
でフォトエッチングを行って形成する。この時、各制御
電極群6,7は各列、各行に短冊状に分離されていること
が必要である。また、孔径，孔数は多いほど、平面型表
示装置の輝度が高くなる。次に、絶縁基板５はセラミッ
クス等を機械加工して、第１の制御電極群6,第２の制御
電極群７と同様の形状およひ配置に孔を形成する。しか
る後、第１の制御電極群６と第２の制御電極群７の薄板
を絶縁基板５の各孔位置に対応させて無機材料系接着剤
にて接着する。有機材料系接着剤は、耐熱性，耐真空性
の点で劣るため、使用できない。なお、絶縁基板５、第
１の制御電極群６および第２の制御電極群７のそれぞれ
の上記各位置の一致が、平面型表示装置の輝度を高める
ために必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の平面型表示装置は以上のように構成されている
ので、第１の制御電極群６および第２の制御電極群７
は、分離された各別、各行の短冊状電極で形成されてお
り、例えばこの平面型表示装置の高精細化を実現しよう
とした場合、短冊状電極の加工精度に限界があったり、
短冊状電極を分離して固定、保持することに困難性があ
り、また、各制御電極群6,7にはメッシュ状の小孔6a,7a
が設けられる構造となっているので、この構造に伴う電
子の通過率の低下は避けられず、この結果、平面型表示
装置の輝度が不十分であるなどの課題があった。また、
通過孔を通過する電子をオン／オフ制御するためには、
理論計算上、貫通孔壁において制御電極としての導電性
膜の厚さが、通過孔径の1/2以上なければならない。こ
れを実現するために、孔径が0.4mmの場合、0.2mm以上の
厚い膜を形成し、かつこの厚膜に配線溝を形成しなけれ
ばならない。しかし、付着力の強い厚膜を形成し、この
厚膜への微細配線溝形成を信頼性高く行うことは、現状
の技術では困難であるなどの課題があった。

この第１の請求項に係る発明は、上記のような課題を
解消するためになされたもので、制御電極を一体化する
ための構造が簡単になり、これにより電極動作の信頼性
を高め、かつ輝度向上を図ることができる平面型表示装
置を得ることを目的とする。

また、この第２の請求項に係る発明は、金属基板のエ
ッチング，陽極酸化，導線膜の蒸着，通過孔形成などの
精密加工により、電子通過率が充分に高い上記通過孔の
形成を容易化する平面型表示装置の製造方法を得ること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る平面型表示装置は、第１の制御電極群
および第２の制御電極群が設けられた、上面および下面
が少なくとも絶縁体からなる基板と、該基板表面部では
円錐状もしくは半球状に形成され、中心部では柱状に形
成されて、上記第１の制御電極群および第２の制御電極
群が上記柱状の中心部を除く部分に形成された複数の電
子通過孔とを備え、上記基板の上面および下面におい
て、上記電子通過孔の各列間および各行間に、上記絶縁
体の露出部を設けて、上記第１の制御電極群および第２
の制御電極群の各制御電極どうしを隔成するようにした
ものである。

この第２の請求項の発明に係る平面型表示装置の製造
方法は、上記制御電極部の形成工程が、金属板の上下面
に塗布したレジスト膜に露光を行って、上記電子の通過
部位に複数の非貫通孔を形成するエッチング工程と、エ
ッチングを行った上記金属基板の上下面に絶縁膜を形成
する絶縁膜形成工程と、上記絶縁膜上に導電膜を形成す
る導電膜形成工程と、上記非貫通孔を貫通して上記電子
の通過孔を形成する通過孔形成工程と、上記通過孔を選
択的に絶縁被覆する工程と、上記通過孔間の上記導電膜
を除去し、上記絶縁膜上に第１の制御電極群および第２
の制御電極群を形成する制御電極群形成工程とからなる
ものである。

〔作用〕

この発明における平面型表示装置は、基板の通過孔内
の側面に形成された第1,第２の制御電極の各制御電極に
所定の電圧を印加することにより、線状熱陰極から放出
された電子のオン，オフ制御を可能にし、さらに、各制
御電極群は絶縁体を有する導電体基板の上に薄膜状に形
成することにより、高精細化に対応した小さい孔径、孔
ピッチの形成を容易にし、これにより電子通過率の低下
を抑制するように機能する。

また、この発明における平面型表示装置の製造方法
は、絶縁処理した金属基板の上に導電膜を形成し、これ
に電子ビームなどにより通過孔を形成するので、制御電
極部の薄形化，小形化とともに、通過孔の微細化を高精
度に実現可能にし、これによりこれらの通過孔を通る電
子通過総量を増加可能にし、輝度の向上に寄与する。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例について説明する。

