JPH08508846A - Flat panel device with internal support structure and / or raised black matrix - Google Patents

Flat panel device with internal support structure and / or raised black matrix

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Abstract

(57)【要約】 フラットパネル装置(300)が内部からの支持を与えるスペーサ(308)を有する。前記スペーサはセラミック若しくはガラスセラミックから作ることが出来る。前記フラットパネル装置の内部で露出されているスペーサの表面は、二次電子放出が低下し前記スペーサ表面に電荷が帯びるのを防ぐように処理される。発光構造体は、本体部分(302)と、前記本体部分に沿って配置された暗隆起部分(314)のパターンと、前記隆起部分の間に設けられた、電子によって活性化される複数の発光領域(313)とを有する。前記暗隆起部分は前記発光領域よりも前記本体部分から更に盛り上がった形となっており、隆起したブラックマトリックスを形成する。前記発光構造体が光学ディスプレイに使用される場合において、前記隆起したブラックマトリックスはスペーサ(308)に接触し、それによって前記発光領域が損なわれるのを防いでいる。前記発光構造体は本発明に基づく様々な技術によって形成することが出来る。 (57) Summary A flat panel device (300) has spacers (308) that provide internal support. The spacers can be made of ceramic or glass ceramic. The surface of the spacer exposed inside the flat panel device is treated to prevent the secondary electron emission from being reduced and the surface of the spacer to be charged. The light emitting structure includes a body portion (302), a pattern of dark raised portions (314) disposed along the body portion, and a plurality of electron activated light emissions disposed between the raised portions. A region (313). The dark raised portion is further raised from the main body portion than the light emitting region, and forms a raised black matrix. When the light emitting structure is used in an optical display, the raised black matrix prevents contact with spacers (308), thereby impairing the light emitting area. The light emitting structure can be formed by various techniques according to the present invention.

Description

【発明の詳細な説明】 内部支持構造体及び/若しくは隆起したブラックマトリクスを有するフラット パネル装置発明の背景 1.発明の属する技術分野 本発明はフラットCRTディスプレイのようなフラットパネル装置に関する。 本発明はフラットパネル装置の製造に使用される技術にも関する。 2.関連技術 近年、旧来の偏向ビームCRTディスプレイにとって代わる、より軽くかさば らないディスプレイを提供すべく、フラットCRTディスプレイ(フラットパネ ルディスプレイとしても知られている)を構築する数々の試みがなされてきた。 フラットCRTディスプレイに加えて、他のフラットパネルディスプレイ、例え ばプラズマディスプレイも開発されてきた。 フラットパネルディスプレイに於いては、フェースプレート(faceplate)、 バックプレート(backplate)、及びフェースプレートとバックプレートの外周 部分を囲むように設けられた接続壁が1つの封入ケースを形成している。フラッ トパネルディスプレイの中には、ケースの中が真空に近い状態に保たれているも のもあり、例えばフラットCRTディスプレイでは、ほぼ1×10-7torrに 保たれている。フェースプレートの内部表面には、ディスプレイ 上のアクティブ領域を画定する蛍光体パターン若しくは蛍光体のような発光素子 の被覆が設けられている。発光素子は光を発するのであるか、これは、バックプ レートに隣接して設けられたカソード素子が励起状態にされて電子を放出し、こ れがフェースプレート上の蛍光体に向かって加速され、蛍光体が発光することに より、その光がフェースプレートの外側の面(画面(viewing surface))に於 いて視聴者に見られることになるのである。 ディスプレイ中に於いては、電子放出素子は選択的に励起状態にされて電子を 放出しその電子がフェースプレート上の蛍光体に向かう。これらの蛍光体は電子 が衝突したとき、フェースプレートの外部の面で見ることができる光を発するの である。 各電子放出素子から放出された電子は、それぞれ決まった目標の蛍光体のみに 衝突するようにされている。しかしながら、放出された電子の中には一定数、フ ェースプレート上の目標とされた蛍光体以外の部分に衝突するものもある。フェ ースプレートに於けるコントラストを改善するために、電子放出素子からの電子 が衝突しても実質的に発光しない非反射領域のマトリクスが、適当に蛍光領域の 中に分散した形で設けられる。カラーディスプレイに於いては、このブラックマ トリクスは色純度も改善する。蛍光領域はブラックマトリクスよりもフェースプ レートから更に盛り上がった形で設けられる。 内部が真空に近い状態であることにより、フラットパネルディスプレイの壁に 圧力が掛かるが、これは内部の真空に近い状態と外部の大気圧との圧力差が、支 持が無ければフラットパネルディスプレイを崩壊させうるほど大きいからである 。ほぼ1インチより大きい対角線の長さ(対角線はアクティブ領域の互いにはす 向かいの角と角との間の距離)を有する長方形のディスプレイに於いては、縦横 比が大きいために、フェースプレートはこのタイプの機械的な損傷の影響を特に 受けやすい。ここで、縦横比とは、横幅、例えば互いに向かい合った接続壁の内 部表面間の距離、若しくは高さ、例えばバックプレートの内部表面とフェースプ レートの内部表面との距離を厚みで除すことによって定義されるものである。フ ラットパネルディスプレイのフェースプレートまたはバックプレートは、フラッ トパネルディスプレイが外部から受ける力の衝撃によっても故障することがある 。 フェースプレート及び/若しくはバックプレートを内部から支持するために、 スペーサが使用されてきた。従来のスペーサは、壁状若しくは柱状のもので、デ ィスプレイのアクティブ領域に於ける画素(ディスプレイ上の画像を構成する最 小単位をなす蛍光体の領域)間に設けられている。 スペーサはポリイミドのフォトパターニング(photopatterning)によって形 成されてきた。しかしながらポリイミドスペーサでは不適当なことがわかってお り、その理由と しては、(1)長さが不十分であること、(2)フェースプレートに使用される 典型的な材料(ガラス)と、バックプレートに使用される典型的な材料(例えば ガラス、セラミック、ガラス−セラミック若しくは金属)と、アドレシンググリ ッド(addressing grid)に使用される典型的な材料(例えばガラス−セラミッ ク若しくはセラミック)との熱膨張係数を整合させることができないため、レジ スターに関する問題を引き起こすこと、(3)ボリイミドを真空に近い状態の中 で使用するとガス放出が起こりうること、があげられる。 スペーサにもガラス製のものが使用されてきたが、ガラスが十分な強度を有し ていない場合がある。更に、ガラス固有の微小割れがあり、それが容易にガラス 全体に広がる傾向をもつために、ガラス製のスペーサは、(理想的な)ガラスよ り更に弱いものとなってしまう。 それに加えて、どんな材料をスペーサに用いたとしても、スペーサの近傍に於 いては、スペーサの存在がフェースプレートに向かう電子の流れに悪影響を及ぼ すことがある。例えば、浮遊電子がスペーサの表面に静電気を発生させ、所望の 電圧分布とは異なる電圧分布をスペーサの近傍に形成させることによって、電子 の流れに歪みが生じ、ディスプレイに表示される画像に歪みが生じることになる のである。発明の要約 本発明によると、フラットパネル装置が、内部からの支持を与えるスペーサを 有する。特に内部を低圧状態にして作動する装置に対して、このスペーサは、内 部の低圧状態(例えば大気圧より低い圧力)と外部の大気圧との間の圧力差によ って生じる応力によって装置が破壊されるのを防ぐ。このスペーサは外部からの 衝撃によって生ずる応力に対しても、装置に内部からの支持を与える。これに加 えて、ケース内部のスペーサの表面は、スペーサ表面に静電気が生ずるのを防止 若しくは最小化するように処理されている。この結果、スペーサがスペーサの近 傍の電子の流れに与える悪影響をなくし、装置の画像の歪みをなくすことになる 。 本発明の実施態様の1つに於いては、スペーサの表面に被覆が設けられるが、 この被覆は二次電子放出比δが4より小さく、面抵抗が109Ω/□と1014Ω /□との間の値をとる物質からなるものである。この被覆をなす物質は、酸化ク ロム、酸化銅、酸化チタン及び酸化バナジウムから選択される。 本発明の他の実施態様に於いては、スペーサ表面に第1の被覆がなされる。第 2の被覆は第1の被覆の上になされる。第1の被覆は面抵抗が109Ω/□と1 04Ω/□との間の値をとる物質によってなされる。第2の被覆は二次電子放出 比δが4より小さい物質によってなされる。 本発明の別の実施態様に於いては、スペーサ表面に第1のドーピングが施され て、その表面の面抵抗が109Ω/□ と1014Ω/□との間の値をとるようにされ、次にドーピングされたスペーサ表 面上に、二次電子放出比δが4より小さい物質によって被覆がなされる。被覆を なす物質は酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン及び酸化バナジウムから選択 される。 また別の実施態様に於いては、スペーサ表面の面抵抗が109Ω/□と1014 Ω/□との間の値をとるようにするべく、スペーサ表面にドーピングを施す。 スペーサは例えばセラミックから作られ、スペーサ壁或いはスペーサ構造体の 形で設けられるが、スペーサ壁とスペーサ構造体とを組み合わせた形で設けるこ ともできる。フラットパネル装置は発光手段も有する。また、フラットパネル装 置は、電界エミッタカソード若しくは熱電子カソードを含む形にすることもでき る。 本発明の更に別の実施態様に於いては、1つかそれ以上の電極が、前記処理済 みのスペーサ表面上に設けられる。例えば、電極はスペーサ及びバックプレート の境界部分の近くに設けることができ、電極の電圧は境界部分の近傍に於いて所 望の電圧分布を得るべく制御され、それによって表面の処理の不完全さ、或いは スペーサの不整合によって生ずる歪みを正すべく、電子の流れを所望の形に偏向 する。また別の実施態様に於いては、バックプレートの内部表面に於いて所望の 電圧分布を得るべく、この電極を曲がりくねった形状に設けることもできる。 分圧手段を形成することによって各電極の電圧が設定される。実施例の1つに 於いては、分圧手段はスペーサの表面上に形成された抵抗性被覆(resisitive c oating)からなる。各電極に於いて正確な電圧を得るべく、被覆の面抵抗は調整 されなければならない。 本発明の更にまた別の実施態様に於いては、電気伝導物質のストリップ(金属 被覆エッジ(edge metallization))がスペーサ表面の端面とバックプレートと の間に形成され、スペーサ全体に亘って、それらが密接に接触するようになって いる。スペーサの表面上に抵抗性被覆が設けられている場合は、金属被覆エッジ は抵抗性被覆と電気的に接続される。この場合、金属被覆エッジ及び抵抗性被覆 は、それらの間の境界面がバックプレートの内部表面から一定の距離となるよう に設けられる。同様に、金属被覆エッジは、フェースプレートとスペーサの間の 良好な電気的接続をなすように、フェースプレートとスペーサの端面との間に形 成される。 本発明に従ったフラットパネル装置の組立方法に於いては、フラットパネル装 置のバックプレートとフェースプレートとの間にスペーサを設けて、スペーサの 表面が電荷を帯びるのを防止若しくは最小化するべくスペーサ表面に処理を施し 、スペーサとバックプレートとの電気的接続をなす金属被覆エッジとなる被覆を スペーサの端面に設け、スペーサを内部に封入するようにバックプレートとフェ ース プレートとを封着することによって装置が組立られる。スペーサ表面の処理をな すには、抵抗性被覆または被覆を形成するか、表面へのドーピングによるか、表 面へのドーピングと抵抗性被覆または被覆の形成との両者によるか、または焼成 して表面を還元することによる。 更に、本発明はフラットパネルCRTディスプレイのような光学装置に使用さ れるのに適した発光構造体を備えている。本発明の発光構造体は、本体部分(ma in section)と、それに沿って設けられた隆起した形状の部分と、本体部分に沿 って隆起した部分の間の部分に設けられた複数の発光領域を含む。発光領域は電 子が衝突すると光を発する。これに対して、隆起部分は電子が衝突しても実質的 に光を発しない。また、隆起部分は発光領域よりも本体部分から更に盛り上がっ た形となっている。 各隆起部分は、隆起部分の横幅全体に亘って、またその高さの少なくとも一部 分についてそれを実質的に取り囲んでいる暗領域を含む。隆起部分のパターンに よって、隆起したブラックマトリクスが形成され、それは発光構造体のコントラ ストを改善する。発光領域に於いて2つ若しくはそれ以上の色の光を選択的に発 する場合、隆起したブラックマトリクスは色の純度を高める効果もある。 本発明の発光構造体は様々な技術に従って製作することが出来る。本発明の技 術群の1つは、与えられた隆起部分の材料の層の一部を、発光構造体の本体部分 に沿って選択 的に除去する過程を含んだ処理によって、隆起部分のパターンを発光構造体の本 体部分に沿って形成するものである。本発明に従った別の技術によれば、本体( body)の一部分を選択的に特定の深さに除去して、本体の除去されない残りの部 分が発光構造体の本体部分及び隆起部分を含むように形成することも出来る。図面の簡単な説明 第1図は、本発明の1つの実施態様に従った熱電子カソードを含むフラットパ ネルディスプレイの透視図であって、表層部の一部を切り取って内部を見せてい るものである。 第2A図及び第2B図は、本発明の1つの実施態様に従ったフラットパネルデ ィスプレイの単純化した断面図であって、スペーサ壁を使用しているのを図解し たものである。第2A図は第2B図の2b−2bに沿って切った断面図であり、 第2B図は第2A図の2a−2aに沿って切った断面図である。 第3図は、本発明の1つの実施態様に従った、電界放出カソードを含むフラッ トパネルディスプレイの透視図であって、表層部の一部を切り取って内部を見せ ているものである。 第4A図は、第3図のフラットパネルディスプレイの一部の詳細な透視断面図 である。 第4B図及び第4C図は、第4A図のディスプレイのa図のディスプレイの内 部の部品の平面図であって、それぞ れ第4A図の矢印c及びdの方向から見た図である。 第4D図は、第4A図のフラットパネルCRTディスプレイ全体の横断面図で ある。 第4E図は、第4A図のCRTディスプレイのブラックマトリクスを中心に置 いた一部の拡大断面構造図である。 第5図は、第2B図の一部の詳細図であって、本発明に従ったスペーサ壁の整 合手段を図解したものである。 第6図は、本発明の1つの実施態様に従ったスペーサ壁及びスペーサ構造体を 含むフラットパネルディスプレイを図解した、第2A図と同じ方向から見た単純 化した断面図である。 第7A図は、本発明の1つの実施態様に従った、電界放出カソード及びスペー サ壁を含むフラットパネルディスプレイの一部の単純化した断面図である。 第7B図は、本発明の1つの実施態様に従った、電界放出カソード、スペーサ 壁、及びアドレシンググリッドを含むフラットパネルディスプレイの一部の第2 A図と同じ方向から見た単純化した断面図である。 第7C図は、本発明の1つの実施態様に従った、電界放出カソード、スペーサ 構造体、及びアドレシンググリッドを含むフラットパネルディスプレイの一部の 第2A図と同じ方向から見た単純化した断面図である。 第8図は、曲がった形状のフェースプレート及びバックプレートを有するフラ ットパネルディスプレイに於いて、 本発明の1つの実施態様に従ったスペーサが使用されているのを図解した、第2 A図と同じ方向から見た単純化した断面図である。 第9A図及び第9B図は、本発明の1つの実施態様に従ったフラットパネルデ ィスプレイの単純化した断面図であって、スペーサ壁の表面に形成された被覆を 図解したものである。第9A図は第9B図の9b−9bに沿って切った断面図で あり、第9B図は第9A図の9a−9aに沿って切った断面図である。 第10図は、電圧を縦軸に、電界放出装置の設けられたベースプレートに対し て垂直方向の電界放出装置とベースプレートとの距離を横軸にとったグラフであ る。 第11図は、二次電子放出比を縦軸に電圧を横軸にとったグラフであって、2 つの物質の特性を示したものである。 第12A図〜第12D図は、スペーサ壁の間の境界部分を図解し、本発明の様 々な実施態様に従った金属被覆及びバックプレートの隆起部分に焦点を合わせた 断面図である。 第13A図〜第13H図は、第4A図のディスプレイの発光ブラックマトリク ス構造の製造工程を示した断面図である。 第14A図〜第14J図及び第15A図〜第15J図は、第4A図のディスプ レイの発光ブラックマトリクス構造のそれぞれ別の製造工程を示した断面図であ る。 第16A図〜第16J図は、第4A図のディスプレイの 発光ブラックマトリクス構造の更に別の製造工程を示した断面図である。 以上の図に於いては、対応する部分には同様の符号を付した。発明の詳細な説明 以下、本発明の実施例を、フラットCRTディスプレイについて説明する。本 発明が他のフラットパネルディスプレイ、例えばプラズマディスプレイ若しくは 真空蛍光ディスプレイについても適用可能であることも理解されよう。更に、本 発明は、ディスプレイでの使用に限られるものでなく、例えば、光学的信号処理 や、フェイズドアレイレーダー装置(phased array rader devices)のような他 の装置の制御するのに用いられる光学的アドレシングや、映像を他の媒体に再現 するコピー機やプリンタにおける映像スキャニング等の他の目的で用いられるフ ラットパネル装置にも適用することができる。更に加えると、本発明は長方形で ないスクリーンの形状を持つフラットパネル装置、例えば円形若しくは車のダッ シュボードや航空機のコントロールパネルに使用されるような特殊な形状を持つ スクリーンにも適用可能である。 ここで、フラットパネルディスプレイとは、フェースプレートとバックプレー トとが実質的に平行なディスプレイであって、ディスプレイの厚み、即ちフェー スプレート及びバックプレートに実質的に垂直な向きで測定された厚み が、従来の偏向ビームCRTディスプレイの厚みと比較して小さいものを指す。 一般に、フラットパネルディスプレイの厚みは5.08cm(2インチ)より小 さいが、必ずしもこれに限定されない。多くの場合、フラットパネルディスプレ イの厚みは実質的に5.08cm以下であって、例えば0.64cm〜2.54 cm(0.25〜1.0インチ)程度である。 本明細書に於いて、「スペーサ」とは、フラットパネルディスプレイの内部に 於いて内部からの支持体として用いられているものの総称である。この明細書に 於いて、本発明の特定の実施例のスペーサは「スペーサ壁」若しくは「スペーサ 構造体」と記述されている。つまり「スペーサ」は「スペーサ壁」、及び「スペ ーサ構造体」と共に他の上記のスペーサの機能を有する構造をすべて包含するの である。 一般に、本発明のスペーサ壁及びスペーサ構造体は、薄い材料から作られたも のであり、この材料は、未処理の状態ではそのまま加工可能で、一定の処理を施 すことで硬く剛性の高いものとなるものである。この材料は、真空の環境下に於 いても適用可能なものでなければならない。更に、スペーサ壁及びスペーサ構造 体は、フェースプレート及びバックプレートの熱膨張係数とよく適合する熱膨張 係数を有する材料から作られる。熱膨張係数が適合しているとは、スペーサ壁、 フェースプレート及びバックプレートが、フ ラットパネルディスプレイが組み立てられて動作しているときに生ずる加熱や冷 却に対して、ほぼ同程度膨張若しくは収縮するということを意味する。この結果 、スペーサ壁、フェースプレート及びバックプレートの間で適切な位置関係の整 合性が維持されることになる。熱膨張係数が適合していない場合起こり得ること として、アノードのスペーサ壁若しくはスペーサ構造体がフェースプレートに対 して動いてしまうことによって蛍光体が損傷を受けたり、フラットパネルディス プレイ内に応力が発生してディスプレイ内の部品を損なってしまうこと(ディス プレイ内の真空状態が損なわれてしまうことも含む)、若しくはスペーサ壁その ものが壊れてしまうことなどが考えられる。 実施例の1つに於いて、スペーサ壁はセラミック若しくはガラスセラミック材 料によって作られる。別の実施例に於いては、スペーサ壁はセラミックテープか ら作られる。以下、本発明の実施例の記述に於いては、スペーサ壁若しくはスペ ーサ構造体の材料としてセラミック、またはセラミックテープ、及びスラリーが 使用されるものとする。 他の材料としては、セラミック強化ガラス、不透明ガラス、柔軟性のあるマト リクス構造のアモルファスガラス(amorphous glass)、電気的絶縁性の被覆を なされた金属、若しくは高温真空状態に適合性を有するポリイミドなどが使用可 能である。概略、本発明によるスペーサの材料に要求されるのは、(a)薄い層 にすることが可能なこと、 (b)その層が焼成処理された状態で柔軟になること、(c)焼成されていない 状態で1つの層若しくはいくつかの層をまとめて孔を開けることができること、 (d)開けられた孔の必要な部分に導体を設けることができること、(e)焼成 処理されていない層の表面に正確に電気伝導トレースを設けることができること 、(f)何枚かの層を積層状態にすることができ、少なくとも最終的な加熱時に 互いに接合させることができること、(g)焼成処理された構造が、例えばフロ ートガラスのような材料から作られたフェースプレート及びバックプレートの熱 膨張係数と実質的に適合するような熱膨張係数を有すること、(h)焼成処理さ れた積層構造体が剛性が高く強靱なものであること、(i)焼成処理された構造 が真空状態に適合すること、(j)焼成処理された構造体はCRTのカソードを 損なうような物質を含んでいないこと、(k)すべての材料及び製造にかかるコ ストが実際的なものであり得ることなどである。 この記述及び以下の請求項に於いて、「セラミック」という言葉が頻繁に使用 されるが、これは文脈上セラミックテープ若しくはセラミック層若しくはセラミ ックシートを意味している。つまり、この言葉はよく知られたガラスセラミック テープ、失透ガラステープ、セラミックガラステープ、セラミックテープ若しく はその他のテープを意味しており、また、その他のテープとは、プラスチックの 結合 剤、及びセラミック若しくはガラスの粒子を有し、焼成処理されていない状態に 於いて柔軟性を有し加工可能であって、焼成によって硬く剛性の高いものに硬化 することができるようなものであるが、始めから柔軟性を有し最終的に硬く剛性 の高い状態に処理することができる等価な材料であればそれも使用できる。 セラミックテープはセラミックの粒子、アモルファスガラス粒子、結合剤及び 可塑剤の混合物から作られる。初めは、この混合物はスラリーとなっており、セ ラミックテープに形成されるのではなく型に入れて成型することができる。セラ ミックテープは焼成していない状態でスラリーから作ることができるが、これは 容易に所望の形に成型したり切ったりすることができる変形可能な材料である。 セラミックテープは薄いシート状に作られるが、その厚みは、例えば0.3mi lから10mil程度である。本発明の実施に於いて使用可能なセラミックテー プで入手可能なものの例としては、米国テネシー州チャタヌーガのCoors Electronic Package社の、カタログ番号CC−92771/ 777及びCC−LT20、若しくはこのセラミックテープと実質的に等価なテ ープなどがある。 本発明の目的のために使用可能な低温ガラスセラミック材料の他の例としては 、デュポン社のグリーンテープ(Green Tape)がある。グリーンテープは非常に 薄いシート (例えば約3milから10mil)形状のものが入手可能であり、比較的低い 温度、約900℃から1000℃で焼成処理可能であり、焼成処理をしていない 状態で優れた加工性を与える可塑剤を含んでいる。グリーンテープはセラミック 粒子及び、やはり粒子状のアモルファスガラスの混合物であって更に結合剤及び 可塑剤を含む製品である。米国特許第4,820,661号、第4,867,9 35号及び第4,948,759号を参照されたい。 焼成処理前のセラミックテープは以下に述べるような方法で形成し、本発明に 基づきスペーサ壁及びスペーサ構造体を製造することができる。セラミックテー プは成型後、焼成処理される。焼成処理は2つの段階からなる。第1の段階では 、テープが約350℃の温度まで加熱され結合材及び可塑剤をテープから燃焼さ せてなくしてしまう。第2の段階では、テープが一定の温度(セラミックの組成 によって決まる温度で800℃から2000℃の間)まで加熱され、セラミック の粒子が焼結して強靭で密度の高い構造を形成する。 スペーサ壁は以下のようなフラットパネルディスプレイに組み立てられる。ス トリップは、フラットパネルディスプレイにおいて必要な長さ及び幅を有し、焼 成されていないセラミックテープのシートから切り取られて作られる。焼成処理 されていないセラミック若しくはガラスセラミックを用いることの利点は、スト リップがスリッティング (Slitting)若しくは打ち抜きによって容易に作ることができる点である。この ストリップは焼成処理される。焼成処理されたストリップ(スペーサ壁)は、フ ェースプレート及びバックプレートの予め定められた適当な位置に配置される。 スペーサ壁は、組立の間同じ位置に保持されてフェースプレート及びバックプレ ートに対して適切に整合する。 スペーサ壁のストリップは、焼成処理済みのセラミック若しくはガラスセラミ ックのシートから作ることもできる。焼成処理されたシートは被覆(詳細につい ては以下に述べる)をなされて、スペーサ壁を形成するストリップに加工される 。もう1つの方法として、焼成処理されたシートをストリップに加工した後に、 被覆をなすようにすることもできる。 第3図は本発明の1つの実施態様であるフラットパネルディスプレイ300の 透視図であって、表層部の一部を切り取って内部を示しているものである。フラ ットパネルディスプレイ300は、フェースプレート302、バックプレート3 03及び側壁304を有し、これらによって密封されたケース内部301が形成 され、そこは真空状態、例えばほぼ1×10-7torr以下に保たれている。ス ペーサ壁308はバックプレート303に対してフェースプレート302を支持 する。 電界放出カソード305はケース内部301のバックプ レート303の表面上に形成される。以下に更に詳しく述べるように、横行及び 縦列の電極(図示せず)はカソードの放出素子(図示せず)からの電子の放出を 制御する。同様に以下に更に詳しく述べるように、電子は加速されて、蛍光体で 被覆をなされたフェースプレート302の内部表面(例えばアノード)に向かう 。ICチップ310は横行及び縦列の電極の電圧を制御してフェースプレート3 02への電子の流れを調節する駆動回路を含む。電気伝導トレース(図示せず) はチップ310上の回路と横行及び縦列電極との電気的接続をなすのに使用され る。 第4A図はフラットパネルカラーCRTディスプレイの一部を図解したもので 、それは隆起した形で設けられたブラックマトリクスと共に電界放出カソードの 領域を備えている。第4A図のCRTディスプレイは透明で電気的に絶縁性の平 らなフェースプレート302及び電気的に絶縁性の平らなバックプレート303 を有する。プレート302及び303の内部表面は互いに向かい合っており、典 型的には0.01mm〜2.5mm隔てられている。フェースプレート302は 典型的には1mmの厚みを持つガラスからできている。バックプレート303は 典型的には1mmの厚みを持つガラスセラミック若しくはシリコンからできてい る。 横向きに隔てられて設けられ絶縁体のスペーサ壁308のグループはプレート 302及び303の間に配置されて いる。スペーサ壁308は互いに平行に一定の間隔で延在しており、プレート3 02及び303に対して垂直な向きに設けられている。各壁308は典型的には 80μm〜90μmの厚みを有するセラミックからできている。また、壁308 の中心線と中心線との距離は、典型的には8mm〜25mmである。以下で更に 論ずるように、壁308は内部支持体を構成し、プレート302と303との間 隔を、ディスプレイのアクティブ領域全体に亘って実質的に均一に保っている。 パターンの設けられた領域の電界放出カソード構造体305は、バックプレー ト303とスペーサ壁308との間に配置されている。第4B図は、第4A図の 矢印Cで表される方向から見た電界放出カソード構造体305のレイアウトを描 いたものである。カソード構造体305は、電子放出素子309の大きなグルー プと、パターンをなす形で設けられた金属エミッタ電極(ベース電極と呼ばれる こともある)を実質的に同じ形状の曲線的なライン310に分割したものと、金 属ゲート電極を実質的に同じ形状の直線的なライン310に分割したものと、電 気的絶縁層312からなる。 エミッタ電極のライン310は、バックプレート303の内部表面に配置され 、互いに平行に均一の間隔で延在している。各エミッタライン310の中心線の 間隔は、典型的には315μm〜320μmである。ライン310は典 型的には0.5μmの厚みを有するモリブデン若しくはクロムから形成されてい る。各ライン310は典型的には100μmの幅を有する。絶縁層312はライ ン310の上、及びラインと横向きに隣接するバックプレート303の一部分の 上に設けられている。絶縁層312は、典型的には1μmの厚みを有する二酸化 シリコンから成る。 ゲート電極ライン311は絶縁層312上に配置され、互いに平行に均一の間 隔で延在している。ゲートライン311の中心線の間隔は、典型的には105− 110μmである。ゲートライン311はエミッタライン310に直交する向き に延在している。ゲートライン311は典型的には0.02μm〜0.5μmの 厚みを有するチタン−モリブデン複合材料から形成される。各ライン311は典 型的には30μmの幅を有する。 電子放出素子309は、バックプレート303の内部表面上に横向きに隔てら れて配置された複合素子の組(multi-element sets)のアレイの形で配置されて いる。詳述すると、電子放出素子309の各組は、ゲートライン311の1つが エミッタライン310の1つと交わる突出領域の一部若しくは全部に於いて、バ ックプレート303の内部表面上に配置されている。スペーサ壁308は、電子 放出素子309の組の間の領域に設けられ、エミッタライン310の間の領域の 拡がる向きに延在している。 各電子放出素子309は、絶縁層310の開口部(図示 せず)を通して延在する電界エミッタであって、下層をなすエミッタライン31 0の1つと接続している。各電界エミッタ309の頂部(若しくは上端部)は、 上層をなすゲートライン311の1つの対応する開口部(図示せず)を通して露 出されている。 電界エミッタ309は釘状のフィラメント若しくは円錐形のようなさまざまな 形状で設けることができる。電界エミッタ309の形状は、その材料が良好な電 子放出特性を有する限り、材料によって特定されるものではない。エミッタ30 9はさまざまな工程によって製造されうるものであるが、これらの工程は199 3年9月8日にMacaulay他によって出願された「Structure and Fabrication of Filamentary Field-Emission Device,Including Self-Aligned Gate」という 名称の米国特許出願第08/118,490号、及び1993年11月24日に Spindt他によって出願された「Field-Emitter Fabrication Using Charged-Part icle Tracks,and Associated Field-Emission Devices」という名称の米国特許 出願第08/158,102号に於いて開示されている。本発明に関して、出願 番号第08/118,490号及び第08/158,102号の特許出願の内容 を参照されたい。 ブラックマトリクスを含む発光構造体はフェースプレート302とスペーサ壁 308との間に設けられている。発光構造体は、発光領域313、及び実質的に 光を反射せず 同じ形状を有する暗隆起部分(dark ridges)314からなる。第4C図は、第 4A図の矢印Dによって表される方向から見た発光構造体のレイアウトを描いた ものである。 発光領域313及び暗隆起部分314は、両者ともフェースプレート302の 内部表面上に配置されている。発光領域313は、各暗隆起部分314の間に配 置されている(逆の言い方もできる)。領域313及び隆起部分314に電子放 出素子309から放出された電子が衝突したとき、発光領域313はさまざまな 色を発する。暗隆起部分314は、発光領域313と比較すると実質的に発光を せず、領域313に対するブラックマトリクスを形成している。 更に詳述すると、発光領域313は、互いに平行に等間隔でゲートライン31 1と同じ方向に延在しており、同じ幅の直線的なストライプ状に設けられた蛍光 体からなる。各蛍光体のストライプ313は典型的には80μmの幅を有する。 蛍光体ストライプ313の厚み(若しくは高さ)は1μm〜30μmで、典型的 には25μmである。 蛍光体ストライプ313は赤い(R)光を発する複数の実質的に同じ形のスト ライプ313rと、緑の(G)光を発する同様に複数の実質的に同じ形のストラ イプ313gと、青(B)の光を発する同様に複数の実質的に同じ形のストライ プ313bに分割されている。蛍光体ストライプ313r、313g、及び31 3bは、第4図に示されるように3種のストライプ313が繰り返される形で設 けら れる。各蛍光体ストライプ313はゲートライン311の対応する1本から全体 に横切る形で配置されている。この結果、ストライプ313の中心線の間隔はゲ ートライン311のそれと等しくなる。 暗隆起部分314は、同様に互いに平行に等間隔でゲートライン311と同じ 方向に延在している。隆起部分314の中心線の間隔は、やはり同様にライン3 11のそれと等しい。各暗隆起部分の平均的な高さと平均的な幅の比は0.5〜 3の範囲であって、典型的には2である。隆起部分314の平均的な横幅は10 μm〜50μm、典型的には25μmである。隆起部分314の高さは20μm 〜60μmであって、典型的には50μmである。 暗隆起部分314の平均的高さは、蛍光体ストライプ311の厚み(若しくは 高さ)よりも少なくとも2μm大きいものとなっている。上記した典型的なケー スでは、隆起部分314はストライプ313より25μm高く隆起している。従 って、隆起部分314はストライプ313と比ベてフェースプレート302から 更に盛り上がった形となっている。 各隆起部分314は、その横幅全体及び高さの少なくとも一部分を占める暗い (事実上黒色の)非反射領域を含んでいる。第4A図は、これらの暗非反射領域 が隆起部分314の高さ全体を占めている例を示している。この後の図に於いて は、暗非反射領域が隆起部分の高さ方向の一部分 のみを占めている例を図解している。 暗隆起部分314の材料の選択肢は広い。隆起部分314は、ニッケル、クロ ム、リオブ、金、及びニッケル−鉄合金のような金属から形成することができる 。隆起部分314は、ガラス、ソーダガラス(若しくはフリット)、セラミック 、及びガラスセラミックのような電気的絶縁物や、シリコンのような半導体や炭 化シリコンのような材料によっても形成される。これらの材料の混合物も、隆起 部分314の材料として使用可能である。 隆起部分314が金属でできている場合、それは300℃〜600℃の範囲の 温度で十分に軟化し、スペーサ壁308のような物体をわずかに押し込むことが できる。隆起部分314がソーダガラスでできている場合、同様に300℃〜5 00℃の範囲の温度で軟化する。隆起部分の材料がガラスの場合、隆起部分31 4は500℃〜700℃の範囲の温度で軟化する。 光反射層315は第4B図に示されるように蛍光体ストライプ313及び暗隆 起部分314の上に配置されている。層315の厚みは十分に小さいもので、典 型的には50nm〜100nmであり、電子放出素子309から発せられる電子 のほぼ全てが、殆どエネルギーを失うことなく層315を通過してその下の層に 衝当するようになっている。 蛍光体ストライプ313に隣接した光反射層315の表面部分は非常に滑らか なものとなっている。層315は金 属、好ましくはアルミニウムからできている。これによって、ストライプ313 から発せられた光の一部は層315で反射されてフェースプレート302を通過 してゆく。即ち、層315は基本的に反射鏡である。層315はディスプレイの 最終的なアノードとしての機能も果たしている。ストライプ313は層315に 接しているので、アノード電圧はストライプ313に加えられている。 スペーサ壁308はディスプレイのアノード側の光反射層315に接している 。暗隆起部分314は蛍光体ストライプ313よりもバックプレート303に向 かって更に隆起しているので、壁308は、層315に於ける、隆起部分314 の頂部(若しくは第4A図に示されている方向では底部)に沿った部分に接触し ている。隆起部分314が余計に隆起していることによって、壁308が、光反 射層315の蛍光体ストライプ313に沿った部分には接触しないようにされて いる。 ディスプレイのカソード側に於いて、スペーサ壁308は第4A図に示すよう にゲートライン311に接触している。これとは別の形式で、壁308がライン 311の上に伸びる収束隆起部分(focusing ridges)に接触してもよく、これ は、1994年にSpindt等によって出願された「Field Emitter with Focusing Ridges Situated to Sides of Gate」という名称の米国特許出願に記載されてお り、ここではその内容を参照されたい。壁308は従来の方法、若 しくは本明細書に記載した方法で製造することができる。 ディスプレイにかかる外部からの空気圧は普通大気圧、即ち760torr付 近である。ディスプレイの内部の圧力は普通10-7torrより小さい数値に設 定されている。これは普通の外気圧より大変に小さなものなので、大きな圧力差 による力がプレート302及び303には常にかかることになる。スペーサ壁3 08はこの圧力に対する抵抗力を与える。 蛍光体ストライプ313は機械的な接触によって容易に損なわれうるものであ る。暗隆起部分314が余計に隆起しているために、光反射層315のストライ プ313に沿った部分と壁308とは隔たっているので、壁308が、ストライ プ313に直接その抵抗力を及ぼさない形となっている。ストライプ313がこ の抵抗力のために損傷を被る危険は、このような形となっていない場合と比べて 大いに低減される。 ディスプレイは画素の横行及び縦列のアレイに更に分けられる。典型的な画素 316の領域の境界は、第4A図では矢印で示され、第4B図及び第4C図では 点線で示されている。各エミッタライン310は画素の横行の1つに対する横行 の電極となる。図示を容易にするため、第4A図、第4B図、及び第4C図に於 いては画素の横行が1本だけ、隣接する一対のスペーサ壁308(両素の横行の 側面に沿って一部オーバーラップしている)の間に設けられた形で 示されている。しかし一般的には、2本以上の画素の横行、典型的には24−1 00の画素の横行が、各隣接する対になった壁308の間に設けられている。 各画素の縦列は3本のゲートライン311を有し、その3本とは(a)1本が 赤、(b)第2番目が緑、そして(c)第3番目が青である。同様に、各画素の 縦列は、蛍光体ストライプ313r、313g、及び313bを各1つずつ含む ことになる。各画素の縦列は4つの暗隆起部分314を使用している。隆起部分 314の2本は画素の縦列の内側にあり、残りの2つは隣接する画素の縦列と共 有している。 結果的に、光反射層315及び蛍光体ストライプ313はエミッタ電極の電位 に対して1,500V〜10,000Vの正の電位差を維持されている。電子放 出素子309の組の1つが、エミッタライン310及びゲートライン311の適 当に調整された電位によって適切に励起状態とされた場合、その組となった素子 309は電子を放出し、それは、対応するストライプ313の蛍光体の、目標と する部分に向かって加速される。第4A図には、このような電子群の1つが移動 する軌道317が図解されている。対応するストライプ313の、目標とする蛍 光体に衝突したとき、その放出された電子によって、これらの蛍光体が第4A図 の318によって表されるように光を発する。 電子の中には、目標とする蛍光体でなく、発光構造体の 他の部分に衝突するものが一定量存在する。目標点以外への電子の衝突に対する 許容度は、縦列方向(即ち縦列に沿った方向)より横行方向(即ち横行に沿った 方向)のほうが小さいが、これは各画素が3本の異なるストライプ313の蛍光 体を含んでいるからである。暗隆起部分314によって形成されるブラックマト リクスは、横行方向の目標点を外れた電子の衝突を補償して、高い色純度と共に シャープなコントラストを提供する。 第4D図は、第4A図のCRTの全体の断面図を示している。電気的に絶縁性 の外壁304はプレート302及び303のアクティブ領域の外側の部分に設け られており、密閉されたケース301を形成している。外壁304は正方形若し くは長方形に配置された4つの各壁からなり、典型的には2mm〜3mmの厚み を有するガラス若しくはセラミックからなる。第4D図に示したように、スペー サ壁308が外壁304の近くの領域まで設けられているのが一般的である。し かし、スペーサ壁308を外壁304に接触した形で設けることもできる。 バックプレート303はフェースプレート302の向かい側に横向きに拡がる 形で延在している。エミッタライン310及びゲートライン311に接続してい るリードのような電子回路系(図示せず)は、バックプレート303のフェース プレート側の表面上で、外壁304の外側部分に取り付けられている。光反射層 315は周囲の密閉部分を 通して延在し、アノード/蛍光体電圧がかけられている接続パッド319に接続 されている。 第4E図は、第4A図のCRTディスプレイに於ける、発光ブラックマトリク ス構造の一部の拡大図である。例示のために、第4E図に於ける暗隆起部分31 4は、主たる暗部分314a及び発光部分314bからなる形に図解されている 。暗部分314aはフェースプレート302と発光部分314bとの間にあり、 第4E図の隆起部分314の全体に亘って延在している。発光部分314bは、 透明な材料で作ることができる。第4E図では、蛍光体313とアルミニウムの 光反射層315の間の境界部分に沿った蛍光体の表面の部分が粗くなっていても 、アルミニウムの光反射層315の表面の、蛍光体313と層315の間の境界 部分に沿った部分が滑らかであることも示している。 第7A図は、本発明の1つの実施例に基づくフラットパネルディスプレイ70 0の一部の単純化した断面図であって、電界エミッタカソード(FEC)構造体 を有するフラットパネルディスプレイ700に於いて、アノードスペーサ壁70 8が使用されているのを図解したものである。 FEC構造体は、電気的に絶縁性のバックプレート703上に形成された横行 電極710を含む。絶縁体712(電気的に絶縁性の物質によって作られたもの )はバックプレート703上に形成されて、横行電極710を覆う。絶縁体71 2には、横行電極710に通ずる孔712aが 設けられている。エミッタ709は、孔712a内の横行電極710上に形成さ れる。エミッタ709は円錐形で、エミッタ709の頂端部709aは、絶縁体 712の上面と丁度同じレベルまで延びている。他のタイプのエミッタも使用可 能であることは理解されよう。縦列電極711は絶縁体712の孔712aの周 囲に設けられ、孔712aの上を部分的に覆うように延在し、エミッタ上端部7 09aと縦列電極との距離が予め定められた大きさとなっている。 縦列電極711及びエミッタ上端部709aは、フェースプレート702から 空間によって隔てられている。FEC構造体とフェースプレート702との間の 空間は密閉されており、真空状態、即ちほぼ10-7torr以下に保たれている 。蛍光体713は、FEC構造体に面しているフェースプレート702の表面上 に設けられる。エミッタ709は励起状態にされて電子714を放出し、その電 子は空間に於いて加速されてフェースプレート702上の蛍光体713に衝突す る。蛍光体713に電子714が衝突したとき蛍光体713は発光し、その光は フェースプレート702を通して見ることが出来る。 アノードスペーサ壁708は、縦列電極711から延びてフェースプレート7 02に至り、フラットパネルディスプレイ700内部の真空状態とその外部の大 気圧との圧力差によって生ずる力に対抗すべくフェースプレート702 を支持する。 上記の実施例に於いては、スペーサは、カソードとフェースプレート上の蛍光 体の被覆との間の電子の軌道に干渉してはならない。従って、スペーサ自身が電 荷を帯びて電子を引きつけ、或いは反発して、許容範囲を越える程電子の軌道を 歪めることがないように、スペーサ壁は十分な電気伝導性を有するものでなけれ ばならない。これ加えて、高電圧の蛍光体から大きな電流が流れて大きなパワー のロスを生ずることのないように、スペーサは十分に電気的絶縁性を有するもの でなければならない。スペーサは電気的に絶縁性の物質で、その上に電気伝導性 の物質の薄い被覆をなしたものから作られるのが望ましい。 第9A図は、本発明の実施例に基づくスペーサ壁908上に形成された被覆9 04を含むフラットパネルディスプレイ900の一部を示す、第9B図の9b− 9bで切った単純化された断面図である。第9B図はフラットパネルディスプレ イ900の一部を示す、第9A図の9a−9aで切った単純化された断面図であ る。フラットパネルディスプレイ7900はフェースプレート902、バックプ レート903及び側壁(図示せず)を有し、それらは内部が真空状態、即ちほぼ 1×10-7torr以下に保たれた密閉されたケース901を形成している。 収束リブ(focusing ribs)(または収束隆起部分)902がバックプレート 903の内部表面上に設けられ、それ は第9A図の面に対して垂直となっている。フラットパネルディスプレイに於け る収束リブの使用及び構造は、詳細が、Spindt他を発明者とする「Field Emitte r with Focusing Ridges Situated to Sides of Gate」という表題の、米国特許 の本出願人による同時係属出願に記載されており、その本発明に関係する部分を 参照されたい。各対になった収束リブ912の間に形成される凹状部分に於いて 、電界エミッタ909がバックプレート903の内部表面上に形成される。電界 エミッタ909は、ほぼ1,000のグループに形成されている。 暗隆起部分911のマトリクスは、ケース内部901のフェースプレート90 2上に設けられ、詳細については第4A図〜第4E図に関して前に記述したとお りである。蛍光体913は、隆起部分911の間の各凹状部分を部分的に埋める ように形成されている。アノード914は薄いアルミニウムのような電気伝導物 質であって、蛍光体913上に形成される。 スペーサ壁908は、バックプレート903に対してフェースプレート902 を支持している。各スペーサ壁908の両端の間の表面には抵抗性の被覆904 がなされるか、若しくはドーピングが施されているが、このことは以下に更に詳 細に述べられている。抵抗性被覆904によって、スペーサ壁908上に電荷が 帯びるのを最小化若しくは防止して、電子の流れ915を歪めることのないよう にして いるのである。 各スペーサ壁908の一端は複数の隆起部分911に接触し、金属被覆エッジ 905が設けられている。スペーサ壁908の反対側の一端は、複数の収束リブ 912に接触し金属被覆エッジ906が設けられている。金属被覆エッジ905 及び906は、例えばアルミニウム若しくはニッケルでできている。金属被覆エ ッジ905及び906によって、被覆904とフェースプレート902との間の 、若しくは被覆904と収束リブ912との間の良好な電気的接続がなされ、そ れによってスペーサ壁904の両端の電圧が好ましく画定され、抵抗値の均一な 接続がなされる。スペーサ壁908、被覆904及び金属被覆エッジ905の間 の境界部分の形態は、様々なものが採用可能であるが、このことは以下に詳しく 述べる。電極917は各スペーサ壁908の被覆をなされた(またはドーピング された)表面上に形成され、エミッタ909からアノード914へと上昇する電 位を「細分化」するのに用いられる。 本発明の別の実施例に於いては、スペーサ壁908は電極917の無い形で形 成される。 各電界エミッタのグループ909は電子915をフェースプレート902の内 部表面に向かって放出する。フラットパネルディスプレィ900の一部として回 路系(図示せず)が形成されるが、それは例えばICチップ上に接続可能な形で バックプレート903の外面に設けられ、電極9 17の電位を制御するのに用いられる。各電極917の電位は電界エミッタ90 9からアノード914の高電圧まで直線的に電位が上昇するように設定されるの が一般的である。従って、電子915はフェースプレート902に向かって加速 され、蛍光体913に衝突してフラットパネルディスプレイ900から放射され る光を発生する。 最適な収束のために、第9A図の面に於ける必要な等電位線は収束リブ912 の近傍に於いて曲がった線を描き、収束リブ912から出てエミッタ909のあ る空間に入る形となっている。しかし、スペーサ壁909の存在がその位置、即 ちスペーサ壁909の直線的な形をした底部に於ける等電位線に影響を与える。 本発明によれば、スペーサ壁909の底部の近傍に電極917を設けることがで き、所望の曲がった形状の等電位線を有する電界を形成することができる。 第10図は、電圧を縦軸に、電界エミッタ909からの距離907(第9B図 )を横軸にとったグラフである。アノード914は電界エミッタ909から距離 916だけ隔てられて設けられ、電界エミッタ909より高い電位(第10図に 於いてHVで表されている)を維持されている。スペーサ壁908の一つから離 れた所にある電界エミッタ909のグループ、例えば電界エミッタ909bに対 しては、スペーサ壁908は電界エミッタ909からの電子の流れ915に干渉 することはなく、電界エミッタ909か らアノード914への電位の変化は、第10図に示すようにほぼ直線的である。 電界エミッタ909とアノード914との間の電位の変化は各スペーサ壁90 8の近傍に於いても直線的であることが必要で、それによって電子の流れが歪め られることがなくなる(即ち画像の質の低下を防げる)。しかし、電界エミッタ 909aのようにスペーサ壁908の1つの近くに設けられた電界エミッタ90 1のグループに於いては、隣接したスペーサ壁908によって電界エミッタ90 9からの電子の流れ915が干渉されることがあり得る。電界エミッタ909a から発せられた浮遊電子915はスペーサ壁908に衝突して、一般的にはスペ ーサ壁908に電荷を蓄積することになる。スペーサ壁908に衝突する電子密 度を(電流密度j)所与のものとすると、スペーサ壁908の表面に蓄積する電 荷の量はj・(1−δ)に等しくなる。δ≠1のとき、電荷の蓄積によってスペ ーサ壁908表面の電位が望ましい電位からずれることになり、スペーサ壁90 8からの電子の流れがゼロでなくなる。スペーサ壁908の電気伝導性が低い場 合は、電位のずれはスペーサ壁908の近傍の電子の流れを歪めて、ディスプレ イの画像の質を低下させることになる。 一般的に言ってスペーサ壁908の近傍に於ける望ましい電位(電界エミッタ 909からアノード914への直線的な電位の上昇に基づいて求められる)から の電位の偏差 は以下の方程式で与えられる。 ΔV=ρs・{x・(x−d)/2}・j・(1−δ)(1) ここで、 ΔV = 電圧の変化(V) ρs = スペーサ壁の面抵抗(Ω/□) x = 最も近い電極との距離、0<x<d(cm) d = 電極間の距離(cm) j = スペーサ壁の表面に流れる電流密度(A) δ = 二次電子放出比(無次元) である。 上記の方程式に於いては、電流密度jがスペーサ壁908に均一に衝突し、ス ペーサ壁908の面抵抗ρsが均一であることが仮定されている。更に正確に言 えば、方程式(1)は電流密度jがスペーサ壁908上の位置に依存しているこ と、二次電子放出比δがスペーサ壁908上のその位置における正確な電位に依 存していることを説明しているのである。 方程式(1)に見られるように、電位の偏差ΔVは2つの電極917の中間点 で最大となり、(即ち{x・(x−d)/2}という最大値をとる)ΔVは電極 からの距離の二乗に比例する。このため、更に電極を加えることによってスペー サ壁908近傍の電位のずれを最小化し、それによってフェースプレート902 へ向かう電子915の流れ の歪みを最小にすることができるのである。wの電極をn個、高さhのスペーサ 壁908に追加すると、フラットパネルディスプレイ900の電力消費は減少す るが、電力比は以下の式で与えられる。 PNEW/POLD=(d−nw)/{d・(n+1)2} (2) 例えば、4milの幅を有する4つの電極を高さhが100milのスペーサ 壁908に追加すると、所与のΔVmaxに対する電力I2Rのロスはほぼ30分の 1程度となる。 この更に効率的な電荷放出によって面抵抗ρsの値が高まり、電力消費を著し く節約することができるのである。他の利点としては、電極917が僅かに露出 した形で設けられている場合、電極917によって電荷が大部分さえぎられ、電 気を帯びないようにされている高抵抗の部分に電荷が衝突するのを防いでいるこ とである。しかし、各追加された電極917によってディスプレイ900の製造 コストが上昇する。フラットパネルディスプレイ900に含まれる電極917の 数は、以下述べる要素の間のトレードオフの関係を考慮して選択される。 方程式(1)から更に読みとれることは、電極915の数が所与の場合、面抵 抗ρsが低下するにつれ電位の偏差ΔVも低下し、二次電子放出比δは1に近づ くということである。従って、スペーサ壁908の表面が、低い面抵抗ρs と1に近い二次電子放出比δを有することは望ましいことである。二次電子放 出比δは下限が0で、上昇した場合は非常に高い数値を取りうるので、一般的に は、二次電子放出比に関しては、低い値の二次電子放出比δを有する材料を選択 するのが望ましいということが言える。 第11図は二次電子放出比を縦軸に、電圧を横軸に取ったグラフであって、2 つの物質、即ち物質1101及び1102の特性を示したものである。物質11 01のような高抵抗率の物質に対してはほとんどの場合、エネルギーが100V から10,000Vの範囲で二次電子放出比は1より大きい値(しばしば1より ずっと大きな値)となり、表面は正の電荷を帯びることになる。第4図に関して 前に述べたように、アノード914はエミッタ909に対して1,500V〜1 0,000Vの正の電位差を維持しているのが一般的である。更に、上記のよう に、スペーサ壁908は、好ましくは電気的に絶縁性(即ち高い抵抗率を有する )の物質から作られている。従って、スペーサ壁908は正の電荷を帯びる(そ してしばしば大きな電荷である)のが一般的であり、エミッタ909からの電子 917の流れを弱めることになる。 しかし、物質1102は、フラットパネルディスプレイ900の電位の範囲に 於いては二次電子放出比δが1程度に保たれている。電位の偏差ΔVが1−δに 比例して変化するので、スペーサ壁908の表面が物質1102ででき ている場合、スペーサ壁908の表面には電荷(正負を問わず)がほとんど蓄積 されない。この結果、スペーサ壁908の存在が、電界エミッタ909とアノー ド914との間の電位差に影響を与えることがほとんどなく、従って、スペーサ 壁908のために電子915の流れが歪められることが最小化される。 本発明によれば、ケース内部901に向くように設けられているスペーサ壁9 08の表面は第11図の材料1102によく似た二次電子放出比δの特性を有す る材料で処理される。更に、この表面はスペーサ壁908の大きな抵抗と比較し て低い抵抗値を持つ表面となるように処理され、電荷がスペーサ壁908から若 しくはフェースプレート902からバックプレート903へ容易に流れるように され、かつその抵抗値はフェースプレート902上の高電圧蛍光体からの電流の 流れが大きくなって大きな電力ロスとなるほど低いものではないものとされる。 本発明の実施例の1つに於いて、スペーサ壁908はセラミック製であり、被 覆904は二次電子放出比δが4より小さく面抵抗ρsが109と1014Ω/□の 間であるような材料によってなされる。更に別の実施例に於いては、被覆904 に用いられる材料は、面抵抗ρsは前記の通りで、二次電子放出比δが2より小 さいものである。この実施例に於ける被覆904は、例えば、酸化クロム、酸化 銅、炭素、酸化チタン、酸化バナジウム若しくはこれらの混合し たものを材料として形成される。更に別の実施例に於いては、被覆904は酸化 クロムによってなされる。被覆904の厚みは0.05μmと20μmとの間で ある。 本発明の別の実施例に於いて、被覆904は、二次電子放出比δの大きさにつ いては特に決まっていないが面抵抗ρsが109から1014Ω/□である材料によ って形成されたスペーサ壁908上の第1被覆を含んでいる。そして第1被覆の 上には、二次電子放出比δが1つの実施例に於いては4より小さく、別の実施例 に於いては2より小さいような第2被覆が形成される。第1被覆の材料としては 、例えば、酸化チタンクロム、酸化シリコン若しくは窒化シリコンなどがある。 第2被覆の材料としては、例えば、酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン、酸 化バナジウム若しくはこれらの材料の混合物などがある。被覆904の全体の厚 みは0.05μmと20μmとの間である。 本発明の更に別の実施例に於いて、スペーサ壁908はその表面にドーピング を施されて面抵抗ρsが109から1014Ω/□の間となり、次に、二次電子放出 比δが1つの実施例に於いては4より小さく、また別の実施例に於いては2より 小さいような被覆904をなされる。ドーパントとしては、例えば、チタン、鉄 、マンガン若しくはクロムなどが使用できる。被覆904は例えば、酸化クロム 、酸化銅、炭素、酸化チタン、若しくは酸化バナジウム、これらの材料の混合物 などがある。1つの実施例に於いて被覆 904は酸化クロムであり、その厚みは0.05μmと20μmとの間である。 また別の実施例に於いては、スペーサ壁908はその表面に、面抵抗が109 と1014Ω/□の間となるべく、濃縮ドーピングを施される。ドーパントとして は、例えば、チタン、鉄、マンガン若しくはクロムが使用できる。 本発明の別の実施例に於いて、スペーサ壁908は部分的に電気伝導性セラミ ック若しくはガラスセラミック材料から作られる。 上記の被覆904はスペーサ壁908上に何らかの適切な方法によって形成さ れる。例えば被覆904は、よく知られた技術、例えば、熱若しくはプラズマ強 化化学蒸着、スパッタリング、蒸発、スクリーンプリンティング、回転塗布機に よる塗布、噴霧若しくはディッピング(dipping)によって形成できる。どんな 方法が使用されたとしても、面抵抗の均一性が±2%以内に収まるように被覆9 04を形成するのが望ましい。このために、被覆904を形成するにあたって、 厚みを特定の誤差の範囲内に制御して行うのが一般的である。 スペーサ表面の被覆を形成するための別の方法としては、第1のセラミック層 に含まれる材料を利用することが上げられるが、このセラミック層はその後の焼 成処理に於いて多少電気伝導性をもつようにすることができる。 上記の実施例に於いて、スペーサ壁の表面に電荷が帯び るのを最小化若しくは防止するために行われるスペーサ壁の処理について述べた 。スペーサ構造体、例えばスペーサ構造体608(第6図)を有する本発明の実 施例に於いて、スペーサ構造体の電子が流れる開口部の表面は上記のように処理 され、その表面が電荷を帯びるのを最小化若しくは防止している。 第12A図から第12D図はスペーサ壁の間の境界部分を図解した断面図であ って、本発明のさまざまな実施例による抵抗性被覆、金属被覆エッジ、収束リブ が示されている。各実施例の被覆は、第9A図、第9B図及び第9C図に関して 前に記述した被覆の1つである。各実施例に於いて、金属被覆エッジと抵抗性被 覆の境界部分が正確に形状を定めて設けられるが、それは直線的な形状でカソー ドからの一定の高さを有しているので、バックプレートに平行な、スペーサ壁の 長手方向に沿った基部に於いて、直線的な等電位線が画定される。以下に述べる 本発明の実施例に基づく金属被覆エッジは、上記の抵抗性被覆904の形成に於 いて使用した技術によって、スペーサ壁の表面のエッジ部分に形成される。 第12A図に於いて抵抗性被覆1204は、スペーサ壁1208の側面120 8a上に形成される。被覆1204は側面1208上に形成されるので、被覆1 204は側面1208aの末端部からはみ出して延在していない。金属被覆エッ ジ1206はスペーサ壁1208の末端面120 8b上に形成され、従って金属被覆エッジ1206は被覆1204からはみ出し て延在していない。 第12B図に於いて、抵抗性被覆1214はスペーサ壁1218の側面121 8a及び末端面1218上に形成されて、スペーサ壁1218全体を覆う。金属 被覆エッジ1206はスペーサ壁1218の末端面1218b上に形成された被 覆1214の一部に接触するように形成され、金属被覆エッジ1206は被覆1 204の端面からはみ出して延在しない。 第12C図に於いて、抵抗性被覆1214は、スペーサ壁1218の側面12 18a及び末端面1218bに形成されて、スペーサ壁1218全体を覆う。金 属被覆エッジ1216は、スペーサ壁1218の末端面1218b上に形成され た被覆1214の一部に接触する形で形成され、このとき金属被覆1216は被 覆1214と重なり合い、被覆1214の角の部分に於いて正しく定められた高 さまで延在する形で設けられる。 第12D図に於いて抵抗性被覆1204は、第12A図と同様にスペーサ壁1 208の側面1208a上に形成され、このとき被覆1204は側面1208へ の末端部からはみ出して延在していない。金属被覆エッジ1216は、スペーサ 壁1208の末端面1208上に形成された被覆1204の一部に接触する形で 形成され、このとき金属被覆1216は被覆1204と重なり合い、被覆120 4の 角の部分に於いて正しく定められた高さまで延在する形で設けられる。 上記のように、ケースの内部901に露出されているスペーサ壁908の表面 上に電極915は間隔を置いて設けられている。これらの電極915に於ける電 位は分圧手段によって設定される。分圧手段は被覆904若しくは抵抗性のスト リップのどちらかであって、ディスプレイ900のアクティブ領域の外側にあり 、各電極915から伸びる電気伝導トレースと接続されている。各電極915に 於いて望ましい電圧を得るために、その位置に於ける抵抗値を必要なだけ上昇さ せるべく、分圧手段の選択された位置に於ける材料の除去、即ち分圧手段の「ト リミング(trim)」を行うことができる。トリミングは例えば分圧手段の材料を レーザーを用いて除去することによって実施される。別の方法として、選択され た電気伝導トレースの1つからの材料の除去によっても実施することができるが 、それは例えばケース901の外側の、ケース内部の電極915に伸びているト レースを、1つ若しくはそれ以上長さを短くすることによって、同様の効果を得 ることができるのである。 第13A図〜第13H図(集合的に第13図)、第14A図〜第14J図(集 合的に第14図)、第15A図〜第15J図(集合的に第15図)、及び第16 A図〜第16J図(集合的に第16図)は、第4A図のCRTディスプレイの発 光構造体を製造するための4つの基本的な加工処 理シーケンスを図解している。この加工処理を記述するのを容易にするために、 第13、14、15、及び16図に於ける向きは、第4A図に於ける向きと逆に なっている。以下の加工処理に関する記述に於いて、方向に関する言葉、例えば 上側及び下側などは第13図〜第16図に於ける図の向きに当てはまるものであ る。 第13図に示される加工処理シーケンスから始めると、スタート点はフェース プレート302である。フェースプレート302の内部表面は(即ちここでは上 側のフェースプレート表面)、第13A図に示されるように粗くされ、ブラック マトリックスを形成する材料の反射性を低減する。この表面を粗くする工程は、 フッ化水素酸溶液のような化学的エッチング剤若しくはハロゲンベースのプラズ マエッチング剤を用いて実施されるのが一般的である。 暗非反射フリットを形成することができるソーダガラスのスラリー321は、 第13B図に示されるように、フェースプレート302の上側表面上にスクリー ンとして析出させられる。スラリー321は、1分間〜120分間の400℃〜 450℃での焼成(即ち加熱)によって硬化ソーダガラス層322に変換される 。第13C図を参照してもらいたい。ソーダガラス層322の、暗隆起部分31 4になることが予定されている部分の間に位置する部分は、適切なフォトレジス トマスク(図示せず)を用いた化学的エッチングまたはプラズマエッチングによ って、あるいは適 当にプログラムされたレーザーを用いた溶除によって除去される。第13D図は 、ここまでの加工処理によって、ソーダガラス層322の残った部分が隆起部分 314となっていることを示している。 第13E図に描かれているように、蛍光体ストライプ313r、313g、及 び313bは、フェースプレート302の上側表面上の暗隆起部分314の間の 形成される。詳述すると、赤、緑、及び青の3つの色の内の1つの光を発する、 ポリマー、光合成剤、及び蛍光体粒子のスラリーは、フェースプレート302の 上側表面上に配置される。このような色のうちの1つの色の蛍光体の粒子が配置 されることが予定されている部位にあるスラリーの一部分は、適当なフォトレジ ストマスク(図示せず)を用いて、光化学線放射にさらされることによって硬化 される。スラリーの残りの部分を流し去り、構造体はすすぎ洗いされる。この工 程は残りの2つの色の光を発する蛍光体の粒子に対してそれぞれ繰り返して実施 される。構造体は乾燥させられて、蛍光体ストライプ313の形成が完了する。 ラッカーの層323が、蛍光体313及び隆起部分314上に噴霧によって形 成される。ラッカー層323の上側表面は、第13F図に示すように滑らかなも のである。アルミニウムがラッカー層323上に蒸着されて、光反射層315が 形成される。第13G図を見てもらいたい。次に、構造体は約450℃で60分 間に亘って一部に酸素を含む 大気の中で加熱され、ラッカー323が燃焼することにより除去される。第14 H図は完成した構造体を示している。ラッカー層323は滑らかな上側表面を有 していたので、結果的に光反射アルミニウム層315も滑らかな下側表面を有す ることになる。 第14図に移ると、ここでのスタート点はやはりフェースプレート302であ って、その表面は粗くなっている。第15A図を見てもらいたい。暗非反射金属 の層325は第14B図に示すようにフェースプレート302の上側表面上に配 置されている。金属層325は、厚みが50nm〜200nmのブラッククロム 若しくはニオブからなるのが一般的である。 厚いフォトレジスト層326が、第14C図に示すように金属層325の上に 形成される。フォトレジスト層326は例えばMorton社のEL2026の ようなポジのフォトレジストからなる。フォトレジスト層の厚みは25μm〜7 5μmであって、典型的には50μmである。フォトレジスト326は選択的に 光化学線放射にさらされて、隆起部分314に対するほぼ望ましい幅の溝327 を形成するべく加工される。溝の幅は10μm〜50μmであって、典型的には 25μmである。第14D図を参照すると、そこでは326aがフォトレジスト 326の残りの部分として示されている。 溝327には選択的に金属が完全に若しくは殆ど充填さ れた状態にされ、第14E図に示すような金属の隆起部分314dが形成される 。選択的充填は電気化学的析出処理(電気メッキ)によってなされる。金属隆起 部分314dは黒若しくは光沢のない金属からなるものでも良い。隆起部分の金 属としてはクロム若しくはニッケル−鉄合金などが一般的である。フォトレジス トマスク326aはその後除去されて、第14F図に示すような構造体が形成さ れる。 金属隆起部分314dをマスクとして使用して、暗金属層324の露出部分は 除去される。第14G図に示されているのは、ここまでの加工処理でできあがっ た構造体において、暗隆起部分314eが金属層325の残りの部分であること である。各暗隆起部分314e及び上層をなす隆起部分314dは、暗隆起部分 314の1つを構成する。 蛍光体ストライプ313及び光反射層315は、第13図の加工処理と共に上 で述べてきた方法によって、ここで形成された。第14H図はストライプ313 の形成を示したものである。ラッカー層323上に配置された層315は第14 1図に図示されている。第14J図は、ラッカー層323が燃焼させられて除去 された後の完成した発光構造体を示したものである。 第15図の加工処理シーケンスのスタート点は、透明な電気絶縁性の平らな本 体(若しくはプレート)329であって、これは典型的には、概ね均一な組成を 有するガラスでできている。第15A図をみてもらいたい。サンドブラ ストマスクのような効果を有する材料でできたパターンをなす層330は、第1 5B図に示すように透明な本体329の上側表面上に形成される。マスク層33 0はサンドブラストマスク材料の被覆層(blanket)を本体329上に設けるこ とによって形成され、その後本体329の表面の露出した部分にマスクエッジン グを施すことによって被覆層の一部を選択的に除去する。 透明な本体329のマスク330を通して露出した部分を特定の深さまで除去 するべく、選択的な除去が実施される。第15C図は、本体329の残りの部分 がフェースプレート302及び上層をなすパターンをなす隆起部分314fから なる、ここまでの加工処理の結果出来上がった構造体を図解したものである。除 去処理はサンドブラストによってなされる。サンドブラストを実施している間、 マスク330は腐食させられて取り除かれる。サンドブラストが終了したときに マスク330が残っている場合は、その残りのマスク330は第15D図に示す ように除去される。 暗色の材料でできた層331は、この構造体の上側の表面上に配置されたスク リーンである。第15E図を見てもらいたい。暗色の材料は暗色のガラス若しく は暗色の金属からなる。フォトレジストマスク332は、第15F図に示すよう に隆起部分314fの真上にある暗色の層331上に形成されるのが一般的であ る。マスクの不整合を回避するため、フォトレジストマスク332はフォトマス クレ チクルを使用して作られるのが一般的であり、このレチクルはネガフォトレジス トのためのサンドブラストマスク330若しくはポジフォトレジストのためのネ ガのマスクを作るときに使用されるものである。 暗隆起部分314gは、暗色の層331の露出部分を取り除くことによって隆 起部分314fの上にそれぞれ形成される。第15G図は、フォトレジスト33 2を除去した後の構造体を図解したものである。各隆起部分314g及び下層を なす隆起部分314fは暗隆起部分314の1つを構成する。 発光構造体は、第14図の加工処理によって上記のような方法で完成する。特 に、蛍光体ストライプ313は、第15H図に示すように隆起部分314の間に 形成される。第151図は、光反射層315がラッカー323の上に形成される ことを示している。ラッカー323を燃焼させて除去させた後の完成した構造体 は、第15J図に於いて示されている。 第13図から第15図に示される既に述べた加工処理の1つによって、第4A 図のCRTカソード構造体を製造した後、スペーサ壁308及び外壁304は、 カソード構造体と発光ブラックマトリックス構造体との間に適切に配置され、一 方でディスプレイの部品はポンプで気圧を10-7torr以下に下げられた小室 に入れられる。その後、ディスプレイは300℃〜600℃、典型的には450 ℃の 下で密閉状態にされる。 暗隆起部分314は、上記のように300℃〜700℃の範囲の温度(この温 度は隆起部分の材料が金属、ソーダガラス、若しくはガラスのどれかによって決 まる。)に於いて軟化する。隆起部分が軟化する温度は、ディスプレイを密閉す る温度とほぼ同じかそれよりやや低い温度に選択されるのが一般的である。この 結果、スペーサ壁308は密閉処理の間に隆起部分314に僅かに食い込むこと になる。これによって、壁308の間の高さの違いを補償する。 隆起部分を軟化させる温度がディスプレイを密閉させる温度よりも高い場合は 、暗隆起部分314をCRTディスプレイを密閉する直前に予め軟化させておく ことが出来る。この場合、スペーサ壁308は密閉処理の間に再び隆起部分31 4に僅かに食い込み、スペーサ壁の高さの違いを補償することになるのである。 本発明の特定の実施例について述べてきたが、この記述は単にここで図解した ものに基づいたものであり、請求項に述べる発明の範囲はこれに限られるもので はない。例えば、第15図の加工処理シーケンスに於ける暗隆起部分314は、 加工処理シーケンスの初めに透明な本体の頂部に暗色材料の層を設け、その後、 隆起部分の上側部分314gを形成する過程を省略することによって、暗色部分 を隆起部分の頂部から底部へ移動させることが出来る。追加的に平行に設けられ た暗非反射隆起部分は、フェースプレー ト302上に形成されて、隆起部分314に対して垂直に延在する形となる。 蛍光体ストライプ313は、蛍光体粒子の代わりに薄い蛍光体の薄膜からも製 造することができる。また発光領域313は、蛍光体(この場合は粒子でも薄膜 形状でもかまわない。)以外の素子によって形成することも出来る。 フェースプレート302のすぐ近くに配置された透明なアノードは、光反射層 315の代用として、若しくはそれと共に使用することができる。このようなア ノードは、酸化インジュウム−錫のような透明な電気伝導物質の層からなるのが 一般的である。フェースプレート302と、存在する場合には隣接して設けられ る透明なアノードとは、発光ブラックマトリックス構造体の本体部分を構成する 。このように、請求項に記載の本発明の範囲及び精神を逸脱することなく当業者 は様々な改変をなし得るであろう。Detailed Description of the Invention   Flat with internal support structure and / or raised black matrix Panel deviceBackground of the Invention 1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION   The present invention relates to flat panel devices such as flat CRT displays. The invention also relates to the techniques used in the manufacture of flat panel devices. 2. Related technology   In recent years, a lighter and more bulky alternative to the older deflected beam CRT displays Flat CRT display (flat panel (Also known as Le Display) have been made. In addition to flat CRT displays, other flat panel displays, such as For example, plasma displays have also been developed.   In flat panel displays, faceplate, The backplate, and the perimeter of the faceplate and backplate The connection wall provided so as to surround the portion forms one enclosure case. Fl In the panel display, the inside of the case is kept in a vacuum state. For example, for a flat CRT display, it is almost 1 x 10-7to torr It is kept. On the inner surface of the face plate, the display Phosphor pattern or phosphor-like light-emitting device defining an upper active area Coating is provided. Does the light emitting element emit light? The cathode element adjacent to the plate is excited and emits electrons. This is accelerated toward the phosphor on the face plate, and the phosphor emits light. The light on the outer surface (viewing surface) of the faceplate. And will be seen by the viewer.   In the display, the electron-emissive element is selectively excited to emit electrons. The emitted electrons are directed to the phosphor on the face plate. These phosphors are electrons Emits light that can be seen on the outside surface of the faceplate when it strikes Is.   The electrons emitted from each electron-emitting device are emitted only to the target phosphor It is supposed to collide. However, among the emitted electrons, a certain number of Others may hit other parts of the surface plate than the targeted phosphor. Fe In order to improve the contrast in the space plate, The matrix of non-reflective areas that do not emit light substantially when It is provided in a dispersed form. For color displays, this black Trix also improves color purity. The fluorescent area has a face It is provided in a form that is more raised than the rate.   