JP4417855B2 - 平面ディスプレイ、ゲート電極構造体およびゲート電極構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電界電子放出型の電子源からの電子放出を制御するゲート電極構造体の製造方法およびこのゲート電極構造体を有する平面ディスプレイに関するものである。

近年、ＦＥＤ(Field Emission Display:FED)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(Flat Panel Display)において、電子放出源にカーボンナノチューブ(Carbon Nano Tube)やカーボンナノファイバー(Carbon Nano Fiber)などのナノチューブ状繊維を用いたものが各種提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。図１４は、ナノチューブ状繊維を電子放出源に用いた従来の平面ディスプレイの一例を示す部分分解図である。

この平面ディスプレイは、ガラス等からなる基板１０１を有するカソード基板１００と、少なくとも一部が透過性を有するフロントガラス２０１を有するアノード基板２００と、基板１０１およびフロントガラス２０１それぞれに対して略平行に配設されたゲート基板３００とを有する。カソード基板１００の基板１０１とアノード基板２００のフロントガラス２０１とは、枠状のスペーサガラス（図示せず）を介して対向配置されており、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ることにより外囲器を構成する。この外囲器内は１０^-5Ｐａ台の真空度に保持されている。

カソード基板１００は、基板１０１と、ゲート基板３００と対向する面に互いに平行に所定間隔で垂設された複数の基板リブ１０２とを有する。基板１０１上の基板リブ１０２に挟まれた領域には、４−２６合金等の金属部材の表面にカーボンナノチューブやカーボンナノファイバー等のナノチューブ状繊維からなる電子放出源を固着させた平面視略格子状の陰極１０３が配設されている。この陰極１０３の上面は、基板リブ１０２の上面と同じ高さとされている。

アノード基板２００は、フロントガラス２０１と、このフロントガラス２０１上のゲート基板３００と対向する面に基板リブ１０２と平行な方向にストライプ状に所定間隔で形成された矩形断面を有する黒色の複数のブラックマトリックス２０２と、フロントガラス２０１上のブラックマトリックス２０２に挟まれた領域に形成された赤色発光蛍光体膜２０３Ｒ、緑色発光蛍光体膜２０３Ｇおよび青色発光蛍光体膜２０３Ｂと、これら蛍光体膜２０３Ｒ，２０３Ｇ，２０３Ｂ上に挟まれた領域に形成された陽極となるメタルバック膜２０４と、ブラックマトリックス２０２上に形成された矩形断面を有する複数のフロントリブ２０５とを有する。上述したブラックマトリックス２０２は、隣接する蛍光体からの漏れ発光を防ぎ、平面ディスプレイのコントラストを向上させるためものである。このようなブラックマトリックス２０２は、平面ディスプレイの輝度の低下を防ぐためにも、できるだけ細く形成するのが望ましい。同様に、フロントリブ２０５も細く形成することが望ましい。

外囲器内部に配設されるゲート基板３００は、ガラス板３０１と、このガラス板３０１上のアノード基板２００側の面に形成された平面電極３０２と、ガラス板３０１上のカソード基板１００側の面に蛍光体膜２０３Ｒ，２０３Ｇ，２０３Ｂに対応して形成された帯状のゲート電極３０３と、このゲート電極３０３上に形成された絶縁層３０４とから構成される。ゲート基板３００には、帯状のゲート電極３０３と格子状の陰極１０３とが重なる領域に、平面電極３０２、ガラス板３０１、ゲート電極３０３および絶縁層３０４を貫通する平面視略円形の電子通過孔３０５が形成されている。この電子通過孔３０５単位で平面ディスプレイの画素が構成される。このようなゲート基板３００は、カソード基板１００の基板リブ１０２とアノード基板２００のフロントリブ２０５とに狭持される。

ここで、フロントリブ２０５と接触する平面電極３０２は、陽極により発生する電界の影響から陰極１０３およびゲート電極３０３を保護する。これにより、陽極として作用するメタルバック膜２０４とゲート電極３０３との電位差により電界が発生するのを防ぎ、陰極１０３とメタルバック膜２０４との間の異常な放電を防止し、漏れ発光を防ぐことができる。

このような平面ディスプレイでは、ゲート基板３００と陰極１０３との間にゲート基板３００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１０３のゲート電極３０３と交差した領域から引き出された電子が電子通過孔３０５から放出される。