第１図および第２図において、30はステンレス，銅，
アルミニウム合金などで形成された基板としての金属基
板である。この金属基板30には、画素に対応して電子を
通過させるために貫通した通過孔30aが形成されてい
て、この通過孔30aは上下面部が円錐状をなし、中心部
が円柱状となっている。また、金属基板30は通過孔30a
内の側壁面に、アルミナ，シリカなどの絶縁体としての
絶縁膜31が形成されている。さらに、この絶縁膜31の表
面である上面および下面にニッケルなどの導電性を有す
る導電膜からなる第１の制御電極群６および第２の制御
電極群７間は、通過孔30a内において導電膜が切れ、絶
縁膜31が露出した基板露出部32が形成されているので、
各制御電極群6,7間の絶縁性は保たれる。また、第１の
制御電極群６および第２の制御電極群７のそれぞれ隣合
うものどうしも導電膜が切れ、絶縁膜31が露出した露出
部33が形成され、これにより各制御電極群6,7の１つず
つに、独立に別の電位が印加できるようになっている。
そして、このように形成した制御電極部４に対して、従
来の同様の前面ガラス８の螢光体膜をドットおよびその
ピッチに対応させて重ね合わせることにより、平面型表
示装置を構成できる。そこで、第１の制御電極群６と第
２の制御電極群７などに同レベルの電圧を印加すること
により、充分な表示機能が得られる。また、特にオフ状
態を確実とするためには、通過孔30aの大きさの1/4、特
に1/2以上に側壁面の制御電極の厚さを選ぶことが望ま
しい。絶縁膜31は、例えばポリイミド樹脂等でもよく、
耐熱性で真空中でガス放出の少ない絶縁膜であればよ
く、その厚さは10〜100μｍが望ましい。また、通過孔3
0aの形状は丸孔にとどまらず角孔など表示に対応した形
状とすることができる。また、基板表面部に孔径の1/2
以上の深さを持つ円錐もしくは球形状の凹部を設けるこ
とにより、膜厚を任意に薄くさせることができ、薄膜の
ため配線溝形成も容易になる。さらに、円錐もしくは球
形状の凹部は、エッチング技術で容易に作製できる。

第３図はこの発明の平面型表示装置における制御電極
部４の形成工程を示す。これについて説明すると、30は
第３図（ａ）に示すような銅，アルミニウムなどの導電
性の金属で形成された金属基板である。

まず、この金属基板30の上下面に有機レジスト11を第
３図（ｂ）に示すように薄く均一に塗布し、レジスト膜
の付着強度を高めるために乾燥、焼付けを行う。次に、
画素に対応し、電子が通過するための貫通孔の大きさ、
配置の貫通孔を持ったマスクを通して紫外光を照射し、
表裏面のレジスト11を貫通孔位置を合わせて露光し、第
３図（Ｃ）に示す基板とする。ここで、マスクの貫通孔
の大きさと密度は、表示画像の輝度、精細性に直接関連
するため、孔径0.8mm以下が望ましい。次に、露光され
たレジストを除去する。この状態は第３図（ｄ）に示す
通りであり、貫通孔に対応した部分30aの金属基板30表
面が露出し、その他の部分の金属基板30はレジスト11膜
で被覆されている。そこで、金属基板30の上記露出部分
30bを化学エッチング液に浸漬してエッチングする。な
お、表裏面からのエッチング深さは貫通しない程度に
（非貫通孔）、時間およびエッチング液濃度等を制御す
る。次に金属基板30の表裏面のレジストは全て除去す
る。その後、金属基板30の上下面に絶縁体としての絶縁
膜31を第３図（ｅ）に示すように形成する。この場合、
金属基板30がアルミニウムであれば、陽極酸化によるア
ルマイト膜が望ましい。また、必要に応じアルマイト膜
の脱水処理を施す場合もある。その後、絶縁膜31の表面
に第1,第２の制御電極群6,7としての導電性膜13を真空
蒸着法やめっき法等により、第３図（ｆ）に示すように
10μｍ程度の膜厚で形成する。この状態を、第１図およ
び第２図に拡大して示す。しかる後、前工程で未貫通で
あった第３図（ｇ）に示すような通過孔30aを貫通させ
る。貫通方法は、ボール盤などによる機械加工もしくは
レーザ、電子ビームなどのエネルギービームを用いる。
その後、必要に応じ、通過孔30aの側壁の金属基板30の
露出部分に陽極酸化法などにより、第３図（ｈ）に示す
ような絶縁膜30b処理を施す。さらに、その後、通過孔3
0a間の導電性膜13上にフォトエッチング法やレーザトリ
ミング法により回路配線のための溝、つまり第１図に示
す露出部33を形成し、導電性膜13を分離する。このよう
にして、複数本ずつの第1,第２の制御電極群6,7を分離
形成する。そこで、このように形成した第１図に示す制
御電極部４と前面ガラス８の蛍光体９を、ドット、ピッ
チを制御電極部４に対応させて重ね合わせることによ
り、平面型表示装置が形成される。なお、絶縁膜31は例
えばポリイミド樹脂等でもよく、耐熱性で真空中でガス
放出の少ない絶縁膜であればよい。また、その厚さは10
〜100μｍが望ましい。また、通過孔30aの形状は丸形に
とどまらず、角孔など表示に対応した形状でよい。ま
た、その通過孔30aの加工法も上記に留まるものではな
い。