Since the inside is close to a vacuum, Pressure is applied, but this depends on the pressure difference between the internal vacuum state and the external atmospheric pressure. Because it's big enough to collapse a flat panel display without it. . Diagonal lengths greater than approximately 1 inch (diagonal lines are separated from each other in the active area) For a rectangular display with opposite corners (distance between corners) Due to the large ratio, the faceplate is especially sensitive to the effects of this type of mechanical damage. It is easy to receive. Here, the aspect ratio is the width, for example, of the connecting walls facing each other. The distance, or height, between the parts surfaces, for example the inner surface of the back plate and the face plate. It is defined by the distance of the rate from the inner surface divided by the thickness. F The faceplate or backplate of the rat panel display is The panel display may also be damaged due to the impact of external force .   In order to support the face plate and / or the back plate from the inside, Spacers have been used. Conventional spacers are wall-shaped or column-shaped and Pixels in the active area of the display (up to It is provided between the phosphor regions forming small units).   Spacers are formed by photopatterning of polyimide. Has been made. However, we have found that polyimide spacers are not suitable. And why (1) Insufficient length, (2) Used for face plate Typical materials (glass) and typical materials used for back plates (eg Glass, ceramic, glass-ceramic or metal) and addressing grease Typical materials used in addressing grids (eg glass-ceramics) (Or ceramic or ceramic), the coefficient of thermal expansion cannot be matched. Causing problems with stars, (3) Polyimide in a state close to vacuum Gas release may occur when used in.   Although glass spacers have been used for the spacers, the glass has sufficient strength. Not always. Furthermore, there are micro cracks peculiar to glass, which easily Glass spacers are better than (ideal) glass because they tend to spread throughout. It becomes even weaker.   In addition, no matter what material is used for the spacer, The presence of spacers adversely affects the flow of electrons towards the faceplate. There are things to do. For example, stray electrons generate static electricity on the spacer surface, By forming a voltage distribution different from the voltage distribution near the spacer, Will be distorted and the image displayed on the display will be distorted Of.Summary of the Invention   In accordance with the present invention, the flat panel device includes a spacer that provides internal support. Have. Especially for devices that operate with low pressure inside, this spacer Due to the pressure difference between the low pressure state of the section (eg below atmospheric pressure) and the external atmospheric pressure. Prevents the device from being destroyed by the stress caused by This spacer is The device is internally supported even with respect to the stress generated by impact. In addition to this Also, the spacer surface inside the case prevents static electricity from being generated on the spacer surface. Or, it is processed so as to be minimized. As a result, the spacer is close to the spacer. Eliminates adverse effects on nearby electron flow and eliminates image distortion on the device. .   In one embodiment of the present invention, the surface of the spacer is provided with a coating, This coating has a secondary electron emission ratio δ of less than 4 and a sheet resistance of 109Ω / □ and 1014Ω It consists of substances that take values between / and. The material forming this coating is oxidized It is selected from ROM, copper oxide, titanium oxide and vanadium oxide.   In another embodiment of the invention, the spacer surface is provided with a first coating. First The second coating is on top of the first coating. The first coating has a surface resistance of 109Ω / □ and 1 0FourMade by substances that take values between Ω / □. The second coating is the secondary electron emission Made by a material with a ratio δ less than 4.   In another embodiment of the invention, the spacer surface is provided with a first doping. The surface resistance of the surface is 109Ω / □ And 1014A spacer table which is adapted to have a value between Ω / □ and is then doped The surface is coated with a material having a secondary electron emission ratio δ of less than 4. Coating Eggplant material selected from chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide and vanadium oxide To be done.   In another embodiment, the surface resistance of the spacer surface is 109Ω / □ and 1014 Doping is performed on the spacer surface so as to obtain a value between Ω / □.   The spacers are made of ceramic, for example, and are used for spacer walls or spacer structures. However, the spacer wall and spacer structure must be combined. Can also be. The flat panel device also has a light emitting means. In addition, flat panel equipment The device can also include a field emitter cathode or a thermionic cathode. It   In yet another embodiment of the present invention, one or more electrodes are Is provided on the surface of the spacer. For example, electrodes are spacers and back plates Can be installed near the boundary of the Controlled to obtain the desired voltage distribution, which results in imperfections in surface treatment, or Deflection electron flow to desired shape to correct distortion caused by spacer misalignment To do. In another embodiment, the desired internal surface of the backplate is desired. This electrode can also be provided in a serpentine shape in order to obtain a voltage distribution.   By forming the voltage dividing means, the voltage of each electrode is set. In one of the examples In this case, the voltage dividing means has a resistive coating formed on the surface of the spacer. oating). The sheet resistance of the coating is adjusted to obtain an accurate voltage at each electrode. It must be.   In yet another embodiment of the present invention, a strip of electrically conductive material (metal The edge metallization is the end face of the spacer surface and the back plate. Formed between them so that they come into intimate contact over the entire spacer There is. Metallized edges if the spacer has a resistive coating on the surface Are electrically connected to the resistive coating. In this case, metallized edges and resistive coatings Ensures that the interface between them is a constant distance from the inner surface of the back plate. It is provided in. Similarly, the metallized edge is between the faceplate and the spacer. Make a good connection between the faceplate and the end face of the spacer to make a good electrical connection. Is made.   In the method of assembling the flat panel device according to the present invention, the flat panel device is assembled. Install a spacer between the back plate and face plate of the The spacer surface is treated to prevent or minimize the charging of the surface. , A metal coating edge that forms the electrical connection between the spacer and the back plate. It is provided on the end surface of the spacer, and the back plate and the spacer are enclosed so that the spacer is enclosed inside. Source The device is assembled by sealing with the plate. Do not treat the spacer surface To form a resistive coating or coating, by doping the surface, By both surface doping and resistive coating or coating formation, or by firing And then reduce the surface.   Further, the present invention may be used in optical devices such as flat panel CRT displays. And a light emitting structure suitable for being installed. The light emitting structure of the present invention has a main body (ma in section), along with the raised section along the A plurality of light emitting regions provided in a portion between the raised portions. The light emitting area is When a child collides, it emits light. On the other hand, the bumps are virtually Does not emit light. In addition, the raised portion rises further from the main body than the light emitting area. It has a shape.   Each raised portion spans the entire width of the raised portion and at least a portion of its height. Includes a dark area that substantially surrounds it for minutes. For the pattern of the raised part Thus, a raised black matrix is formed, which is the contrast of the light emitting structure. Improve strike. Selectively emits light of two or more colors in the light emitting area In this case, the raised black matrix also has the effect of increasing the color purity.   The light emitting structure of the present invention can be manufactured according to various techniques. Technique of the present invention One of the surgical groups is to apply a portion of a given layer of material in the raised portion to the body portion of the light emitting structure. Select along The pattern of the raised portion is processed by a process that includes a process of removing It is formed along the body part. According to another technique according to the invention, the body ( part of the body) is selectively removed to a certain depth and the rest of the body is not removed The portion may be formed to include the body portion and the raised portion of the light emitting structure.Brief description of the drawings   FIG. 1 shows a flat panel including a thermionic cathode according to one embodiment of the present invention. It is a perspective view of the panel display, showing the inside by cutting off a part of the surface layer. Things.   2A and 2B show a flat panel device according to one embodiment of the present invention. A simplified cross-sectional view of the display, illustrating the use of spacer walls. It is a thing. 2A is a sectional view taken along line 2b-2b of FIG. 2B, FIG. 2B is a sectional view taken along line 2a-2a in FIG. 2A.   FIG. 3 illustrates a flag including a field emission cathode according to one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a front panel display, showing a part of the surface layer cut away to show the inside. It is what   FIG. 4A is a detailed perspective sectional view of a portion of the flat panel display of FIG. Is.   FIGS. 4B and 4C are illustrations of the display of FIG. FIG. 2 is a plan view of parts of each part, 4B is a view seen from the direction of arrows c and d in FIG. 4A.   FIG. 4D is a cross-sectional view of the entire flat panel CRT display of FIG. 4A. is there.   FIG. 4E is centered on the black matrix of the CRT display of FIG. 4A. FIG. 6 is an enlarged sectional structural view of a part of the above.   FIG. 5 is a detailed view of a portion of FIG. 2B showing alignment of spacer walls in accordance with the present invention. This is an illustration of the means.   FIG. 6 illustrates a spacer wall and spacer structure according to one embodiment of the present invention. FIG. 2A illustrates a flat panel display including a simple view from the same direction as FIG. 2A. It is the converted sectional view.   FIG. 7A shows a field emission cathode and spacer according to one embodiment of the invention. FIG. 6 is a simplified cross-sectional view of a portion of a flat panel display including a wall.   FIG. 7B shows a field emission cathode, spacer, according to one embodiment of the invention. Second part of a flat panel display including walls and addressing grid It is the simplified sectional view seen from the same direction as FIG.   FIG. 7C shows a field emission cathode, spacer, according to one embodiment of the invention. Structure, and part of a flat panel display that includes an addressing grid FIG. 2B is a simplified cross-sectional view seen from the same direction as FIG. 2A.   FIG. 8 shows a flap having a curved face plate and back plate. In the touch panel display, A second illustrated spacer is used according to one embodiment of the invention. It is the simplified sectional view seen from the same direction as FIG.   9A and 9B show a flat panel device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a simplified cross-sectional view of the display, showing the coating formed on the surface of the spacer wall. It is illustrated. 9A is a sectional view taken along line 9b-9b in FIG. 9B. FIG. 9B is a sectional view taken along line 9a-9a of FIG. 9A.   FIG. 10 shows the voltage on the vertical axis with respect to the base plate provided with the field emission device. Is a graph in which the horizontal axis represents the distance between the field emission device and the base plate in the vertical direction. It   FIG. 11 is a graph showing the secondary electron emission ratio on the vertical axis and the voltage on the horizontal axis. It shows the characteristics of two substances.   Figures 12A-12D illustrate the interface between spacer walls and are similar to those of the present invention. Focused on the metallization and raised portion of the backplate according to various embodiments It is sectional drawing.   FIGS. 13A to 13H show the light emitting black matrix of the display of FIG. 4A. It is sectional drawing which showed the manufacturing process of the structure.   14A to 14J and 15A to 15J show the display of FIG. 4A. FIG. 6 is a cross-sectional view showing different manufacturing steps of the light emitting black matrix structure of Ray. It   16A to 16J show the display of FIG. 4A. It is sectional drawing which showed another manufacturing process of the light emitting black matrix structure.   In the above figures, corresponding parts are designated by the same reference numerals.Detailed Description of the Invention   Hereinafter, an example of the present invention will be described for a flat CRT display. Book The invention is not limited to flat panel displays, such as plasma displays or It will also be appreciated that it is applicable to vacuum fluorescent displays. Furthermore, the book The invention is not limited to use in displays, for example optical signal processing. Or other such as phased array rader devices Optical addressing used to control other devices, and the reproduction of images on other media Used for other purposes such as image scanning in copiers and printers. It can also be applied to a rat panel device. In addition, the invention is rectangular Flat panel devices with no screen shape, for example circular or car Has a special shape, such as that used on a board or control panel of an aircraft It can also be applied to screens.   Here, the flat panel display means a face plate and a back play. Is a display that is substantially parallel to the Thickness measured in a direction substantially perpendicular to the splat and backplate , Which is smaller than the thickness of a conventional deflected beam CRT display. In general, flat panel displays are less than 5.08 cm (2 inches) thick However, it is not necessarily limited to this. Often flat panel displays The thickness of b is substantially 5.08 cm or less, for example, 0.64 cm to 2.54 cm. It is about cm (0.25 to 1.0 inch).   As used herein, the term "spacer" refers to the inside of a flat panel display. It is a general term for those used as a support from the inside. In this statement In certain embodiments of the invention, the spacer is a "spacer wall" or "spacer". "Structure". In other words, "spacer" means "spacer wall" and "spacer". "Surface structure" together with all other structures having the above-mentioned spacer function. Is.   Generally, the spacer walls and spacer structures of the present invention are made of thin materials. Therefore, this material can be processed as it is in an untreated state, and it is subjected to a certain treatment. By doing so, it becomes hard and highly rigid. This material is used in a vacuum environment. However, it must be applicable. In addition, spacer walls and spacer structures The body has a thermal expansion coefficient that closely matches the coefficient of thermal expansion of the face and back plates. Made from material with modulus. Matching thermal expansion coefficient means spacer wall, The face plate and back plate are The heating and cooling that occurs when the rat panel display is assembled and operating. It means that it expands or contracts to about the same extent as it does. As a result , Spacer wall, face plate and back plate Compatibility will be maintained. What can happen if the coefficient of thermal expansion does not match The spacer wall or spacer structure of the anode against the faceplate. The phosphor may be damaged by moving the If stress is generated in the play and damages the parts in the display. (Including that the vacuum condition in the play is lost), or the spacer wall It is possible that things will break.   In one embodiment, the spacer walls are made of ceramic or glass-ceramic material. Made by fees. In another embodiment, the spacer walls are ceramic tape. Made from. Hereinafter, in the description of the embodiments of the present invention, spacer walls or spacers will be described. Ceramic or ceramic tape and slurry as the material for the Shall be used.   Other materials include ceramic toughened glass, opaque glass and flexible matte. Rix structure amorphous glass, electrically insulating coating Made of metal or polyimide compatible with high temperature vacuum can be used Noh. In general, the material of the spacer according to the present invention requires (a) a thin layer. That can be (B) the layer becomes flexible in the fired state, (c) not fired Possibility to punch one layer or several layers together in a state, (D) A conductor can be provided in a required portion of the opened hole, and (e) firing Be able to accurately provide electrically conductive traces on the surface of untreated layers , (F) several layers can be laminated and at least during final heating That they can be bonded to each other; Heat on face and back plates made from materials such as glass Have a coefficient of thermal expansion that substantially matches the coefficient of expansion; The laminated structure having high rigidity and toughness, and (i) a structure subjected to firing treatment Conforms to a vacuum condition, and (j) the fired structure is used as a cathode of the CRT. It does not contain detrimental substances, (k) all materials and manufacturing processes That a strike can be practical.   In this description and in the claims that follow, the word "ceramic" is often used However, this is in context with ceramic tape or ceramic layers or ceramics. Means a seat. In other words, this word is a well-known glass-ceramic Tape, devitrified glass tape, ceramic glass tape, ceramic tape young Means other tape, and other tape means plastic. Union It has an agent and particles of ceramic or glass, and is in a state where it is not baked. It has flexibility and can be processed, and it is hardened and hardened by firing. But it is flexible from the beginning and finally hard and rigid Any equivalent material that can be processed to a high temperature can be used.   Ceramic tape consists of ceramic particles, amorphous glass particles, binder and Made from a mixture of plasticizers. Initially, the mixture was a slurry and It can be molded into a mold instead of being formed into a lamic tape. Sera Mick tape can be made from slurry in the unfired state, A deformable material that can be easily molded or cut into the desired shape. The ceramic tape is made into a thin sheet, and its thickness is, for example, 0.3 mi. It is about 1 to 10 mil. A ceramic table that can be used in the practice of the present invention. Examples of those available in Coops, Chattanooga, Tennessee, USA Electronic Package, Catalog No. CC-92771 / 777 and CC-LT20, or a tape substantially equivalent to this ceramic tape. There is a loop.   Other examples of low temperature glass-ceramic materials that can be used for the purposes of the present invention include: , DuPont's Green Tape. Green tape is very Thin sheet Available in shapes (eg about 3 to 10 mils) and relatively low Can be fired at a temperature of about 900 ° C to 1000 ° C, but not fired It contains a plasticizer that gives excellent processability in the state. Green tape is ceramic A mixture of particles and amorphous glass, also in the form of particles, further comprising a binder and It is a product containing a plasticizer. U.S. Pat. Nos. 4,820,661 and 4,867,9 35 and 4,948,759.   The ceramic tape before firing is formed by the method as described below, Spacer walls and spacer structures can be manufactured on the basis. Ceramic tee After molding, the mold is fired. The firing process consists of two stages. In the first stage The tape is heated to a temperature of about 350 ° C to burn the binder and plasticizer from the tape. I will lose it. In the second stage, the tape is at a constant temperature (ceramic composition). Heated to a temperature between 800 ° C and 2000 ° C) at a temperature determined by The particles of sinter to form a tough, dense structure.   The spacer wall is assembled into a flat panel display as follows. Su The trip has the required length and width in a flat panel display and Made by cutting from a sheet of unmade ceramic tape. Baking treatment The advantage of using uncertain ceramic or glass-ceramic is that Lip slitting It can be easily made by (Slitting) or punching. this The strip is fired. The fired strip (spacer wall) is The base plate and the back plate are arranged at appropriate predetermined positions. The spacer walls are held in place during assembly to keep the faceplate and backplane in place. Aligns properly with the card.   Spacer wall strips are made of fired ceramic or glass ceramic. You can also make it from the seat of the hook. The fired sheet is covered (see details Described below) and processed into strips that form the spacer walls. . Alternatively, after processing the fired sheet into strips, It is also possible to form a coating.   FIG. 3 shows a flat panel display 300 which is one embodiment of the present invention. It is a perspective view, and a part of the surface layer is cut away to show the inside. Hula The display panel display 300 includes a face plate 302 and a back plate 3. 03 and a side wall 304, which form a sealed case interior 301 In a vacuum state, for example, approximately 1 × 10-7It is kept below torr. Su Pacer wall 308 supports face plate 302 against back plate 303 To do.   The field emission cathode 305 is a backpack inside the case 301. Formed on the surface of the rate 303. As described in more detail below, The tandem electrodes (not shown) allow the emission of electrons from the cathode emitters (not shown). Control. Similarly, as described in more detail below, the electrons are accelerated and become Towards the inner surface (eg anode) of the coated faceplate 302 . The IC chip 310 controls the voltage of the horizontal and vertical electrodes to control the face plate 3 A drive circuit that regulates the flow of electrons to 02 is included. Electrical conduction trace (not shown) Are used to make electrical connections between the circuitry on the chip 310 and the row and column electrodes. It   FIG. 4A illustrates a portion of a flat panel color CRT display. , Of the field emission cathode with a black matrix provided in a raised form It has an area. The CRT display of FIG. 4A is a transparent, electrically insulating flat panel. Face plate 302 and electrically insulating flat back plate 303 Having. The inner surfaces of plates 302 and 303 face each other and In terms of mold, they are separated by 0.01 mm to 2.5 mm. Face plate 302 It is typically made of glass with a thickness of 1 mm. The back plate 303 Made of glass ceramic or silicon, typically 1mm thick It   A group of laterally spaced insulator spacer walls 308 are plates. Located between 302 and 303 There is. The spacer walls 308 extend parallel to each other at regular intervals, and It is provided in a direction perpendicular to 02 and 303. Each wall 308 is typically It is made of ceramic with a thickness of 80 μm to 90 μm. Also, the wall 308 The distance between the center lines of the center lines is typically 8 mm to 25 mm. Further below As discussed, the wall 308 constitutes an internal support, between the plates 302 and 303. The spacing remains substantially uniform across the active area of the display.   The field emission cathode structure 305 in the patterned region is backlit. Is disposed between the spacer 303 and the spacer wall 308. FIG. 4B is a diagram of FIG. 4A. Draw the layout of the field emission cathode structure 305 viewed from the direction indicated by arrow C. It was what I had. The cathode structure 305 is a large glue of the electron-emitting device 309. And a metal emitter electrode (called a base electrode) provided in a pattern Sometimes divided into curvilinear lines 310 of substantially the same shape, and The metal gate electrode is divided into linear lines 310 having substantially the same shape, and The electrically insulating layer 312 is formed.   The emitter electrode line 310 is disposed on the inner surface of the back plate 303. , Extend parallel to each other at uniform intervals. Of the center line of each emitter line 310 The spacing is typically 315 μm to 320 μm. Line 310 is the source Formally made of molybdenum or chromium having a thickness of 0.5 μm It Each line 310 typically has a width of 100 μm. The insulating layer 312 is Of the back plate 303 adjacent to the line 310 and laterally adjacent to the line. It is provided above. The insulating layer 312 is typically a dioxide having a thickness of 1 μm. Composed of silicon.   The gate electrode lines 311 are disposed on the insulating layer 312 and are parallel to each other and evenly spaced. It extends every other distance. The interval between the center lines of the gate lines 311 is typically 105- It is 110 μm. Gate line 311 is oriented orthogonal to emitter line 310 Has been extended to. The gate line 311 is typically 0.02 μm to 0.5 μm. Formed from a titanium-molybdenum composite material having a thickness. Each line 311 is a reference It typically has a width of 30 μm.   The electron-emitting device 309 is laterally spaced on the inner surface of the back plate 303. Arranged in the form of an array of arranged multi-element sets There is. More specifically, each set of electron-emitting devices 309 has one of the gate lines 311. In some or all of the protruding regions that intersect with one of the emitter lines 310, Is disposed on the inner surface of the back plate 303. The spacer wall 308 is an electron It is provided in the region between the pair of emission elements 309 and in the region between the emitter lines 310. It extends in the direction of expansion.   Each electron-emitting device 309 has an opening (shown in the drawing) of the insulating layer 310. Field emitter extending through the lower emitter line 31. It is connected to one of 0. The top (or top) of each field emitter 309 is Dew through one corresponding opening (not shown) in the upper gate line 311. Has been issued.   The field emitter 309 can be of various shapes, such as nail-shaped filaments or cones. It can be provided in a shape. The shape of the field emitter 309 is such that the material is It is not material specific as long as it has child emission properties. Emitter 30 9 can be manufactured by various processes, but these processes are 199 “Structure and Fabrication of Filed by Macaulay et al.  Filamentary Field-Emission Device, Including Self-Aligned Gate ” US patent application Ser. No. 08 / 118,490, and November 24, 1993 Field-Emitter Fabrication Using Charged-Part filed by Spindt et al. US Patent entitled "icle Tracks, and Associated Field-Emission Devices" It is disclosed in application Ser. No. 08 / 158,102. Application for the present invention No. 08 / 118,490 and 08 / 158,102 patent application contents Please refer to.   The light emitting structure including the black matrix is the face plate 302 and the spacer wall. And 308. The light emitting structure comprises a light emitting region 313, and substantially Without reflecting light It consists of dark ridges 314 having the same shape. Figure 4C shows 4A depicts the layout of the light emitting structure as viewed from the direction indicated by arrow D in FIG. It is a thing.   The light emitting region 313 and the dark raised portion 314 are both formed on the face plate 302. Located on the inner surface. The light emitting area 313 is disposed between the dark raised portions 314. It is placed (the opposite can be said). Electrons are emitted to the region 313 and the raised portion 314. When the electrons emitted from the output element 309 collide, the light emitting region 313 is changed to various regions. Emits color. The dark ridge portion 314 substantially emits light as compared with the light emitting region 313. Instead, the black matrix for the region 313 is formed.   More specifically, the light emitting regions 313 are formed in the gate lines 31 at equal intervals in parallel with each other. Fluorescent light that extends in the same direction as 1 and is provided in the shape of a linear stripe with the same width. It consists of a body. Each phosphor stripe 313 typically has a width of 80 μm. The thickness (or height) of the phosphor stripe 313 is 1 μm to 30 μm, which is typical. Is 25 μm.   The phosphor stripes 313 are stripes of substantially the same shape that emit red (R) light. Leip 313r and a plurality of struts of substantially the same shape which emit green (G) light. Ep 313g and a plurality of substantially the same shape strikes that emit blue (B) light. 313b. Phosphor stripes 313r, 313g, and 31 3b is formed by repeating three kinds of stripes 313 as shown in FIG. Kera Be done. Each phosphor stripe 313 starts from the corresponding one of the gate lines 311 It is arranged in a cross shape. As a result, the distance between the center lines of stripes 313 is It becomes equal to that of the start line 311.   The dark raised portions 314 are also parallel to each other and are equally spaced apart from the gate lines 311. Extending in the direction. The spacing between the center lines of the raised portions 314 is also the same as the line 3 It is equal to that of 11. The ratio of the average height to the average width of each dark ridge is 0.5- It is in the range of 3, typically 2. The average width of the raised portion 314 is 10 μm to 50 μm, typically 25 μm. The height of the raised portion 314 is 20 μm ˜60 μm, typically 50 μm.   The average height of the dark raised portion 314 is equal to the thickness of the phosphor stripe 311 (or The height is at least 2 μm larger. The typical case described above On the other hand, the raised portions 314 are raised by 25 μm higher than the stripes 313. Obedience The raised portion 314 is different from the stripe 313 from the face plate 302. It has a more raised shape.   Each raised portion 314 is dark, occupying at least a portion of its width and height. It contains non-reflective areas (which are virtually black). FIG. 4A shows these dark non-reflective areas. Occupies the entire height of the raised portion 314. In the figure after this Indicates that the dark non-reflective area is part of the height of the ridge. Illustrates an example that occupies only.   The choice of materials for the dark ridge 314 is wide. The raised portion 314 is made of nickel or black. It can be formed from metals such as aluminum, robium, gold, and nickel-iron alloys. . The raised portion 314 is made of glass, soda glass (or frit), or ceramic. , And electrical insulators such as glass ceramics, semiconductors such as silicon and charcoal. It is also formed by a material such as silicon oxide. Mixtures of these materials also bulge It can be used as a material for the portion 314.   If the raised portion 314 is made of metal, it has a temperature in the range of 300 ° C to 600 ° C. Can soften sufficiently at temperature to slightly push objects such as spacer walls 308 it can. When the raised portion 314 is made of soda glass, it is similarly 300 ° C to 5 ° C. It softens at temperatures in the range of 00 ° C. If the material of the raised portion is glass, the raised portion 31 4 softens at a temperature in the range of 500 ° C to 700 ° C.   As shown in FIG. 4B, the light reflection layer 315 has a phosphor stripe 313 and a dark stripe. It is arranged on the raised portion 314. The thickness of layer 315 is small enough that The type is 50 nm to 100 nm, and electrons emitted from the electron-emitting device 309. Almost all pass through layer 315 to the layer below it with little energy loss. I'm supposed to hit.   The surface of the light reflection layer 315 adjacent to the phosphor stripe 313 is very smooth. It has become. Layer 315 is gold Made of a metal, preferably aluminium. This causes the stripes 313 Part of the light emitted from the layer 315 is reflected by the layer 315 and passes through the face plate 302. Do it. That is, layer 315 is essentially a reflector. Layer 315 of the display It also functions as a final anode. Stripes 313 on layer 315 Since it is in contact, the anode voltage is applied to stripe 313.   The spacer wall 308 is in contact with the light reflection layer 315 on the anode side of the display. . The dark raised portion 314 is closer to the back plate 303 than the phosphor stripe 313. Once further raised, the wall 308 is raised 314 in the layer 315. Touches the part along the top (or bottom in the direction shown in FIG. 4A) of the ing. The extra ridge of the raised portion 314 causes the wall 308 to illuminate. The part of the reflecting layer 315 along the phosphor stripe 313 is not touched. There is.   On the cathode side of the display, the spacer wall 308 is as shown in Figure 4A. And is in contact with the gate line 311. In another form, wall 308 is a line You may touch the focusing ridges that extend above 311 and this Is a "Field Emitter with Focusing" filed by Spindt et al. In 1994. Ridges Located to Sides of Gate " Please refer to the contents here. Wall 308 is the traditional method Alternatively, it can be produced by the method described herein.   The air pressure on the display from the outside is usually atmospheric pressure, that is, with 760 torr It is close. The pressure inside the display is usually 10-7Set to a value smaller than torr It is fixed. This is much smaller than normal atmospheric pressure, so a large pressure difference Will always be applied to the plates 302 and 303. Spacer wall 3 08 provides resistance to this pressure.   The phosphor stripes 313 can be easily damaged by mechanical contact. It Since the dark raised portion 314 is raised further, the light reflecting layer 315 is striking. The wall 308 is separated from the wall 308 because the wall 308 is separated from the wall 308. It has a shape that does not directly exert its resistance on the 313. Stripe 313 The risk of being damaged due to the resistance of the Greatly reduced.   The display is further divided into row and column arrays of pixels. Typical pixel The boundaries of the region 316 are indicated by the arrows in Figure 4A and in Figures 4B and 4C. It is shown with a dotted line. Each emitter line 310 is a row for one of the rows of pixels. Will be the electrode of. 4A, 4B, and 4C for ease of illustration. That is, only one pixel row traverses, and a pair of adjacent spacer walls 308 (of both pixel row traverses) (Partially overlapping along the side) It is shown. However, in general, a row of two or more pixels, typically 24-1 A row of 00 pixels is provided between each adjacent pair of walls 308.   Each pixel column has three gate lines 311 and the three are (a) one Red, (b) second is green, and (c) third is blue. Similarly, for each pixel Each column includes one phosphor stripe 313r, one phosphor stripe 313g, and one phosphor stripe 313b. Will be. Each pixel column uses four dark ridges 314. Ridge Two of 314 are inside a column of pixels and the other two are co-located with columns of adjacent pixels. Have.   