具体的には、まず、陰極１０３よりも正の電位となるよう平面電極３０２に電圧を印加し、陰極１０３表面に予め電界を印加する。さらに陰極１０３よりも正の電位となるようゲート電極３０３に電圧を印加すると、電子通過孔３０５を構成するゲート電極３０３の周面から陰極１０３に電界が印加され、陰極１０３の表面に配設された電子放出源１１１から電子が引き出される。この電子は、ゲート電極３０３に対して正の電位となるよう電圧が印加された平面電極３０２により加速され、電子通過孔３０５からフロントガラス２０１側に放出される。

メタルバック膜２０４に平面電極３０２よりも正の電位（加速電圧）が印加されていると、電子通過孔３０５から放出された電子は、メタルバック膜２０４に向かって加速され、さらにメタルバック膜２０４を貫通して蛍光体膜２０３Ｇ，２０３Ｂ，２０３Ｒに衝突する。これにより、蛍光体膜が発光する。

次に、このような平面ディスプレイの各構成要素の形成方法について説明する。

カソード基板１００は、次のように形成される。まず、基板１０１上にスクリーン印刷などの公知の印刷法でガラス質等の絶縁ペーストを印刷することにより、基板１０１上の一方の面に基板リブ１０２を形成する。次に、電子放出源が表面に配設された陰極１０３を基板１０１上の基板リブ１０２に挟まれた領域に配設する。これにより、カソード基板１００が形成される。上述した陰極１０３は、ＣＶＤ法等により表面に電子放出源を配設することにより形成することができる。

アノード基板２００は、次のように形成される。まず、フロントガラス２０１を用意し、スクリーン印刷などの公知の印刷法でガラス質等の絶縁ペーストを印刷することにより、このフロントガラス２０１の一方の面にブラックマトリックス２０２を形成する。次に、スクリーン印刷などの公知の印刷法によって蛍光体膜２０３Ｒ，２０３Ｇ，２０３Ｂの蛍光体材料をそれぞれ印刷することにより、フロントガラス２０１上のブラックマトリックス２０２に挟まれた領域に、赤色発光蛍光体膜２０３Ｒ、緑色発光蛍光体膜２０３Ｇおよび青色発光蛍光体膜２０３Ｂを形成する。次に、公知の蒸着法により、蛍光体膜２０３Ｒ，２０３Ｇ，２０３Ｂ上に、メタルバック膜２０４を形成する。最後に、スクリーン印刷などの公知の印刷法によりブラックマトリックス２０２上にガラスペーストを繰り返し印刷して、フロントリブ２０５を形成する。なお、フロントリブ２０５は、所定の形状に加工されたガラスやセラミックスからなる部材を、ブラックマトリックス２０２上にフリットペーストで接着固定または金属膜を利用して圧着固定することにより形成するようにしてもよい。

ゲート基板３００は次のように形成される。まず、ガラス板３０１を用意し、このガラス板３０１の一方の面に印刷法やスパッタ法等により平面電極３０２を形成する。次に、ガラス板３０１の他方の面に印刷法やスパッタ法等により、帯状のゲート電極３０３を形成する。次に、このゲート電極３０３を覆うように、ガラス板３０１の上記他方の面に印刷法等により絶縁層３０４を形成する。最後に、サンドブラスト法により、平面電極３０２、ガラス板３０１、ゲート電極３０３および絶縁層３０４を貫通する電子通過孔３０５を形成する。

従来、フロントリブ２０５は、上述したように、ブラックマトリックス２０２上に印刷を繰り返したり、所定の形状に加工されたガラスやセラミックス等の部材をブラックマトリックス２０２上に固定することにより形成していた。これらの方法により形成されたフロントリブ２０５は、例えば幅が５０〜２００μｍ、長さが５０〜１５０ｍｍ、ゲート基板３００のゲート電極３０３とメタルバック膜２０４との距離が２．０ｍｍ〜４．０ｍｍとなる。以下、フロントリブ２０５において、フロントガラス２０１の主面に対して垂直な方向を「高さ方向」とする。また、板状のフロントリブ２０５の幅方向を「幅方向」、この幅方向と高さ方向に垂直な方向を「長さ方向」とする。

なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
特開２００２−３４３２８１号公報 特開２００４−１９３０３８号公報

平面ディスプレイでは、陽極に流れる電流（アノード電流）の量を増やすか、または、陽極に印加する電圧（アノード電圧）を高くすることにより高輝度を実現することができる。アノード電流を大きくすると蛍光体が分解してしまうので、高輝度を実現するにはアノード電圧を高くするのが有効である。一方、アノード電圧を高くすると、平面電極３０２が陽極に発生する電界の影響からゲート電極３０３と陰極１０３を電気的にシールドしきれず、陽極と陰極との間で異常な放電が発生する恐れがあるので、陽極と平面電極３０２との距離を十分に長くなるようにフロントリブ２０５を形成する必要がある。例えば、アノード電圧を１０ｋＶする場合、陽極とゲート電極との距離は、３．０ｍｍ程度とするのが望ましい。

しかしながら、フロントリブ２０５は、上述したように平面ディスプレイの輝度の低下を防ぐために幅方向が長さ方向と比べてとても薄い棒または板の形状を有するため、印刷を繰り返すという従来の方法で所定の高さまでフロントリブ２０５を形成することが困難であった。例えば、幅を５０〜２００μｍに形成する場合、フロントリブ２０５の高さは、１．５〜２．０ｍｍ程度が限界である。

また、接着固定や圧着固定する場合、フロントリブ２０５をブラックマトリックス２０２上にフリットガラスや銀ペーストで固定するため、フロントリブ２０５を精度よく並べたとしても焼成工程におけるフロントガラス２０１等の熱膨張の影響を受けてしまうため、フロントリブ２０５を高精度に配設することが困難であった。

そこで、本発明は上述したような課題を解決するためになされたものであり、高輝度を実現することが可能な平面ディスプレイ、ゲート電極構造体およびゲート電極構造体の製造方法を提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明にかかる平面ディスプレイは、少なくとも一部が透過性を有するフロントガラスおよびこのフロントガラスと対向配置された基板を備えた真空外囲器と、電子放出源を有し基板上に配置された陰極と、電子通過孔を有しフロントガラスと基板との間に配置されたゲート電極構造体と、フロントガラスのゲート電極構造体と対向する面上に所定の間隔で垂設された複数のフロントリブと、フロントガラスのフロントリブに挟まれた領域に積層された蛍光体膜および陽極とを備える平面ディスプレイであって、ゲート電極構造体は、ゲート電極と、ゲート電極上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に配設され、陽極に対向配置される導体板から構成される平面電極と、平面電極のフロントガラスと対向する面上に垂設されフロントリブと当接する支持部材とを備えることを特徴とする。

上記平面ディスプレイにおいて、支持部材は、平面視略格子状の形状を有するようにしてもよい。

また、他の形態の上記平面ディスプレイにおいて、支持部材は、所定の間隔で並設された複数のゲートリブであるようにしてもよい。
ここで、フロントリブとゲートリブとは、互いに平行または交差するように配設されるようにしてもよい。

また、本発明にかかるゲート電極構造体は、板状のゲート電極構造体であって、ゲート電極と、ゲート電極上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に配設され、導体板から構成される平面電極と、平面電極上に垂設された支持部材とを備えることを特徴とする。

上記ゲート電極構造体において、ゲート電極、絶縁層および平面電極を貫く電子通過孔とをさらに有するようにしてもよい。

また、上記ゲート電極構造体において、支持部材は、平面視略格子状の形状を有するようにしてもよい。

また、上記ゲート電極構造体の他の形態において、支持部材は、所定の間隔で並設される複数のゲートリブであるようにしてもよい。

また、本発明にかかるゲート電極構造体の製造方法は、開口が形成された導体板から構成される平面電極の一方の面上に絶縁層を形成する第１のステップと、絶縁層上にゲート電極を形成する第２のステップと、平面電極の他方の面上に垂設された支持部材を形成する第３のステップとを有することを特徴とする。