なお、上記実施例では金属基板30に絶縁膜31を設けた
ものを示したが、これに代えて全体が絶縁性の絶縁基板
を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この第１の請求項に係る発明によれば
第１の制御電極群および第２の制御電極群が設けられ
た、上面および下面が少なくとも絶縁体からなる基板
と、該基板の表面部では円錐状もしくは半球状に形成さ
れ、中心部では柱状に形成されて、上記第１の制御電極
群および第２の制御電極群が上記柱状の中心部を除く部
分に形成された複数の電子通過孔とを備えて、上記基板
の上面および下面において、上記電子通過孔の各列間お
よび各行間に、上記絶縁体の露出部を設けて、上記第１
の制御電極群および第２の制御電極群の各制御電極どう
しを隔成するように構成したので、上記柱状の中心部に
臨む第1,第２の制御電極群の各制御電極間に所定の電圧
を印加することにより、線状熱陰極からの電子のオン，
オフ制御を可能にし、このとき全体構成が小形で、微細
加工された高精度の通過孔を通して、上記電子通過量の
増大を促し、これにより電子励起による発光体の発光能
率を向上して、表面画面の輝度を顕著に向上できるもの
が得られる効果がある。

また、この第２の請求項に係る発明によれば上記制御
電極部の形成工程が、金属基板の上下面に塗布したレジ
スト膜に露光を行って上記電子の通過部位に複数の非貫
通孔を形成するエッチング工程と、上記エッチングを行
った上記金属基板の上下面に絶縁膜を形成する絶縁膜形
成工程と、上記絶縁膜上に導電膜を形成する導電膜形成
工程と、上記非貫通孔を貫通して上記電子の通過孔を形
成する通過孔形成工程と、上記通過孔を選択的に絶縁被
覆する工程とを有し、次の制御電極形成工程で各通過孔
間の導電膜を除去して、上記絶縁膜上に第１の制御電極
群および第２の制御電極群を一度に形成するようにした
ので、これら第1,第２の制御電極群および電子の上記通
過孔を、小形，微細に、かつ高精度を維持しながら容易
に形成でき、その形状も任意に設定できるものが得られ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による平面型表示装置の要
部を示す縦断面図、第２図は第１図の平面型表示装置を
示す平面図、第３図はこの発明における制御電極部の形
成方法を示す工程図、第４図は従来の平面型表示装置を
示す部分斜視図、第５図は第４図における制御電極部を
示す部分斜視図である。 １は線状熱陰極、３は有孔カバー電極、６は第１の制御
電極群、７は第２の制御電極群、９は発光体、30は基
板、31は絶縁体（絶縁膜）、33は露出部。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹野 祥瑞 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 本田 豁彦 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 中出口 真治 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 北崎 倉喜 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 藤井 治久 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 星之内 進 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平３−171540（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 31/12 H01J 29/16 H01J 9/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】線状熱陰極を覆い、この線状熱陰極から熱
   電子を引き出して加速する有孔カバー電極と、該有孔カ
   バー電極に対して上記線状熱陰極とは反対側に設けら
   れ、かつ放出電子が通過する電子通過孔を有して、上記
   線状熱陰極に平行方向および直行方向に配置された第１
   の制御電極群および第２の制御電極群と、該第１の制御
   電極群および第２の制御電極群に対して平行に対向設置
   され、上記放出電子の照射により発光する発光体とを備
   えた平面型表示装置において、上記第１の制御電極群お
   よび第２の制御電極群が設けられた上面および下面が少
   なくとも絶縁体からなる基板と、該基板の上面部および
   下面部では円錐状もしくは半球状に形成され、中心部で
   は柱状に形成されて、上記第１の制御電極群および第２
   の制御電極群が上記柱状の中心部を除く部分に形成され
   た複数の通過孔と、上記基板の上面および下面におい
   て、上記通過孔の各列間および各行間に、上記第１の制
   御電極群および第２の制御電極群の各制御電極どうしを
   隔成する上記絶縁体の露出部とを設けたことを特徴とす
   る平面型表示装置。
2. 【請求項２】線状熱陰極から放出された電子の通過およ
   び遮断を制御して、通過させた上記電子により前面ガラ
   スを塗布した発光体を励起されて発光させる制御電極部
   を持った平面型表示装置の製造方法において、上記制御
   電極部の形成工程が、金属基板の上下面に塗布したレジ
   スト膜に露光を行って上記電子の通過部位に複数の非貫
   通孔を形成するエッチング工程と、エッチングを行った
   上記金属基板の上下面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工
   程と、上記絶縁膜上に導電膜を形成する導電膜形成工程
   と、上記非貫通孔を貫通して上記電子の通過孔を形成す
   る通過孔形成行程と、上記通過孔を選択的に絶縁被覆す
   る絶縁被覆工程と、上記通過孔間の上記導電膜を除去
   し、上記絶縁膜上に第１の制御電極群および第２の制御
   電極群を形成する制御電極群形成行程とからなることを
   特徴とする平面型表示装置の製造方法。