As a result, the light reflection layer 315 and the phosphor stripe 313 are different from each other in potential of the emitter electrode. The positive potential difference of 1,500 V to 10,000 V is maintained. Electronic release One of the pair of output elements 309 is suitable for the emitter line 310 and the gate line 311. If it is properly excited by a properly adjusted potential, the elements that make up the set 309 emits electrons, which are the target of the phosphor of the corresponding stripe 313. It is accelerated toward the part to do. In Figure 4A, one of these electron groups has moved. Trajectory 317 is illustrated. Target firefly of corresponding stripe 313 When they collide with a light body, the emitted electrons cause these phosphors to move. Emits light as represented by 318 of FIG.   Some of the electrons in the light-emitting structure are not the target phosphors. There is a certain amount that collides with other parts. For the collision of electrons to other than the target point Tolerance is measured in the transverse direction (ie, along the row) rather than in the column direction (ie, along the column). Direction) is smaller, but this is because each pixel has fluorescence of three different stripes 313. Because it contains the body. Black mat formed by the dark raised portion 314 Rix compensates for the collision of electrons off the target point in the transverse direction, and with high color purity Provides sharp contrast.   FIG. 4D shows a sectional view of the entire CRT of FIG. 4A. Electrically insulating The outer wall 304 of the plate is provided outside the active area of the plates 302 and 303. And forms a closed case 301. The outer wall 304 is a square Consisting of four walls arranged in a rectangular shape, typically 2 mm to 3 mm thick It is made of glass or ceramic. As shown in Figure 4D, the space Generally, the support wall 308 is provided up to a region near the outer wall 304. Shi However, the spacer wall 308 may be provided in contact with the outer wall 304.   The back plate 303 extends laterally opposite the face plate 302. It extends in shape. Connected to the emitter line 310 and the gate line 311 The electronic circuit system (not shown) such as a lead is a face of the back plate 303. It is attached to the outer portion of the outer wall 304 on the plate-side surface. Light reflection layer 315 is a sealed part around Connects to connection pad 319 that extends through and has an anode / phosphor voltage applied Has been done.   FIG. 4E is a light emitting black matrix in the CRT display of FIG. 4A. FIG. For illustration purposes, the dark raised portion 31 in FIG. 4E is shown. 4 is illustrated as having a main dark portion 314a and a light emitting portion 314b. . The dark portion 314a is between the face plate 302 and the light emitting portion 314b, It extends over the entire raised portion 314 of FIG. 4E. The light emitting portion 314b is Can be made of transparent material. In FIG. 4E, the phosphor 313 and aluminum Even if the surface portion of the phosphor along the boundary between the light reflection layers 315 is rough. , On the surface of the aluminum light-reflecting layer 315, between the phosphor 313 and the layer 315. It also shows that the part along the part is smooth.   FIG. 7A shows a flat panel display 70 according to one embodiment of the invention. FIG. 3 is a simplified cross-sectional view of a portion of 0, a field emitter cathode (FEC) structure In a flat panel display 700 having an anode spacer wall 70 8 illustrates that 8 is used.   The FEC structure is a traverse formed on an electrically insulating back plate 703. An electrode 710 is included. Insulator 712 (made of electrically insulating material ) Is formed on the back plate 703 and covers the transverse electrodes 710. Insulator 71 2 has a hole 712a communicating with the transverse electrode 710. It is provided. The emitter 709 is formed on the transverse electrode 710 in the hole 712a. Be done. The emitter 709 has a conical shape, and the top end 709a of the emitter 709 is an insulator. It extends just to the same level as the top surface of 712. Other types of emitters can be used It will be understood that it is Noh. The column electrodes 711 surround the holes 712a of the insulator 712. Is provided in the surrounding area and extends so as to partially cover the top of the hole 712a. The distance between 09a and the column electrode has a predetermined size.   The column electrodes 711 and the emitter upper end portion 709a are located on the face plate 702. Separated by space. Between the FEC structure and the faceplate 702 The space is hermetically sealed and is in a vacuum state, ie about 10-7kept below torr . Phosphor 713 is on the surface of faceplate 702 facing the FEC structure. It is provided in. Emitter 709 is excited and emits electrons 714, which The child is accelerated in the space and collides with the phosphor 713 on the face plate 702. It When the electron 714 collides with the phosphor 713, the phosphor 713 emits light, and the light is It can be seen through the face plate 702.   The anode spacer wall 708 extends from the column electrode 711 to extend to the face plate 7 02, the vacuum state inside the flat panel display 700 and the outside A face plate 702 is provided to counter the force generated by the pressure difference from the atmospheric pressure. Support.   In the example above, the spacers are the fluorescent material on the cathode and faceplate. It must not interfere with the electron trajectories to and from the body coating. Therefore, the spacer itself is The electrons are attracted or repelled with a load, and the electron's orbit is moved beyond the allowable range. The spacer wall must be of sufficient electrical conductivity to prevent distortion. I have to. In addition to this, a large current flows from the high-voltage phosphor and a large power The spacer is sufficiently electrically insulating so that the loss of Must. The spacer is an electrically insulative material, on top of which electrically conductive It is preferably made from a thin coating of the material.   FIG. 9A shows a coating 9 formed on a spacer wall 908 according to an embodiment of the invention. 9b- of FIG. 9B showing a portion of a flat panel display 900 including 04. 9b is a simplified cross-sectional view taken at 9b. FIG. Figure 9B shows a flat panel display. FIG. 9A is a simplified cross-sectional view taken along line 9a-9a of FIG. 9A, showing a portion of a 900. It The flat panel display 7900 includes a face plate 902 and a back plate. Rate 903 and sidewalls (not shown), which are vacuum inside, 1 × 10-7It forms a sealed case 901 kept below torr.   Focusing ribs (or focusing ridges) 902 are back plates Provided on the inner surface of 903, which Is perpendicular to the plane of FIG. 9A. In flat panel display The use and structure of the converging ribs described in detail in "Field Emitte" by Spindt et al. US patent entitled "r with Focusing Ridges Located to Sides of Gate" , Which is related to the present invention. Please refer. In the concave portion formed between each pair of converging ribs 912 A field emitter 909 is formed on the inner surface of the back plate 903. electric field The emitters 909 are formed in approximately 1,000 groups.   The matrix of the dark raised portions 911 corresponds to the face plate 90 inside the case 901. 2 and is described in detail above with respect to FIGS. 4A-4E. It is Ri. The phosphor 913 partially fills each concave portion between the raised portions 911. Is formed. Anode 914 is an electrical conductor such as thin aluminum Quality and formed on the phosphor 913.   The spacer wall 908 has a face plate 902 and a back plate 903. I support you. The surface between each end of each spacer wall 908 has a resistive coating 904. Has been done or has been doped, which is described in more detail below. It is described in detail. The resistive coating 904 allows charge to build up on the spacer walls 908. Do not distort the electron flow 915 by minimizing or preventing it from taking on Then Is there.   One end of each spacer wall 908 contacts a plurality of raised portions 911 and has a metallized edge. 905 is provided. The opposite end of the spacer wall 908 has a plurality of converging ribs. A metallized edge 906 is provided that contacts 912. Metal coated edge 905 And 906 are made of aluminum or nickel, for example. Metal coating Between the cover 904 and the faceplate 902 by means of the wedges 905 and 906. , Or good electrical connection between the coating 904 and the converging ribs 912, This preferably defines the voltage across the spacer wall 904 and ensures a uniform resistance. The connection is made. Between spacer wall 908, coating 904 and metallized edge 905 Various forms can be adopted for the boundary portion of the, but this will be described in detail below. Describe. Electrodes 917 are coated (or doped) on each spacer wall 908. Formed on the surface) and rises from the emitter 909 to the anode 914. Used to "subdivide" the position.   In another embodiment of the invention, spacer wall 908 is shaped without electrodes 917. Is made.   Each group of field emitters 909 causes electrons 915 to enter the faceplate 902. It is emitted toward the surface of the part. As part of the flat panel display 900 A path system (not shown) is formed, which can be connected on an IC chip, for example. The electrode 9 is provided on the outer surface of the back plate 903. Used to control the potential of 17. The potential of each electrode 917 is the electric field emitter 90. 9 is set so that the potential rises linearly from the high voltage of the anode 914. Is common. Therefore, the electrons 915 accelerate toward the face plate 902. And collide with the phosphor 913 to be emitted from the flat panel display 900. Generates light.   For optimal convergence, the required equipotential lines on the surface of FIG. Draw a curved line in the vicinity of the It is in the form of entering a space. However, the presence of the spacer wall 909 immediately determines its position. (C) It affects the equipotential lines at the bottom of the linear shape of the spacer wall 909. According to the present invention, the electrode 917 can be provided near the bottom of the spacer wall 909. Then, an electric field having a desired curved equipotential line can be formed.   FIG. 10 shows the voltage as the vertical axis and the distance 907 from the field emitter 909 (FIG. 9B). ) Is the graph with the horizontal axis. The anode 914 is a distance from the field emitter 909. 916 are separated by a higher potential than the field emitter 909 (see FIG. 10). (Represented by HV). Away from one of the spacer walls 908 A group of field emitters 909 at different locations, eg field emitter 909b. Therefore, the spacer wall 908 interferes with the electron flow 915 from the field emitter 909. Field emitter 909 The change in potential from the anode 914 to the anode 914 is almost linear as shown in FIG.   The change in potential between the field emitter 909 and the anode 914 is dependent on each spacer wall 90. It is necessary to be linear even in the vicinity of 8, which distorts the electron flow. (That is, the deterioration of the image quality can be prevented). But the field emitter A field emitter 90 provided near one of the spacer walls 908, such as 909a. In one group, field spacers 90 are formed by adjacent spacer walls 908. The electron stream 915 from 9 can be interfered with. Electric field emitter 909a The floating electrons 915 emitted from The electric charge is accumulated on the sensor wall 908. The electron density impinging on the spacer wall 908 If the degree is (current density j) given, the electric charge accumulated on the surface of the spacer wall 908 is The amount of load is equal to j · (1-δ). When δ ≠ 1, the charge accumulation causes space The surface potential of the spacer wall 908 deviates from the desired potential, and the spacer wall 90 The electron flow from 8 is not zero. If the spacer wall 908 has low electrical conductivity, In this case, the potential shift distorts the flow of electrons near the spacer wall 908 and B) The quality of the image will be degraded.   Generally speaking, the desired potential (field emitter) near the spacer wall 908. 909) to the anode 914). Deviation of potential Is given by the following equation. ΔV = ρs・ {X ・ (x-d) / 2} ・ j ・ (1-δ) (1)   here, ΔV = Change in voltage (V) ρs   = Spacer wall surface resistance (Ω / □) x = distance from the nearest electrode, 0 <x <d (cm) d = distance between electrodes (cm) j = current density (A) flowing on the surface of the spacer wall δ = secondary electron emission ratio (dimensionless) Is.   In the above equation, the current density j strikes the spacer wall 908 uniformly, Sheet resistance ρ of pacer wall 908sAre assumed to be uniform. More accurately say For example, equation (1) shows that the current density j depends on the position on the spacer wall 908. And the secondary electron emission ratio δ depends on the exact potential at that position on the spacer wall 908. It explains what exists.   As seen in equation (1), the potential deviation ΔV is the midpoint between the two electrodes 917. ΔV is the maximum (ie, the maximum value is {x · (x−d) / 2}) Proportional to the square of the distance from. For this reason, the space can be added by adding more electrodes. Surface 908 to minimize potential shifts, thereby reducing face plate 902 Flow of electrons 915 toward The distortion of can be minimized. Spacer with n number of w electrodes and height h Adding to the wall 908 reduces the power consumption of the flat panel display 900. However, the power ratio is given by the following equation. PNEW/ POLD= (D-nw) / {d · (n + 1)2} (2)   For example, a spacer having a height h of 100 mil and four electrodes having a width of 4 mil When added to wall 908, given ΔVmaxPower to2R loss is about 30 minutes It will be about 1.   Due to this more efficient charge discharge, the surface resistance ρsThe value of increased power consumption You can save a lot. Another advantage is that the electrode 917 is slightly exposed If it is provided in a rectangular shape, the electric charge is mostly blocked by the electrode 917, It prevents charges from colliding with high-resistance parts that are kept out of sight. And. However, the manufacture of the display 900 with each added electrode 917 The cost increases. Of the electrodes 917 included in the flat panel display 900. The number is chosen taking into account the trade-off relationship between the factors described below.   A further reading from equation (1) is that for a given number of electrodes 915, the surface resistance is Anti-ρsThe deviation ΔV of the electric potential also decreases as the value decreases, and the secondary electron emission ratio δ approaches 1. That is to say. Therefore, the surface of the spacer wall 908 has a low surface resistance ρ.s It is desirable to have a secondary electron emission ratio δ close to 1 and. Secondary electron emission Since the lower limit of the output ratio δ is 0 and a very high value can be taken when it rises, it is generally Regarding the secondary electron emission ratio, select a material with a low secondary electron emission ratio δ It can be said that it is desirable to do.   FIG. 11 is a graph in which the vertical axis represents the secondary electron emission ratio and the horizontal axis represents the voltage. The characteristics of two substances, that is, substances 1101 and 1102, are shown. Substance 11 For high resistivity materials such as 01, energy is 100V in most cases To 10,000 V, the secondary electron emission ratio is greater than 1 (often greater than 1). (Much larger value), and the surface will have a positive charge. Regarding Figure 4 As previously mentioned, the anode 914 is 1500 V to 1 V across the emitter 909. It is common to maintain a positive potential difference of 10,000V. Furthermore, as above In addition, the spacer wall 908 is preferably electrically insulating (ie, has a high resistivity). ) Material. Therefore, the spacer wall 908 carries a positive charge (that And often have a large charge), and electrons from the emitter 909 It will weaken the flow of 917.   However, the substance 1102 does not reach the potential range of the flat panel display 900. In this case, the secondary electron emission ratio δ is maintained at about 1. Potential deviation ΔV becomes 1-δ The surface of the spacer wall 908 is made of material 1102 because it changes in proportion. If there is, almost no charge (both positive and negative) is accumulated on the surface of the spacer wall 908. Not done. As a result, the presence of the spacer wall 908 causes the field emitter 909 and the anode Has almost no effect on the potential difference between the spacer 914 and the spacer 914. Distortion of the flow of electrons 915 due to wall 908 is minimized.   According to the present invention, the spacer wall 9 provided so as to face the inside 901 of the case. The surface of No. 08 has the characteristic of the secondary electron emission ratio δ which is very similar to the material 1102 of FIG. It is processed with the material. In addition, this surface compares to the large resistance of the spacer wall 908. The surface of the spacer wall 908 is treated so that the surface has a low resistance value. In order to easily flow from the face plate 902 to the back plate 903 And its resistance is equal to that of the current from the high voltage phosphor on the faceplate 902. It is not so low that the flow becomes large and the power loss becomes large.   In one embodiment of the present invention, spacer wall 908 is made of ceramic and The cover 904 has a secondary electron emission ratio δ smaller than 4 and a surface resistance ρsIs 109And 1014Ω / □ Made by materials that are in between. In yet another embodiment, coating 904. The material used forsIs as described above, and the secondary electron emission ratio δ is smaller than 2. It is a good thing. The coating 904 in this embodiment is, for example, chromium oxide, oxide. Copper, carbon, titanium oxide, vanadium oxide or a mixture of these It is formed by using the one that was made. In yet another embodiment, coating 904 is oxidized. Made by chrome. The thickness of the coating 904 is between 0.05 μm and 20 μm is there.   In another embodiment of the invention, the coating 904 has a size of the secondary electron emission ratio δ. The surface resistance ρsIs 109From 1014Depending on the material that is Ω / □ A first coating on the spacer wall 908 thus formed. And the first coating Above, the secondary electron emission ratio δ is less than 4 in one embodiment, and A second coating is formed that is less than 2. As the material of the first coating For example, titanium chrome oxide, silicon oxide, or silicon nitride can be used. Examples of the material for the second coating include chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide, and acid. Vanadium iodide or a mixture of these materials. Overall thickness of coating 904 The gap is between 0.05 μm and 20 μm.   In yet another embodiment of the present invention, spacer wall 908 is doped on its surface. Surface resistance ρsIs 109From 1014Ω / □, then secondary electron emission The ratio δ is less than 4 in one embodiment and less than 2 in another embodiment. A small coating 904 is applied. Examples of the dopant include titanium and iron. , Manganese or chromium can be used. The coating 904 is, for example, chromium oxide. , Copper oxide, carbon, titanium oxide, or vanadium oxide, mixtures of these materials and so on. Coating in one embodiment 904 is chromium oxide, the thickness of which is between 0.05 μm and 20 μm.   In another embodiment, spacer wall 908 has a surface resistance of 10 on its surface.9 And 1014Concentrated doping is performed as much as possible between Ω / □. As a dopant For example, titanium, iron, manganese, or chromium can be used.   In another embodiment of the invention, spacer wall 908 is partially electrically conductive ceramic. Made of glass or glass-ceramic material.   The coating 904 described above is formed on the spacer wall 908 by any suitable method. Be done. For example, coating 904 may be a well-known technique such as thermal or plasma enhanced. For chemical vapor deposition, sputtering, evaporation, screen printing, spin coating machines It can be formed by application, spraying or dipping. What kind Even if the method is used, the surface resistance uniformity should be within ± 2%. It is desirable to form 04. For this reason, when forming the coating 904, Generally, the thickness is controlled within a specific error range.   Another method for forming a coating on the spacer surface is to use a first ceramic layer. It is possible to utilize the materials contained in It can be made to have some electrical conductivity in the processing.   In the above example, the surface of the spacer wall is charged. Described spacer wall treatments to minimize or prevent . An embodiment of the present invention having a spacer structure, such as spacer structure 608 (FIG. 6). In the embodiment, the surface of the opening through which the electrons of the spacer structure flow is treated as described above. To minimize or prevent the surface from being charged.   12A to 12D are cross-sectional views illustrating a boundary portion between spacer walls. Thus, resistive coatings, metallized edges, converging ribs according to various embodiments of the invention. It is shown. The coating of each example is related to Figures 9A, 9B and 9C. It is one of the coatings previously described. In each example, the metallized edge and the resistive coating The boundary of the cover is precisely shaped, but it has a linear shape. Since it has a certain height from the board, it is parallel to the back plate and A straight equipotential line is defined at the base along the longitudinal direction. Described below Metallized edges according to embodiments of the present invention may be used in forming the resistive coating 904 described above. It is formed on the edge portion of the surface of the spacer wall by the technique used.   In FIG. 12A, the resistive coating 1204 is a side surface 120 of the spacer wall 1208. It is formed on 8a. Since the coating 1204 is formed on the side surface 1208, the coating 1 204 does not extend beyond the end of the side surface 1208a. Metal coated ed 1120 is the end face 120 of the spacer wall 1208. 8b, and thus the metallized edge 1206 protrudes from the coating 1204. Not extended.   In FIG. 12B, the resistive coating 1214 is a side surface 121 of the spacer wall 1218. 8a and the end face 1218 to cover the entire spacer wall 1218. metal The covering edge 1206 is formed on the end surface 1218b of the spacer wall 1218. Formed to contact a portion of the shroud 1214, the metallized edge 1206 includes a shroud 1 It does not extend beyond the end face of 204.   In FIG. 12C, the resistive coating 1214 is the side surface 12 of the spacer wall 1218. 18a and end face 1218b to cover the entire spacer wall 1218. Money A metal coating edge 1216 is formed on the end face 1218b of the spacer wall 1218. Formed by contacting a portion of the coating 1214, the metal coating 1216 is then covered. Overlapping the shroud 1214, the correctly defined height at the corners of the shroud 1214. It is provided so as to extend up to that point.   In FIG. 12D, the resistive coating 1204 is similar to the spacer wall 1 in FIG. 12A. Formed on side surface 1208a of 208, with coating 1204 on side surface 1208. Does not extend beyond the end of the. The metallized edge 1216 is a spacer In contact with a portion of the coating 1204 formed on the end face 1208 of the wall 1208 Formed, the metal coating 1216 then overlaps the coating 1204 and the coating 120 Four It is provided so as to extend to a correctly defined height at the corner portion.   As described above, the surface of the spacer wall 908 exposed inside the case 901. The electrodes 915 are provided at intervals on the top. The voltage at these electrodes 915 The position is set by the voltage dividing means. The voltage dividing means is a coating 904 or a resistive strike. Either of the lips, outside the active area of the display 900 , Connected to electrically conductive traces extending from each electrode 915. On each electrode 915 To obtain the desired voltage at that point, raise the resistance at that position as needed. To remove material at selected locations of the voltage dividing means, i.e. You can do "rimming". For trimming, for example, It is carried out by removing with a laser. Alternatively selected Can also be done by removing material from one of the electrically conductive traces , It extends to the electrode 915 inside the case, for example outside the case 901. A similar effect can be achieved by reducing the length of one or more races. It is possible to   Figures 13A to 13H (collectively Figure 13), Figures 14A to 14J (collection FIG. 14), FIGS. 15A to 15J (collectively FIG. 15), and FIG. Figures A through 16J (collectively Figure 16) show the display of the CRT display of Figure 4A. Four basic processing steps for manufacturing optical structures Illustrates the physical sequence. To make it easier to describe this process, The orientation in FIGS. 13, 14, 15, and 16 is opposite to that in FIG. 4A. Has become. In the following description of processing, words related to direction, for example, The upper side, the lower side, etc. are applicable in the directions shown in FIGS. 13 to 16. It   Starting from the processing sequence shown in FIG. 13, the start point is the face. The plate 302. The inner surface of the face plate 302 (ie Face plate side), roughened and black as shown in FIG. 13A. The reflectivity of the material forming the matrix is reduced. The process of roughening this surface is Chemical etchants such as hydrofluoric acid solution or halogen-based plasm It is generally carried out using a masking agent.   The soda glass slurry 321 capable of forming the dark non-reflective frit is Screen over the upper surface of the faceplate 302 as shown in FIG. 13B. Is deposited as an ion. Slurry 321 is 400 ° C. for 1 minute to 120 minutes Converted to a hardened soda glass layer 322 by firing (ie, heating) at 450 ° C. . Please refer to FIG. 13C. Dark raised portion 31 of soda glass layer 322 The part located between the parts scheduled to become 4 is the appropriate photoresist. By chemical or plasma etching using a mask (not shown). Or suitable It is removed by ablation with the laser programmed in place. Figure 13D , The remaining portion of the soda glass layer 322 is a raised portion due to the processing so far. 314 is shown.   As depicted in FIG. 13E, phosphor stripes 313r, 313g, and And 313b between the dark ridges 314 on the upper surface of the faceplate 302. It is formed. More specifically, it emits light in one of the three colors red, green, and blue, The slurry of the polymer, the photosynthetic agent, and the phosphor particles is stored in the face plate 302. Located on the upper surface. Arranged phosphor particles of one of these colors A portion of the slurry at the site where Cured by exposure to actinic radiation, using a strike mask (not shown) To be done. The rest of the slurry is drained off and the structure is rinsed. This work Repeat for each of the remaining phosphor particles that emit light of two colors. To be done. The structure is dried to complete the formation of phosphor stripes 313.   A layer of lacquer 323 is sprayed onto phosphor 313 and raised portion 314. Is made. The upper surface of the lacquer layer 323 has a smooth surface as shown in FIG. 13F. Of. Aluminum is vapor-deposited on the lacquer layer 323, and the light reflection layer 315 is formed. It is formed. See Figure 13G. Next, the structure is about 450 ° C. for 60 minutes Partly contains oxygen throughout It is heated in the atmosphere and is removed by burning the lacquer 323. 14th Figure H shows the completed structure. The lacquer layer 323 has a smooth upper surface As a result, the light reflecting aluminum layer 315 also has a smooth lower surface. Will be.   Moving to FIG. 14, the starting point here is still the face plate 302. The surface is rough. See Figure 15A. Dark non-reflective metal Layer 325 on the upper surface of face plate 302 as shown in FIG. 14B. Is placed. The metal layer 325 is black chrome with a thickness of 50 nm to 200 nm. Or it is generally made of niobium.   A thick photoresist layer 326 overlies the metal layer 325 as shown in Figure 14C. It is formed. The photoresist layer 326 is, for example, Morton EL2026. It consists of such a positive photoresist. The thickness of the photoresist layer is 25 μm to 7 5 μm, typically 50 μm. Photoresist 326 selectively Exposed to photoactinic radiation, a groove 327 of substantially desired width for raised portion 314. Are processed to form the. The width of the groove is 10 μm to 50 μm, typically It is 25 μm. Referring to FIG. 14D, where 326a is photoresist. It is shown as the remainder of 326.   The groove 327 is selectively completely or almost completely filled with metal. And the metal raised portion 314d is formed as shown in FIG. 14E. . Selective filling is done by an electrochemical deposition process (electroplating). Metal bump The portion 314d may be made of black or matte metal. Gold on the ridge As a genus, chromium or nickel-iron alloy is generally used. Photo Regis The mask 326a is then removed to form the structure shown in Figure 14F. Be done.   Using the metal raised portion 314d as a mask, the exposed portion of the dark metal layer 324 is To be removed. What is shown in Fig. 14G is the result of the processing so far. In the structure described above, the dark raised portion 314e is the remaining portion of the metal layer 325. Is. Each dark raised portion 314e and the upper raised portion 314d are dark raised portions. One of the 314 is configured.   The phosphor stripes 313 and the light reflection layer 315 are formed on the upper surface together with the processing shown in FIG. It was formed here by the method described in. Figure 14H shows stripes 313 Shows the formation of The layer 315 disposed on the lacquer layer 323 has a fourteenth It is shown in FIG. FIG. 14J shows that the lacquer layer 323 is burned and removed. 3 is a view showing a completed light emitting structure after being processed.   The starting point of the processing sequence of FIG. 15 is a transparent, electrically insulating, flat book. Body (or plate) 329, which typically has a generally uniform composition Made of glass with. Please see Figure 15A. Sand bra The patterned layer 330 made of a material having a stripe mask-like effect is 5B, it is formed on the upper surface of the transparent body 329. Mask layer 33 0 is to provide a blanket of sandblast mask material on the body 329. Formed on the exposed surface of the main body 329 by mask edging. Part of the coating layer is selectively removed by applying a coating.   Remove the exposed part through the mask 330 of the transparent body 329 to a specific depth To do so, selective removal is performed. FIG. 15C shows the rest of the body 329. From the face plate 302 and the upper raised pattern 314f It is a diagram illustrating a structure completed as a result of the processing process up to this point. Excluding The removal process is done by sandblasting. While performing sandblasting The mask 330 is corroded and removed. When sandblasting is over If mask 330 remains, the remaining mask 330 is shown in Figure 15D. To be removed.   A layer 331 made of dark colored material is provided on the upper surface of the structure. It is lean. See Figure 15E. The dark material is dark glass Is made of dark metal. The photoresist mask 332 is shown in FIG. 15F. Generally, it is formed on the dark colored layer 331 directly above the raised portion 314f. It In order to avoid mask misalignment, photoresist mask 332 is Kure This reticle is generally made from chickles. For sandblasting mask 330 or positive photoresist It is used when making moth masks.   The dark raised portion 314g is raised by removing the exposed portion of the dark layer 331. Each is formed on the raised portion 314f. FIG. 15G shows the photoresist 33. 2 illustrates the structure after removal of 2. Each raised portion 314g and lower layer The egg-shaped raised portion 314f constitutes one of the dark raised portions 314.   The light emitting structure is completed by the processing shown in FIG. 14 by the method as described above. Special In addition, the phosphor stripes 313 are formed between the raised portions 314 as shown in FIG. 15H. It is formed. FIG. 151 shows that a light reflecting layer 315 is formed on the lacquer 323. It is shown that. Complete structure after burning and removing lacquer 323 Are shown in FIG. 15J.   By means of one of the previously mentioned processing steps shown in FIGS. After manufacturing the illustrated CRT cathode structure, the spacer wall 308 and outer wall 304 are Properly located between the cathode structure and the light emitting black matrix structure, The display parts are pumped to 10 bar.-7Small room lowered below torr Can be put in. The display is then 300 ° C to 600 ° C, typically 450 ℃ Sealed below.   The dark raised portion 314 has a temperature in the range of 300 ° C. to 700 ° C. (this temperature The degree of protrusion depends on whether the material of the raised portion is metal, soda glass, or glass. Maru ) Softens. The temperature at which the ridge softens will seal the display. Generally, the temperature is selected to be approximately the same as or slightly lower than the temperature. this As a result, the spacer wall 308 slightly digs into the raised portion 314 during the sealing process. become. This compensates for height differences between walls 308.   If the temperature to soften the ridge is higher than the temperature to seal the display, , Soften the dark ridges 314 just before sealing the CRT display You can In this case, the spacer wall 308 is again raised during the sealing process. 4 slightly penetrates and compensates for the difference in height of the spacer wall.   Although particular embodiments of the present invention have been described, this description is merely illustrated here. The scope of the invention described in the claims is not limited to this. There is no. For example, the dark raised portion 314 in the processing sequence of FIG. A layer of dark material is provided on top of the transparent body at the beginning of the processing sequence, then By omitting the process of forming the upper portion 314g of the raised portion, the dark portion Can be moved from the top of the ridge to the bottom. Additionally provided in parallel Dark non-reflective ridges, face play It is formed on the ridge 302 and extends perpendicularly to the raised portion 314.   The phosphor stripe 313 is also made of a thin phosphor thin film instead of the phosphor particles. Can be built. In addition, the light emitting region 313 is a phosphor (in this case, particles or thin film). The shape does not matter. It can also be formed by an element other than).   The transparent anode placed in the immediate vicinity of the face plate 302 is a light reflection layer. 315 can be used in place of, or in conjunction with. Like this The node consists of a layer of transparent electrically conductive material such as indium-tin oxide. It is common. Provided adjacent to face plate 302, if present The transparent anode constitutes the main body of the light-emitting black matrix structure. . Thus, one of ordinary skill in the art without departing from the scope and spirit of the invention as claimed. Could have various modifications.