上記ゲート電極構造体の製造方法において、支持部材は、平面視略格子状の形状を有するようにしてもよい。

また、他の形態の上記ゲート電極構造体の製造方法において、支持部材は、所定の間隔で並設された複数のゲートリブであるようにしてもよい。

また、上記ゲート電極構造体の製造方法において、支持部材は、印刷法により形成されるようにしてもよい。

本発明によれば、ゲート電極構造体の一の面上にゲートリブを設けることにより、陽極とゲート電極構造体との間隔を長くすることができる。これにより、陽極に高電圧を印加しても、陽極により発生する電界の影響から陰極とゲート電極を保護することが可能となるので、陰極と陽極との間の放電を防ぐことができ、結果として高輝度化を実現することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる平面ディスプレイの構成を示す部分断面図である。なお、本実施の形態にかかる平面ディスプレイは、ゲート基板に特徴を有するものである。したがって、背景技術の欄で説明した従来の平面ディスプレイと同等の構成要素には、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施の形態かかる平面ディスプレイ１は、ガラス等からなる基板１０１を有するカソード基板１００と、少なくとも一部が透過性を有するフロントガラス２０１を有するアノード基板２００と、基板１０１およびフロントガラス２０１それぞれに対して略平行に配設されたゲート基板１０とを有する。カソード基板１００の基板１０１とアノード基板２００のフロントガラス２０１とは、枠状のスペーサガラス（図示せず）を介して対向配置されており、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ることにより外囲器を構成する。この外囲器内は１０^-5Ｐａ台の真空度に保持されている。

カソード基板１００は、基板１０１と、ゲート基板３００と対向する面に互いに平行に所定間隔で垂設された複数の基板リブ１０２とを有する。基板１０１上の基板リブ１０２に挟まれた領域には、４−２６合金等の金属部材の表面にカーボンナノチューブやカーボンナノファイバー等のナノチューブ状繊維からなる電子放出源を固着させた平面視略格子状の陰極１０３が配設されている。この陰極１０３の上面は、基板リブ１０２の上面と同じ高さとされている。

アノード基板２００は、フロントガラス２０１と、このフロントガラス２０１上のゲート基板３００と対向する面に基板リブ１０２と平行な方向にストライプ状に所定間隔で形成された矩形断面を有する黒色の複数のブラックマトリックス２０２と、フロントガラス２０１上のブラックマトリックス２０２に挟まれた領域に形成された赤色発光蛍光体膜２０３Ｒ、緑色発光蛍光体膜２０３Ｇおよび青色発光蛍光体膜２０３Ｂと、これら蛍光体膜２０３Ｒ，２０３Ｇ，２０３Ｂ上に挟まれた領域に形成された陽極となるメタルバック膜２０４と、ブラックマトリックス２０２上に所定間隔で垂設された矩形断面を有する複数のフロントリブ２０５とを有する。

フロントリブ２０５は、幅方向が長さ方向と比べてとても薄い棒または板の形状を有する。このようなフロントリブ２０５は、このフロントリブ２０５からの二次電子放出を考慮し、二次電子放出比の小さいもの、または、電子が蓄積しないよう若干導電性を有するものから構成される。一例として、酸化クロム等を含んだガラスペースト、具体的にはＮＰ−７８３３などのＮＰ−７８００シリーズ（ノリタケ機材株式会社製）等を用いることができる。

外囲器内部に配設されるゲート基板１０は、カソード基板１００の基板リブ１０２とアノード基板２００のフロントリブ２０５とに狭持される。このようなゲート基板１０は、カソード基板１００に対向配置される第２絶縁層１１と、この第２絶縁層１１上のアノード基板２００側の面に所定間隔離間して互いに平行に複数形成されたリブ１２と、このリブ１２の間に配設されたゲート電極１３と、リブ１２およびゲート電極１３上に形成された第１絶縁層１４と、この第１絶縁層１４上に配設された電界制御電極として作用する平面電極１５と、この平面電極１５上にフロントリブ２０５と直交する方向に延在し、所定間隔で垂設された矩形断面の複数のゲートリブ１６とから構成される。また、ゲート基板１０には、ゲート電極１３と陰極１０３とが交差する領域に第２絶縁層１１、ゲート電極１３、第１絶縁層１４および平面電極１５を貫通する電子通過孔１７が形成されている。

第２絶縁層１１は、例えばフリットガラスやＰＰＳＱ（Poly Phenyl Silses Quioxane）等から構成され、幅方向および長さ方向にそれぞれ所定間隔離間して開口１１ａが複数形成されいる。この開口１１ａは、後述するゲート電極１３、第１絶縁層１４および平面電極１５の開口と共に電子通過孔１７の一部を構成する。