【手続補正書】特許法第184条の7第1項 【提出日】1994年8月24日 【補正内容】 明細書 内部支持構造体及び/若しくは隆起したブラックマトリクスを有するフラット パネル装置発明の背景 1.発明の属する技術分野 本発明はフラットCRTディスプレイのようなフラットパネル装置に関する。 本発明はフラットパネル装置の製造に使用される技術にも関する。 2.関連技術 近年、旧来の偏向ビームCRTディスプレイにとって代わる、より軽くかさば らないディスプレイを提供すべく、フラットCRTディスプレイ(フラットパネ ルディスプレイとしても知られている)を構築する数々の試みかなされてきた。 フラットCRTディスプレイに加えて、他のフラットパネルディスプレイ、例え ばプラズマディスプレイも開発されてきた。 フラットパネルディスプレイに於いては、フェースプレート(faceplate)、 バックプレート(backplate)、及びフェースプレートとバックプレートの外周 部分を囲むように設けられた接続壁が1つの封入ケースを形成している。フラッ トパネルディスプレイの中には、ケースの中が真空に近い状態に保たれているも のもあり、例えばフラットCRTディスプレイでは、ほぼ1×10-7torrに 保たれている。フェースプレートの内部表面には、ディスプレイ 上のアクティブ領域を画定する蛍光体パターン若しくは蛍光体のような発光素子 の被覆が設けられている。発光素子は光を発するのであるが、これは、バックプ レートに隣接して設けられたカソード素子が励起状態にされて電子を放出し、こ れがフェースプレート上の蛍光体に向かって加速され、蛍光体が発光することに より、その光がフェースプレートの外側の面(画面(viewing surface))に於 いて視聴者に見られることになるのである。 ディスプレイ中に於いては、電子放出素子は選択的に励起状態にされて電子を 放出しその電子がフェースプレート上の蛍光体に向かう。これらの蛍光体は電子 が衝突したとき、フェースプレートの外部の面で見ることができる光を発するの である。 各電子放出素子から放出された電子は、それぞれ決まった目標の蛍光体のみに 衝突するようにされている。しかしながら、放出された電子の中には一定数、フ ェースプレート上の目標とされた蛍光体以外の部分に衝突するものもある。フェ ースプレートに於けるコントラストを改善するために、電子放出素子からの電子 が衝突しても実質的に発光しない非反射領域のマトリクスが、適当に蛍光領域の 中に分散した形で設けられる。カラーディスプレイに於いては、このブラックマ トリクスは色純度も改善する。蛍光領域はブラックマトリクスよりもフェースプ レートから更に盛り上がった形で設けられる。 内部が真空に近い状態であることにより、フラットパネルディスプレイの壁に 圧力が掛かるが、これは内部の真空に近い状態と外部の大気圧との圧力差が、支 持が無ければフラットパネルディスプレイを崩壊させうるほど大きいからである 。ほぼ1インチより大きい対角線の長さ(対角線はアクティブ領域の互いにはす 向かいの角と角との間の距離)を有する長方形のディスプレイに於いては、縦横 比が大きいために、フェースプレートはこのタイプの機械的な損傷の影響を特に 受けやすい。ここで、縦横比とは、横幅、例えば互いに向かい合った接続壁の内 部表面間の距離、若しくは高さ、例えばバックプレートの内部表面とフェースプ レートの内部表面との距離を厚みで除すことによって定義されるものである。フ ラットパネルディスプレイのフェースプレートまたはバックプレートは、フラッ トパネルディスプレイが外部から受ける力の衝撃によっても故障することがある 。 フェースプレート及び/若しくはバックプレートを内部から支持するために、 スペーサが使用されてきた。従来のスペーサは、壁状若しくは柱状のもので、デ ィスプレイのアクティブ領域に於ける画素(ディスプレイ上の画像を構成する最 小単位をなす蛍光体の領域)間に設けられている。 スペーサはポリイミドのフォトパターニング(photopatterning)によって形 成されてきた。しかしながらポリイミドスペーサでは不適当なことがわかってお り、その理由と しては、(1)長さが不十分であること、(2)フェースプレートに使用される 典型的な材料(ガラス)と、バックプレートに使用される典型的な材料(例えば ガラス、セラミック、ガラス−セラミック若しくは金属)と、アドレシンググリ ッド(addressing grid)に使用される典型的な材料(例えばガラス−セラミッ ク若しくはセラミック)との熱膨張係数を整合させることができないため、レジ スターに関する問題を引き起こすこと、(3)ボリイミドを真空に近い状態の中 で使用するとガス放出が起こりうること、があげられる。 スペーサにもガラス製のものが使用されてきたが、ガラスが十分な強度を有し ていない場合がある。更に、ガラス固有の微小割れがあり、それが容易にガラス 全体に広がる傾向をもつために、ガラス製のスペーサは、(理想的な)ガラスよ り更に弱いものとなってしまう。 それに加えて、どんな材料をスペーサに用いたとしても、スペーサの近傍に於 いては、スペーサの存在がフェースプレートに向かう電子の流れに悪影響を及ぼ すことがある。例えば、浮遊電子がスペーサの表面に静電気を発生させ、所望の 電圧分布とは異なる電圧分布をスペーサの近傍に形成させることによって、電子 の流れに歪みが生じ、ディスプレイに表示される画像に歪みが生じることになる のである。発明の要約 本発明によると、フラットパネル装置が、内部からの支持を与えるスペーサを 有する。特に内部を低圧状態にして作動する装置に対して、このスペーサは、内 部の低圧状態(例えば大気圧より低い圧力)と外部の大気圧との間の圧力差によ って生じる応力によって装置が破壊されるのを防ぐ。このスペーサは外部からの 衝撃によって生ずる応力に対しても、装置に内部からの支持を与える。これに加 えて、ケース内部のスペーサの表面は、スペーサ表面に静電気が生ずるのを防止 若しくは最小化するように処理されている。この結果、スペーサがスペーサの近 傍の電子の流れに与える悪影響をなくし、装置の画像の歪みをなくすことになる 。 本発明の実施態様の1つに於いては、スペーサの表面に被覆が設けられるが、 この被覆は二次電子放出比δが4より小さく、面抵抗が109Ω/□と1014Ω /□との間の値をとる物質からなるものである。この被覆をなす物質は、酸化ク ロム、酸化銅、酸化チタン及び酸化バナジウムから選択される。 本発明の他の実施態様に於いては、スペーサ表面に第1の被覆がなされる。第 2の被覆は第1の被覆の上になされる。第1の被覆は面抵抗が109Ω/□と1 04Ω/□との間の値をとる物質によってなされる。第2の被覆は二次電子放出 比δか4より小さい物質によってなされる。 本発明の別の実施態様に於いては、スペーサ表面に第1のドーピングが施され て、その表面の面抵抗が109Ω/□ と1014Ω/□との間の値をとるようにされ、次にドーピングされたスペーサ表 面上に、二次電子放出比δが4より小さい物質によって被覆がなされる。被覆を なす物質は酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン及び酸化バナジウムから選択 される。 また別の実施態様に於いては、スペーサ表面の面抵抗が109Ω/□と1014 Ω/□との間の値をとるようにするべく、スペーサ表面にドーピングを施す。 スペーサは例えばセラミックから作られ、スペーサ壁或いはスペーサ構造体の 形で設けられるが、スペーサ壁とスペーサ構造体とを組み合わせた形で設けるこ ともできる。フラットパネル装置は発光手段も有する。また、フラットパネル装 置は、電界エミッタカソード若しくは熱電子カソードを含む形にすることもでき る。 本発明の更に別の実施態様に於いては、1つかそれ以上の電極が、前記処理済 みのスペーサ表面上に設けられる。例えば、電極はスペーサ及びバックプレート の境界部分の近くに設けることができ、電極の電圧は境界部分の近傍に於いて所 望の電圧分布を得るべく制御され、それによって表面の処理の不完全さ、或いは スペーサの不整合によって生ずる歪みを正すべく、電子の流れを所望の形に偏向 する。また別の実施態様に於いては、バックプレートの内部表面に於いて所望の 電圧分布を得るべく、この電極を曲がりくねった形状に設けることもできる。 分圧手段を形成することによって各電極の電圧が設定される。実施例の1つに 於いては、分圧手段はスペーサの表面上に形成された抵抗性被覆(resisitive c oating)からなる。各電極に於いて正確な電圧を得るべく、被覆の面抵抗は調整 されなければならない。 本発明の更にまた別の実施態様に於いては、電気伝導物質のストリップ(金属 被覆エッジ(edge metallization))がスペーサ表面の端面とバックプレートと の間に形成され、スペーサ全体に亘って、それらが密接に接触するようになって いる。スペーサの表面上に抵抗性被覆が設けられている場合は、金属被覆エッジ は抵抗性被覆と電気的に接続される。この場合、金属被覆エッジ及び抵抗性被覆 は、それらの間の境界面がバックプレートの内部表面から一定の距離となるよう に設けられる。同様に、金属被覆エッジは、フェースプレートとスペーサの間の 良好な電気的接続をなすように、フェースプレートとスペーサの端面との間に形 成される。 本発明に従ったフラットパネル装置の組立方法に於いては、フラットパネル装 置のバックプレートとフェースプレートとの間にスペーサを設けて、スペーサの 表面が電荷を帯びるのを防止若しくは最小化するべくスペーサ表面に処理を施し 、スペーサとバックプレートとの電気的接続をなす金属被覆エッジとなる被覆を スペーサの端面に設け、スペーサを内部に封入するようにバックプレートとフェ ース プレートとを封着することによって装置が組立られる。スペーサ表面の処理をな すには、抵抗性被覆または被覆を形成するか、表面へのドーピングによるか、表 面へのドーピングと抵抗性被覆または被覆の形成との両者によるか、または焼成 して表面を還元することによる。 更に、本発明はフラットパネルCRTディスプレイのような光学装置に使用さ れるのに適した発光構造体を備えている。本発明の発光構造体は、本体部分(ma in section)と、それに沿って設けられた隆起した形状の部分と、本体部分に沿 って隆起した部分の間の部分に設けられた複数の発光領域を含む。発光領域は電 子が衝突すると光を発する。これに対して、隆起部分は電子が衝突しても実質的 に光を発しない。また、隆起部分は発光領域よりも本体部分から更に盛り上がっ た形となっている。 各隆起部分は、隆起部分の横幅全体に亘って、またその高さの少なくとも一部 分についてそれを実質的に取り囲んでいる暗領域を含む。隆起部分のパターンに よって、隆起したブラックマトリクスが形成され、それは発光構造体のコントラ ストを改善する。発光領域に於いて2つ若しくはそれ以上の色の光を選択的に発 する場合、隆起したブラックマトリクスは色の純度を高める効果もある。 本発明の発光構造体は様々な技術に従って製作することが出来る。本発明の技 術群の1つは、与えられた隆起部分の材料の層の一部を、発光構造体の本体部分 に沿って選択 的に除去する過程を含んだ処理によって、隆起部分のパターンを発光構造体の本 体部分に沿って形成するものである。本発明に従った別の技術によれば、本体( body)の一部分を選択的に特定の深さに除去して、本体の除去されない残りの部 分が発光構造体の本体部分及び隆起部分を含むように形成することも出来る。図面の簡単な説明 第1図は、本発明の1つの実施態様に従った熱電子カソードを含むフラットパ ネルディスプレイの透視図であって、表層部の一部を切り取って内部を見せてい るものである。 第2A図及び第2B図は、本発明の1つの実施態様に従ったフラットパネルデ ィスプレイの単純化した断面図であって、スペーサ壁を使用しているのを図解し たものである。第2A図は第2B図の2b−2bに沿って切った断面図であり、 第2B図は第2A図の2a−2aに沿って切った断面図である。 第3図は、本発明の1つの実施態様に従った、電界放出カソードを含むフラッ トパネルディスプレイの透視図であって、表層部の一部を切り取って内部を見せ ているものである。 第4A図は、第3図のフラットパネルディスプレイの一部の詳細な透視断面図 である。 第4B図及び第4C図は、第4A図のディスプレイのa図のディスプレイの内 部の部品の平面図であって、それぞ れ第4A図の矢印c及びdの方向から見た図である。 第4D図は、第4A図のフラットパネルCRTディスプレイ全体の横断面図で ある。 第4E図は、第4A図のCRTディスプレイのブラックマトリクスを中心に置 いた一部の拡大断面構造図である。 第5図は、第2B図の一部の詳細図であって、本発明に従ったスペーサ壁の整 合手段を図解したものである。 第6図は、本発明の1つの実施態様に従ったスペーサ壁及びスペーサ構造体を 含むフラットパネルディスプレイを図解した、第2A図と同じ方向から見た単純 化した断面図である。 第7A図は、本発明の1つの実施態様に従った、電界放出カソード及びスペー サ壁を含むフラットパネルディスプレイの一部の単純化した断面図である。 第7B図は、本発明の1つの実施態様に従った、電界放出カソード、スペーサ 壁、及びアドレシンググリッドを含むフラットパネルディスプレイの一部の第2 A図と同じ方向から見た単純化した断面図である。 第7C図は、本発明の1つの実施態様に従った、電界放出カソード、スペーサ 構造体、及びアドレシンググリッドを含むフラットパネルディスプレイの一部の 第2A図と同じ方向から見た単純化した断面図である。 第8図は、曲がった形状のフェースプレート及びバックプレートを有するフラ ットパネルディスプレイに於いて、 本発明の1つの実施態様に従ったスペーサが使用されているのを図解した、第2 A図と同じ方向から見た単純化した断面図である。 第9A図及び第9B図は、本発明の1つの実施態様に従ったフラットパネルデ ィスプレイの単純化した断面図であって、スペーサ壁の表面に形成された被覆を 図解したものである。第9A図は第9B図の9b−9bに沿って切った断面図で あり、第9B図は第9A図の9a−9aに沿って切った断面図である。 第10図は、電圧を縦軸に、電界放出装置の設けられたベースプレートに対し て垂直方向の電界放出装置とベースプレートとの距離を横軸にとったグラフであ る。 第11図は、二次電子放出比を縦軸に電圧を横軸にとったグラフであって、2 つの物質の特性を示したものである。 第12A図〜第12D図は、スペーサ壁の間の境界部分を図解し、本発明の様 々な実施態様に従った金属被覆及びバックプレートの隆起部分に焦点を合わせた 断面図である。 第13A図〜第13H図は、第4A図のディスプレイの発光ブラックマトリク ス構造の製造工程を示した断面図である。 第14A図〜第14J図及び第15A図〜第15J図は、第4A図のディスプ レイの発光ブラックマトリクス構造のそれぞれ別の製造工程を示した断面図であ る。 第16A図〜第16J図は、第4A図のディスプレイの 発光ブラックマトリクス構造の更に別の製造工程を示した断面図である。 以上の図に於いては、対応する部分には同様の符号を付した。発明の詳細な説明 以下、本発明の実施例を、フラットCRTディスプレイについて説明する。本 発明が他のフラットパネルディスプレイ、例えばプラズマディスプレイ若しくは 真空蛍光ディスプレイについても適用可能であることも理解されよう。更に、本 発明は、ディスプレイでの使用に限られるものでなく、例えば、光学的信号処理 や、フェイズドアレイレーダー装置(phased array rader devices)のような他 の装置の制御するのに用いられる光学的アドレシングや、映像を他の媒体に再現 するコピー機やプリンタにおける映像スキャニング等の他の目的で用いられるフ ラットパネル装置にも適用することができる。更に加えると、本発明は長方形で ないスクリーンの形状を持つフラットパネル装置、例えば円形若しくは車のダッ シュボードや航空機のコントロールパネルに使用されるような特殊な形状を持つ スクリーンにも適用可能である。 ここで、フラットパネルディスプレイとは、フェースプレートとバックプレー トとが実質的に平行なディスプレイであって、ディスプレイの厚み、即ちフェー スプレート及びバックプレートに実質的に垂直な向きで測定された厚み が、従来の偏向ビームCRTディスプレイの厚みと比較して小さいものを指す。 一般に、フラットパネルディスプレイの厚みは5.08cm(2インチ)より小 さいか、必ずしもこれに限定されない。多くの場合、フラットパネルディスプレ イの厚みは実質的に5.08cm以下であって、例えば0.64cm〜2.54 cm(0.25〜1.0インチ)程度である。 本明細書に於いて、「スペーサ」とは、フラットパネルディスプレイの内部に 於いて内部からの支持体として用いられているものの総称である。この明細書に 於いて、本発明の特定の実施例のスペーサは「スペーサ壁」若しくは「スペーサ 構造体」と記述されている。つまり「スペーサ」は「スペーサ壁」、及び「スペ ーサ構造体」と共に他の上記のスペーサの機能を有する構造をすべて包含するの である。 一般に、本発明のスペーサ壁及びスペーサ構造体は、薄い材料から作られたも のであり、この材料は、未処理の状態ではそのまま加工可能で、一定の処理を施 すことで硬く剛性の高いものとなるものである。この材料は、真空の環境下に於 いても適用可能なものでなければならない。更に、スペーサ壁及びスペーサ構造 体は、フェースプレート及びバックプレートの熱膨張係数とよく適合する熱膨張 係数を有する材料から作られる。熱膨張係数が適合しているとは、スペーサ壁、 フェースプレート及びバックプレートが、フ ラットパネルディスプレイが組み立てられて動作しているときに生する加熱や冷 却に対して、ほぼ同程度膨張若しくは収縮するということを意味する。この結果 、スペーサ壁、フェースプレート及びバックプレートの間で適切な位置関係の整 合性が維持されることになる。熱膨張係数が適合していない場合起こり得ること として、アノードのスペーサ壁若しくはスペーサ構造体がフェースプレートに対 して動いてしまうことによって蛍光体が損傷を受けたり、フラットパネルディス プレイ内に応力が発生してディスプレイ内の部品を損なってしまうこと(ディス プレイ内の真空状態が損なわれてしまうことも含む)、若しくはスペーサ壁その ものが壊れてしまうことなどが考えられる。 実施例の1つに於いて、スペーサ壁はセラミック若しくはガラスセラミック材 料によって作られる。別の実施例に於いては、スペーサ壁はセラミックテープか ら作られる。以下、本発明の実施例の記述に於いては、スペーサ壁若しくはスペ ーサ構造体の材料としてセラミック、またはセラミックテープ、及びスラリーが 使用されるものとする。 他の材料としては、セラミック強化ガラス、不透明ガラス、柔軟性のあるマト リクス構造のアモルファスガラス(amorphous glass)、電気的絶縁性の被覆を なされた金属、若しくは高温真空状態に適合性を有するポリイミドなどが使用可 能である。概略、本発明によるスペーサの材料に要求されるのは、(a)薄い層 にすることが可能なこと、 (b)その層が焼成処理された状態で柔軟になること、(c)焼成されていない 状態で1つの層若しくはいくつかの層をまとめて孔を開けることがてきること、 (d)開けられた孔の必要な部分に導体を設けることができること、(e)焼成 処理されていない層の表面に正確に電気伝導トレースを設けることができること 、(f)何枚かの層を積層状態にすることができ、少なくとも最終的な加熱時に 互いに接合させることができること、(g)焼成処理された構造が、例えばフロ ートガラスのような材料から作られたフェースプレート及びバックプレートの熱 膨張係数と実質的に適合するような熱膨張係数を有すること、(h)焼成処理さ れた積層構造体が剛性が高く強靭なものであること、(i)焼成処理された構造 が真空状態に適合すること、(j)焼成処理された構造体はCRTのカソードを 損なうような物質を含んでいないこと、(k)すべての材料及び製造にかかるコ ストが実際的なものであり得ることなどである。 この記述及び以下の請求項に於いて、「セラミック」という言葉が頻繁に使用 されるが、これは文脈上セラミックテープ若しくはセラミック層若しくはセラミ ックシートを意味している。つまり、この言葉はよく知られたガラスセラミック テープ、失透ガラステープ、セラミックガラステープ、セラミックテープ若しく はその他のテープを意味しており、また、その他のテープとは、プラスチックの 結合 剤、及びセラミック若しくはガラスの粒子を有し、焼成処理されていない状態に 於いて柔軟性を有し加工可能であって、焼成によって硬く剛性の高いものに硬化 することができるようなものであるが、始めから柔軟性を有し最終的に硬く剛性 の高い状態に処理することができる等価な材料であれはそれも使用できる。 セラミックテープはセラミックの粒子、アモルファスガラス粒子、結合剤及び 可塑剤の混合物から作られる。初めは、この混合物はスラリーとなっており、セ ラミックテープに形成されるのではなく型に入れて成型することができる。セラ ミックテープは焼成していない状態でスラリーから作ることができるが、これは 容易に所望の形に成型したり切ったりすることができる変形可能な材料である。 セラミックテープは薄いシート状に作られるが、その厚みは、例えば0.3mi lから10mil程度である。本発明の実施に於いて使用可能なセラミックテー プで入手可能なものの例としては、米国テネシー州チャタヌーガのCoors Electronic Package社の、カタログ番号CC−92771/ 777及びCC−LT20、若しくはこのセラミックテープと実質的に等価なテ ープなどがある。 本発明の目的のために使用可能な低温ガラスセラミック材料の他の例としては 、デュポン社のグリーンテープ(Green Tape)がある。グリーンテープは非常に 薄いシート (例えば約3milから10mil)形状のものが入手可能であり、比較的低い 温度、約900℃から1000℃で焼成処理可能であり、焼成処理をしていない 状態で優れた加工性を与える可塑剤を含んでいる。グリーンテープはセラミック 粒子及び、やはり粒子状のアモルファスガラスの混合物であって更に結合剤及び 可塑剤を含む製品である。米国特許第4,820,661号、第4,867,9 35号及び第4,948,759号を参照されたい。 焼成処理前のセラミックテープは以下に述べるような方法で形成し、本発明に 基づきスペーサ壁及びスペーサ構造体を製造することができる。セラミックテー プは成型後、焼成処理される。焼成処理は2つの段階からなる。第1の段階では 、テープが約350℃の温度まで加熱され結合材及び可塑剤をテープから燃焼さ せてなくしてしまう。第2の段階では、テープが一定の温度(セラミックの組成 によって決まる温度で800℃から2000℃の間)まで加熱され、セラミック の粒子が焼結して強靭で密度の高い構造を形成する。 スペーサ壁は以下のようなフラットパネルディスプレイに組み立てられる。ス トリップは、フラットパネルディスプレイにおいて必要な長さ及び幅を有し、焼 成されていないセラミックテープのシートから切り取られて作られる。焼成処理 されていないセラミック若しくはガラスセラミックを用いることの利点は、スト リップがスリッティング (slitting)若しくは打ち抜きによって容易に作ることができる点である。この ストリップは焼成処理される。焼成処理されたストリップ(スペーサ壁)は、フ ェースプレート及びバックプレートの予め定められた適当な位置に配置される。 スペーサ壁は、組立の間同じ位置に保持されてフェースプレート及びバックプレ ートに対して適切に整合する。 スペーサ壁のストリップは、焼成処理済みのセラミック若しくはガラスセラミ ックのシートから作ることもできる。焼成処理されたシートは被覆(詳細につい ては以下に述べる)をなされて、スペーサ壁を形成するストリップに加工される 。もう1つの方法として、焼成処理されたシートをストリップに加工した後に、 被覆をなすようにすることもできる。 第3図は本発明の1つの実施態様であるフラットパネルディスプレイ300の 透視図であって、表層部の一部を切り取って内部を示しているものである。フラ ットパネルディスプレイ300は、フェースプレート302、バックプレート3 03及び側壁304を有し、これらによって密封されたケース内部301が形成 され、そこは真空状態、例えばほぼ1×10-7torr以下に保たれている。ス ペーサ壁308はバックプレート303に対してフェースプレート302を支持 する。 電界放出カソード305はケース内部301のバックプ レート303の表面上に形成される。以下に更に詳しく述べるように、横行及び 縦列の電極(図示せず)はカソードの放出素子(図示せず)からの電子の放出を 制御する。同様に以下に更に詳しく述べるように、電子は加速されて、蛍光体で 被覆をなされたフェースプレート302の内部表面(例えばアノード)に向かう 。ICチップ310は横行及び縦列の電極の電圧を制御してフェースプレート3 02への電子の流れを調節する駆動回路を含む。電気伝導トレース(図示せず) はチップ310上の回路と横行及び縦列電極との電気的接続をなすのに使用され る。 第4A図はフラットパネルカラーCRTディスプレイの一部を図解したもので 、それは隆起した形で設けられたブラックマトリクスと共に電界放出カソードの 領域を備えている。第4A図のCRTディスプレイは透明で電気的に絶縁性の平 らなフェースプレート302及び電気的に絶縁性の平らなバックプレート303 を有する。プレート302及び303の内部表面は互いに向かい合っており、典 型的には0.01mm〜2.5mm隔てられている。フェースプレート302は 典型的には1mmの厚みを持つガラスからできている。バックプレート303は 典型的には1mmの厚みを持つガラスセラミック若しくはシリコンからできてい る。 横向きに隔てられて設けられ絶縁体のスペーサ壁308のグループはプレート 302及び303の間に配置されて いる。スペーサ壁308は互いに平行に一定の間隔で延在しており、プレート3 02及び303に対して垂直な向きに設けられている。各壁308は典型的には 80μm〜90μmの厚みを有するセラミックからできている。また、壁308 の中心線と中心線との距離は、典型的には8mm〜25mmである。以下で更に 論ずるように、壁308は内部支持体を構成し、プレート302と303との間 隔を、ディスプレイのアクティブ領域全体に亘って実質的に均一に保っている。 パターンの設けられた領域の電界放出カソード構造体305は、バックプレー ト303とスペーサ壁308との間に配置されている。第4B図は、第4A図の 矢印Cで表される方向から見た電界放出カソード構造体305のレイアウトを描 いたものである。カソード構造体305は、電子放出素子309の大きなグルー プと、パターンをなす形で設けられた金属エミッタ電極(ベース電極と呼ばれる こともある)を実質的に同じ形状の曲線的なライン310に分割したものと、金 属ゲート電極を実質的に同じ形状の直線的なライン310に分割したものと、電 気的絶縁層312からなる。 エミッタ電極のライン310は、バックプレート303の内部表面に配置され 、互いに平行に均一の間隔で延在している。各エミッタライン310の中心線の 間隔は、典型的には315μm〜320μmである。ライン310は典 型的には0.5μmの厚みを有するモリブデン若しくはクロムから形成されてい る。各ライン310は典型的には100μmの幅を有する。絶縁層312はライ ン310の上、及びラインと横向きに隣接するバックプレート303の一部分の 上に設けられている。絶縁層312は、典型的には1μmの厚みを有する二酸化 シリコンから成る。 ゲート電極ライン311は絶縁層312上に配置され、互いに平行に均一の間 隔で延在している。ゲートライン311の中心線の間隔は、典型的には105− 110μmである。ゲートライン311はエミッタライン310に直交する向き に延在している。ゲートライン311は典型的には0.02μm〜0.5μmの 厚みを有するチタン−モリブデン複合材料から形成される。各ライン311は典 型的には30μmの幅を有する。 電子放出素子309は、バックプレート303の内部表面上に横向きに隔てら れて配置された複合素子の組(multi-element sets)のアレイの形で配置されて いる。詳述すると、電子放出素子309の各組は、ゲートライン311の1つが エミッタライン310の1つと交わる突出領域の一部若しくは全部に於いて、バ ックプレート303の内部表面上に配置されている。スペーサ壁308は、電子 放出素子309の組の間の領域に設けられ、エミッタライン310の間の領域の 拡かる向きに延在している。 各電子放出素子309は、絶縁層310の開口部(図示 せず)を通して延在する電界エミッタであって、下層をなすエミッタライン31 0の1つと接続している。各電界エミッタ309の頂部(若しくは上端部)は、 上層をなすゲートライン311の1つの対応する開口部(図示せず)を通して露 出されている。 電界エミッタ309は釘状のフィラメント若しくは円錐形のようなさまざまな 形状で設けることができる。電界エミッタ309の形状は、その材料が良好な電 子放出特性を有する限り、材料によって特定されるものではない。エミッタ30 9はさまざまな工程によって製造されうるものであるが、これらの工程は199 3年9月8日にMacaulay他によって出願された「Structure and Fabrication of Filamentary Field-Emission Device,Including Self-Aligned Gate」という 名称の米国特許出願第08/118,490号、及び1993年11月24日に Spindt他によって出願された「Field-Emitter Fabrication Using Charged-Part icle Tracks,and Associated Field-Emission Devices」という名称の米国特許 出願第08/158,102号に於いて開示されている。本発明に関して、出願 番号第08/118,490号及び第08/158,102号の特許出願の内容 を参照されたい。 ブラックマトリクスを含む発光構造体はフェースプレート302とスペーサ壁 308との間に設けられている。発光構造体は、発光領域313、及び実質的に 光を反射せず 同じ形状を有する暗隆起部分(dark ridges)314からなる。第4C図は、第 4A図の矢印Dによって表される方向から見た発光構造体のレイアウトを描いた ものである。 発光領域313及び暗隆起部分314は、両者ともフェースプレート302の 内部表面上に配置されている。発光領域313は、各暗隆起部分314の間に配 置されている(逆の言い方もできる)。領域313及び隆起部分314に電子放 出素子309から放出された電子が衝突したとき、発光領域313はさまざまな 色を発する。暗隆起部分314は、発光領域313と比較すると実質的に発光を せず、領域313に対するブラックマトリクスを形成している。 更に詳述すると、発光領域313は、互いに平行に等間隔でゲートライン31 1と同じ方向に延在しており、同じ幅の直線的なストライプ状に設けられた蛍光 体からなる。各蛍光体のストライプ313は典型的には80μmの幅を有する。 蛍光体ストライプ313の厚み(若しくは高さ)は1μm〜30μmで、典型的 には25μmである。 蛍光体ストライプ313は赤い(R)光を発する複数の実質的に同じ形のスト ライプ313rと、緑の(G)光を発する同様に複数の実質的に同じ形のストラ イプ313gと、青(B)の光を発する同様に複数の実質的に同じ形のストライ プ313bに分割されている。蛍光体ストライプ313r、313g、及び31 3bは、第4図に示されるように3種のストライプ313が繰り返される形で設 けら れる。各蛍光体ストライプ313はゲートライン311の対応する1本から全体 に横切る形で配置されている。この結果、ストライプ313の中心線の間隔はゲ ートライン311のそれと等しくなる。 暗隆起部分314は、同様に互いに平行に等間隔でゲートライン311と同じ 方向に延在している。隆起部分314の中心線の間隔は、やはり同様にライン3 11のそれと等しい。各暗隆起部分の平均的な高さと平均的な幅の比は0.5〜 3の範囲であって、典型的には2である。隆起部分314の平均的な横幅は10 μm〜50μm、典型的には25μmである。隆起部分314の高さは20μm 〜60μmであって、典型的には50μmである。 暗隆起部分314の平均的高さは、蛍光体ストライプ311の厚み(若しくは 高さ)よりも少なくとも2μm大きいものとなっている。上記した典型的なケー スでは、隆起部分314はストライプ313より25μm高く隆起している。従 って、隆起部分314はストライプ313と比ベてフェースプレート302から 更に盛り上がった形となっている。 各隆起部分314は、その横幅全体及び高さの少なくとも一部分を占める暗い (事実上黒色の)非反射領域を含んでいる。第4A図は、これらの暗非反射領域 が隆起部分314の高さ全体を占めている例を示している。この後の図に於いて は、暗非反射領域が隆起部分の高さ方向の一部分 のみを占めている例を図解している。 暗隆起部分314の材料の選択肢は広い。隆起部分314は、ニッケル、クロ ム、リオブ、金、及びニッケル−鉄合金のような金属から形成することができる 。隆起部分314は、ガラス、ソーダガラス(若しくはフリット)、セラミック 、及びガラスセラミックのような電気的絶縁物や、シリコンのような半導体や炭 化シリコンのような材料によっても形成される。これらの材料の混合物も、隆起 部分314の材料として使用可能である。 隆起部分314が金属でできている場合、それは300℃〜600℃の範囲の 温度で十分に軟化し、スペーサ壁308のような物体をわずかに押し込むことが できる。隆起部分314がソーダガラスでできている場合、同様に300℃〜5 00℃の範囲の温度で軟化する。隆起部分の材料がガラスの場合、隆起部分31 4は500℃〜700℃の範囲の温度で軟化する。 光反射層315は第4B図に示されるように蛍光体ストライプ313及び暗隆 起部分314の上に配置されている。層315の厚みは十分に小さいもので、典 型的には50nm〜100nmであり、電子放出素子309から発せられる電子 のほぼ全てが、殆どエネルギーを失うことなく層315を通過してその下の層に 衝当するようになっている。 蛍光体ストライプ313に隣接した光反射層315の表面部分は非常に滑らか なものとなっている。層315は金 属、好ましくはアルミニウムからできている。これによって、ストライプ313 から発せられた光の一部は層315で反射されてフェースプレート302を通過 してゆく。即ち、層315は基本的に反射鏡である。層315はディスプレイの 最終的なアノードとしての機能も果たしている。ストライプ313は層315に 接しているので、アノード電圧はストライプ313に加えられている。 スペーサ壁308はディスプレイのアノード側の光反射層315に接している 。暗隆起部分314は蛍光体ストライプ313よりもバックプレート303に向 かって更に隆起しているので、壁308は、層315に於ける、隆起部分314 の頂部(若しくは第4A図に示されている方向では底部)に沿った部分に接触し ている。隆起部分314が余計に隆起していることによって、壁308が、光反 射層315の蛍光体ストライプ313に沿った部分には接触しないようにされて いる。 ディスプレイのカソード側に於いて、スペーサ壁308は第4A図に示すよう にゲートライン311に接触している。これとは別の形式で、壁308がライン 311の上に伸びる収束隆起部分(focusing ridges)に接触してもよく、これ は、1994年にSpindt等によって出願された「Field Emitter with Focusing Ridges Situated to Sides of Gate」という名称の米国特許出願に記載されてお り、ここではその内容を参照されたい。壁308は従来の方法、若 しくは本明細書に記載した方法で製造することができる。 ディスプレイにかかる外部からの空気圧は普通大気圧、即ち760torr付 近である。ディスプレイの内部の圧力は普通10-7torrより小さい数値に設 定されている。これは普通の外気圧より大変に小さなものなので、大きな圧力差 による力がプレート302及び303には常にかかることになる。スペーサ壁3 08はこの圧力に対する抵抗力を与える。 蛍光体ストライプ313は機械的な接触によって容易に損なわれうるものであ る。暗隆起部分314が余計に隆起しているために、光反射層315のストライ プ313に沿った部分と壁308とは隔たっているので、壁308が、ストライ プ313に直接その抵抗力を及ぼさない形となっている。ストライプ313がこ の抵抗力のために損傷を被る危険は、このような形となっていない場合と比べて 大いに低減される。 ディスプレイは画素の横行及び縦列のアレイに更に分けられる。典型的な画素 316の領域の境界は、第4A図では矢印で示され、第4B図及び第4C図では 点線で示されている。各エミッタライン310は画素の横行の1つに対する横行 の電極となる。図示を容易にするため、第4A図、第4B図、及び第4C図に於 いては画素の横行が1本だけ、隣接する一対のスペーサ壁308(画素の横行の 側面に沿って一部オーバーラップしている)の間に設けられた形で 示されている。しかし一般的には、2本以上の画素の横行、典型的には24−1 00の画素の横行が、各隣接する対になった壁308の間に設けられている。 各画素の縦列は3本のゲートライン311を有し、その3本とは(a)1本が 赤、(b)第2番目が緑、そして(c)第3番目が青である。同様に、各画素の 縦列は、蛍光体ストライプ313r、313g、及び313bを各1つずつ含む ことになる。各画素の縦列は4つの暗隆起部分314を使用している。隆起部分 314の2本は画素の縦列の内側にあり、残りの2つは隣接する画素の縦列と共 有している。 結果的に、光反射層315及び蛍光体ストライプ313はエミッタ電極の電位 に対して1,500V〜10,000Vの正の電位差を維持されている。電子放 出素子309の組の1つが、エミッタライン310及びゲートライン311の適 当に調整された電位によって適切に励起状態とされた場合、その組となった素子 309は電子を放出し、それは、対応するストライプ313の蛍光体の、目標と する部分に向かって加速される。第4A図には、このような電子群の1つが移動 する軌道317が図解されている。対応するストライプ313の、目標とする蛍 光体に衝突したとき、その放出された電子によって、これらの蛍光体が第4A図 の318によって表されるように光を発する。 電子の中には、目標とする蛍光体でなく、発光構造体の 他の部分に衝突するものが一定量存在する。目標点以外への電子の衝突に対する 許容度は、縦列方向(即ち縦列に沿った方向)より横行方向(即ち横行に沿った 方向)のほうが小さいが、これは各画素が3本の異なるストライプ313の蛍光 体を含んでいるからである。暗隆起部分314によって形成されるブラックマト リクスは、横行方向の目標点を外れた電子の衝突を補償して、高い色純度と共に シャープなコントラストを提供する。 第4D図は、第4A図のCRTの全体の断面図を示している。電気的に絶縁性 の外壁304はプレート302及び303のアクティブ領域の外側の部分に設け られており、密閉されたケース301を形成している。外壁304は正方形若し くは長方形に配置された4つの各壁からなり、典型的には2mm〜3mmの厚み を有するガラス若しくはセラミックからなる。第4D図に示したように、スペー サ壁308が外壁304の近くの領域まで設けられているのが一般的である。し かし、スペーサ壁308を外壁304に接触した形で設けることもできる。 バックプレート303はフェースプレート302の向かい側に横向きに拡がる 形で延在している。エミッタライン310及びゲートライン311に接続してい るリードのような電子回路系(図示せず)は、バックプレート303のフェース プレート側の表面上で、外壁304の外側部分に取り付けられている。光反射層 315は周囲の密閉部分を 通して延在し、アノード/蛍光体電圧がかけられている接続パッド319に接続 されている。 第4E図は、第4A図のCRTディスプレイに於ける、発光ブラックマトリク ス構造の一部の拡大図である。例示のために、第4E図に於ける暗隆起部分31 4は、主たる暗部分314a及び発光部分314bからなる形に図解されている 。暗部分314aはフェースプレート302と発光部分314bとの間にあり、 第4E図の隆起部分314の全体に亘って延在している。発光部分314bは、 透明な材料で作ることができる。第4E図では、蛍光体313とアルミニウムの 光反射層315の間の境界部分に沿った蛍光体の表面の部分が粗くなっていても 、アルミニウムの光反射層315の表面の、蛍光体313と層315の間の境界 部分に沿った部分が滑らかであることも示している。 第7A図は、本発明の1つの実施例に基づくフラットパネルディスプレイ70 0の一部の単純化した断面図であって、電界エミッタカソード(FEC)構造体 を有するフラットパネルディスプレイ700に於いて、アノードスペーサ壁70 8が使用されているのを図解したものである。 FEC構造体は、電気的に絶縁性のバックプレート703上に形成された横行 電極710を含む。絶縁体712(電気的に絶縁性の物質によって作られたもの )はバックプレート703上に形成されて、横行電極710を覆う。絶縁体71 2には、横行電極710に通ずる孔712aが 設けられている。エミッタ709は、孔712a内の横行電極710上に形成さ れる。エミッタ709は円錐形で、エミッタ709の頂端部709aは、絶縁体 712の上面と丁度同じレベルまで延びている。他のタイプのエミッタも使用可 能であることは理解されよう。縦列電極711は絶縁体712の孔712aの周 囲に設けられ、孔712aの上を部分的に覆うように延在し、エミッタ上端部7 09aと縦列電極との距離が予め定められた大きさとなっている。 縦列電極711及びエミッタ上端部709aは、フェースプレート702から 空間によって隔てられている。FEC構造体とフェースプレート702との間の 空間は密閉されており、真空状態、即ちほぼ10-7torr以下に保たれている 。蛍光体713は、FEC構造体に面しているフェースプレート702の表面上 に設けられる。エミッタ709は励起状態にされて電子714を放出し、その電 子は空間に於いて加速されてフェースプレート702上の蛍光体713に衝突す る。蛍光体713に電子714が衝突したとき蛍光体713は発光し、その光は フェースプレート702を通して見ることが出来る。 アノードスペーサ壁708は、縦列電極711から延びてフェースプレ卜70 2に至り、フラットパネルディスプレイ700内部の真空状態とその外部の大気 圧との圧力差によって生する力に対抗すべくフェースプレート702 を支持する。 上記の実施例に於いては、スペーサは、カソードとフェースプレート上の蛍光 体の被覆との間の電子の軌道に干渉してはならない。従って、スペーサ自身が電 荷を帯びて電子を引きつけ、或いは反発して、許容範囲を越える程電子の軌道を 歪めることがないように、スペーサ壁は十分な電気伝導性を有するものでなけれ ばならない。これ加えて、高電圧の蛍光体から大きな電流が流れて大きなパワー のロスを生ずることのないように、スペーサは十分に電気的絶縁性を有するもの でなければならない。スペーサは電気的に絶縁性の物質で、その上に電気伝導性 の物質の薄い被覆をなしたものから作られるのが望ましい。 第9A図は、本発明の実施例に基づくスペーサ壁908上に形成された被覆9 04を含むフラットパネルディスプレイ900の一部を示す、第9B図の9b− 9bで切った単純化された断面図である。第9B図はフラットパネルディスプレ イ900の一部を示す、第9A図の9a−9aで切った単純化された断面図であ る。フラットパネルディスプレイ7900はフェースプレート902、バックプ レート903及び側壁(図示せず)を有し、それらは内部が真空状態、即ちほぼ 1×10-7torr以下に保たれた密閉されたケース901を形成している。 収束リブ(focusing ribs)(または収束隆起部分)902がバックプレート 903の内部表面上に設けられ、それ は第9A図の面に対して垂直となっている。フラットパネルディスプレイに於け る収束リブの使用及び構造は、詳細が、Spindt他を発明者とする「Field Emitte r with Focusing Ridges Situated to Sides of Gate」という表題の、米国特許 の本出願人による同時係属出願に記載されており、その本発明に関係する部分を 参照されたい。各対になった収束リブ912の間に形成される凹状部分に於いて 、電界エミッタ909がバックプレート903の内部表面上に形成される。電界 エミッタ909は、ほぼ1,000のグループに形成されている。 暗隆起部分911のマトリクスは、ケース内部901のフェースプレート90 2上に設けられ、詳細については第4A図〜第4E図に関して前に記述したとお りである。蛍光体913は、隆起部分911の間の各凹状部分を部分的に埋める ように形成されている。アノード914は薄いアルミニウムのような電気伝導物 質であって、蛍光体913上に形成される。 スペーサ壁908は、バックプレート903に対してフェースプレート902 を支持している。各スペーサ壁908の両端の間の表面には抵抗性の被覆904 がなされるか、若しくはドーピングが施されているが、このことは以下に更に詳 細に述べられている。抵抗性被覆904によって、スペーサ壁908上に電荷が 帯びるのを最小化若しくは防止して、電子の流れ915を歪めることのないよう にして いるのである。 各スペーサ壁908の一端は複数の隆起部分911に接触し、金属被覆エッジ 905が設けられている。スペーサ壁908の反対側の一端は、複数の収束リブ 912に接触し金属被覆エッジ906が設けられている。金属被覆エッジ905 及び906は、例えばアルミニウム若しくはニッケルでできている。金属被覆エ ッジ905及び906によって、被覆904とフェースプレート902との間の 、若しくは被覆904と収束リブ912との間の良好な電気的接続がなされ、そ れによってスペーサ壁904の両端の電圧が好ましく画定され、抵抗値の均一な 接続がなされる。スペーサ壁908、被覆904及び金属被覆エッジ905の間 の境界部分の形態は、様々なものが採用可能であるが、このことは以下に詳しく 述べる。電極917は各スペーサ壁908の被覆をなされた(またはドーピング された)表面上に形成され、エミッタ909からアノード914へと上昇する電 位を「細分化」するのに用いられる。 本発明の別の実施例に於いては、スペーサ壁908は電極917の無い形で形 成される。 各電界エミッタのグループ909は電子915をフェースプレート902の内 部表面に向かって放出する。フラットパネルディスプレイ900の一部として回 路系(図示せず)が形成されるが、それは例えばICチップ上に接続可能な形で バックプレート903の外面に設けられ、電極9 17の電位を制御するのに用いられる。各電極917の電位は電界エミッタ90 9からアノード914の高電圧まで直線的に電位が上昇するように設定されるの が一般的である。従って、電子915はフェースプレート902に向かって加速 され、蛍光体913に衝突してフラットパネルディスプレイ900から放射され る光を発生する。 最適な収束のために、第9A図の面に於ける必要な等電位線は収束リブ912 の近傍に於いて曲がった線を描き、収束リブ912から出てエミッタ909のあ る空間に入る形となっている。しかし、スペーサ壁909の存在がその位置、即 ちスペーサ壁909の直線的な形をした底部に於ける等電位線に影響を与える。 本発明によれば、スペーサ壁909の底部の近傍に電極917を設けることがで き、所望の曲がった形状の等電位線を有する電界を形成することができる。 第10図は、電圧を縦軸に、電界エミッタ909からの距離907(第9B図 )を横軸にとったグラフである。アノード914は電界エミッタ909から距離 916だけ隔てられて設けられ、電界エミッタ909より高い電位(第10図に 於いてHVで表されている)を維持されている。スペーサ壁908の一つから離 れた所にある電界エミッタ909のグループ、例えば電界エミッタ909bに対 しては、スペーサ壁908は電界エミッタ909からの電子の流れ915に干渉 することはなく、電界エミッタ909か らアノード914への電位の変化は、第10図に示すようにほぼ直線的である。 電界エミッタ909とアノード914との間の電位の変化は各スペーサ壁90 8の近傍に於いても直線的であることが必要で、それによって電子の流れが歪め られることがなくなる(即ち画像の質の低下を防げる)。しかし、電界エミッタ 909aのようにスペーサ壁908の1つの近くに設けられた電界エミッタ90 1のグループに於いては、隣接したスペーサ壁908によって電界エミッタ90 9からの電子の流れ915が干渉されることがあり得る。電界エミッタ909a から発せられた浮遊電子915はスペーサ壁908に衝突して、一般的にはスペ ーサ壁908に電荷を蓄積することになる。スペーサ壁908に衝突する電子密 度を(電流密度j)所与のものとすると、スペーサ壁908の表面に蓄積する電 荷の量はj・(1−δ)に等しくなる。δ≠1のとき、電荷の蓄積によってスペ ーサ壁908表面の電位が望ましい電位からずれることになり、スペーサ壁90 8からの電子の流れがゼロでなくなる。スペーサ壁908の電気伝導性が低い場 合は、電位のずれはスペーサ壁908の近傍の電子の流れを歪めて、ディスプレ イの画像の質を低下させることになる。 一般的に言ってスペーサ壁908の近傍に於ける望ましい電位(電界エミッタ 909からアノード914への直線的な電位の上昇に基づいて求められる)から の電位の偏差 は以下の方程式で与えられる。 ΔV=ρs・{x・(x−d)/2}・j・(1−δ)(1) ここで、 ΔV = 電圧の変化(V) ρs = スペーサ壁の面抵抗(Ω/□) x = 最も近い電極との距離、0<x<d(cm) d = 電極間の距離(cm) j = スペーサ壁の表面に流れる電流密度(A) δ = 二次電子放出比(無次元) である。 上記の方程式に於いては、電流密度jがスペーサ壁908に均一に衝突し、ス ペーサ壁908の面抵抗ρsが均一であることが仮定されている。更に正確に言 えば、方程式(1)は電流密度jがスペーサ壁908上の位置に依存しているこ と、二次電子放出比δがスペーサ壁908上のその位置における正確な電位に依 存していることを説明しているのである。 方程式(1)に見られるように、電位の偏差ΔVは2つの電極917の中間点 で最大となり、(即ち{x・(x−d)/2}という最大値をとる)ΔVは電極 からの距離の二乗に比例する。このため、更に電極を加えることによってスペー サ壁908近傍の電位のずれを最小化し、それによってフェースプレート902 へ向かう電子915の流れ の歪みを最小にすることができるのである。wの電極をn個、高さhのスペーサ 壁908に追加すると、フラットパネルディスプレイ900の電力消費は減少す るが、電力比は以下の式で与えられる。 PNEW/POLD=(d−nw)/{d・(n+1)2} (2) 例えば、4milの幅を有する4つの電極を高さhが100milのスペーサ 壁908に追加すると、所与のΔVmaxに対する電力I2Rのロスはほぼ30分の 1程度となる。 この更に効率的な電荷放出によって面抵抗ρsの値が高まり、電力消費を著し く節約することができるのである。他の利点としては、電極917が僅かに露出 した形で設けられている場合、電極917によって電荷が大部分さえぎられ、電 気を帯びないようにされている高抵抗の部分に電荷が衝突するのを防いでいるこ とである。しかし、各追加された電極917によってディスプレイ900の製造 コストが上昇する。フラットパネルディスプレイ900に含まれる電極917の 数は、以下述べる要素の間のトレードオフの関係を考慮して選択される。 方程式(1)から更に読みとれることは、電極915の数が所与の場合、面抵 抗ρsが低下するにつれ電位の偏差ΔVも低下し、二次電子放出比δは1に近づ くということである。従って、スペーサ壁908の表面が、低い面抵抗ρs と1に近い二次電子放出比δを有することは望ましいことである。二次電子放 出比δは下限が0で、上昇した場合は非常に高い数値を取りうるので、一般的に は、二次電子放出比に関しては、低い値の二次電子放出比δを有する材料を選択 するのが望ましいということが言える。 第11図は二次電子放出比を縦軸に、電圧を横軸に取ったグラフであって、2 つの物質、即ち物質1101及び1102の特性を示したものである。物質11 01のような高抵抗率の物質に対してはほとんどの場合、エネルギーが100V から10,000Vの範囲で二次電子放出比は1より大きい値(しばしば1より ずっと大きな値)となり、表面は正の電荷を帯びることになる。第4図に関して 前に述べたように、アノード914はエミッタ909に対して1,500V〜1 0,000Vの正の電位差を維持しているのが一般的である。更に、上記のよう に、スペーサ壁908は、好ましくは電気的に絶縁性(即ち高い抵抗率を有する )の物質から作られている。従って、スペーサ壁908は正の電荷を帯びる(そ してしばしば大きな電荷である)のが一般的であり、エミッタ909からの電子 917の流れを弱めることになる。 しかし、物質1102は、フラットパネルディスプレイ900の電位の範囲に 於いては二次電子放出比δが1程度に保たれている。電位の偏差ΔVが1−δに 比例して変化するので、スペーサ壁908の表面が物質1102ででき ている場合、スペーサ壁908の表面には電荷(正負を問わず)がほとんど蓄積 されない。この結果、スペーサ壁908の存在が、電界エミッタ909とアノー ド914との間の電位差に影響を与えることがほとんどなく、従って、スペーサ 壁908のために電子915の流れが歪められることが最小化される。 本発明によれば、ケース内部901に向くように設けられているスペーサ壁9 08の表面は第11図の材料1102によく似た二次電子放出比δの特性を有す る材料で処理される。更に、この表面はスペーサ壁908の大きな抵抗と比較し て低い抵抗値を持つ表面となるように処理され、電荷がスペーサ壁908から若 しくはフェースプレート902からバックプレート903へ容易に流れるように され、かつその抵抗値はフェースプレート902上の高電圧蛍光体からの電流の 流れが大きくなって大きな電力ロスとなるほど低いものではないものとされる。 本発明の実施例の1つに於いて、スペーサ壁908はセラミック製であり、被 覆904は二次電子放出比δが4より小さく面抵抗ρsが109と1014Ω/□の 間であるような材料によってなされる。更に別の実施例に於いては、被覆904 に用いられる材料は、面抵抗ρsは前記の通りで、二次電子放出比δが2より小 さいものである。この実施例に於ける被覆904は、例えば、酸化クロム、酸化 銅、炭素、酸化チタン、酸化バナジウム若しくはこれらの混合し たものを材料として形成される。更に別の実施例に於いては、被覆904は酸化 クロムによってなされる。被覆904の厚みは0.05μmと20μmとの間で ある。 本発明の別の実施例に於いて、被覆904は、二次電子放出比δの大きさにつ いては特に決まっていないが面抵抗ρsが109から1014Ω/□である材料によ って形成されたスペーサ壁908上の第1被覆を含んでいる。そして第1被覆の 上には、二次電子放出比δか1つの実施例に於いては4より小さく、別の実施例 に於いては2より小さいような第2被覆か形成される。第1被覆の材料としては 、例えば、酸化チタンクロム、酸化シリコン若しくは窒化シリコンなどがある。 第2被覆の材料としては、例えば、酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン、酸 化バナジウム若しくはこれらの材料の混合物などがある。被覆904の全体の厚 みは0.05μmと20μmとの間である。 本発明の更に別の実施例に於いて、スペーサ壁908はその表面にドーピング を施されて面抵抗ρsが109から1014Ω/□の間となり、次に、二次電子放出 比δが1つの実施例に於いては4より小さく、また別の実施例に於いては2より 小さいような被覆904をなされる。ドーパントとしては、例えば、チタン、鉄 、マンガン若しくはクロムなどが使用できる。被覆904は例えば、酸化クロム 、酸化銅、炭素、酸化チタン、若しくは酸化バナジウム、これらの材料の混合物 などがある。1つの実施例に於いて被覆 904は酸化クロムであり、その厚みは0.05μmと20μmとの間である。 また別の実施例に於いては、スペーサ壁908はその表面に、面抵抗が109 と1014Ω/□の間となるべく、濃縮ドーピングを施される。ドーパントとして は、例えば、チタン、鉄、マンガン若しくはクロムが使用できる。 本発明の別の実施例に於いて、スペーサ壁908は部分的に電気伝導性セラミ ック若しくはガラスセラミック材料から作られる。 上記の被覆904はスペーサ壁908上に何らかの適切な方法によって形成さ れる。例えば被覆904は、よく知られた技術、例えば、熱若しくはプラズマ強 化化学蒸着、スパッタリング、蒸発、スクリーンプリンティング、回転塗布機に よる塗布、噴霧若しくはディッピング(dipping)によって形成できる。どんな 方法が使用されたとしても、面抵抗の均一性が±2%以内に収まるように被覆9 04を形成するのが望ましい。このために、被覆904を形成するにあたって、 厚みを特定の誤差の範囲内に制御して行うのが一般的である。 スペーサ表面の被覆を形成するための別の方法としては、第1のセラミック層 に含まれる材料を利用することが上げられるが、このセラミック層はその後の焼 成処理に於いて多少電気伝導性をもつようにすることができる。 上記の実施例に於いて、スペーサ壁の表面に電荷が帯び るのを最小化若しくは防止するために行われるスペーサ壁の処理について述べた 。スペーサ構造体、例えばスペーサ構造体608(第6図)を有する本発明の実 施例に於いて、スペーサ構造体の電子が流れる開口部の表面は上記のように処理 され、その表面が電荷を帯びるのを最小化若しくは防止している。 第12A図から第12D図はスペーサ壁の間の境界部分を図解した断面図であ って、本発明のさまざまな実施例による抵抗性被覆、金属被覆エッジ、収束リブ が示されている。各実施例の被覆は、第9A図、第9B図及び第9C図に関して 前に記述した被覆の1つである。各実施例に於いて、金属被覆エッジと抵抗性被 覆の境界部分が正確に形状を定めて設けられるが、それは直線的な形状でカソー ドからの一定の高さを有しているので、バックプレートに平行な、スペーサ壁の 長手方向に沿った基部に於いて、直線的な等電位線が画定される。以下に述べる 本発明の実施例に基づく金属被覆エッジは、上記の抵抗性被覆904の形成に於 いて使用した技術によって、スペーサ壁の表面のエッジ部分に形成される。 第12A図に於いて抵抗性被覆1204は、スペーサ壁1208の側面120 8a上に形成される。被覆1204は側面1208上に形成されるので、被覆1 204は側面1208aの末端部からはみ出して延在していない。金属被覆エッ ジ1206はスペーサ壁1208の末端面120 8b上に形成され、従って金属被覆エッジ1206は被覆1204からはみ出し て延在していない。 第12B図に於いて、抵抗性被覆1214はスペーサ壁1218の側面121 8a及び末端面1218上に形成されて、スペーサ壁1218全体を覆う。金属 被覆エッジ1206はスペーサ壁1218の末端面1218b上に形成された被 覆1214の一部に接触するように形成され、金属被覆エッジ1206は被覆1 204の端面からはみ出して延在しない。 第12C図に於いて、抵抗性被覆1214は、スペーサ壁1218の側面12 18a及び末端面1218bに形成されて、スペーサ壁1218全体を覆う。金 属被覆エッジ1216は、スペーサ壁1218の末端面1218b上に形成され た被覆1214の一部に接触する形で形成され、このとき金属被覆1216は被 覆1214と重なり合い、被覆1214の角の部分に於いて正しく定められた高 さまで延在する形で設けられる。 第12D図に於いて抵抗性被覆1204は、第12A図と同様にスペーサ壁1 208の側面1208a上に形成され、このとき被覆1204は側面1208へ の末端部からはみ出して延在していない。金属被覆エッジ1216は、スペーサ 壁1208の末端面1208上に形成された被覆1204の一部に接触する形で 形成され、このとき金属被覆1216は被覆1204と重なり合い、被覆120 4の 角の部分に於いて正しく定められた高さまで延在する形で設けられる。 上記のように、ケースの内部901に露出されているスペーサ壁908の表面 上に電極915は間隔を置いて設けられている。これらの電極915に於ける電 位は分圧手段によって設定される。分圧手段は被覆904若しくは抵抗性のスト リップのどちらかであって、ディスプレイ900のアクティブ領域の外側にあり 、各電極915から伸びる電気伝導トレースと接続されている。各電極915に 於いて望ましい電圧を得るために、その位置に於ける抵抗値を必要なだけ上昇さ せるべく、分圧手段の選択された位置に於ける材料の除去、即ち分圧手段の「ト リミング(trim)」を行うことができる。トリミングは例えば分圧手段の材料を レーザーを用いて除去することによって実施される。別の方法として、選択され た電気伝導トレースの1つからの材料の除去によっても実施することができるが 、それは例えばケース901の外側の、ケース内部の電極915に伸びているト レースを、1つ若しくはそれ以上長さを短くすることによって、同様の効果を得 ることができるのである。 第13A図〜第13H図(集合的に第13図)、第14A図〜第14J図(集 合的に第14図)、第15A図〜第15J図(集合的に第15図)、及び第16 A図〜第16J図(集合的に第16図)は、第4A図のCRTディスプレイの発 光構造体を製造するための4つの基本的な加工処 理シーケンスを図解している。この加工処理を記述するのを容易にするために、 第13、14、15、及び16図に於ける向きは、第4A図に於ける向きと逆に なっている。以下の加工処理に関する記述に於いて、方向に関する言葉、例えば 上側及び下側などは第13図〜第16図に於ける図の向きに当てはまるものであ る。 第13図に示される加工処理シーケンスから始めると、スタート点はフェース プレート302である。フェースプレート302の内部表面は(即ちここでは上 側のフェースプレート表面)、第13A図に示されるように粗くされ、ブラック マトリックスを形成する材料の反射性を低減する。この表面を粗くする工程は、 フッ化水素酸溶液のような化学的エッチング剤若しくはハロゲンベースのプラズ マエッチング剤を用いて実施されるのが一般的である。 暗非反射フリットを形成することができるソーダガラスのスラリー321は、 第13B図に示されるように、フェースプレート302の上側表面上にスクリー ンとして析出させられる。スラリー321は、1分間〜120分間の400℃〜 450℃での焼成(即ち加熱)によって硬化ソーダガラス層322に変換される 。第13C図を参照してもらいたい。ソーダガラス層322の、暗隆起部分31 4になることが予定されている部分の間に位置する部分は、適切なフォトレジス トマスク(図示せず)を用いた化学的エッチングまたはプラズマエッチングによ って、あるいは適 当にプログラムされたレーザーを用いた溶除によって除去される。第13D図は 、ここまでの加工処理によって、ソーダガラス層322の残った部分が隆起部分 314となっていることを示している。 第13E図に描かれているように、蛍光体ストライプ313r、313g、及 び313bは、フェースプレート302の上側表面上の暗隆起部分314の間の 形成される。詳述すると、赤、緑、及び青の3つの色の内の1つの光を発する、 ポリマー、光合成剤、及び蛍光体粒子のスラリーは、フェースプレート302の 上側表面上に配置される。このような色のうちの1つの色の蛍光体の粒子が配置 されることが予定されている部位にあるスラリーの一部分は、適当なフォトレジ ストマスク(図示せず)を用いて、光化学線放射にさらされることによって硬化 される。スラリーの残りの部分を流し去り、構造体はすすぎ洗いされる。この工 程は残りの2つの色の光を発する蛍光体の粒子に対してそれぞれ繰り返して実施 される。構造体は乾燥させられて、蛍光体ストライプ313の形成が完了する。 ラッカーの層323が、蛍光体313及び隆起部分314上に噴霧によって形 成される。ラッカー層323の上側表面は、第13F図に示すように滑らかなも のである。アルミニウムがラッカー層323上に蒸着されて、光反射層315が 形成される。第13G図を見てもらいたい。次に、構造体は約450℃で60分 間に亘って一部に酸素を含む 大気の中で加熱され、ラッカー323が燃焼することにより除去される。第14 H図は完成した構造体を示している。ラッカー層323は滑らかな上側表面を有 していたので、結果的に光反射アルミニウム層315も滑らかな下側表面を有す ることになる。 第14図に移ると、ここでのスタート点はやはりフェースプレート302であ って、その表面は粗くなっている。第15A図を見てもらいたい。暗非反射金属 の層325は第14B図に示すようにフェースプレート302の上側表面上に配 置されている。金属層325は、厚みが50nm〜200nmのブラッククロム 若しくはニオブからなるのが一般的である。 厚いフォトレジスト層326が、第14C図に示すように金属層325の上に 形成される。フォトレジスト層326は例えばMorton社のEL2026の ようなポジのフォトレジストからなる。フォトレジスト層の厚みは25μm〜7 5μmであって、典型的には50μmである。フォトレジスト326は選択的に 光化学線放射にさらされて、隆起部分314に対するほぼ望ましい幅の溝327 を形成するべく加工される。溝の幅は10μm〜50μmであって、典型的には 25μmである。第14D図を参照すると、そこでは326aがフォトレジスト 326の残りの部分として示されている。 溝327には選択的に金属が完全に若しくは殆ど充填さ れた状態にされ、第14E図に示すような金属の隆起部分314dが形成される 。選択的充填は電気化学的析出処理(電気メッキ)によってなされる。金属隆起 部分314dは黒若しくは光沢のない金属からなるものでも良い。隆起部分の金 属としてはクロム若しくはニッケル−鉄合金などが一般的である。フォトレジス トマスク326aはその後除去されて、第14F図に示すような構造体が形成さ れる。 金属隆起部分314dをマスクとして使用して、暗金属層324の露出部分は 除去される。第14G図に示されているのは、ここまでの加工処理でできあがっ た構造体において、暗隆起部分314eが金属層325の残りの部分であること である。各暗隆起部分314e及び上層をなす隆起部分314dは、暗隆起部分 314の1つを構成する。 蛍光体ストライプ313及び光反射層315は、第13図の加工処理と共に上 で述べてきた方法によって、ここで形成された。第14H図はストライプ313 の形成を示したものである。ラッカー層323上に配置された層315は第14 I図に図示されている。第14J図は、ラッカー層323が燃焼させられて除去 された後の完成した発光構造体を示したものである。 第15図の加工処理シーケンスのスタート点は、透明な電気絶縁性の平らな本 体(若しくはプレート)329であって、これは典型的には、概ね均一な組成を 有するガラスでできている。第15A図をみてもらいたい。サンドブラ ストマスクのような効果を有する材料でできたパターンをなす層330は、第1 5B図に示すように透明な本体329の上側表面上に形成される。マスク層33 0はサンドブラストマスク材料の被覆層(blanket)を本体329上に設けるこ とによって形成され、その後本体329の表面の露出した部分にマスクエッジン グを施すことによって被覆層の一部を選択的に除去する。 透明な本体329のマスク330を通して露出した部分を特定の深さまで除去 するべく、選択的な除去が実施される。第15C図は、本体329の残りの部分 がフェースプレート302及び上層をなすパターンをなす隆起部分314fから なる、ここまでの加工処理の結果出来上がった構造体を図解したものである。除 去処理はサンドブラストによってなされる。サンドブラストを実施している間、 マスク330は腐食させられて取り除かれる。サンドブラストが終了したときに マスク330が残っている場合は、その残りのマスク330は第15D図に示す ように除去される。 暗色の材料でできた層331は、この構造体の上側の表面上に配置されたスク リーンである。第15E図を見てもらいたい。暗色の材料は暗色のガラス若しく は暗色の金属からなる。フォトレジストマスク332は、第15F図に示すよう に隆起部分314fの真上にある暗色の層331上に形成されるのが一般的であ る。マスクの不整合を回避するため、フォトレジストマスク332はフォトマス クレ チクルを使用して作られるのが一般的であり、このレチクルはネガフォトレジス トのためのサンドブラストマスク330若しくはポジフォトレジストのためのネ ガのマスクを作るときに使用されるものである。 暗隆起部分314gは、暗色の層331の露出部分を取り除くことによって隆 起部分314fの上にそれぞれ形成される。第15G図は、フォトレジスト33 2を除去した後の構造体を図解したものである。各隆起部分314g及び下層を なす隆起部分314fは暗隆起部分314の1つを構成する。 発光構造体は、第14図の加工処理によって上記のような方法で完成する。特 に、蛍光体ストライプ313は、第15H図に示すように隆起部分314の間に 形成される。第15I図は、光反射層315がラッカー323の上に形成される ことを示している。ラッカー323を燃焼させて除去させた後の完成した構造体 は、第15J図に於いて示されている。 第13図から第15図に示される既に述べた加工処理の1つによって、第4A 図のCRTカソード構造体を製造した後、スペーサ壁308及び外壁304は、 カソード構造体と発光ブラックマトリックス構造体との間に適切に配置され、一 方でディスプレイの部品はポンプで気圧を10-7torr以下に下げられた小室 に入れられる。その後、ディスプレイは300℃〜600℃、典型的には450 ℃の 下で密閉状態にされる。 暗隆起部分314は、上記のように300℃〜700℃の範囲の温度(この温 度は隆起部分の材料が金属、ソーダガラス、若しくはガラスのどれかによって決 まる。)に於いて軟化する。隆起部分が軟化する温度は、ディスプレイを密閉す る温度とほぼ同じかそれよりやや低い温度に選択されるのが一般的である。この 結果、スペーサ壁308は密閉処理の間に隆起部分314に僅かに食い込むこと になる。これによって、壁308の間の高さの違いを補償する。 隆起部分を軟化させる温度がディスプレイを密閉させる温度よりも高い場合は 、暗隆起部分314をCRTディスプレイを密閉する直前に予め軟化させておく ことが出来る。この場合、スペーサ壁308は密閉処理の間に再び隆起部分31 4に僅かに食い込み、スペーサ壁の高さの違いを補償することになるのである。 本発明の特定の実施例について述べてきたが、この記述は単にここで図解した ものに基づいたものであり、請求項に述べる発明の範囲はこれに限られるもので はない。例えば、第15図の加工処理シーケンスに於ける暗隆起部分314は、 加工処理シーケンスの初めに透明な本体の頂部に暗色材料の層を設け、その後、 隆起部分の上側部分314gを形成する過程を省略することによって、暗色部分 を隆起部分の頂部から底部へ移動させることが出来る。追加的に平行に設けられ た暗非反射隆起部分は、フェースプレー ト302上に形成されて、隆起部分314に対して垂直に延在する形となる。 蛍光体ストライプ313は、蛍光体粒子の代わりに薄い蛍光体の薄膜からも製 造することができる。また発光領域313は、蛍光体(この場合は粒子でも薄膜 形状でもかまわない。)以外の素子によって形成することも出来る。 フェースプレート302のすぐ近くに配置された透明なアノードは、光反射層 315の代用として、若しくはそれと共に使用することができる。このようなア ノードは、酸化インジュウム−錫のような透明な電気伝導物質の層からなるのが 一般的である。フェースプレート302と、存在する場合には隣接して設けられ る透明なアノードとは、発光ブラックマトリックス構造体の本体部分を構成する 。このように、請求項に記載の本発明の範囲及び精神を逸脱することなく当業者 は様々な改変をなし得るであろう。請求の範囲 1.フラットパネル装置であって、 フェースプレートと、 前記フェースプレートに結合して、密閉されたケースを形成するバックプレー トと、 前記フラットパネル装置からの発光手段と、 表面が電荷を帯びるのを最小化若しくは防ぐべく処理された、前記バックプレ ート及び前記フェースプレートに、前記ケース内部に向かう方向に作用する力に 対する支持を与える前記ケース内部に設置されたスペーサと、 前記バックプレートと前記スペーサの端面との間に設けられた、前記スペーサ とバックプレートとの電気的接続をなす金属被覆エッジとを有することを特徴と するフラットパネル装置。 2.前記スペーサの表面が、二次電子放出比が4より小さく面抵抗が109Ω/ □と1014Ω/□との間の大きさであるような材料によって被覆をなされている ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 3.前記被覆の材料が、酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン及び酸化バナジ ウムから選択されることを特徴とする請求項2に記載の装置。 4.前記被覆が酸化クロムによってなされることを特徴とする請求項2に記載の 装置。 5.前記被服の厚みが0.05μmと20μmの間である ような請求項2から請求項4の何れかに記載の装置。 6.前記スペーサの表面に、面抵抗が109Ω/□と1014Ω/□との間である 材料によってなされた第1の被覆と、 二次電子放出比が4より小さい材料によって、前記第1の被覆の上になされた 第2の被覆を更に有することを特徴とする請求項1に記載の装置。 7.前記第1及び第2の被覆の厚みの合計が0.05μmから20μmの間であ ることを特徴とする請求項6に記載の装置。 8.前記スペーサ表面に於いて、面抵抗が109Ω/□と1014Ω/□との間に なるようにドーピングを施されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。 9.前記ドーピングのドーパントがチタンであることを特徴とする請求項8に記 載の装置。 10.前記ドーピングを施されたスペーサ表面上に、二次電子放出比δが4より 小さい材料による被覆をなされることを特徴とする請求項8若しくは請求項9に 記載の装置。 11.前記被覆が、酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン及び酸化バナジウム から選択された材料によってなされることを特徴とする請求項10に記載の装置 。 12.前記被覆が酸化クロムによってなされることを特徴とする請求項10に記 載の装置。 13.前記スペーサ表面上の前記面抵抗の均一性が、前記スペーサ全体に亘って 、特定の名目上の抵抗値の2%以内 に維持されていることを特徴とする請求項1から請求項12の何れかに記載の装 置。 14.前記スペーサがスペーサ壁を含むことを特徴とする請求項1から請求項1 3の何れかに記載の装置。 15.前記スペーサが複数の孔を設けたスペーサ構造体を有することを特徴とす る請求項1に記載の装置。 16.複数の孔を設けたアドレシンググリッドであって、各複数のスペーサ構造 体の孔がアドレシンググリッドの孔若しくはアドレシンググリッドの孔のグルー プと整合している、該アドレシンググリッドを更に有することを特徴とする請求 項15に記載の装置。 17.前記スペーサとバックプレートとの境界部分の近くの前記スペーサの表面 上に設けられた電極であって、前記電極に於ける電圧が前記境界部分の近傍に於 ける望ましい電圧分布が得られるように制御されている、該電極を更に有するこ とを特徴とする請求項1に記載の装置。 18.前記電極が前記バックプレートの内部表面の上に曲がった経路に沿って設 けられていることを特徴とする請求項17に記載の装置。 19.前記スペーサの表面上に間隔を開けて設けられた複数の電極であって、各 電極の電圧が前記バックプレート及びフェースプレートの間の望ましい電圧分布 を達成するように制御されている、該複数の電極を更に有することを特徴とする 請求項1に記載の装置。 20.前記各電極の電圧を設定する分圧手段を更に有することを特徴とする請求 項19に記載の装置。 21.前記分圧手段が前記スペーサ表面上に形成された抵抗性の被覆を更に有す ることを特徴とする請求項20に記載の装置。 22.前記電極に於ける前記望ましい電圧を設定するべく、前記分圧手段から選 択的に材料が除去されることを特徴とする請求項20に記載の装置。 23.前記各電極から前記装置のアクティブ領域の外側へ伸びる電気伝導トレー スを更に有し、前記電極に於ける前記必要な電圧を設定するべく、前記トレース の少なくとも1つから選択的に材料が除去されることを特徴とする請求項19に 記載の装置。 24.前記フェースプレートと、前記スペーサの第2端面との間に設けられた第 2の金属被覆エッジを更に有し、前記金属被覆エッジが前記スペーサと前記フェ ースプレートとの間の電気的接続をなすことを特徴とする請求項1に記載の装置 。 25.前記スペーサ表面上に抵抗性被覆が形成され、前記金属被覆エッジが前記 抵抗性被覆との電気的接続をなすことを特徴とする請求項24に記載の装置。 26.前記金属被覆エッジと、前記抵抗性被覆との間の前記境界部分が、前記バ ックプレートの内部表面との距離を一定に保った形で設けられていることを特徴 とする請求項 25に記載の装置。 27.フラットパネル装置であって、 フェースプレートと、 前記フェースプレートに結合して密閉されたケースを形成するバックプレート と、 前記フラットパネル装置からの発光手段と、 前記バックプレート及び前記フェースプレートに前記ケース内部に向かって作 用する力に対して支持を与える前記ケース内部に設置されたスペーサ壁とを有し 、 前記スペーサ壁がセラミック、セラミック強化ガラス、若しくは絶縁層による 被覆をなされた金属から作られることを特徴とするフラットパネル装置。 28.フラットパネル装置であって、 フェースプレートと、 前記フェースプレートに結合して密閉されたケースを形成するバックプレート と、 前記フラットパネル装置からの発光手段と、 前記バックプレート及び前記フェースプレートに前記ケース内部に向かって作 用する力に対して支持を与える前記ケース内部に設置されたスペーサとを有し、 前記スペーサが、セラミック強化ガラス若しくは絶縁層による被覆をなされた 金属から作られることを特徴とするフラットパネル装置。 29.フラットパネル装置であって、 フェースプレートと、 前記フェースプレートに結合して、密閉されたケースを形成するバックプレー トと、 前記フラットパネル装置からの発光手段と、 前記バックプレート及び前記フェースプレートに、前記ケース内部に向かう方 向に作用する力に対する支持を与える前記ケース内部に設置されたスペーサ構造 体とを有し、 前記スペーサ構造体が、それを貫通する複数のスペーサ構造体孔を有すること を特徴とするフラットパネル装置。 30.前記発光手段が、 電界エミッタカソードと、 前記フェースプレート上に設けられた発光構造体とを更に有することを特徴と する請求項1から請求項29の何れかに記載の装置。 31.セラミック若しくはガラスセラミックのスペーサ壁をバックプレートとフ ェースプレートとの間に取り付ける過程と、 前記スペーサ壁をケース内部に封入するべく、前記バックプレートとフェース プレートとを封着する過程とを有することを特徴とするフラットパネル装置の製 造方法。 32.前記ケース内部に複数のアドレシンググリッド孔を設けたアドレシンググ リッドを取り付ける過程を更に有することを特徴とする請求項31に記載の方法 。 33.前記封着過程が、前記フェースプレートとバックプ レートとの間に頂部壁、底部壁及び2つの側壁を取り付ける過程を更に有するこ と特徴とする請求項31または請求項32の何れかに記載の方法。 34.前記スペーサ壁間に整合を与える過程を更に有することを特徴とする請求 項33に記載の方法。 35.前記スペーサ壁間に整合を与える過程が、 前記アドレシンググリッドに刻み目を形成する過程と、 前記刻み目内に前記スペーサ壁を設ける過程とを更に含むことを特徴とする請 求項34に記載の方法。 36.前記封着過程が、 前記フェースプレートとバックプレートとの間に頂部壁、底部壁及び2つの側 壁を取り付ける過程を更に有し、 前記整合過程が、 前記頂部壁若しくは前記底部壁に刻み目を形成する過程と、 前記刻み目内に前記スペーサ壁を設ける過程とを更に有すること特徴とする請 求項34に記載の方法。 37.バックプレート及びフェースプレートの間に、セラミック若しくはガラス セラミックのスペーサ構造体で、複数のスペーサ構造体孔を開けられた、該構造 体を取り付ける過程と、 前記スペーサをケース内部に封入すべく、前記バックプレートとフェースプレ ートとを封着する過程とを有することを特徴とするフラットパネル装置の組立方 法。 38.セラミック若しくはガラスセラミック材料の膜に孔を開ける過程と、 前記セラミック若しくはガラスセラミック材料の膜を張り合わせて前記スペー サ構造体を形成する過程とを有することを特徴とする請求項37に記載の方法。 39.バックプレート及びフェースプレートの間にスペーサを取り付ける過程と 、 前記スペーサ表面上に電荷が帯びるのを最小化若しくは防ぐべく前記スペーサ の表面を処理する過程と、 前記スペーサと前記バックプレートとの間の電気的接続をなすように前記スペ ーサの端面に金属被覆エッジを形成する過程と、 前記スペーサをケース内部に封入すべく、前記バックプレートとフェースプレ ートとを封着する過程とを有することを特徴とするフラットパネル装置の組立方 法。 40.前記スペーサ表面の処理過程が、前記スペーサ表面上の抵抗性被覆を形成 する過程を更に含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。 41.前記抵抗性被覆か酸化クロムを材料とすることを特徴とする請求項40に 記載の方法。 42.前記抵抗性被覆が化学的蒸着によって形成されることを特徴とする請求項 40に記載の方法。 43.前記抵抗性被覆がスパッタリングによって形成されることを特徴とする請 求項40に記載の方法。 44.前記抵抗性被覆が蒸発によって形成されることを特徴とする請求項40に 記載の方法。 45.前記スペーサ表面の処理過程が、予め定められたドーパント濃度のドーピ ングを施す過程を更に有することを特徴とする請求項39に記載の方法。 46.本体部分と、 前記本体部分に沿って設けられたパターンをなす隆起部分と、 前記隆起部分の間の前記本体部分に沿った複数の発光領域とを有し、 前記発光領域は電子が衝突すると光を発し、前記隆起部分に電子が衝突したと きは前記隆起部分は前記発光領域と比較して実質的に発光せず、前記隆起部分は 前記発光領域よりも前記本体部分から更に隆起していることを特徴とし、 各隆起部分が、前記隆起部分の横幅全体に延在し、かつその高さ方向の少なく とも一部分を実質的に占めている暗領域を有することを特徴とする発光構造体。 47.前記隆起部分が、少なくともその一部が互いに平行となるように延在する ことを特徴とする請求項46に記載の構造体。 48.前記隆起部分が、互いに異なる向きに延在する少なくとも2つのグループ を有することを特徴とする請求項46に記載の構造体。 49.前記本体部分が、前記発光領域に向かって伸びる、 少なくとも一部が透明なプレートを有することを特徴とする請求項46から請求 項48の何れかに記載の構造体。 50.互いに隔てられ、内部表面が向かい合った形で設けられた第1及び第2の プレートと、 前記第1プレートの前記内部表面に沿って設けられたパターンをなす隆起部分 と、 前記隆起部分の間の前記第1プレートの前記内部表面に設けられた複数の発光 領域と、 前記プレートを支持し、かつそれらを互いに隔てられた形で維持する支持構造 体と、 前記第2プレートの前記内部表面上で、電子放出素子の組を横向きに隔てて設 けてなるアレイとを有し、 前記第1プレートが、前記発光領域に沿って延在し少なくともその一部分が透 明であることを特徴とし、 前記隆起部分が、前記発光領域よりも前記第1プレートから盛り上がっている ことを特徴とし、 前記電子放出素子からの電子が衝突したとき、前記発光領域は光を発し、一方 前記隆起部分は前記発光領域と比較して実質的に発光しないことを特徴とする光 学ディスプレイ。 51.各隆起部分が、前記隆起部分の横幅全体に延在し、かつその高さ方向の少 なくとも一部分を実質的に占めている暗領域を有することを特徴とする請求項5 0に記載のディスプレイ。 52.前記隆起部分と前記第2プレートとの間に前記隆起部分を横切る形で配置 された、横向きに間隔を開けて設けられた内部支持体のグループを有し、 前記内部支持体が、前記発光領域から隔てられて設けられ、前記電子放出素子 の間の領域に向かって延在していることを特徴とする前記支持構造体を有するこ とを特徴とする請求項50若しくは請求項51に記載のディスプレイ。 53.各内部支持体がスペーサ壁を含むことを特徴とする請求項51に記載のデ ィスプレイ。 54.前記第1プレートから前記発光領域に沿って横切る形で設けられた、前記 発光領域から前記第1プレートへの光を反射する光反射層を更に有することを特 徴とする請求項50から請求項53の何れかに記載のディスプレイ。 55.本体部分に沿って暗色層を作る過程と、 前記本体部分に沿って隆起部分のパターンを形成するべく前記暗色層の一部を 選択的に除去する過程と、 前記隆起部分が前記発光領域より更に盛り上がった形となるように、前記隆起 部分の間に前記本体部分に沿って複数の発光領域を設ける過程とを有することを 特徴とする装置の製造方法。 56.前記暗色層がガラスを材料とすることを特徴とする請求項55に記載の方 法。 57.本体部分に沿って第1金属層を形成する過程と、 前記第1金属層上にマスクを形成する過程と、 前記マスクの開口部に第2金属部分を電気化学的な方法で設けて、前記第2金 属がパターンをなす隆起部分を形成するようにする過程と、 前記マスクを除去する過程と、 前記隆起部分が前記発光領域よりも前記本体部分から更に盛り上がった形とな るように、前記隆起部分の間に複数の発光領域を設ける過程とを有することを特 徴とする装置の製造方法。 58.前記第2金属部分によって覆われていない前記第1金属部分を除去し、前 記隆起部分が前記第2金属の残りの部分を含む形で延在するようにする過程とを 更に含むことを特徴とする請求項57に記載の方法。 59.前記第1及び第2金属の少なくとも1つが暗色金属であることを特徴とす る請求項57若しくは請求項58に記載の方法。 60.ほぼ均一な組成の本体の一部を特定の深さで選択的に除去して、前記本体 の残りの部分が、本体部分及び前記本体の除去された部分に設けられたパターン をなす隆起部分を含むようにする過程と、 前記隆起部分間の前記本体部分に沿って複数の発光領域を設け、前隆起部分が 前記発光領域よりも前記本体部分から更に盛り上がった形となるようにする過程 とを含むことを特徴とする装置の製造方法。 61.前記除去過程が、マスクを通して前記本体を破壊処 理(attacking)する過程を伴うことを特徴とする請求項60に記載の方法。 62.前記除去過程が、 前記本体に沿ってパターンを描く第1の層を設けて、その前記隆起部分となる ことが予定される所望の部分において、開口部が延在するようにする過程と、 前記第1の層における開口部に於いて、マスク材料によって描かれたパターン を形成する過程と、 前記第1の層を除去する過程と、 前記マスク材料のパターンにおける開口部を通して前記本体を破壊処理する過 程とを有することを特徴とする請求項60に記載の方法。 63.前記マスクパターンの形成過程が、 前記開口部を通して前記第1の層の上にマスク材料の層を与える過程と、 前記マスク材料の層を、前記本体全体を通す背面光化学放射に選択的に曝す過 程であって、前記第1の層の前記マスク材料が上層をなしている部分が前記放射 に曝されることを実質的に防ぐべく、前記第1の層を使用する、該過程と、 前記マスク材料の前記放射に曝されていない部分を実質的に除去する過程とを 有することを特徴とする請求項62に記載の方法。 64.前記破壊処理過程がサンドブラストによって実施さ れることを特徴とする請求項61から請求項63の何れかに記載の方法。 65.前記隆起部分をそれぞれ覆う暗色部分のパターンを形成する過程を更に有 することを特徴とする請求項60から請求項64の何れかに記載の方法。 66.電子が衝突したとき、前記発光領域が光を発し、前記隆起部分が、前記発 光領域と比較して実質的に光を発しないことを特徴とする請求項55から請求項 65の何れかに記載の方法。 67.前記本体部分から前記発光領域全体を横切って延在する光反射層を形成す る過程を更に有することを特徴とする請求項55から請求項66の何れかに記載 の方法。 68.前記発光領域に沿って延在し、少なくともその一部分が透明であるプレー トを、前記本体部分が有することを特徴とする請求項55から請求項67の何れ かに記載の方法。 69.温度を300℃〜700℃の範囲まで上昇させて前記隆起部分を軟化させ る過程を有することを特徴とする請求項55から請求項68の何れかに記載の方 法。 【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1995年2月14日 【補正内容】 明細書 内部支持構造体及び/若しくは隆起したブラックマトリクスを有するフラット パネル装置発明の背景 1.発明の属する技術分野 本発明はフラットCRTディスプレイのようなフラットパネル装置に関する。 本発明はフラットパネル装置の製造に使用される技術にも関する。 2.関連技術 近年、旧来の偏向ビームCRTディスプレィにとって代わる、より軽くかさば らないディスプレイを提供すべく、フラットCRTディスプレイ(フラットパネ ルディスプレイとしても知られている)を構築する数々の試みがなされてきた。 フラットCRTディスプレイに加えて、他のフラットパネルディスプレイ、例え ばプラズマディスプレイも開発されてきた。 フラットパネルディスプレイに於いては、フェースプレート(faceplate)、 バックプレート(backplate)、及びフェースプレートとバックプレートの外周 部分を囲むように設けられた接続壁が1つの封入ケースを形成している。フラッ トパネルディスプレイの中には、ケースの中が真空に近い状態に保たれているも のもあり、例えばフラットCRTディスプレイでは、ほぼ1×10-7torrに 保たれている。フェースプレートの内部表面には、ディスプレイ 上のアクティブ領域を画定する蛍光体パターン若しくは蛍光体のような発光素子 の被覆が設けられている。発光素子は光を発するのであるか、これは、バックプ レートに隣接して設けられたカソード素子が励起状態にされて電子を放出し、こ れがフェースプレート上の蛍光体に向かって加速され、蛍光体が発光することに より、その光がフェースプレートの外側の面(画面(viewing surface))に於 いて視聴者に見られることになるのである。 ディスプレイ中に於いては、電子放出素子は選択的に励起状態にされて電子を 放出しその電子がフェースプレート上の蛍光体に向かう。これらの蛍光体は電子 が衝突したとき、フェースプレートの外部の面で見ることができる光を発するの である。 各電子放出素子から放出された電子は、それぞれ決まった目標の蛍光体のみに 衝突するようにされている。しかしながら、放出された電子の中には一定数、フ ェースプレート上の目標とされた蛍光体以外の部分に衝突するものもある。フェ ースプレートに於けるコントラストを改善するために、電子放出素子からの電子 が衝突しても実質的に発光しない非反射領域のマトリクスが、適当に蛍光領域の 中に分散した形で設けられる。カラーディスプレイに於いては、このブラックマ トリクスは色純度も改善する。蛍光領域はブラックマトリクスよりもフェースプ レートから更に盛り上がった形で設けられる。 内部が真空に近い状態であることにより、フラットパネルディスプレイの壁に 圧力が掛かるが、これは内部の真空に近い状態と外部の大気圧との圧力差が、支 持が無ければフラットパネルディスプレイを崩壊させうるほど大きいからである 。ほぼ1インチより大きい対角線の長さ(対角線はアクティブ領域の互いにはす 向かいの角と角との間の距離)を有する長方形のディスプレイに於いては、縦横 比が大きいために、フェースプレートはこのタイプの機械的な損傷の影響を特に 受けやすい。ここで、縦横比とは、横幅、例えば互いに向かい合った接続壁の内 部表面間の距離、若しくは高さ、例えばバックプレートの内部表面とフェースプ レートの内部表面との距離を厚みで除すことによって定義されるものである。フ ラットパネルディスプレイのフェースプレートまたはバックプレートは、フラッ トパネルディスプレイが外部から受ける力の衝撃によっても故障することがある 。 フェースプレート及び/若しくはバックプレートを内部から支持するために、 スペーサが使用されてきた。従来のスペーサは、壁状若しくは柱状のもので、デ ィスプレイのアクティブ領域に於ける画素(ディスプレイ上の画像を構成する最 小単位をなす蛍光体の領域)間に設けられている。 スペーサはポリイミドのフォトパターニング(photopatterning)によって形 成されてきた。しかしながらポリイミドスペーサでは不適当なことがわかってお り、その理由と しては、(1)長さが不十分であること、(2)フェースプレートに使用される 典型的な材料(ガラス)と、バックプレートに使用される典型的な材料(例えば ガラス、セラミック、ガラス−セラミック若しくは金属)と、アドレシンググリ ッド(addressing grid)に使用される典型的な材料(例えばガラス−セラミッ ク若しくはセラミック)との熱膨張係数を整合させることができないため、レジ スターに関する問題を引き起こすこと、(3)ボリイミドを真空に近い状態の中 で使用するとガス放出が起こりうること、があげられる。 スペーサにもガラス製のものが使用されてきたが、ガラスが十分な強度を有し ていない場合がある。更に、ガラス固有の微小割れがあり、それが容易にガラス 全体に広がる傾向をもつために、ガラス製のスペーサは、(理想的な)ガラスよ り更に弱いものとなってしまう。 それに加えて、どんな材料をスペーサに用いたとしても、スペーサの近傍に於 いては、スペーサの存在がフェースプレートに向かう電子の流れに悪影響を及ぼ すことがある。例えば、浮遊電子がスペーサの表面に静電気を発生させ、所望の 電圧分布とは異なる電圧分布をスペーサの近傍に形成させることによって、電子 の流れに歪みが生じ、ディスプレイに表示される画像に歪みが生じることになる のである。発明の要約 本発明によると、フラットパネル装置が、内部からの支持を与えるスペーサを 有する。特に内部を低圧状態にして作動する装置に対して、このスペーサは、内 部の低圧状態(例えは大気圧より低い圧力)と外部の大気圧との間の圧力差によ って生じる応力によって装置が破壊されるのを防ぐ。このスペーサは外部からの 衝撃によって生ずる応力に対しても、装置に内部からの支持を与える。これに加 えて、ケース内部のスペーサの表面は、スペーサ表面に静電気が生ずるのを防止 若しくは最小化するように処理されている。この結果、スペーサがスペーサの近 傍の電子の流れに与える悪影響をなくし、装置の両像の歪みをなくすことになる 。 本発明の実施態様の1つに於いては、スペーサの表面に被覆が設けられるが、 この被覆は二次電子放出比δが4より小さく、面抵抗が109Ω/□と1014Ω /□との間の値をとる物質からなるものである。この被覆をなす物質は、酸化ク ロム、酸化銅、酸化チタン及び酸化バナジウムから選択される。 本発明の他の実施態様に於いては、スペーサ表面に第1の被覆がなされる。第 2の被覆は第1の被覆の上になされる。第1の被覆は面抵抗が109Ω/□と1 04Ω/□との間の値をとる物質によってなされる。第2の被覆は二次電子放出 比δが4より小さい物質によってなされる。 本発明の別の実施態様に於いては、スペーサ表面に第1のドーピングが施され て、その表面の面抵抗が109Ω/□ と1014Ω/□との間の値をとるようにされ、次にドーピングされたスペーサ表 面上に、二次電子放出比δが4より小さい物質によって被覆がなされる。被覆を なす物質は酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン及び酸化バナジウムから選択 される。 また別の実施態様に於いては、スペーサ表面の面抵抗が109Ω/□と1014 Ω/□との間の値をとるようにするべく、スペーサ表面にドーピングを施す。 スペーサは例えばセラミックから作られ、スペーサ壁或いはスペーサ構造体の 形で設けられるが、スペーサ壁とスペーサ構造体とを組み合わせた形で設けるこ ともできる。フラットパネル装置は発光手段も有する。また、フラットパネル装 置は、電界エミッタカソード若しくは熱電子カソードを含む形にすることもでき る。 本発明の更に別の実施態様に於いては、1つかそれ以上の電極が、前記処理済 みのスペーサ表面上に設けられる。例えば、電極はスペーサ及びバックプレート の境界部分の近くに設けることができ、電極の電圧は境界部分の近傍に於いて所 望の電圧分布を得るべく制御され、それによって表面の処理の不完全さ、或いは スペーサの不整合によって生ずる歪みを正すべく、電子の流れを所望の形に偏向 する。また別の実施態様に於いては、バックプレートの内部表面に於いて所望の 電圧分布を得るべく、この電極を曲がりくねった形状に設けることもできる。 分圧手段を形成することによって各電極の電圧が設定される。実施例の1つに 於いては、分圧手段はスペーサの表面上に形成された抵抗性被覆(resisitive c oating)からなる。各電極に於いて正確な電圧を得るべく、被覆の面抵抗は調整 されなければならない。 本発明の更にまた別の実施態様に於いては、電気伝導物質のストリップ(金属 被覆エッジ(edge metallization))がスペーサ表面の端面とバックプレートと の間に形成され、スペーサ全体に亘って、それらが密接に接触するようになって いる。スペーサの表面上に抵抗性被覆が設けられている場合は、金属被覆エッジ は抵抗性被覆と電気的に接続される。この場合、金属被覆エッジ及び抵抗性被覆 は、それらの間の境界面がバックプレートの内部表面から一定の距離となるよう に設けられる。同様に、金属被覆エッジは、フェースプレートとスペーサの間の 良好な電気的接続をなすように、フェースプレートとスペーサの端面との間に形 成される。 本発明に従ったフラットパネル装置の組立方法に於いては、フラットパネル装 置のバックプレートとフェースプレートとの間にスペーサを設けて、スペーサの 表面が電荷を帯びるのを防止若しくは最小化するべくスペーサ表面に処理を施し 、スペーサとバックプレートとの電気的接続をなす金属被覆エッジとなる被覆を スペーサの端面に設け、スペーサを内部に封入するようにバックプレートとフェ ース プレートとを封着することによって装置が組立られる。スペーサ表面の処理をな すには、抵抗性被覆または被覆を形成するか、表面へのドーピングによるか、表 面へのドーピングと抵抗性被覆または被覆の形成との両者によるか、または焼成 して表面を還元することによる。 更に、本発明はフラットパネルCRTディスプレイのような光学装置に使用さ れるのに適した発光構造体を備えている。本発明の発光構造体は、本体部分(ma in section)と、それに沿って設けられた隆起した形状の部分と、本体部分に沿 って隆起した部分の間の部分に設けられた複数の発光領域を含む。発光領域は電 子が衝突すると光を発する。これに対して、隆起部分は電子が衝突しても実質的 に光を発しない。また、隆起部分は発光領域よりも本体部分から更に盛り上がっ た形となっている。 各隆起部分は、隆起部分の横幅全体に亘って、またその高さの少なくとも一部 分についてそれを実質的に取り囲んでいる暗領域を含む。隆起部分のパターンに よって、隆起したブラックマトリクスが形成され、それは発光構造体のコントラ ストを改善する。発光領域に於いて2つ若しくはそれ以上の色の光を選択的に発 する場合、隆起したブラックマトリクスは色の純度を高める効果もある。 本発明の発光構造体は様々な技術に従って製作することが出来る。本発明の技 術群の1つは、与えられた隆起部分の材料の層の一部を、発光構造体の本体部分 に沿って選択 的に除去する過程を含んだ処理によって、隆起部分のパターンを発光構造体の本 体部分に沿って形成するものである。本発明に従った別の技術によれば、本体( body)の一部分を選択的に特定の深さに除去して、本体の除去されない残りの部 分が発光構造体の本体部分及び隆起部分を含むように形成することも出来る。図面の簡単な説明 第1図は、本発明の1つの実施態様に従った熱電子カソードを含むフラットパ ネルディスプレイの透視図であって、表層部の一部を切り取って内部を見せてい るものである。 第2A図及び第2B図は、本発明の1つの実施態様に従ったフラットパネルデ ィスプレイの単純化した断面図であって、スペーサ壁を使用しているのを図解し たものである。第2A図は第2B図の2b−2bに沿って切った断面図であり、 第2B図は第2A図の2a−2aに沿って切った断面図である。 第3図は、本発明の1つの実施態様に従った、電界放出カソードを含むフラッ トパネルディスプレイの透視図であって、表層部の一部を切り取って内部を見せ ているものである。 第4A図は、第3図のフラットパネルディスプレイの一部の詳細な透視断面図 である。 第4B図及び第4C図は、第4A図のディスプレイのa図のディスプレイの内 部の部品の平面図であって、それぞ れ第4A図の矢印c及びdの方向から見た図である。 第4D図は、第4A図のフラットパネルCRTディスプレイ全体の横断面図で ある。 第4E図は、第4A図のCRTディスプレイのブラックマトリクスを中心に置 いた一部の拡大断面構造図である。 第5図は、第2B図の一部の詳細図であって、本発明に従ったスペーサ壁の整 合手段を図解したものである。 第6図は、本発明の1つの実施態様に従ったスペーサ壁及びスペーサ構造体を 含むフラットパネルディスプレイを図解した、第2A図と同じ方向から見た単純 化した断面図である。 第7A図は、本発明の1つの実施態様に従った、電界放出カソード及びスペー サ壁を含むフラットパネルディスプレイの一部の単純化した断面図である。 第7B図は、本発明の1つの実施態様に従った、電界放出カソード、スペーサ 壁、及びアドレシンググリッドを含むフラットパネルディスプレイの一部の第2 A図と同じ方向から見た単純化した断面図である。 第7C図は、本発明の1つの実施態様に従った、電界放出カソード、スペーサ 構造体、及びアドレシンググリッドを含むフラットパネルディスプレイの一部の 第2A図と同じ方向から見た単純化した断面図である。 第8図は、曲がった形状のフェースプレート及びバックプレートを有するフラ ットパネルディスプレイに於いて、 本発明の1つの実施態様に従ったスペーサが使用されているのを図解した、第2 A図と同じ方向から見た単純化した断面図である。 第9A図及び第9B図は、本発明の1つの実施態様に従ったフラットパネルデ ィスプレイの単純化した断面図であって、スペーサ壁の表面に形成された被覆を 図解したものである。第9A図は第9B図の9b−9bに沿って切った断面図で あり、第9B図は第9A図の9a−9aに沿って切った断面図である。 