リブ１２は、ガラス質の絶縁ペーストから構成される断面矩形の棒の形状を有し、第２絶縁層１１上の、一方の方向に隣接する開口１１ａの中間に形成される。これにより、リブ１２は、隣り合うリブ１２と所定間隔離間して並設される。このようなリブ１２は、ゲート電極１３を所定間隔離間して配設するためのガイドとして機能する。

ゲート電極１３は、短冊状の平板から構成され、その長手方向に所定間隔で電子通過孔１７の一部を構成する開口１３ａが形成されている。このようなゲート電極１３は、例えば、４２−６合金等の導体からなる平板から構成される。

第１絶縁層１４は、例えばフリットガラス等から構成され、第２絶縁層１１の開口１１ａと同等の間隔で平面視略矩形の開口１４ａが形成されている。この開口１４ａは、電子通過孔１７の一部を構成する。

平面電極１５は、第２絶縁層１１および第１絶縁層１４と同等の間隔で平面視略矩形の開口１５ａが形成されており、この開口１５ａが電子通過孔１７の一部を構成する。この平面電極１５は、電子放出源１１１から引き出された電子を加速するのみならず、陽極となるメタルバック膜２０４の電界をシールドし、漏れ発光を防ぐ作用も有する。このような平面電極１５は、例えば、４２−６合金等の導体からなる平板から構成される。

ゲートリブ１６は、断面矩形の棒または板の形状を有し、平面電極１５上の、一方の方向に隣接する電子通過孔１７の中間に形成される。これにより、ゲートリブ１６は、隣り合うゲートリブ１６と所定間隔離間して並設される。図１の場合、ゲートリブ１６は、フロントリブ２０５と直交する方向に形成される。このようなゲートリブ１６は、このゲートリブ１６からの二次電子放出を考慮し、二次電子放出比の小さいもの、または、電子が蓄積しないよう若干導電性を有するものから構成される。一例として、酸化クロム等を含んだガラスペースト、具体的にはＮＰ−７８３３などのＮＰ−７８００シリーズ（ノリタケ機材株式会社製）等を用いることができる。

次に、図２〜７を参照して、ゲート基板１０の製造方法について説明する。まず、図２に示すように、平面電極１５を用意する。この平面電極１５には、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチングまたは電界エッチング等の公知のエッチング法により予め平面視略矩形の開口１５ａが所定間隔離間して複数形成されている。

次に、平面電極１５上にスクリーン印刷などの公知の印刷法により所定のマスクパターンを用いてフリットガラスを印刷し、焼成する。これにより、図３に示すように、平面電極１５の開口１５ａに対応する位置に電子通過孔１７を構成する開口１４ａが形成された第１絶縁層１４が形成される。

次に、第１絶縁層１４上にスクリーン印刷などの公知の印刷法により所定のマスクパターンを用いてガラス質の絶縁ペーストを印刷する。これにより、図４に示すように、第１絶縁層１４上にリブ１２が形成される。このリブ１２を形成することにより、ゲート電極１３を正確に位置決めすることが可能となる。

次に、図５に示すように、リブ１２に挟まれた第１絶縁層１４上に、ウェットエッチング、ドライエッチングまたは電界エッチング等の公知のエッチング法により予め開口１３ａが形成されたゲート電極１３を配設する。このゲート電極１３は、開口１３ａが第１絶縁層１４の開口１４ａに重なるようにした状態で、ゲート電極１３の第１絶縁層側の全面をフリットガラス等により第１絶縁層１４上に接着固定する。

次に、リブ１２およびゲート電極１３上に、スクリーン印刷などの公知の印刷法により所定のマスクパターンを用いてフリットガラスを印刷し、焼成する。これにより、図６に示すように、ゲート電極１３の開口１３ａに対応する位置に電子通過孔１７を構成する開口１１ａが形成された第２絶縁層１１が形成される。

次に、平面電極１５上にスクリーン印刷などの公知の印刷法により所定のマスクパターンを用いてフリットガラスを所定の高さまで繰り返し印刷し、焼成する。これにより、図７に示すように、平面電極１５上にゲートリブ１６が形成される。

なお、本実施の形態では、リブ１２を形成した後、ゲート電極１３を第２絶縁層１４上に配設するようにしたが、ゲート電極１３は、ゲートリブ１６を形成した後に第２絶縁層１４上に配設するようにしてもよい。この場合について以下に説明する。

まず、図４に示すように、第１絶縁層１４上にリブ１２を形成した後、平面電極１５上にゲートリブ１６を形成する。一方、ゲート電極１３には、一方の面上に絶縁層１１を形成しておく。ここで、リブ１２の厚さは、ゲート電極１３と同程度に形成される。

次に、絶縁層１１が形成されたゲート電極１３を、絶縁層１１が形成されていない面側からリブ１２に挟まれた第１絶縁層１４上にはめ込む。このとき、ゲート電極１３は、長手方向の一端をフリットガラス等により第１絶縁層１４上に接着することにより位置決めするようにしてもよい。

このようにしてもゲート基板１０を形成することが可能である。なお、この場合には、リブ１２上には絶縁層１１が形成されないが、ゲート電極１３と陰極１０３とが直接に接触しないのであれば、リブ１２上に絶縁層１１を形成しなくてもよい。

次に、本実施の形態にかかる平面ディスプレイにおいて上述したゲート基板１０とアノード基板２００との位置関係について、図８を参照して説明する。図８は、本実施の形態にかかる平面ディスプレイの要部断面図である。本実施の形態では、アノード基板２００のフロントガラス２０１上にフロントリブ２０５が形成され、かつ、ゲート基板１０の平面電極１５上にもゲートリブ１６が形成されており、フロントリブ２０５とゲートリブ１６とが当接している。このように本実施の形態の平面ディスプレイでは、青ノード基板２００とゲート基板１０との間にフロントリブ２０５のみならずゲートリブ１６も設けたため、従来の平面ディスプレイのようにフロントリブ２０５のみを設けた場合よりも、ゲート基板１０とアノード基板２００との距離を長くすることができる。

従来では、ゲート基板にゲートリブを形成することができなかった。これは、従来はゲート電極と平面電極とを隔てる絶縁層に厚さが約０．１ｍｍ程度のガラスの薄板を用いていたからである。このガラス板の両面にゲート電極および平面電極を印刷し、さらに平面電極上に印刷を繰り返すことによりゲートリブを形成すると、ガラス板が割れてしまうからである。そこで、本実施の形態では、平面電極１５を導体板から構成するようにした。これにより、印刷を繰り返すことによりゲートリブ１６を平面電極１５上に印刷しても第１絶縁層１４が割れるないため、ゲート基板１０にゲートリブ１６を形成することが可能となった。

このように本実施の形態では、ゲートリブ１６をゲート基板１０上に形成することが可能となったので、メタルバック膜２０４に高電圧を印加しても陰極１０３とメタルバック膜２０４との間に異常な放電が発生しない程度に、ゲート基板１０とアノード基板２００との距離を長くすることできる。

したがって、例えば、図８に示すように、ゲートリブ１６とフロントリブ２０５とを、それぞれ高さ１．５ｍｍに形成すると、ゲート基板１０とフロント基板２００の距離を３．０ｍｍとなり、メタルバック膜２０４に１０ｋＶ程度の高電圧を印加することが可能となるので、高輝度を実現することができる。このとき、ゲートリブ１６およびフロントリブ２０５の幅は、一例として図８では０．２ｍｍに形成されているが、５０μｍ〜２００μｍ程度に形成することが可能である。したがって、微細化も同時に実現することができる。

図９は、ゲート電極１０の変形例を示す断面斜視図である。なお、ゲートリブ１６を形成する方向は、図１に示すように、フロントリブ２０５に直交する方向に限定されず、図９に示すように、フロントリブ２０５と平行な方向にしてもよい。この場合、ゲートリブ１６とフロントリブ２０５とは、対向する位置にあるゲートリブ１６とフロントリブ２０５とが当接する。