第10図は、電圧を縦軸に、電界放出装置の設けられたベースプレートに対し て垂直方向の電界放出装置とベースプレートとの距離を横軸にとったグラフであ る。 第11図は、二次電子放出比を縦軸に電圧を横軸にとったグラフであって、2 つの物質の特性を示したものである。 第12A図〜第12D図は、スペーサ壁の間の境界部分を図解し、本発明の様 々な実施態様に従った金属被覆及びバックプレートの隆起部分に焦点を合わせた 断面図である。 第13A図〜第13H図は、第4A図のディスプレイの発光ブラックマトリク ス構造の製造工程を示した断面図である。 第14A図〜第14J図及び第15A図〜第15J図は、第4A図のディスプ レイの発光ブラックマトリクス構造のそれぞれ別の製造工程を示した断面図であ る。 第16A図〜第16J図は、第4A図のディスプレイの 発光ブラックマトリクス構造の更に別の製造工程を示した断面図である。 以上の図に於いては、対応する部分には同様の符号を付した。発明の詳細な説明 以下、本発明の実施例を、フラットCRTディスプレイについて説明する。本 発明が他のフラットパネルディスプレイ、例えばプラズマディスプレイ若しくは 真空蛍光ディスプレイについても適用可能であることも理解されよう。更に、本 発明は、ディスプレイでの使用に限られるものでなく、例えば、光学的信号処理 や、フェイズドアレイレーダー装置(phased array rader devices)のような他 の装置の制御するのに用いられる光学的アドレシングや、映像を他の媒体に再現 するコピー機やプリンタにおける映像スキャニング等の他の目的で用いられるフ ラットパネル装置にも適用することができる。更に加えると、本発明は長方形で ないスクリーンの形状を持つフラットパネル装置、例えば円形若しくは車のダッ シュボードや航空機のコントロールパネルに使用されるような特殊な形状を持つ スクリーンにも適用可能である。 ここで、フラットパネルディスプレイとは、フェースプレートとバックプレー トとが実質的に平行なディスプレイであって、ディスプレイの厚み、即ちフェー スプレート及びバックプレートに実質的に垂直な向きで測定された厚み が、従来の偏向ビームCRTディスプレイの厚みと比較して小さいものを指す。 一般に、フラットパネルディスプレイの厚みは5.08cm(2インチ)より小 さいが、必ずしもこれに限定されない。多くの場合、フラットパネルディスプレ イの厚みは実質的に5.08cm以下であって、例えば0.64cm〜2.54 cm(0.25〜1.0インチ)程度である。 本明細書に於いて、「スペーサ」とは、フラットパネルディスプレイの内部に 於いて内部からの支持体として用いられているものの総称である。この明細書に 於いて、本発明の特定の実施例のスペーサは「スペーサ壁」若しくは「スペーサ 構造体」と記述されている。つまり「スペーサ」は「スペーサ壁」、及び「スペ ーサ構造体」と共に他の上記のスペーサの機能を有する構造をすべて包含するの である。 一般に、本発明のスペーサ壁及びスペーサ構造体は、薄い材料から作られたも のであり、この材料は、未処理の状態ではそのまま加工可能で、一定の処理を施 すことで硬く剛性の高いものとなるものである。この材料は、真空の環境下に於 いても適用可能なものでなければならない。更に、スペーサ壁及びスペーサ構造 体は、フェースプレート及びバックプレートの熱膨張係数とよく適合する熱膨張 係数を有する材料から作られる。熱膨張係数が適合しているとは、スペーサ壁、 フェースプレート及びバックプレートが、フ ラットパネルディスプレイが組み立てられて動作しているときに生ずる加熱や冷 却に対して、ほぼ同程度膨張若しくは収縮するということを意味する。この結果 、スペーサ壁、フェースプレート及びバックプレートの間で適切な位置関係の整 合性が維持されることになる。熱膨張係数が適合していない場合起こり得ること として、アノードのスペーサ壁若しくはスペーサ構造体がフェースプレートに対 して動いてしまうことによって蛍光体が損傷を受けたり、フラットパネルディス プレイ内に応力が発生してディスプレイ内の部品を損なってしまうこと(ディス プレイ内の真空状態が損なわれてしまうことも含む)、若しくはスペーサ壁その ものが壊れてしまうことなどが考えられる。 実施例の1つに於いて、スペーサ壁はセラミック若しくはガラスセラミック材 料によって作られる。別の実施例に於いては、スペーサ壁はセラミックテープか ら作られる。以下、本発明の実施例の記述に於いては、スペーサ壁若しくはスペ ーサ構造体の材料としてセラミック、またはセラミックテープ、及びスラリーが 使用されるものとする。 他の材料としては、セラミック強化ガラス、不透明ガラス、柔軟性のあるマト リクス構造のアモルファスガラス(amorphous glass)、電気的絶縁性の被覆を なされた金属、若しくは高温真空状態に適合性を有するポリイミドなどが使用可 能である。概略、本発明によるスペーサの材料に要求されるのは、(a)薄い層 にすることが可能なこと、 (b)その層が焼成処理された状態で柔軟になること、(c)焼成されていない 状態で1つの層若しくはいくつかの層をまとめて孔を開けることができること、 (d)開けられた孔の必要な部分に導体を設けることができること、(e)焼成 処理されていない層の表面に正確に電気伝導トレースを設けることができること 、(f)何枚かの層を積層状態にすることができ、少なくとも最終的な加熱時に 互いに接合させることができること、(g)焼成処理された構造が、例えばフロ ートガラスのような材料から作られたフェースプレート及びバックプレートの熱 膨張係数と実質的に適合するような熱膨張係数を有すること、(h)焼成処理さ れた積層構造体が剛性が高く強靱なものであること、(i)焼成処理された構造 が真空状態に適合すること、(j)焼成処理された構造体はCRTのカソードを 損なうような物質を含んでいないこと、(k)すべての材料及び製造にかかるコ ストが実際的なものであり得ることなどである。 この記述及び以下の請求項に於いて、「セラミック」という言葉が頻繁に使用 されるが、これは文脈上セラミックテープ若しくはセラミック層若しくはセラミ ックシートを意味している。つまり、この言葉はよく知られたガラスセラミック テープ、失透ガラステープ、セラミックガラステープ、セラミックテープ若しく はその他のテープを意味しており、また、その他のテープとは、プラスチックの 結合 剤、及びセラミック若しくはガラスの粒子を有し、焼成処理されていない状態に 於いて柔軟性を有し加工可能であって、焼成によって硬く剛性の高いものに硬化 することができるようなものであるが、始めから柔軟性を有し最終的に硬く剛性 の高い状態に処理することができる等価な材料であればそれも使用できる。 セラミックテープはセラミックの粒子、アモルファスガラス粒子、結合剤及び 可塑剤の混合物から作られる。初めは、この混合物はスラリーとなっており、セ ラミックテープに形成されるのではなく型に入れて成型することができる。セラ ミックテープは焼成していない状態でスラリーから作ることができるが、これは 容易に所望の形に成型したり切ったりすることができる変形可能な材料である。 セラミックテープは薄いシート状に作られるが、その厚みは、例えば0.3mi lから10mil程度である。本発明の実施に於いて使用可能なセラミックテー プで入手可能なものの例としては、米国テネシー州チャタヌーガのCoors Electronic Package社の、カタログ番号CC−92771/ 777及びCC−LT20、若しくはこのセラミックテープと実質的に等価なテ ープなどがある。 本発明の目的のために使用可能な低温ガラスセラミック材料の他の例としては 、デュポン社のグリーンテープ(Green Tape)がある。グリーンテープは非常に 薄いシート (例えば約3milから10mil)形状のものが入手可能であり、比較的低い 温度、約900℃から1000℃で焼成処理可能であり、焼成処理をしていない 状態で優れた加工性を与える可塑剤を含んでいる。グリーンテープはセラミック 粒子及び、やはり粒子状のアモルファスガラスの混合物であって更に結合剤及び 可塑剤を含む製品である。米国特許第4,820,661号、第4,867,9 35号及び第4,948,759号を参照されたい。 焼成処理前のセラミックテープは以下に述べるような方法で形成し、本発明に 基づきスペーサ壁及びスペーサ構造体を製造することができる。セラミックテー プは成型後、焼成処理される。焼成処理は2つの段階からなる。第1の段階では 、テープが約350℃の温度まで加熱され結合材及び可塑剤をテープから燃焼さ せてなくしてしまう。第2の段階では、テープが一定の温度(セラミックの組成 によって決まる温度で800℃から2000℃の間)まで加熱され、セラミック の粒子が焼結して強靱で密度の高い構造を形成する。 スペーサ壁は以下のようなフラットパネルディスプレイに組み立てられる。ス トリップは、フラットパネルディスプレイにおいて必要な長さ及び幅を有し、焼 成されていないセラミックテープのシートから切り取られて作られる。焼成処理 されていないセラミック若しくはガラスセラミックを用いることの利点は、スト リップがスリッティング (slitting)若しくは打ち抜きによって容易に作ることができる点である。この ストリップは焼成処理される。焼成処理されたストリップ(スペーサ壁)は、フ ェースプレート及びバックプレートの予め定められた適当な位置に配置される。 スペーサ壁は、組立の間同じ位置に保持されてフェースプレート及びバックプレ ートに対して適切に整合する。 スペーサ壁のストリップは、焼成処理済みのセラミック若しくはガラスセラミ ックのシートから作ることもできる。焼成処理されたシートは被覆(詳細につい ては以下に述ベる)をなされて、スペーサ壁を形成するストリップに加工される 。もう1つの方法として、焼成処理されたシートをストリップに加工した後に、 被覆をなすようにすることもできる。 第3図は本発明の1つの実施態様であるフラットパネルディスプレイ300の 透視図であって、表層部の一部を切り取って内部を示しているものである。フラ ットパネルディスプレイ300は、フェースプレート302、バックプレート3 03及び側壁304を有し、これらによって密封されたケース内部301が形成 され、そこは真空状態、例えばほぼ1×10-7torr以下に保たれている。ス ペーサ壁308はバックプレート303に対してフェースプレート302を支持 する。 電界放出カソード305はケース内部301のバックプ レート303の表面上に形成される。以下に更に詳しく述ベるように、横行及び 縦列の電極(図示せず)はカソードの放出素子(図示せず)からの電子の放出を 制御する。同様に以下に更に詳しく述べるように、電子は加速されて、蛍光体で 被覆をなされたフェースプレート302の内部表面(例えばアノード)に向かう 。ICチップ310は横行及び縦列の電極の電圧を制御してフェースプレート3 02への電子の流れを調節する駆動回路を含む。電気伝導トレース(図示せず) はチップ310上の回路と横行及び縦列電極との電気的接続をなすのに使用され る。 第4A図はフラットパネルカラーCRTディスプレイの一部を図解したもので 、それは隆起した形で設けられたブラックマトリクスと共に電界放出カソードの 領域を備えている。第4A図のCRTディスプレイは透明で電気的に絶縁性の平 らなフェースプレート302及び電気的に絶縁性の平らなバックプレート303 を有する。プレート302及び303の内部表面は互いに向かい合っており、典 型的には0.01mm〜2.5mm隔てられている。フェースプレート302は 典型的には1mmの厚みを持つガラスからできている。バックプレート303は 典型的には1mmの厚みを持つガラスセラミック若しくはシリコンからできてい る。 横向きに隔てられて設けられ絶縁体のスペーサ壁308のグループはプレート 302及び303の間に配置されて いる。スペーサ壁308は互いに平行に一定の間隔で延在しており、プレート3 02及び303に対して垂直な向きに設けられている。各壁308は典型的には 80μm〜90μmの厚みを有するセラミックからできている。また、壁308 の中心線と中心線との距離は、典型的には8mm〜25mmである。以下で更に 論ずるように、壁308は内部支持体を構成し、プレート302と303との間 隔を、ディスプレイのアクティブ領域全体に亘って実質的に均一に保っている。 パターンの設けられた領域の電界放出カソード構造体305は、バックプレー ト303とスペーサ壁308との間に配置されている。第4B図は、第4A図の 矢印Cで表される方向から見た電界放出カソード構造体305のレイアウトを描 いたものである。カソード構造体305は、電子放出素子309の大きなグルー プと、パターンをなす形で設けられた金属エミッタ電極(ベース電極と呼ばれる こともある)を実質的に同じ形状の曲線的なライン310に分割したものと、金 属ゲート電極を実質的に同じ形状の直線的なライン310に分割したものと、電 気的絶縁層312からなる。 エミッタ電極のライン310は、バックプレート303の内部表面に配置され 、互いに平行に均一の間隔で延在している。各エミッタライン310の中心線の 間隔は、典型的には315μm〜320μmである。ライン310は典 型的には0.5μmの厚みを有するモリブデン若しくはクロムから形成されてい る。各ライン310は典型的には100μmの幅を有する。絶縁層312はライ ン310の上、及びラインと横向きに隣接するバックプレート303の一部分の 上に設けられている。絶縁層312は、典型的には1μmの厚みを有する二酸化 シリコンから成る。 ゲート電極ライン311は絶縁層312上に配置され、互いに平行に均一の間 隔で延在している。ゲートライン311の中心線の間隔は、典型的には105− 110μmである。ゲートライン311はエミッタライン310に直交する向き に延在している。ゲートライン311は典型的には0.02μm〜0.5μmの 厚みを有するチタン−モリブデン複合材料から形成される。各ライン311は典 型的には30μmの幅を有する。 電子放出素子309は、バックプレート303の内部表面上に横向きに隔てら れて配置された複合素子の組(multi-element sets)のアレイの形で配置されて いる。詳述すると、電子放出素子309の各組は、ゲートライン311の1つが エミッタライン310の1つと交わる突出領域の一部若しくは全部に於いて、バ ックプレート303の内部表面上に配置されている。スペーサ壁308は、電子 放出素子309の組の間の領域に設けられ、エミッタライン310の間の領域の 拡がる向きに延在している。 各電子放出素子309は、絶縁層310の開口部(図示 せず)を通して延在する電界エミッタであって、下層をなすエミッタライン31 0の1つと接続している。各電界エミッタ309の頂部(若しくは上端部)は、 上層をなすゲートライン311の1つの対応する開口部(図示せず)を通して露 出されている。 電界エミッタ309は釘状のフィラメント若しくは円錐形のようなさまざまな 形状で設けることができる。電界エミッタ309の形状は、その材料が良好な電 子放出特性を有する限り、材料によって特定されるものではない。エミッタ30 9はさまざまな工程によって製造されうるものであるが、これらの工程は199 3年9月8日にMacaulay他によって出願された「Structure and Fabrication of Filamentary Field-Emission Device,Including Self-Aligned Gate」という 名称の米国特許出願第08/118,490号、及び1993年11月24日に Spindt他によって出願された「Field-Emitter Fabrication Using Charged-Part icle Tracks,and Associated Field-Emission Devices」という名称の米国特許 出願第08/158,102号に於いて開示されている。本発明に関して、出願 番号第08/118,490号及び第08/158,102号の特許出願の内容 を参照されたい。 ブラックマトリクスを含む発光構造体306はフェースプレート302とスペ ーサ壁308との間に設けられている。発光構造体306は、発光領域313、 及び実質的に 光を反射せず同じ形状を有する暗隆起部分(dark ridges)314からなる。第 4C図は、第4A図の矢印Dによって表される方向から見た発光構造体306の レイアウトを描いたものである。 発光領域313及び暗隆起部分314は、両者ともフェースプレート302の 内部表面上に配置されている。発光領域313は、各暗隆起部分314の間に配 置されている(逆の言い方もできる)。領域313及び隆起部分314に電子放 出素子309から放出された電子が衝突したとき、発光領域313はさまざまな 色を発する。暗隆起部分314は、発光領域313と比較すると実質的に発光を せず、領域313に対するブラックマトリクスを形成している。 更に詳述すると、発光領域313は、互いに平行に等間隔でゲートライン31 1と同じ方向に延在しており、同じ幅の直線的なストライプ状に設けられた蛍光 体からなる。各蛍光体のストライプ313は典型的には80μmの幅を有する。 蛍光体ストライプ313の厚み(若しくは高さ)は1μm〜30μmで、典型的 には25μmである。 蛍光体ストライプ313は赤い(R)光を発する複数の実質的に同じ形のスト ライプ313rと、緑の(G)光を発する同様に複数の実質的に同じ形のストラ イプ313gと、青(B)の光を発する同様に複数の実質的に同じ形のストライ プ313bに分割されている。蛍光体ストライプ313r、313g、及び31 3bは、第4図に示される ように3種のストライプ313が繰り返される形で設けられる。各蛍光体ストラ イプ313はゲートライン311の対応する1本から全体に横切る形で配置され ている。この結果、ストライプ313の中心線の間隔はゲートライン311のそ れと等しくなる。 暗隆起部分314は、同様に互いに平行に等間隔でゲートライン311と同じ 方向に延在している。隆起部分314の中心線の間隔は、やはり同様にライン3 11のそれと等しい。各暗隆起部分の平均的な高さと平均的な幅の比は0.5〜 3の範囲であって、典型的には2である。隆起部分314の平均的な横幅は10 μm〜50μm、典型的には25μmである。隆起部分314の高さは20μm 〜60μmであって、典型的には50μmである。 暗隆起部分314の平均的高さは、蛍光体ストライプ311の厚み(若しくは 高さ)よりも少なくとも2μm大きいものとなっている。上記した典型的なケー スでは、隆起部分314はストライプ313より25μm高く隆起している。従 って、隆起部分314はストライプ313と比べてフェースプレート302から 更に盛り上がった形となっている。 各隆起部分314は、その横幅全体及び高さの少なくとも一部分を占める暗い (事実上黒色の)非反射領域を含んでいる。第4A図は、これらの暗非反射領域 が隆起部分314の高さ全体を占めている例を示している。この後の図 に於いては、暗非反射領域が隆起部分の高さ方向の一部分のみを占めている例を 図解している。 暗隆起部分314の材料の選択肢は広い。隆起部分314は、ニッケル、クロ ム、リオブ、金、及びニッケル−鉄合金のような金属から形成することができる 。隆起部分314は、ガラス、ソーダガラス(若しくはフリット)、セラミック 、及びガラスセラミックのような電気的絶縁物や、シリコンのような半導体や炭 化シリコンのような材料によっても形成される。これらの材料の混合物も、隆起 部分314の材料として使用可能である。 隆起部分314が金属でできている場合、それは300℃〜600℃の範囲の 温度で十分に軟化し、スペーサ壁308のような物体をわすかに押し込むことが できる。隆起部分314がソーダガラスでできている場合、同様に300℃〜5 00℃の範囲の温度で軟化する。隆起部分の材料がガラスの場合、隆起部分31 4は500℃〜700℃の範囲の温度で軟化する。 光反射層315は第4B図に示されるように蛍光体ストライプ313及び暗隆 起部分314の上に配置されている。層315の厚みは十分に小さいもので、典 型的には50nm〜100nmであり、電子放出素子309から発せられる電子 のほぼ全てが、殆どエネルギーを失うことなく層315を通過してその下の層に 衝当するようになっている。 蛍光体ストライプ313に隣接した光反射層315の表 面部分は非常に滑らかなものとなっている。層315は金属、好ましくはアルミ ニウムからできている。これによって、ストライプ313から発せられた光の一 部は層315で反射されてフェースプレート302を通過してゆく。即ち、層3 15は基本的に反射鏡である。層315はディスプレイの最終的なアノードとし ての機能も果たしている。ストライプ313は層315に接しているので、アノ ード電圧はストライプ313に加えられている。 スペーサ壁308はディスプレイのアノード側の光反射層315に接している 。暗隆起部分314は蛍光体ストライプ313よりもバックプレート303に向 かって更に隆起しているので、壁308は、層315に於ける、隆起部分314 の頂部(若しくは第4A図に示されている方向では底部)に沿った部分に接触し ている。隆起部分314が余計に隆起していることによって、壁308が、光反 射層315の蛍光体ストライプ313に沿った部分には接触しないようにされて いる。 ディスプレイのカソード側に於いて、スペーサ壁308は第4A図に示すよう にゲートライン311に接触している。これとは別の形式で、壁308がライン 311の上に伸びる収束隆起部分(focusing ridges)に接触してもよく、これ は、1994年1月31日にSpindt等によって出願された「Field Emitter with Focusing Ridges Situated to Sides of Gate」という名称の米国特許出願第0 8/18 8,855号に記載されており、ここではその内容を参照されたい。壁308は 従来の方法、若しくは本明細書に記載した方法で製造することができる。 ディスプレイにかかる外部からの空気圧は普通大気圧、即ち760torr付 近である。ディスプレイの内部の圧力は普通10-7torrより小さい数値に設 定されている。これは普通の外気圧より大変に小さなものなので、大きな圧力差 による力がプレート302及び303には常にかかることになる。スペーサ壁3 08はこの圧力に対する抵抗力を与える。 蛍光体ストライプ313は機械的な接触によって容易に損なわれうるものであ る。暗隆起部分314が余計に隆起しているために、光反射層315のストライ プ313に沿った部分と壁308とは隔たっているので、壁308が、ストライ プ313に直接その抵抗力を及ぼさない形となっている。ストライプ313がこ の抵抗力のために損傷を被る危険は、このような形となっていない場合と比べて 大いに低減される。 ディスプレイは画素の横行及び縦列のアレイに更に分けられる。典型的な画素 316の領域の境界は、第4A図では矢印で示され、第4B図及び第4C図では 点線で示されている。各エミッタライン310は画素の横行の1つに対する横行 の電極となる。図示を容易にするため、第4A図、第4B図、及び第4C図に於 いては画素の横行が1本だけ、 隣接する一対のスペーサ壁308(画素の横行の側面に沿って一部オーバーラッ プしている)の間に設けられた形で示されている。しかし一般的には、2本以上 の画素の横行、典型的には24−100の画素の横行が、各隣接する対になった 壁308の間に設けられている。 各画素の縦列は3本のゲートライン311を有し、その3本とは(a)1本が 赤、(b)第2番目が緑、そして(c)第3番目が青である。同様に、各画素の 縦列は、蛍光体ストライプ313r、313g、及び313bを各1つずつ含む ことになる。各画素の縦列は4つの暗隆起部分314を使用している。隆起部分 314の2本は画素の縦列の内側にあり、残りの2つは隣接する画素の縦列と共 有している。 結果的に、光反射層315及び蛍光体ストライプ313はエミッタ電極の電位 に対して1,500V〜10,000Vの正の電位差を維持されている。電子放 出素子309の組の1つが、エミッタライン310及びゲートライン311の適 当に調整された電位によって適切に励起状態とされた場合、その組となった素子 309は電子を放出し、それは、対応するストライプ313の蛍光体の、目標と する部分に向かって加速される。第4A図には、このような電子群の1つが移動 する軌道317が図解されている。対応するストライプ313の、目標とする蛍 光体に衝突したとき、その放出された電子によって、これらの蛍光体が第4 A図の318によって表されるように光を発する。 電子の中には、目標とする蛍光体でなく、発光構造体の他の部分に衝突するも のが一定量存在する。目標点以外への電子の衝突に対する許容度は、縦列方向( 即ち縦列に沿った方向)より横行方向(即ち横行に沿った方向)のほうが小さい が、これは各両素が3本の異なるストライプ313の蛍光体を含んでいるからで ある。暗隆起部分314によって形成されるブラックマトリクスは、横行方向の 目標点を外れた電子の衝突を補償して、高い色純度と共にシャープなコントラス トを提供する。 第4D図は、第4A図のCRTの全体の断面図を示している。電気的に絶縁性 の外壁304はプレート302及び303のアクティブ領域の外側の部分に設け られており、密閉されたケース301を形成している。外壁304は正方形若し くは長方形に配置された4つの各壁からなり、典型的には2mm〜3mmの厚み を有するガラス若しくはセラミックからなる。第4D図に示したように、スペー サ壁308が外壁304の近くの領域まで設けられているのが一般的である。し かし、スペーサ壁308を外壁304に接触した形で設けることもできる。 バックプレート303はフェースプレート302の向かい側に横向きに拡がる 形で延在している。エミッタライン310及びゲートライン311に接続してい るリードのような電子回路系(図示せず)は、バックプレート303の フェースプレート側の表面上で、外壁304の外側部分に取り付けられている。 光反射層315は周囲の密閉部分を通して延在し、アノード/蛍光体電圧がかけ られている接続パッド319に接続されている。 第4E図は、第4A図のCRTディスプレイに於ける、発光ブラックマトリク ス構造の一部の拡大図である。例示のために、第4E図に於ける暗隆起部分31 4は、主たる暗部分314a及び発光部分314bからなる形に図解されている 。暗部分314aはフェースプレート302と発光部分314bとの間にあり、 第4E図の隆起部分314の全体に亘って延在している。発光部分314bは、 透明な材料で作ることができる。第4E図では、蛍光体313とアルミニウムの 光反射層315の間の境界部分に沿った蛍光体の表面の部分が粗くなっていても 、アルミニウムの光反射層315の表面の、蛍光体313と層315の間の境界 部分に沿った部分が滑らかであることも示している。 第7A図は、本発明の1つの実施例に基づくフラットパネルディスプレイ70 0の一部の単純化した断面図であって、電界エミッタカソード(FEC)構造体 を有するフラットパネルディスプレイ700に於いて、アノードスペーサ壁70 8が使用されているのを図解したものである。 FEC構造体は、電気的に絶縁性のバックプレート703上に形成された横行 電極710を含む。絶縁体712(電気的に絶縁性の物質によって作られたもの )はバック プレート703上に形成されて、横行電極710を覆う。絶縁体712には、横 行電極710に通ずる孔712aが設けられている。エミッタ709は、孔71 2a内の横行電極710上に形成される。エミッタ709は円錐形で、エミッタ 709の頂端部709aは、絶縁体712の上面と丁度同じレベルまで延びてい る。他のタイプのエミッタも使用可能であることは理解されよう。縦列電極71 1は絶縁体712の孔712aの周囲に設けられ、孔712aの上を部分的に覆 うように延在し、エミッタ上端部709aと縦列電極との距離が予め定められた 大きさとなっている。 縦列電極711及びエミッタ上端部709aは、フェースプレート702から 空間によって隔てられている。FEC構造体とフェースプレート702との間の 空間は密閉されており、真空状態、即ちほぼ10-7torr以下に保たれている 。蛍光体713は、FEC構造体に面しているフェースプレート702の表面上 に設けられる。エミッタ709は励起状態にされて電子714を放出し、その電 子は空間に於いて加速されてフェースプレート702上の蛍光体713に衝突す る。蛍光体713に電子714が衝突したとき蛍光体713は発光し、その光は フェースプレート702を通して見ることが出来る。 アノードスペーサ壁708は、縦列電極711から延びてフェースプレート7 02に至り、フラットパネルディス プレイ700内部の真空状態とその外部の大気圧との圧力差によって生ずる力に 対抗すべくフェースプレート702を支持する。 上記の実施例に於いては、スペーサは、カソードとフェースプレート上の蛍光 体の被覆との間の電子の軌道に干渉してはならない。従って、スペーサ自身が電 荷を帯びて電子を引きつけ、或いは反発して、許容範囲を越える程電子の軌道を 歪めることがないように、スペーサ壁は十分な電気伝導性を有するものでなけれ ばならない。これ加えて、高電圧の蛍光体から大きな電流が流れて大きなパワー のロスを生ずることのないように、スペーサは十分に電気的絶縁性を有するもの でなければならない。スペーサは電気的に絶縁性の物質で、その上に電気伝導性 の物質の薄い被覆をなしたものから作られるのが望ましい。 第9A図は、本発明の実施例に基づくスペーサ壁908上に形成された被覆9 04を含むフラットパネルディスプレイ900の一部を示す、第9B図の9b− 9bで切った単純化された断面図である。第9B図はフラットパネルディスプレ イ900の一部を示す、第9A図の9a−9aで切った単純化された断面図であ る。フラットパネルディスプレイ7900はフェースプレート902、バックプ レート903及び側壁(図示せず)を有し、それらは内部が真空状態、即ちほぼ 1×10-7torr以下に保たれた密閉されたケース901を形成している。 収束リブ(focusing ribs)(または収束隆起部分)902がバックプレート 903の内部表面上に設けられ、それは第9A図の面に対して垂直となっている 。フラットパネルディスプレイに於ける収束リブの使用及び構造についての詳細 は、先に引用したSpindt他による米国特許出願第08/188,855号に記載 されている。各対になった収束リブ912の間に形成される凹状部分に於いて、 電界エミッタ909がバックプレート903の内部表面上に形成される。電界エ ミッタ909は、ほぼ1,000のグループに形成されている。第9A図及び第 9B図には示されていないが、第4A図の実施例のエミッタライン310と相似 形のエミッタ電極ラインのパターンは、電界エミッタ909とバックプレート9 03の間に設けられている。同様に図には示されていない、第4A図の実施例の ゲートライン311と相似形のゲート電極ラインのパターンも、電界エミッタの 上に設けられている。 暗隆起部分911のマトリクスは、ケース内部901のフェースプレート90 2上に設けられ、詳細については第4A図〜第4E図に関して前に記述したとお りである。蛍光体913は、隆起部分911の間の各凹状部分を部分的に埋める ように形成されている。アノード914は薄いアルミニウムのような電気伝導物 質であって、蛍光体913上に形成される。 スペーサ壁908は、バックプレート903に対してフ ェースプレート902を支持している。各スペーサ壁908の両端の間の表面に は抵抗性の被覆904がなされるか、若しくはドーピングが施されているが、こ のことは以下に更に詳細に述べられている。抵抗性被覆904によって、スペー サ壁908上に電荷が帯びるのを最小化若しくは防止して、電子の流れ915を 歪めることのないようにしているのである。 各スペーサ壁908の一端は複数の隆起部分911に接触し、金属被覆エッジ 905が設けられている。スペーサ壁908の反対側の一端は、複数の収束リブ 912に接触し金属被覆エッジ906が設けられている。金属被覆エッジ905 及び906は、例えばアルミニウム若しくはニッケルでできている。金属被覆エ ッジ905及び906によって、被覆904とフェースプレート902との間の 、若しくは被覆904と収束リブ912との間の良好な電気的接続がなされ、そ れによってスペーサ壁904の両端の電圧が好ましく画定され、抵抗値の均一な 接続がなされる。スペーサ壁908、被覆904及び金属被覆エッジ905の間 の境界部分の形態は、様々なものが採用可能であるが、このことは以下に詳しく 述べる。電極917は各スペーサ壁908の被覆をなされた(またはドーピング された)表面上に形成され、エミッタ909からアノード914へと上昇する電 位を「細分化」するのに用いられる。 本発明の別の実施例に於いては、スペーサ壁908は電 極917の無い形で形成される。 各電界エミッタのグループ909は電子915をフェースプレート902の内 部表面に向かって放出する。フラットパネルディスプレイ900の一部として回 路系(図示せず)が形成されるが、それは例えばICチップ上に接続可能な形で バックプレート903の外面に設けられ、電極917の電位を制御するのに用い られる。各電極917の電位は電界エミッタ909からアノード914の高電圧 まで直線的に電位が上昇するように設定されるのが一般的である。従って、電子 915はフェースプレート902に向かって加速され、蛍光体913に衝突して フラットパネルディスプレイ900から放射される光を発生する。 最適な収束のために、第9A図の面に於ける必要な等電位線は収束リブ912 の近傍に於いて曲がった線を描き、収束リブ912から出てエミッタ909のあ る空間に入る形となっている。しかし、スペーサ壁909の存在がその位置、即 ちスペーサ壁909の直線的な形をした底部に於ける等電位線に影響を与える。 本発明によれば、スペーサ壁909の底部の近傍に電極917を設けることがで き、所望の曲がった形状の等電位線を有する電界を形成することができる。 第10図は、電圧を縦軸に、電界エミッタ909からの距離907(第9B図 )を横軸にとったグラフである。アノード914は電界エミッタ909から距離 916だけ隔 てられて設けられ、電界エミッタ909より高い電位(第10図に於いてHVて 表されている)を維持されている。スペーサ壁908から離れた所にある電界エ ミッタ909のグループ、例えば電界エミッタ909bに対しては、スペーサ壁 908は電界エミッタ909からの電子の流れ915に干渉することはなく、電 界エミッタ909からアノード914への電位の変化は、第10図に示すように ほぼ直線的である。 電界エミッタ909とアノード914との間の電位の変化は各スペーサ壁90 8の近傍に於いても直線的であることが必要で、それによって電子の流れが歪め られることがなくなる(即ち画像の質の低下を防げる)。しかし、電界エミッタ 909aのようにスペーサ壁908の1つの近くに設けられた電界エミッタ90 1のグループに於いては、隣接したスペーサ壁908によって電界エミッタ90 9からの電子の流れ915が干渉されることがあり得る。電界エミッタ909a から発せられた浮遊電子915はスペーサ壁908に衝突して、一般的にはスペ ーサ壁908に電荷を蓄積することになる。スペーサ壁908に衝突する電子密 度を(電流密度j)所与のものとすると、スペーサ壁908の表面に蓄積する電 荷の量はj・(1−δ)に等しくなる。δ≠1のとき、電荷の蓄積によってスペ ーサ壁908表面の電位が望ましい電位からずれることになり、スペーサ壁90 8からの電子の流れがゼロでなくなる。スペ ーサ壁908の電気伝導性が低い場合は、電位のずれはスペーサ壁908の近傍 の電子の流れを歪めて、ディスプレイの画像の質を低下させることになる。 一般的に言ってスペーサ壁908の近傍に於ける望ましい電位(電界エミッタ 909からアノード914への直線的な電位の上昇に基づいて求められる)から の電位の偏差は以下の方程式で与えられる。 ΔV=ρs・{x・(x−d)/2}・j・(1−δ)(1) ここで、 ΔV = 電圧の変化(V) ρs = スペーサ壁の面抵抗(Ω/□) x = 最も近い電極との距離、0<x<d(cm) d = 電極間の距離(cm) j = スペーサ壁の表面に流れる電流密度(A) δ = 二次電子放出比(無次元) である。 上記の方程式に於いては、電流密度jがスペーサ壁908に均一に衝突し、ス ペーサ壁908の面抵抗ρsが均一であることが仮定されている。更に正確に言 えば、方程式(1)は電流密度jに於ける電流の大きさがスペーサ壁908上の 位置に依存していること、二次電子放出比δがスペーサ壁908上のその位置に おける正確な電位に依存していることを説明しているのである。 方程式(1)に見られるように、電位の偏差ΔVは2つの電極917の中間点 で最大となり、(即ち{x・(x−d)/2}という最大値をとる)ΔVは電極 からの距離の二乗に比例する。このため、更に電極を加えることによってスペー サ壁908近傍の電位のずれを最小化し、それによってフェースプレート902 へ向かう電子915の流れの歪みを最小にすることができるのである。幅wの電 極をn個、高さhのスペーサ壁908に追加すると、フラットパネルディスプレ イ900の電力消費は減少するが、電力比は以下の式で与えられる。 PNEW/POLD=(d−nw)/{d・(n+1)2} (2) 例えば、4milの幅を有する4つの電極を高さhが100milのスペーサ 壁908に追加すると、所与のΔVmaxに対する電力I2Rのロスはほぼ30分の 1程度となる。 この更に効率的な電荷放出によって面抵抗ρsの値が高まり、電力消費を著し く節約することができるのである。他の利点としては、電極917が僅かに露出 した形で設けられている場合、電極917によって電荷が大部分さえぎられ、電 気を帯びないようにされている高抵抗の部分に電荷が衝突するのを防いでいるこ とである。しかし、各追加された電極917によってディスプレイ900の製造 コストが上昇する。フラットパネルディスプレイ900に含まれ る電極917の数は、以下述べる要素の間のトレードオフの関係を考慮して選択 される。 方程式(1)から更に読みとれることは、電極917の数が所与の場合、面抵 抗ρsが低下するにつれ電位の偏差ΔVも低下し、二次電子放出比δは1に近づ くということである。従って、スペーサ壁908の表面が、低い面抵抗ρsと1 に近い二次電子放出比δを有することは望ましいことである。二次電子放出比δ は下限が0で、上昇した場合は非常に高い数値を取りうるので、一般的には、二 次電子放出比に関しては、低い値の二次電子放出比δを有する材料を選択するの が望ましいということが言える。 第11図は二次電子放出比を縦軸に、電圧を横軸に取ったグラフであって、2 つの物質、即ち物質1101及び1102の特性を示したものである。物質11 01のような高抵抗率の物質に対してはほとんどの場合、エネルギーが100V から10,000Vの範囲で二次電子放出比は1より大きい値(しばしば1より ずっと大きな値)となり、表面は正の電荷を帯びることになる。アノード914 はエミッタ909に対して1,500V〜10,000Vの正の電位差を維持し ているのが一般的であるが、これは第4A図に示すアノード315及びエミッタ 309について上記したのと同様である。更に、上記のように、スペーサ壁90 8は、好ましくは電気的に絶縁性(即ち高い抵抗率を有する)の物質から作られ ている。従って、スペーサ壁9 08は正の電荷を帯びる(そしてしばしば大きな電荷である)のが一般的であり 、エミッタ909からの電子917の流れを弱めることになる。 しかし、物質1102は、フラットパネルディスプレイ900の電位の範囲に 於いては二次電子放出比δが1程度に保たれている。電位の偏差ΔVが1−δに 比例して変化するので、スペーサ壁908の表面が物質1102でできている場 合、スペーサ壁908の表面には電荷(正負を問わず)がほとんど蓄積されない 。この結果、スペーサ壁908の存在が、電界エミッタ909とアノード914 との間の電位差に影響を与えることがほとんどなく、従って、スペーサ壁908 のために電子915の流れが歪められることが最小化される。 本発明によれば、ケース内部901に向くように設けられているスペーサ壁9 08の表面は第11図の材料1102によく似た二次電子放出比δの特性を有す る材料で処理される。更に、この表面はスペーサ壁908の大きな抵抗と比較し て低い抵抗値を持つ表面となるように処理され、電荷がスペーサ壁908から若 しくはフェースプレート902からバックプレート903へ容易に流れるように され、かつその抵抗値はフェースプレート902上の高電圧蛍光体からの電流の 流れが大きくなって大きな電力ロスとなるほど低いものではないものとされる。 本発明の実施例の1つに於いて、スペーサ壁908はセ ラミック製であり、被覆904は二次電子放出比δが4より小さく面抵抗ρsが 109と1014Ω/□の間であるような材料によってなされる。更に別の実施例 に於いては、被覆904に用いられる材料は、面抵抗ρsは前記の通りで、二次 電子放出比δが2より小さいものである。この実施例に於ける被覆904は、例 えば、酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン、酸化バナジウム若しくはこれら の混合したものを材料として形成される。更に別の実施例に於いては、被覆90 4は酸化クロムによってなされる。被覆904の厚みは0.05μmと20μm との間である。 本発明の別の実施例に於いて、被覆904は、二次電子放出比δの大きさにつ いては特に決まっていないが面抵抗ρsが109から1014Ω/□である材料によ って形成されたスペーサ壁908上の第1被覆を含んでいる。そして第1被覆の 上には、二次電子放出比δが1つの実施例に於いては4より小さく、別の実施例 に於いては2より小さいような第2被覆が形成される。第1被覆の材料としては 、例えば、酸化チタンクロム、酸化シリコン若しくは窒化シリコンなどがある。 第2被覆の材料としては、例えば、酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン、酸 化バナジウム若しくはこれらの材料の混合物などがある。被覆904の全体の厚 みは0.05μmと20μmとの間である。 本発明の更に別の実施例に於いて、スペーサ壁908はその表面にドーピング を施されて面抵抗ρsが109から1 014Ω/□の間となり、次に、二次電子放出比δが1つの実施例に於いては4よ り小さく、また別の実施例に於いては2より小さいような被覆904をなされる 。ドーパントとしては、例えば、チタン、鉄、マンガン若しくはクロムなどが使 用できる。被覆904は例えば、酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン、若し くは酸化バナジウム、これらの材料の混合物などがある。1つの実施例に於いて 被覆904は酸化クロムであり、その厚みは0.05μmと20μmとの間であ る。 また別の実施例に於いては、スペーサ壁908はその表面に、面抵抗が109 と1014Ω/□の間となるべく、濃縮ドーピングを施される。ドーパントとして は、例えば、チタン、鉄、マンガン若しくはクロムが使用できる。 本発明の別の実施例に於いて、スペーサ壁908は部分的に電気伝導性セラミ ック若しくはガラスセラミック材料から作られる。 上記の被覆904はスペーサ壁908上に何らかの適切な方法によって形成さ れる。例えば被覆904は、よく知られた技術、例えば、熱若しくはプラズマ強 化化学蒸着、スパッタリング、蒸発、スクリーンプリンティング、回転塗布機に よる塗布、噴霧若しくはディッピング(dipping)によって形成できる。どんな 方法が使用されたとしても、面抵抗の均一性が±2%以内に収まるように被覆9 04を形成するのが望ましい。このために、被覆904を形成す るにあたって、厚みを特定の誤差の範囲内に制御して行うのが一般的である。 スペーサ表面の被覆を形成するための別の方法としては、第1のセラミック層 に含まれる材料を利用することが上げられるが、このセラミック層はその後の焼 成処理に於いて多少電気伝導性をもつようにすることができる。 上記の実施例に於いて、スペーサ壁の表面に電荷が帯びるのを最小化若しくは 防止するために行われるスペーサ壁の処理について述べた。スペーサ構造体、例 えばスペーサ溝造体608(第6図)を有する本発明の実施例に於いて、スペー サ構造体の電子が流れる開口部の表面は上記のように処理され、その表面が電荷 を帯びるのを最小化若しくは坊止している。 第12A図から第12D図はスペーサ壁の間の境界部分を図解した断面図であ って、本発明のさまざまな実施例による抵抗性被覆、金属被覆エッジ、収束リブ が示されている。各実施例の被覆は、第9A図及び第9B図に関して前に記述し た被覆の1つである。各実施例に於いて、金属被覆エッジと抵抗性被覆の境界部 分が正確に形状を定めて設けられるが、それは直線的な形状でカソードからの一 定の高さを有しているので、バックプレートに平行な、スペーサ壁の長手方向に 沿った基部に於いて、直線的な等電位線が画定される。以下に述べる本発明の実 施例に基づく金属波覆エッジは、上記の抵抗性被覆904の形成に於いて使 用した技術によって、スペーサ壁の表面のエッジ部分に形成される。 第12A図に於いて抵抗性被覆1204は、スペーサ壁1208の側面120 8a上に形成される。被覆1204は側面1208上に形成されるので、被覆1 204は側面1208aの末端部からはみ出して延在していない。金属被覆エッ ジ1206はスペーサ壁1208の末端面1208b上に形成され、従って金属 被覆エッジ1206は被覆1204からはみ出して延在していない。 第12B図に於いて、抵抗性被覆1214はスペーサ壁1218の側面121 8a及び末端面1218上に形成されて、スペーサ壁1218全体を覆う。金属 被覆エッジ1206はスペーサ壁1218の末端面1218b上に形成された被 覆1214の一部に接触するように形成され、金属被覆エッジ1206は被覆1 204の端面からはみ出して延在しない。 第12C図に於いて、抵抗性被覆1214は、スペーサ壁1218の側面12 18a及び末端面1218bに形成されて、スペーサ壁1218全体を覆う。金 属被覆エッジ1216は、スペーサ壁1218の末端面1218b上に形成され た被覆1214の一部に接触する形で形成され、このとき金属被覆1216は被 覆1214と重なり合い、被覆1214の角の部分に於いて正しく定められた高 さまで延在する形で設けられる。 第12D図に於いて抵抗性被覆1204は、第12A図と同様にスペーサ壁1 208の側面1208a上に形成され、このとき被覆1204は側面1208へ の末端部からはみ出して延在していない。金属被覆エッジ1216は、スペーサ 壁1208の末端面1208上に形成された被覆1204の一部に接触する形で 形成され、このとき金属被覆1216は被覆1204と重なり合い、被覆120 4の角の部分に於いて正しく定められた高さまで延在する形で設けられる。 上記のように、ケースの内部901に露出されているスペーサ壁908の表面 上に電極917は間隔を置いて設けられている。これらの電極917に於ける電 位は分圧手段によって設定される。分圧手段は被覆904若しくは抵抗性のスト リップのどちらかであって、ディスプレイ900のアクティブ領域の外側にあり 、各電極917から伸びる電気伝導トレースと接続されている。各電極917に 於いて望ましい電圧を得るために、その位置に於ける抵抗値を必要なだけ上昇さ せるべく、分圧手段の選択された位置に於ける材料の除去、即ち分圧手段の「ト リミング(trim)」を行うことができる。トリミングは例えば分圧手段の材料を レーザーを用いて除去することによって実施される。別の方法として、選択され た電気伝導トレースの1つからの材料の除去によっても実施することができるが 、それは例えばケース901の外側の、ケース内部の電極917に伸 びているトレースを、1つ若しくはそれ以上長さを短くすることによって、同様 の効果を得ることができるのである。 第13A図〜第13H図(集合的に第13図)、第14A図〜第14J図(集 合的に第14図)、第15A図〜第15J図(集合的に第15図)、及び第16 A図〜第16J図(集合的に第16図)は、第4A図のCRTディスプレイの発 光構造体を製造するための4つの基本的な加工処理シーケンスを図解している。 この加工処理を記述するのを容易にするために、第13、14、15、及び16 図に於ける向きは、第4A図に於ける向きと逆になっている。以下の加工処理に 関する記述に於いて、方向に関する言葉、例えば上側及び下側などは第13図〜 第16図に於ける図の向きに当てはまるものである。 第13図に示される加工処理シーケンスから始めると、スタート点はフェース プレート302である。フェースプレート302の内部表面は(即ちここでは上 側のフェースプレート表面)、第13A図に示されるように粗くされ、ブラック マトリックスを形成する材料の反射性を低減する。この表面を粗くする工程は、 フッ化水素酸溶液のような化学的エッチング剤若しくはハロゲンベースのプラズ マエッチング剤を用いて実施されるのが一般的である。 暗非反射フリットを形成することができるソーダガラスのスラリー321は、 第13B図に示されるように、フェースプレート302の上側表面上にスクリー ンとして析出 させられる。スラリー321は、1分間〜120分間の400℃〜450℃での 焼成(即ち加熱)によって硬化ソーダガラス層322に変換される。第13C図 を参照してもらいたい。ソーダガラス層322の、暗隆起部分314になること が予定されている部分の間に位置する部分は、適切なフォトレジストマスク(図 示せず)を用いた化学的エッチングまたはプラズマエッチングによって、あるい は適当にプログラムされたレーザーを用いた溶除によって除去される。第13D 図は、ここまでの加工処理によって、ソーダガラス層322の残った部分が隆起 部分314となっていることを示している。 第13E図に描かれているように、蛍光体ストライプ313r、313g、及 び313bは、フェースプレート302の上側表面上の暗隆起部分314の間の 形成される。詳述すると、赤、緑、及び青の3つの色の内の1つの光を発する、 ポリマー、光合成剤、及び蛍光体粒子のスラリーは、フェースプレート302の 上側表面上に配置される。このような色のうちの1つの色の蛍光体の粒子か配置 されることが予定されている部位にあるスラリーの一部分は、適当なフォトレジ ストマスク(図示せず)を用いて、光化学線放射にさらされることによって硬化 される。スラリーの残りの部分を流し去り、構造体はすすぎ洗いされる。この工 程は残りの2つの色の光を発する蛍光体の粒子に対してそれぞれ繰り返して実施 される。構造体は乾燥させられ て、蛍光体ストライプ313の形成が完了する。 ラッカーの層323が、蛍光体313及び隆起部分314上に噴霧によって形 成される。ラッカー層323の上側表面は、第13F図に示すように滑らかなも のである。アルミニウムがラッカー層323上に蒸着されて、光反射層315が 形成される。第13G図を見てもらいたい。次に、構造体は約450℃で60分 間に亘って一部に酸素を含む大気の中で加熱され、ラッカー323が燃焼するこ とにより除去される。第14H図は完成した構造体を示している。ラッカー層3 23は滑らかな上側表面を有していたので、結果的に光反射アルミニウム層31 5も滑らかな下側表面を有することになる。 第14図に移ると、ここでのスタート点はやはりフェースプレート302であ って、その表面は粗くなっている。第15A図を見てもらいたい。暗非反射金属 の層325は第14B図に示すようにフェースプレート302の上側表面上に配 置されている。金属層325は、厚みが50nm〜200nmのブラッククロム 若しくはニオブからなるのが一般的である。 厚いフォトレジスト層326が、第14C図に示すように金属層325の上に 形成される。