図１０は、ゲート電極１０の変形例を示す断面斜視図である。なお、ゲートリブ１６の形状は、図１，９に示すような棒状に限定されず、図１０に示すように、平面電極１５に対して垂設された平面視略格子状の形状にしてもよい。この場合、ゲートリブ１６は、ゲートリブ１６の格子形状の開口部分に電子通過孔１７が位置するように、平面電極１５上にスクリーン印刷などの公知の印刷法により所定のマスクパターンを用いてフリットガラスを所定の高さまで繰り返し印刷し、焼成することによって形成される。このような格子形状とすることにより、ゲートリブ１６は、大気圧等に起因するカソード基板１００やアノード基板２００側からの圧力に対する耐性を向上させることができる。

図１１は、ゲート電極１０の変形例を示す断面斜視図である。ゲートリブ１６のフロントリブ２０５と対向する面には、図１１に示すようにフォーカス電極１８を形成するようにしてもよい。このフォーカス電極１８には、平面電極３０２と同等の正の電位が印加される。このようなフォーカス電極１８を設けることにより、陰極１０３から引き出され電子通過孔１７から放出された電子が、フロントリブ２０５の側面方向から蛍光体膜２０３Ｒ，２０３Ｇ，２０３Ｂの中央部の方向へと収束されることが確認された。これは、陽極として作用するメタルバック膜１０６により生じる電界の強度が、フォーカス電極１８により発生する電界により変化したことによるものと考えられる。

また、フォーカス電極１８は、メタルバック膜２０４により発生する電界の影響から陰極１０３とゲート電極１３をシールドし、ゲート電極１３と陽極として作用するメタルバック膜２０４との間の電位差により電界が生じるのを防ぐことができる。これにより、陰極１０３とメタルバック膜２０４との間の異常な放電を防止したり、漏れ発光を防ぐことが可能となる。

このようなフォーカス電極１８は、例えば銀ペーストをスクリーン印刷などの公知印刷法によりゲートリブ１６上に印刷することにより形成される。なお、このようなフォーカス電極１８は、図１１（ａ）に示すフロントリブ２０５に直交するゲートリブ１６、図１１（ｂ）に示すフロントリブ２０５と平行なゲートリブ１６の何れにも形成することが可能である。また、図１０で示した平面視略格子状の形状のリブ１６上にフォーカス電極１８を形成するようにしてもよい。さらに、フォーカス電極１８は、フロントリブ２０５のゲートリブ１６と対向する面に形成するようにしてもよい。

図１２，１３は、フォーカス基板３０を設けた平面ディスプレイの構成を示す部分断面図である。上述したフォーカス電極１８の代わりに、図１２，１３に示すように、ゲートリブ１６とフロントリブ２０５と間に、それぞれに狭持されるフォーカス基板３０を設けるようにしてもよい。このフォーカス基板３０は、例えば４−２６合金等の導体板から構成され、ウェットエッチング、ドライエッチングまたは電界エッチング等の公知のエッチング法により、ゲート電極１０の電子通過孔１７に対応する位置に開口３０ａが形成されている。このようなフォーカス基板３０を設けるようにしても、フォーカス電極１８の場合と同様、ゲート電極１３を電気的にシールドし、ゲート電極１３と陽極として作用するメタルバック膜２０４との間の電位差により電界が生じるのを防ぐことができる。したがって、陰極１０３とメタルバック膜２０４との間の異常な放電を防止したり、漏れ発光を防ぐことが可能となる。このようなフォーカス基板３０は、ゲート基板１０のゲートリブ１６が、図１２に示すフロントリブ２０５に直交する場合や、図１３に示すフロントリブ２０５と平行な場合の何れにも形成することが可能である。

なお、本実施の形態では、電子通過孔１７の形状を平面略矩形としたが、電子通過孔１７の形状はこれに限定されず、例えば平面視略円形など適宜自由に設定することができる。

また、本実施の形態では、ゲート電極１３の長手方向の一端をフリットガラス等により第１絶縁層１４上に接着するようにしたが、第１絶縁層１４上にフリットガラス等からなる接着層を形成し、この接着層上にゲート電極１３を配設するようにしてもよい。この場合、リブ１２も上記接着層上に形成される。