フォトレジスト層326は例えばMorton社のEL2026の ようなポジのフォトレジストからなる。フォトレジスト層の厚みは25μm〜7 5μmであって、典型的には50μmである。フ ォトレジスト326は選択的に光化学線放射にさらされて、隆起部分314に対 するほぼ望ましい幅の溝327を形成するべく加工される。溝の幅は10μm〜 50μmであって、典型的には25μmである。第14D図を参照すると、そこ では326aがフォトレジスト326の残りの部分として示されている。 溝327には選択的に金属が完全に若しくは殆ど充填された状態にされ、第1 4E図に示すような金属の隆起部分314dが形成される。選択的充填は電気化 学的析出処理(電気メッキ)によってなされる。金属隆起部分314dは黒若し くは光沢のない金属からなるものでも良い。隆起部分の金属としてはクロム若し くはニッケル−鉄合金などが一般的である。フォトレジストマスク326aはそ の後除去されて、第14F図に示すような構造体が形成される。 金属隆起部分314dをマスクとして使用して、暗金属層324の露出部分は 除去される。第14G図に示されているのは、ここまでの加工処理でできあがっ た構造体において、暗隆起部分314eが金属層325の残りの部分であること である。各暗隆起部分314e及び上層をなす隆起部分314dは、暗隆起部分 314の1つを構成する。 蛍光体ストライプ313及び光反射層315は、第13図の加工処理と共に上 で述べてきた方法によって、ここで形成された。第14H図はストライプ313 の形成を示したものである。ラッカー層323上に配置された層315 は第141図に図示されている。第14J図は、ラッカー層323が燃焼させら れて除去された後の完成した発光構造体を示したものである。 第15図の加工処理シーケンスのスタート点は、透明な電気絶縁性の平らな本 体(若しくはプレート)329であって、これは典型的には、概ね均一な組成を 有するガラスでできている。第15A図をみてもらいたい。サンドブラストマス クのような効果を有する材料でできたパターンをなす層330は、第15B図に 示すように透明な本体329の上側表面上に形成される。マスク層330はサン ドブラストマスク材料の被覆層(blanket)を本体329上に設けることによっ て形成され、その後本体329の表面の露出した部分にマスクエッジングを施す ことによって被覆層の一部を選択的に除去する。 透明な本体329のマスク330を通して露出した部分を特定の深さまで除去 するべく、選択的な除去が実施される。第15C図は、本体329の残りの部分 がフェースプレート302及び上層をなすパターンをなす隆起部分314fから なる、ここまでの加工処理の結果出来上がった構造体を図解したものである。除 去処理はサンドブラストによってなされる。サンドブラストを実施している間、 マスク330は腐食させられて取り除かれる。サンドブラストが終了したときに マスク330が残っている場合は、その残りのマスク330は第15D図に示す ように除去される。 暗色の材料でできた層331は、この構造体の上側の表面上に配置されたスク リーンである。第15E図を見てもらいたい。暗色の材料は暗色のガラス若しく は暗色の金属からなる。フォトレジストマスク332は、第15F図に示すよう に隆起部分314fの真上にある暗色の層331上に形成されるのが一般的であ る。マスクの不整合を回避するため、フォトレジストマスク332はフォトマス クレチクルを使用して作られるのが一般的であり、このレチクルはネガフォトレ ジストのためのサンドブラストマスク330若しくはポジフォトレジストのため のネガのマスクを作るときに使用されるものである。 暗隆起部分314gは、暗色の層331の露出部分を取り除くことによって隆 起部分314fの上にそれぞれ形成される。第15G図は、フォトレジスト33 2を除去した後の構造体を図解したものである。各隆起部分314g及び下層を なす隆起部分314fは暗隆起部分314の1つを構成する。 発光構造体は、第14図の加工処理によって上記のような方法で完成する。特 に、蛍光体ストライプ313は、第15H図に示すように隆起部分314の間に 形成される。第151図は、光反射層315がラッカー323の上に形成される ことを示している。ラッカー323を燃焼させて除去させた後の完成した構造体 は、第15J図に於いて示されている。 第13図から第15図に示される既に述べた加工処理の1つによって、第4A 図のCRTカソード構造体を製造した後、スペーサ壁308及び外壁304は、 カソード構造体と発光ブラックマトリックス構造体との間に適切に配置され、一 方でディスプレイの部品はポンプで気圧を10-7torr以下に下げられた小室 に入れられる。その後、ディスプレイは300℃〜600℃、典型的には450 ℃の下で密閉状態にされる。 暗隆起部分314は、上記のように300℃〜700℃の範囲の温度(この温 度は隆起部分の材料が金属、ソーダガラス、若しくはガラスのどれかによって決 まる。)に於いて軟化する。隆起部分が軟化する温度は、ディスプレイを密閉す る温度とほぼ同じかそれよりやや低い温度に選択されるのが一般的である。この 結果、スペーサ壁308は密閉処理の間に隆起部分314に僅かに食い込むこと になる。これによって、壁308の間の高さの違いを補償する。 隆起部分を軟化させる温度がディスプレイを密閉させる温度よりも高い場合は 、暗隆起部分314をCRTディスプレイを密閉する直前に予め軟化させておく ことか出来る。この場合、スペーサ壁308は密閉処理の間に再び隆起部分31 4に僅かに食い込み、スペーサ壁の高さの違いを補償することになるのである。 本発明の特定の実施例について述べてきたが、この記述は単にここで図解した ものに基づいたものであり、請求項 に述べる発明の範囲はこれに限られるものではない。例えば、第15図の加工処 理シーケンスに於ける暗隆起部分314は、加工処理シーケンスの初めに透明な 本体の頂部に暗色材料の層を設け、その後、隆起部分の上側部分314gを形成 する過程を省略することによって、暗色部分を隆起部分の頂部から底部へ移動さ せることが出来る。追加的に平行に設けられた暗非反射隆起部分は、フェースプ レート302上に形成されて、隆起部分314に対して垂直に延在する形となる 。 蛍光体ストライプ313は、蛍光体粒子の代わりに薄い蛍光体の薄膜からも製 造することができる。また発光領域313は、蛍光体(この場合は粒子でも薄膜 形状でもかまわない。)以外の素子によって形成することも出来る。 フェースプレート302のすぐ近くに配置された透明なアノードは、光反射層 315の代用として、若しくはそれと共に使用することができる。このようなア ノードは、酸化インジュウム−錫のような透明な電気伝導物質の層からなるのが 一般的である。フェースプレート302と、存在する場合には隣接して設けられ る透明なアノードとは、発光ブラックマトリックス構造体の本体部分を構成する 。このように、請求項に記載の本発明の範囲及び精神を逸脱することなく当業者 は様々な改変をなし得るであろう。請求の範囲 1.フラットパネル装置であって、 フェースプレートと、 前記フェースプレートに結合して、密閉されたケースを形成するバックプレー トと、 前記フラットパネル装置からの発光手段と、 表面が電荷を帯びるのを最小化若しくは防ぐべく処理された、前記バックプレ ート及び前記フェースプレートに、前記ケース内部に向かう方向に作用する力に 対する支持を与える前記ケース内部に設置されたスペーサと、 前記バックプレートと前記スペーサの端面との間に設けられた、前記スペーサ とバックプレート上の電気伝導体との電気的接続をなす金属被覆エッジとを有す ることを特徴とするフラットパネル装置。 2.前記スペーサの表面が、二次電子放出比が4より小さく面抵抗が109Ω/ □と1014Ω/□との間の大きさであるような材料によって被覆をなされている ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 3.前記被覆の材料が、酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン及び酸化バナジ ウムから選択されることを特徴とする請求項2に記載の装置。 4.前記被覆が酸化クロムによってなされることを特徴とする請求項2に記載の 装置。 5.前記被服の厚みが0.05μmと20μmの間である ような請求項2に記載の装置。 6.前記スペーサの表面に、面抵抗が109Ω/□と1014Ω/□との間である 材料によってなされた第1の被覆と、 二次電子放出比が4より小さい材料によって、前記第1の被覆の上になされた 第2の被覆を更に有することを特徴とする請求項1に記載の装置。 7.前記第1及び第2の被覆の厚みの合計が0.05μmから20μmの間であ ることを特徴とする請求項6に記載の装置。 8.前記スペーサ表面に於いて、面抵抗が109Ω/□と1014Ω/□との間に なるようにドーピングを施されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。 9.前記ドーピングのドーパントがチタンであることを特徴とする請求項8に記 載の装置。 10.前記ドーピングを施されたスペーサ表面上に、二次電子放出比が4より小 さい材料による被覆をなされることを特徴とする請求項に記載の装置。 11.前記被覆が、酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン及び酸化バナジウム から選択された材料によってなされることを特徴とする請求項10に記載の装置 。 12.前記被覆が酸化クロムによってなされることを特徴とする請求項10に記 載の装置。 13.前記スペーサ表面上の前記面抵抗の均一性が、特定の名目上の抵抗値の2 %以内に維持されていることを特徴 とする請求項1に記載の装置。 14.前記スペーサがスペーサ壁を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置 。 15.前記スペーサが、複数のスペーサ構造体孔を設けたスペーサ構造体を含む ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 16.複数の孔を設けたアドレシンググリッドであって、各複数のスペーサ構造 体の孔がアドレシンググリッドの孔若しくはアドレシンググリッドの孔のグルー プと整合している、該アドレシンググリッドを更に有することを特徴とする請求 項15に記載の装置。 17.前記スペーサとバックプレート上の電気伝導体との境界部分の近くの、前 記スペーサの表面上に設けられた電極であって、前記電極に於ける電圧が前記境 界部分の近傍に於ける望ましい電圧分布が得られるように制御されている、該電 極を更に有することを特徴とする請求項1に記載の装置。 18.前記電極が前記バックプレートの内部表面の上に曲がった経路に沿って設 けられていることを特徴とする請求項17に記載の装置。 19.前記スペーサの表面上に間隔を開けて設けられた複数の電極であって、各 電極の電圧が前記バックプレート上の電気伝導体及びフェースプレート上の電気 伝導体の間の望ましい電圧分布を達成するように制御されている、該複 数の電極を更に有することを特徴とする請求項1に記載の装置。 20.前記各電極の電圧を設定する分圧手段を更に有することを特徴とする請求 項19に記載の装置。 21.前記分圧手段が前記スペーサ表面上に形成された抵抗性の被覆を有するこ とを特徴とする請求項20に記載の装置。 22.前記電極に於ける前記望ましい電圧を設定するべく、前記分圧手段から選 択的に材料が除去されることを特徴とする請求項20に記載の装置。 23.前記各電極から前記装置のアクティブ領域の外側へ伸びる電気伝導トレー スを更に有し、前記電極に於ける前記必要な電圧を設定するべく、前記トレース の少なくとも1つから選択的に材料が除去されることを特徴とする請求項19に 記載の装置。 24.前記フェースプレートと、前記スペーサの第2端面との間に設けられた第 2の金属被覆エッジを更に有し、前記第2金属被覆エッジが、前記スペーサと前 記フェースプレート上の電気伝導体との間の電気的接続をなすことを特徴とする 請求項1に記載の装置。 25.前記スペーサ表面上に抵抗性被覆が形成され、前記第1及び第2の金属被 覆エッジが前記抵抗性被覆との電気的接続をなすことを特徴とする請求項24に 記載の装置。 26.前記第1金属被覆エッジと、前記抵抗性被覆との間 の前記境界部分が、前記バックプレートの内部表面との距離を実質的に一定に保 った形で設けられていることを特徴とする請求項25に記載の装置。 27.フラットパネル装置であって、 フェースプレートと、 前記フェースプレートに結合して密閉されたケースを形成するバックプレート と、 前記フラットパネル装置からの発光手段と、 前記バックプレート及び前記フェースプレートに前記ケース内部に向かって作 用する力に対して支持を与える前記ケース内部に設置されたスペーサ壁とを有し 、 前記スペーサ壁がセラミック、セラミック強化ガラス、若しくは絶縁層による 被覆をなされた金属から作られることを特徴とするフラットパネル装置。 28.フラットパネル装置であって、 フェースプレートと、 前記フェースプレートに結合して密閉されたケースを形成するバックプレート と、 前記フラットパネル装置からの発光手段と、 前記バックプレート及び前記フェースプレートに前記ケース内部に向かって作 用する力に対して支持を与える前記ケース内部に設置されたスペーサとを有し、 前記スペーサがセラミック強化ガラスから作られることを特徴とするフラット パネル装置。 29.前記フェースプレートを前記バックプレートと結合する側壁を更に有する ことを特徴とする請求項1から請求項28の何れかに記載のフラットパネル装置 。 30.前記発光手段が、 電界エミッタカソードと、 前記フェースプレート上に設けられた発光物質とを更に有することを特徴とす る請求項1から請求項29の何れかに記載の装置。 31.セラミック若しくはガラスセラミックのスペーサ壁をバックプレートとフ ェースプレートとの間に取り付ける過程と、 前記スペーサ壁をケース内部に封入するべく、前記バックプレートと前記フェ ースプレートとを封着する過程とを有することを特徴とするフラットパネル装置 の製造方法。 32.前記ケース内部に複数のアドレシンググリッド孔を設けたアドレシンググ リッドを取り付ける過程を更に有することを特徴とする請求項31に記載の方法 。 33.前記封着過程が、前記フェースプレートと前記バックプレートとの間に頂 部壁、底部壁及び2つの側壁を取り付ける過程を有すること特徴とする請求項3 1または請求項32の何れかに記載の方法。 34.前記スペーサ壁間に整合を与える過程を更に有することを特徴とする請求 項33に記載の方法。 35.前記スペーサ壁間に整合を与える過程が、 前記アドレシンググリッドに刻み目を形成する過程と、 前記刻み目内に前記スペーサ壁を設ける過程とを含むことを特徴とする請求項 34に記載の方法。 36.前記封着過程が、 前記フェースプレートと前記バックプレートとの間に頂部壁、底部壁及び2つ の側壁を取り付ける過程を有し、 前記整合過程が、 前記頂部壁若しくは前記底部壁に刻み目を形成する過程と、 前記刻み目内に前記スペーサ壁を設ける過程とを有すること特徴とする請求項 34に記載の方法。 37.バックプレート及びフェースプレートの間に、セラミック若しくはガラス セラミックのスペーサ構造体で、複数のスペーサ構造体孔を開けられた、該構造 体を取り付ける過程と、 前記スペーサをケース内部に封入すべく、前記バックプレートと前記フェース プレートとを封着する過程とを有することを特徴とするフラットパネル装置の組 立方法。 38.セラミック若しくはガラスセラミック材料の膜に孔を開ける過程と、 前記セラミック若しくはガラスセラミック材料の膜を張り合わせて前記スペー サ構造体を形成する過程とを有することを特徴とする請求項37に記載の方法。 39.バックプレート及びフェースプレートの間にスペー サを取り付ける過程と、 前記スペーサ表面上に電荷が帯びるのを最小化若しくは防ぐべく前記スペーサ の表面を処理する過程と、 前記スペーサと前記バックプレート上の電気伝導体との間の電気的接続をなす ように前記スペーサの端面に金属被覆エッジを形成する過程と、 前記スペーサをケース内部に封入すべく、前記バックプレートと前記フェース プレートとを封着する過程とを有することを特徴とするフラットパネル装置の組 立方法。 40.前記スペーサ表面の処理過程が、前記スペーサ表面上の抵抗性被覆を形成 する過程を含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。 41.前記抵抗性被覆か酸化クロムを材料とすることを特徴とする請求項40に 記載の方法。 42.前記抵抗性被覆が化学的蒸着によって形成されることを特徴とする請求項 40に記載の方法。 43.前記抵抗性被覆がスパッタリングによって形成されることを特徴とする請 求項40に記載の方法。 44.前記抵抗性被覆が蒸発によって形成されることを特徴とする請求項40に 記載の方法。 45.前記スペーサ表面の処理過程が、予め定められたドーパント濃度のドーピ ングを施す過程を有することを特徴とする請求項39に記載の方法。 46.本体部分と、 前記本体部分に沿って設けられたパターンをなす隆起部分と、 前記隆起部分の間の前記本体部分に沿った複数の発光領域とを有し、 前記発光領域は電子が衝突すると光を発し、前記隆起部分に電子が衝突したと きは前記隆起部分は前記発光領域と比較して実質的に発光せず、前記隆起部分は 前記発光領域よりも前記本体部分から更に隆起していることを特徴とし、 各隆起部分が、前記隆起部分の横幅全体に延在し、かつその高さ方向の少なく とも一部分を実質的に占めている暗領域を有することを特徴とし、 前記暗領域が主として、金属、セラミック、半導体、炭化物のうちの少なくと も1つからなることを特徴とする発光構造体。 47.前記隆起部分が、少なくともその一部が互いに平行となるように延在する ことを特徴とする請求項46に記載の構造体。 48.前記隆起部分が、互いに異なる向きに延在する少なくとも2つのグループ を有することを特徴とする請求項46に記載の構造体。 49.前記本体部分が、前記発光領域に向かって伸びる、少なくとも一部が透明 なプレートを有することを特徴とする請求項46から請求項48の何れかに記載 の構造体。 50.前記金属が、ニッケル、クロム、ニオブ、金、及び ニッケル−鉄合金の中の少なくとも1つであることを特徴とする請求項46から 請求項48の何れかに記載の構造体。 51.前記各隆起部分の暗領域が、前記隆起部分の高さ方向の一部分のみを占め ることを特徴とする請求項46から請求項48の何れかに記載の構造体。 52.互いに隔てられ、内部表面が向かい合った形で設けられた第1及び第2の プレートと、 前記第1プレートの前記内部表面に沿って設けられたパターンをなし、主とし て、金属、セラミック、半導体、炭化物のうちの少なくとも1つからなる暗領域 を有する隆起部分と、 前記隆起部分の間の前記第1プレートの前記内部表面に設けられた複数の発光 領域と、 前記プレートを支持し、かつそれらを互いに隔てられた形で維持する支持構造 体と、 前記第2プレートの前記内部表面上で、電子放出素子の組を横向きに隔てて設 けてなるアレイとを有し、 前記第1プレートが、前記発光領域に沿って延在し少なくともその一部分が透 明であることを特徴とし、 前記隆起部分が、前記発光領域よりも前記第1プレートから盛り上がっている ことを特徴とし、 前記電子放出素子からの電子が衝突したとき、前記発光領域は光を発し、一方 前記隆起部分は前記発光領域と比較して実質的に発光しないことを特徴とする光 学ディスプレ イ。 53.各隆起部分の前記暗領域が、前記隆起部分の横幅全体に延在し、かつその 高さ方向の少なくとも一部分を実質的に占めていることを特徴とする請求項52 に記載のディスプレイ。 54.前記隆起部分と前記第2プレートとの間に前記隆起部分を横切る形で配置 された、横向きに間隔を開けて設けられた内部支持体のグループを有し、 前記内部支持体が、前記発光領域から隔てられて設けられ、前記電子放出素子 の間の領域に向かって延在していることを特徴とする前記支持構造体を有するこ とを特徴とする請求項53に記載のディスプレイ。 55.各内部支持体がスペーサ壁を含むことを特徴とする請求項54に記載のデ ィスプレイ。 56.前記第1プレートから前記発光領域に沿って横切る形で設けられた、前記 発光領域から前記第1プレートへの光を反射する光反射層を更に有することを特 徴とする請求項55に記載のディスプレイ。 57.前記金属が、ニッケル、クロム、ニオブ、金、及びニッケル−鉄合金の中 の少なくとも1つであることを特徴とする請求項52から請求項56の何れかに 記載の構造体。 58.前記各隆起部分の暗領域が、前記隆起部分の高さ方向の一部分のみを占め ることを特徴とする請求項52から請求項56の何れかに記載の構造体。 59.本体部分に沿って暗色層を作る過程と、 前記本体部分に沿って隆起部分のパターンを形成するべく前記暗色層の一部を 選択的に除去する過程と、 前記隆起部分が前記発光領域より更に盛り上がった形となるように、前記隆起 部分の間に前記本体部分に沿って複数の発光領域を設ける過程とを有することを 特徴とする発光構造体の製造方法。 60.前記暗色層がガラスを材料とすることを特徴とする請求項59に記載の方 法。 61.本体部分に沿って第1金属層を形成する過程と、 前記第1金属層上にマスクを形成する過程と、 前記マスクの開口部に第2金属部分を電気化学的な方法で設けて、前記第2金 属がパターンをなす隆起部分を形成するようにする過程と、 前記マスクを除去する過程と、 前記隆起部分が前記発光領域よりも前記本体部分から更に盛り上がった形とな るように、前記隆起部分の間に複数の発光領域を設ける過程とを有することを特 徴とする発光構造体の製造方法。 62.前記第2金属部分によって覆われていない前記第1金属部分を除去し、前 記隆起部分が前記第2金属の残りの部分を含む形で延在するようにする過程とを 更に含むことを特徴とする請求項61に記載の方法。 63.前記第1及び第2金属の少なくとも1つが暗色金属 であることを特徴とする請求項62に記載の方法。 64.ほぼ均一な組成の本体の一部を特定の深さで選択的に除去して、前記本体 の残りの部分が、本体部分及び前記本体の除去された部分に設けられたパターン をなす隆起部分を含むようにする過程と、 前記隆起部分間の前記本体部分に沿って複数の発光領域を設け、前隆起部分が 前記発光領域よりも前記本体部分から更に盛り上がった形となるようにする過程 とを含むことを特徴とする発光構造体の製造方法。 65.前記除去過程が、マスクを通して前記本体を破壊処理(attacking)する 過程を伴うことを特徴とする請求項64に記載の方法。 66.前記除去過程が、 前記本体に沿ってパターンを描く第1の層を設けて、その前記隆起部分となる ことが予定される所望の部分において、開口部が延在するようにする過程と、 前記第1の層における開口部に於いて、マスク材料によって描かれたパターン を形成する過程と、 前記第1の層を除去する過程と、 前記マスク材料のパターンにおける開口部を通して前記本体を破壊処理する過 程とを有することを特徴とする請求項64に記載の方法。 67.前記マスクパターンの形成過程が、 前記開口部を通して前記第1の層の上にマスク材料の層 を与える過程と、 前記マスク材料の層を、前記本体全体を通す背面光化学放射に選択的に曝す過 程であって、前記第1の層の前記マスク材料が上層をなしている部分が前記放射 に曝されることを実質的に防ぐべく、前記第1の層を使用する、該過程と、 前記マスク材料の前記放射に曝されていない部分を実質的に除去する過程とを 有することを特徴とする請求項66に記載の方法。 68.前記破壊処理過程がサンドブラストによって実施されることを特徴とする 請求項65に記載の方法。 69.前記隆起部分をそれぞれ覆う暗色部分のパターンを形成する過程を更に有 することを特徴とする請求項64から請求項68の何れかに記載の方法。 70.電子が衝突したとき、前記発光領域が光を発し、前記隆起部分が、前記発 光領域と比較して実質的に光を発しないことを特徴とする請求項59から請求項 68の何れかに記載の方法。 71.前記本体部分から前記発光領域全体を横切って延在する光反射層を形成す る過程を更に有することを特徴とする請求項59から請求項68の何れかに記載 の方法。 72.前記発光領域に沿って延在し、少なくともその一部分が透明であるプレー トを、前記本体部分が有することを特徴とする請求項59から請求項68の何れ かに記載の方 法。 73.温度を300℃〜700℃の範囲まで上昇させて前記隆起部分を軟化させ る過程を有することを特徴とする請求項59から請求項68の何れかに記載の方 法。 74.静止プレート及び発光構造体からなる静止プレート構造体と、 バックプレート及び電子放出構造体からなるバックプレート構造体と、 前記静止プレート及びバックプレート構造体を結合して、密閉されたケースを 形成する側壁と、 表面が電荷を帯びるのを最小化もしくは防ぐべく処理された点前記バックプレ ート及び前記電子プレートに前記ケース内部に向かって作用する力に対して支持 を与える前記ケース内部に設置されたスペーサと、 前記スペーサの第1端面と前記バックプレート構造体との間に設けられ、前記 スペーサと前記電子放出構造体との間の電気的接続をなす第1金属被覆エッジと を有することを特徴とするフラットパネル装置。 75.前記スペーサの第2端面と前記スペースプレート構造体との間に設けられ 、前記スペーサと、前記発光構造体との間の電気的接続をなす第2金属被覆エッ ジを更に有することを特徴とする請求こう74に記載のフラットパネル装置。 76.前記処理された平面が、2次電子放出比が4より小 さい材料によって前記スペーサの表面上になされた被覆を含むことを特徴とする 請求項74または請求項75に記載のフラットパネル装置。 77.前記被覆が、109Ω/□と1014Ω/□との間の大きさの面抵抗を有す ることを特徴とする請求項76に記載のフラットパネル装置。 78.前記被覆が、酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン及び酸化バナジウム から選択された材料によってなされることを特徴とする請求項74または請求項 75に記載のフラットパネル装置。 79.前記スペーサの表面上に間隔を開けて設けられた複数の電極であって、各 電極の電圧が、前記電子放出構造体と発光構造体との間に望ましい電圧分布を達 成するように制御されている、該複数の電極を更に有することを特徴とする請求 項74または請求項75に記載のフラットパネル装置。 80.フラットパネル装置であって、 フェースプレートと、 前記フェースプレートに結合して、密閉されたケースを形成するバックプレー トと、 前記フラットパネル装置からの発光手段と、 前記バックプレート及び前記フェースプレートに、前記ケース内部に向かう方 向に作用する力に対する支持を与える前記ケース内部に設置されたスペーサ構造 体とを有し、 前記スペーサ構造体が、それを貫通する複数のスペーサ構造体孔を有すること を特徴とするフラットパネル装置。 81.複数の孔を設けたアドレッシンググリッドであって、各スペーサ構造体の 孔がアドレッシンググリッドの孔の少なくとも1つと整合している、該アドレッ シンググリッドを更に有することを特徴とする請求項80に記載のフラットパネ ル装置。 82.前記ケース内部に設けられたスペーサ壁を更に有することを特徴とする請 求項81に記載のフラットパネル装置。 83.前記スペーサ構造体が、前記アドレッシンググリッドと前記ペースプレー トとの間に設けられることを特徴とする請求項81に記載のフラットパネル装置 。 84.フラットパネル装置であって、 フェースプレートと、 前記フェースプレートに結合して密閉されたケースを形成するバックプレート と、 前記フラットパネル装置からの発光手段と、 前記バックプレート及び前記フェースプレートに前記ケース内部に向かって作 用する力に対して支持を与える前記ケース内部に設置されたスペーサ壁とを有し 、 前記スペーサ壁が、セラミック、ガラスセラミック、セラミック強化ガラス、 若しくは不透明ガラスを材料とし、かつ積層状態の複数の薄膜材料からなること を特徴とする フラットパネル装置。 85.積層状態の複数の薄膜材料からなるスペーサ壁を、前記ケース内部に少な くとも1つ追加的に設けることを特徴とする請求項84に記載のフラットパネル 装置。 86.前記フェースプレートと前記バックプレートとの間に設けられた、複数の 孔を有するアドレッシンググリッドを更に有することを特徴とする請求項84に 記載のフラットパネル装置。 87.前記発光手段が、 熱電子カソードと、 前記フェースプレート上に設けられた発光材料とを有することを特徴とする請 求項80から請求項86の何れかに記載のフラットパネル装置。 88.前記発光手段が、 電界エミッタカソードと、 前記フェースプレート上に設けられた発光材料とを有することを特徴とする請 求項80から請求項86の何れかに記載のフラットパネル装置。 89.前記フェースプレートを前記バックプレートと結合する側壁を更に有する ことを特徴とする請求項80から請求項86の何れかに記載のフラットパネル装 置。 90.前記フェースプレート及び前記バックプレートがそれぞれ曲面をなす形状 を有することを特徴とする請求項80から請求項86の何れかに記載のフラット パネル装置。[Procedure Amendment] Patent Law Article 184-7, Paragraph 1 [Submission date] August 24, 1994 [Correction content]                                  Specification   Flat with internal support structure and / or raised black matrix Panel deviceBackground of the Invention 1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION   The present invention relates to flat panel devices such as flat CRT displays. The invention also relates to the techniques used in the manufacture of flat panel devices. 2. Related technology   In recent years, a lighter and more bulky alternative to the older deflected beam CRT displays Flat CRT display (flat panel (Also known as Le Display) have been made. In addition to flat CRT displays, other flat panel displays, such as For example, plasma displays have also been developed.   In flat panel displays, faceplate, The backplate, and the perimeter of the faceplate and backplate The connection wall provided so as to surround the portion forms one enclosure case. Fl In the panel display, the inside of the case is kept in a vacuum state. For example, for a flat CRT display, it is almost 1 x 10-7to torr It is kept. On the inner surface of the face plate, the display Phosphor pattern or phosphor-like light-emitting device defining an upper active area Coating is provided. The light emitting element emits light, which is The cathode element adjacent to the plate is excited and emits electrons. This is accelerated toward the phosphor on the face plate, and the phosphor emits light. The light on the outer surface (viewing surface) of the faceplate. And will be seen by the viewer.   In the display, the electron-emissive element is selectively excited to emit electrons. The emitted electrons are directed to the phosphor on the face plate. These phosphors are electrons Emits light that can be seen on the outside surface of the faceplate when it strikes Is.   The electrons emitted from each electron-emitting device are emitted only to the target phosphor It is supposed to collide. However, among the emitted electrons, a certain number of Others may hit other parts of the surface plate than the targeted phosphor. Fe In order to improve the contrast in the space plate, The matrix of non-reflective areas that do not emit light substantially when It is provided in a dispersed form. For color displays, this black Trix also improves color purity. The fluorescent area has a face It is provided in a form that is more raised than the rate.   Since the inside is close to a vacuum, Pressure is applied, but this depends on the pressure difference between the internal vacuum state and the external atmospheric pressure. Because it's big enough to collapse a flat panel display without it. . Diagonal lengths greater than approximately 1 inch (diagonal lines are separated from each other in the active area) For a rectangular display with opposite corners (distance between corners) Due to the large ratio, the faceplate is especially sensitive to the effects of this type of mechanical damage. It is easy to receive. Here, the aspect ratio is the width, for example, of the connecting walls facing each other. The distance, or height, between the parts surfaces, for example the inner surface of the back plate and the face plate. It is defined by the distance of the rate from the inner surface divided by the thickness. F The faceplate or backplate of the rat panel display is The panel display may also be damaged due to the impact of external force .   In order to support the face plate and / or the back plate from the inside, Spacers have been used. Conventional spacers are wall-shaped or column-shaped and Pixels in the active area of the display (up to It is provided between the phosphor regions forming small units).   Spacers are formed by photopatterning of polyimide. Has been made. However, we have found that polyimide spacers are not suitable. And why (1) Insufficient length, (2) Used for face plate Typical materials (glass) and typical materials used for back plates (eg Glass, ceramic, glass-ceramic or metal) and addressing grease Typical materials used in addressing grids (eg glass-ceramics) (Or ceramic or ceramic), the coefficient of thermal expansion cannot be matched. Causing problems with stars, (3) Polyimide in a state close to vacuum Gas release may occur when used in.   Although glass spacers have been used for the spacers, the glass has sufficient strength. Not always. Furthermore, there are micro cracks peculiar to glass, which easily Glass spacers are better than (ideal) glass because they tend to spread throughout. It becomes even weaker.   In addition, no matter what material is used for the spacer, The presence of spacers adversely affects the flow of electrons towards the faceplate. There are things to do. For example, stray electrons generate static electricity on the spacer surface, By forming a voltage distribution different from the voltage distribution near the spacer, Will be distorted and the image displayed on the display will be distorted Of.Summary of the Invention   In accordance with the present invention, the flat panel device includes a spacer that provides internal support. Have. Especially for devices that operate with low pressure inside, this spacer Due to the pressure difference between the low pressure state of the section (eg below atmospheric pressure) and the external atmospheric pressure. Prevents the device from being destroyed by the stress caused by This spacer is The device is internally supported even with respect to the stress generated by impact. In addition to this Also, the spacer surface inside the case prevents static electricity from being generated on the spacer surface. Or, it is processed so as to be minimized. As a result, the spacer is close to the spacer. Eliminates adverse effects on nearby electron flow and eliminates image distortion on the device. .   In one embodiment of the present invention, the surface of the spacer is provided with a coating, This coating has a secondary electron emission ratio δ of less than 4 and a sheet resistance of 109Ω / □ and 1014Ω It consists of substances that take values between / and. The material forming this coating is oxidized It is selected from ROM, copper oxide, titanium oxide and vanadium oxide.   In another embodiment of the invention, the spacer surface is provided with a first coating. First The second coating is on top of the first coating. The first coating has a surface resistance of 109Ω / □ and 1 0FourMade by substances that take values between Ω / □. The second coating is the secondary electron emission Made by a material with a ratio δ or less than 4.   In another embodiment of the invention, the spacer surface is provided with a first doping. The surface resistance of the surface is 109Ω / □ And 1014A spacer table which is adapted to have a value between Ω / □ and is then doped The surface is coated with a material having a secondary electron emission ratio δ of less than 4. Coating Eggplant material selected from chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide and vanadium oxide To be done.   In another embodiment, the surface resistance of the spacer surface is 109Ω / □ and 1014 Doping is performed on the spacer surface so as to obtain a value between Ω / □.   The spacers are made of ceramic, for example, and are used for spacer walls or spacer structures. However, the spacer wall and spacer structure must be combined. Can also be. The flat panel device also has a light emitting means. In addition, flat panel equipment The device can also include a field emitter cathode or a thermionic cathode. It   In yet another embodiment of the present invention, one or more electrodes are Is provided on the surface of the spacer. For example, electrodes are spacers and back plates Can be installed near the boundary of the Controlled to obtain the desired voltage distribution, which results in imperfections in surface treatment, or Deflection electron flow to desired shape to correct distortion caused by spacer misalignment To do. In another embodiment, the desired internal surface of the backplate is desired. This electrode can also be provided in a serpentine shape in order to obtain a voltage distribution.   By forming the voltage dividing means, the voltage of each electrode is set. In one of the examples In this case, the voltage dividing means has a resistive coating formed on the surface of the spacer. oating). The sheet resistance of the coating is adjusted to obtain an accurate voltage at each electrode. It must be.   In yet another embodiment of the present invention, a strip of electrically conductive material (metal The edge metallization is the end face of the spacer surface and the back plate. Formed between them so that they come into intimate contact over the entire spacer There is. Metallized edges if the spacer has a resistive coating on the surface Are electrically connected to the resistive coating. In this case, metallized edges and resistive coatings Ensures that the interface between them is a constant distance from the inner surface of the back plate. It is provided in. Similarly, the metallized edge is between the faceplate and the spacer. Make a good connection between the faceplate and the end face of the spacer to make a good electrical connection. Is made.   In the method of assembling the flat panel device according to the present invention, the flat panel device is assembled. Install a spacer between the back plate and face plate of the The spacer surface is treated to prevent or minimize the charging of the surface. , A metal coating edge that forms the electrical connection between the spacer and the back plate. It is provided on the end surface of the spacer, and the back plate and the spacer are enclosed so that the spacer is enclosed inside. Source The device is assembled by sealing with the plate. Do not treat the spacer surface To form a resistive coating or coating, by doping the surface, By both surface doping and resistive coating or coating formation, or by firing And then reduce the surface.   