（ａ）本発明の平面ディスプレイの構成を示す部分断面図、（ｂ）ゲート基板１０の断面斜視図である。 （ａ）ゲート電極１３の構成を示す平面模式図、（ｂ）図２（ａ）のI-I線断面図である。 （ａ）ゲート基板１０の製造工程を示す部分平面図、（ｂ）図３（ａ）のI-I線断面図である。 （ａ）ゲート基板１０の製造工程を示す部分平面図、（ｂ）図４（ａ）のI-I線断面図である。 （ａ）ゲート基板１０の製造工程を示す部分平面図、（ｂ）図５（ａ）のI-I線断面図である。 （ａ）ゲート基板１０の製造工程を示す部分平面図、（ｂ）図６（ａ）のI-I線断面図である。 （ａ）ゲート基板１０の製造工程を示す部分平面図、（ｂ）図７（ａ）のI-I線断面図である。 本発明にかかる平面ディスプレイの要部断面図である。 ゲート電極１０の変形例を示す断面斜視図である。 ゲート電極１０の他の変形例を示す断面斜視図である。 （ａ），（ｂ）ゲート電極１０の変形例を示す断面斜視図である。 フォーカス基板３０を設けた平面ディスプレイの構成を示す部分断面図である。 フォーカス基板３０を設けた平面ディスプレイの構成を示す部分断面図である。 従来の平面ディスプレイの構成を示す断面斜視図である。

符号の説明

１０…ゲート基板、１１…第１絶縁層、１１ａ…開口、１２…リブ、１３…ゲート電極、１３ａ…開口、１４…第２絶縁層、１４ａ…開口、１５…平面電極、１５ａ…開口、１６…ゲートリブ、１７…電子通過孔、１８…フォーカス電極、３０…フォーカス基板３０ａ…開口。

Claims (12)

1. 少なくとも一部が透過性を有するフロントガラスおよびこのフロントガラスと対向配置された基板を備えた真空外囲器と、電子放出源を有し前記基板上に配置された陰極と、電子通過孔を有し前記フロントガラスと前記基板との間に配置されたゲート電極構造体と、前記フロントガラスの前記ゲート電極構造体と対向する面上に所定の間隔で垂設された複数のフロントリブと、前記フロントガラスの前記フロントリブに挟まれた領域に積層された蛍光体膜および陽極とを備える平面ディスプレイであって、
   前記ゲート電極構造体は、
   ゲート電極と、
   前記ゲート電極上に形成された絶縁層と、
   この絶縁層上に配設され、前記陽極に対向配置される導体板から構成される平面電極と、
   前記平面電極の前記フロントガラスと対向する面上に垂設され前記フロントリブと当接する支持部材と
   を備えることを特徴とする平面ディスプレイ。
2. 前記支持部材は、平面視略格子状の形状を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の平面ディスプレイ。
3. 前記支持部材は、所定の間隔で並設された複数のゲートリブである
   ことを特徴とする請求項１記載の平面ディスプレイ。
4. 前記フロントリブと前記ゲートリブとは、互いに平行または交差するように配設される
   ことを特徴とする請求項３記載の平面ディスプレイ。
5. 板状のゲート電極構造体であって、
   ゲート電極と、
   前記ゲート電極上に形成された絶縁層と、
   この絶縁層上に配設され、導体板から構成される平面電極と、
   前記平面電極上に垂設された支持部材と
   を備えることを特徴とするゲート電極構造体。
6. 前記ゲート電極、前記絶縁層および前記平面電極を貫く電子通過孔をさらに有する
   ことを特徴とする請求項５記載のゲート電極構造体。
7. 前記支持部材は、平面視略格子状の形状を有する
   ことを特徴とする請求項５または６記載のゲート電極構造体。
8. 前記支持部材は、所定の間隔で並設される複数のゲートリブである
   ことを特徴とする請求項５または６記載のゲート電極構造体。
9. 開口が形成された導体板から構成される平面電極の一方の面上に絶縁層を形成する第１のステップと、
   前記絶縁層上にゲート電極を形成する第２のステップと、
   前記平面電極の他方の面上に垂設された支持部材を形成する第３のステップと
   を有することを特徴とするゲート電極構造体の製造方法。
10. 前記支持部材は、平面視略格子状の形状を有する
    ことを特徴とする請求項９記載のゲート電極構造体の製造方法。
11. 前記支持部材は、所定の間隔で並設された複数のゲートリブである
    ことを特徴とする請求項９記載のゲート電極構造体の製造方法。
12. 前記支持部材は、印刷法により形成される
    ことを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１項に記載のゲート電極構造体の製造方法。

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