Further, the present invention may be used in optical devices such as flat panel CRT displays. And a light emitting structure suitable for being installed. The light emitting structure of the present invention has a main body (ma in section), along with the raised section along the A plurality of light emitting regions provided in a portion between the raised portions. The light emitting area is When a child collides, it emits light. On the other hand, the bumps are virtually Does not emit light. In addition, the raised portion rises further from the main body than the light emitting area. It has a shape.   Each raised portion spans the entire width of the raised portion and at least a portion of its height. Includes a dark area that substantially surrounds it for minutes. For the pattern of the raised part Thus, a raised black matrix is formed, which is the contrast of the light emitting structure. Improve strike. Selectively emits light of two or more colors in the light emitting area In this case, the raised black matrix also has the effect of increasing the color purity.   The light emitting structure of the present invention can be manufactured according to various techniques. Technique of the present invention One of the surgical groups is to apply a portion of a given layer of material in the raised portion to the body portion of the light emitting structure. Select along The pattern of the raised portion is processed by a process that includes a process of removing It is formed along the body part. According to another technique according to the invention, the body ( part of the body) is selectively removed to a certain depth and the rest of the body is not removed The portion may be formed to include the body portion and the raised portion of the light emitting structure.Brief description of the drawings   FIG. 1 shows a flat panel including a thermionic cathode according to one embodiment of the present invention. It is a perspective view of the panel display, showing the inside by cutting off a part of the surface layer. Things.   2A and 2B show a flat panel device according to one embodiment of the present invention. A simplified cross-sectional view of the display, illustrating the use of spacer walls. It is a thing. 2A is a sectional view taken along line 2b-2b of FIG. 2B, FIG. 2B is a sectional view taken along line 2a-2a in FIG. 2A.   FIG. 3 illustrates a flag including a field emission cathode according to one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a front panel display, showing a part of the surface layer cut away to show the inside. It is what   FIG. 4A is a detailed perspective sectional view of a portion of the flat panel display of FIG. Is.   FIGS. 4B and 4C are illustrations of the display of FIG. FIG. 2 is a plan view of parts of each part, 4B is a view seen from the direction of arrows c and d in FIG. 4A.   FIG. 4D is a cross-sectional view of the entire flat panel CRT display of FIG. 4A. is there.   FIG. 4E is centered on the black matrix of the CRT display of FIG. 4A. FIG. 6 is an enlarged sectional structural view of a part of the above.   FIG. 5 is a detailed view of a portion of FIG. 2B showing alignment of spacer walls in accordance with the present invention. This is an illustration of the means.   FIG. 6 illustrates a spacer wall and spacer structure according to one embodiment of the present invention. FIG. 2A illustrates a flat panel display including a simple view from the same direction as FIG. 2A. It is the converted sectional view.   FIG. 7A shows a field emission cathode and spacer according to one embodiment of the invention. FIG. 6 is a simplified cross-sectional view of a portion of a flat panel display including a wall.   FIG. 7B shows a field emission cathode, spacer, according to one embodiment of the invention. Second part of a flat panel display including walls and addressing grid It is the simplified sectional view seen from the same direction as FIG.   FIG. 7C shows a field emission cathode, spacer, according to one embodiment of the invention. Structure, and part of a flat panel display that includes an addressing grid FIG. 2B is a simplified cross-sectional view seen from the same direction as FIG. 2A.   FIG. 8 shows a flap having a curved face plate and back plate. In the touch panel display, A second illustrated spacer is used according to one embodiment of the invention. It is the simplified sectional view seen from the same direction as FIG.   9A and 9B show a flat panel device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a simplified cross-sectional view of the display, showing the coating formed on the surface of the spacer wall. It is illustrated. 9A is a sectional view taken along line 9b-9b in FIG. 9B. FIG. 9B is a sectional view taken along line 9a-9a of FIG. 9A.   FIG. 10 shows the voltage on the vertical axis with respect to the base plate provided with the field emission device. Is a graph in which the horizontal axis represents the distance between the field emission device and the base plate in the vertical direction. It   FIG. 11 is a graph showing the secondary electron emission ratio on the vertical axis and the voltage on the horizontal axis. It shows the characteristics of two substances.   Figures 12A-12D illustrate the interface between spacer walls and are similar to those of the present invention. Focused on the metallization and raised portion of the backplate according to various embodiments It is sectional drawing.   FIGS. 13A to 13H show the light emitting black matrix of the display of FIG. 4A. It is sectional drawing which showed the manufacturing process of the structure.   14A to 14J and 15A to 15J show the display of FIG. 4A. FIG. 6 is a cross-sectional view showing different manufacturing steps of the light emitting black matrix structure of Ray. It   16A to 16J show the display of FIG. 4A. It is sectional drawing which showed another manufacturing process of the light emitting black matrix structure.   In the above figures, corresponding parts are designated by the same reference numerals.Detailed Description of the Invention   Hereinafter, an example of the present invention will be described for a flat CRT display. Book The invention is not limited to flat panel displays, such as plasma displays or It will also be appreciated that it is applicable to vacuum fluorescent displays. Furthermore, the book The invention is not limited to use in displays, for example optical signal processing. Or other such as phased array rader devices Optical addressing used to control other devices, and the reproduction of images on other media Used for other purposes such as image scanning in copiers and printers. It can also be applied to a rat panel device. In addition, the invention is rectangular Flat panel devices with no screen shape, for example circular or car Has a special shape, such as that used on a board or control panel of an aircraft It can also be applied to screens.   Here, the flat panel display means a face plate and a back play. Is a display that is substantially parallel to the Thickness measured in a direction substantially perpendicular to the splat and backplate , Which is smaller than the thickness of a conventional deflected beam CRT display. In general, flat panel displays are less than 5.08 cm (2 inches) thick Fortunately, it is not necessarily limited to this. Often flat panel displays The thickness of b is substantially 5.08 cm or less, for example, 0.64 cm to 2.54 cm. It is about cm (0.25 to 1.0 inch).   As used herein, the term "spacer" refers to the inside of a flat panel display. It is a general term for those used as a support from the inside. In this statement In certain embodiments of the invention, the spacer is a "spacer wall" or "spacer". "Structure". In other words, "spacer" means "spacer wall" and "spacer". "Surface structure" together with all other structures having the above-mentioned spacer function. Is.   Generally, the spacer walls and spacer structures of the present invention are made of thin materials. Therefore, this material can be processed as it is in an untreated state, and it is subjected to a certain treatment. By doing so, it becomes hard and highly rigid. This material is used in a vacuum environment. However, it must be applicable. In addition, spacer walls and spacer structures The body has a thermal expansion coefficient that closely matches the coefficient of thermal expansion of the face and back plates. Made from material with modulus. Matching thermal expansion coefficient means spacer wall, The face plate and back plate are The heating and cooling that occurs when the rat panel display is assembled and operating. It means that it expands or contracts to about the same extent as it does. As a result , Spacer wall, face plate and back plate Compatibility will be maintained. What can happen if the coefficient of thermal expansion does not match The spacer wall or spacer structure of the anode against the faceplate. The phosphor may be damaged by moving the If stress is generated in the play and damages the parts in the display. (Including that the vacuum condition in the play is lost), or the spacer wall It is possible that things will break.   In one embodiment, the spacer walls are made of ceramic or glass-ceramic material. Made by fees. In another embodiment, the spacer walls are ceramic tape. Made from. Hereinafter, in the description of the embodiments of the present invention, spacer walls or spacers will be described. Ceramic or ceramic tape and slurry as the material for the Shall be used.   Other materials include ceramic toughened glass, opaque glass and flexible matte. Rix structure amorphous glass, electrically insulating coating Made of metal or polyimide compatible with high temperature vacuum can be used Noh. In general, the material of the spacer according to the present invention requires (a) a thin layer. That can be (B) the layer becomes flexible in the fired state, (c) not fired Perforating one layer or several layers together in a state, (D) A conductor can be provided in a required portion of the opened hole, and (e) firing Be able to accurately provide electrically conductive traces on the surface of untreated layers , (F) several layers can be laminated and at least during final heating That they can be bonded to each other; Heat on face and back plates made from materials such as glass Have a coefficient of thermal expansion that substantially matches the coefficient of expansion; The laminated structure having high rigidity and toughness, and (i) a structure subjected to firing treatment. Conforms to a vacuum condition, and (j) the fired structure is used as a cathode of the CRT. It does not contain detrimental substances, (k) all materials and manufacturing processes That a strike can be practical.   In this description and in the claims that follow, the word "ceramic" is often used However, this is in context with ceramic tape or ceramic layers or ceramics. Means a seat. In other words, this word is a well-known glass-ceramic Tape, devitrified glass tape, ceramic glass tape, ceramic tape young Means other tape, and other tape means plastic. Union It has an agent and particles of ceramic or glass, and is in a state where it is not baked. It has flexibility and can be processed, and it is hardened and hardened by firing. But it is flexible from the beginning and finally hard and rigid Any equivalent material that can be processed to high temperatures can also be used.   Ceramic tape consists of ceramic particles, amorphous glass particles, binder and Made from a mixture of plasticizers. Initially, the mixture was a slurry and It can be molded into a mold instead of being formed into a lamic tape. Sera Mick tape can be made from slurry in the unfired state, A deformable material that can be easily molded or cut into the desired shape. The ceramic tape is made into a thin sheet, and its thickness is, for example, 0.3 mi. It is about 1 to 10 mil. A ceramic table that can be used in the practice of the present invention. Examples of those available in Coops, Chattanooga, Tennessee, USA Electronic Package, Catalog No. CC-92771 / 777 and CC-LT20, or a tape substantially equivalent to this ceramic tape. There is a loop.   Other examples of low temperature glass-ceramic materials that can be used for the purposes of the present invention include: , DuPont's Green Tape. Green tape is very Thin sheet Available in shapes (eg about 3 to 10 mils) and relatively low Can be fired at a temperature of about 900 ° C to 1000 ° C, but not fired It contains a plasticizer that gives excellent processability in the state. Green tape is ceramic A mixture of particles and amorphous glass, also in the form of particles, further comprising a binder and It is a product containing a plasticizer. U.S. Pat. Nos. 4,820,661 and 4,867,9 35 and 4,948,759.   The ceramic tape before firing is formed by the method as described below, Spacer walls and spacer structures can be manufactured on the basis. Ceramic tee After molding, the mold is fired. The firing process consists of two stages. In the first stage The tape is heated to a temperature of about 350 ° C to burn the binder and plasticizer from the tape. I will lose it. In the second stage, the tape is at a constant temperature (ceramic composition). Heated to a temperature between 800 ° C and 2000 ° C) at a temperature determined by The particles of sinter to form a tough, dense structure.   The spacer wall is assembled into a flat panel display as follows. Su The trip has the required length and width in a flat panel display and Made by cutting from a sheet of unmade ceramic tape. Baking treatment The advantage of using uncertain ceramic or glass-ceramic is that Lip slitting It can be easily made by (slitting) or punching. this The strip is fired. The fired strip (spacer wall) is The base plate and the back plate are arranged at appropriate predetermined positions. The spacer walls are held in place during assembly to keep the faceplate and backplane in place. Aligns properly with the card.   Spacer wall strips are made of fired ceramic or glass ceramic. You can also make it from the seat of the hook. The fired sheet is covered (see details Described below) and processed into strips that form the spacer walls. . Alternatively, after processing the fired sheet into strips, It is also possible to form a coating.   FIG. 3 shows a flat panel display 300 which is one embodiment of the present invention. It is a perspective view, and a part of the surface layer is cut away to show the inside. Hula The display panel display 300 includes a face plate 302 and a back plate 3. 03 and a side wall 304, which form a sealed case interior 301 In a vacuum state, for example, approximately 1 × 10-7It is kept below torr. Su Pacer wall 308 supports face plate 302 against back plate 303 To do.   The field emission cathode 305 is a backpack inside the case 301. Formed on the surface of the rate 303. As described in more detail below, The tandem electrodes (not shown) allow the emission of electrons from the cathode emitters (not shown). Control. Similarly, as described in more detail below, the electrons are accelerated and become Towards the inner surface (eg anode) of the coated faceplate 302 . The IC chip 310 controls the voltage of the horizontal and vertical electrodes to control the face plate 3 A drive circuit that regulates the flow of electrons to 02 is included. Electrical conduction trace (not shown) Are used to make electrical connections between the circuitry on the chip 310 and the row and column electrodes. It   FIG. 4A illustrates a portion of a flat panel color CRT display. , Of the field emission cathode with a black matrix provided in a raised form It has an area. The CRT display of FIG. 4A is a transparent, electrically insulating flat panel. Face plate 302 and electrically insulating flat back plate 303 Having. The inner surfaces of plates 302 and 303 face each other and In terms of mold, they are separated by 0.01 mm to 2.5 mm. Face plate 302 It is typically made of glass with a thickness of 1 mm. The back plate 303 Made of glass ceramic or silicon, typically 1mm thick It   A group of laterally spaced insulator spacer walls 308 are plates. Located between 302 and 303 There is. The spacer walls 308 extend parallel to each other at regular intervals, and It is provided in a direction perpendicular to 02 and 303. Each wall 308 is typically It is made of ceramic with a thickness of 80 μm to 90 μm. Also, the wall 308 The distance between the center lines of the center lines is typically 8 mm to 25 mm. Further below As discussed, the wall 308 constitutes an internal support, between the plates 302 and 303. The spacing remains substantially uniform across the active area of the display.   The field emission cathode structure 305 in the patterned region is backlit. Is disposed between the spacer 303 and the spacer wall 308. FIG. 4B is a diagram of FIG. 4A. Draw the layout of the field emission cathode structure 305 viewed from the direction indicated by arrow C. It was what I had. The cathode structure 305 is a large glue of the electron-emitting device 309. And a metal emitter electrode (called a base electrode) provided in a pattern Sometimes divided into curvilinear lines 310 of substantially the same shape, and The metal gate electrode is divided into linear lines 310 having substantially the same shape, and The electrically insulating layer 312 is formed.   The emitter electrode line 310 is disposed on the inner surface of the back plate 303. , Extend parallel to each other at uniform intervals. Of the center line of each emitter line 310 The spacing is typically 315 μm to 320 μm. Line 310 is the source Formally made of molybdenum or chromium having a thickness of 0.5 μm It Each line 310 typically has a width of 100 μm. The insulating layer 312 is Of the back plate 303 adjacent to the line 310 and laterally adjacent to the line. It is provided above. The insulating layer 312 is typically a dioxide having a thickness of 1 μm. Composed of silicon.   The gate electrode lines 311 are disposed on the insulating layer 312 and are parallel to each other and evenly spaced. It extends every other distance. The interval between the center lines of the gate lines 311 is typically 105- It is 110 μm. Gate line 311 is oriented orthogonal to emitter line 310 Has been extended to. The gate line 311 is typically 0.02 μm to 0.5 μm. Formed from a titanium-molybdenum composite material having a thickness. Each line 311 is a reference It typically has a width of 30 μm.   The electron-emitting device 309 is laterally spaced on the inner surface of the back plate 303. Arranged in the form of an array of arranged multi-element sets There is. More specifically, each set of electron-emitting devices 309 has one of the gate lines 311. In some or all of the protruding regions that intersect with one of the emitter lines 310, Is disposed on the inner surface of the back plate 303. The spacer wall 308 is an electron It is provided in the region between the pair of emission elements 309 and in the region between the emitter lines 310. It extends in an expanding direction.   Each electron-emitting device 309 has an opening (shown in the drawing) of the insulating layer 310. Field emitter extending through the lower emitter line 31. It is connected to one of 0. The top (or top) of each field emitter 309 is Dew through one corresponding opening (not shown) in the upper gate line 311. Has been issued.   The field emitter 309 can be of various shapes, such as nail-shaped filaments or cones. It can be provided in a shape. The shape of the field emitter 309 is such that the material is It is not material specific as long as it has child emission properties. Emitter 30 9 can be manufactured by various processes, but these processes are 199 “Structure and Fabrication of Filed by Macaulay et al.  Filamentary Field-Emission Device, Including Self-Aligned Gate ” US patent application Ser. No. 08 / 118,490, and November 24, 1993 Field-Emitter Fabrication Using Charged-Part filed by Spindt et al. US Patent entitled "icle Tracks, and Associated Field-Emission Devices" It is disclosed in application Ser. No. 08 / 158,102. Application for the present invention No. 08 / 118,490 and 08 / 158,102 patent application contents Please refer to.   The light emitting structure including the black matrix is the face plate 302 and the spacer wall. And 308. The light emitting structure comprises a light emitting region 313, and substantially Without reflecting light It consists of dark ridges 314 having the same shape. Figure 4C shows 4A depicts the layout of the light emitting structure as viewed from the direction indicated by arrow D in FIG. It is a thing.   The light emitting region 313 and the dark raised portion 314 are both formed on the face plate 302. Located on the inner surface. The light emitting area 313 is disposed between the dark raised portions 314. It is placed (the opposite can be said). Electrons are emitted to the region 313 and the raised portion 314. When the electrons emitted from the output element 309 collide, the light emitting region 313 is changed to various regions. Emits color. The dark ridge portion 314 substantially emits light as compared with the light emitting region 313. Instead, the black matrix for the region 313 is formed.   More specifically, the light emitting regions 313 are formed in the gate lines 31 at equal intervals in parallel with each other. Fluorescent light that extends in the same direction as 1 and is provided in the shape of a linear stripe with the same width. It consists of a body. Each phosphor stripe 313 typically has a width of 80 μm. The thickness (or height) of the phosphor stripe 313 is 1 μm to 30 μm, which is typical. Is 25 μm.   The phosphor stripes 313 are stripes of substantially the same shape that emit red (R) light. Leip 313r and a plurality of struts of substantially the same shape which emit green (G) light. Ep 313g and a plurality of substantially the same shape strikes that emit blue (B) light. 313b. Phosphor stripes 313r, 313g, and 31 3b is formed by repeating three kinds of stripes 313 as shown in FIG. Kera Be done. Each phosphor stripe 313 starts from the corresponding one of the gate lines 311 It is arranged in a cross shape. As a result, the distance between the center lines of stripes 313 is It becomes equal to that of the start line 311.   The dark raised portions 314 are also parallel to each other and are equally spaced apart from the gate lines 311. Extending in the direction. The spacing between the center lines of the raised portions 314 is also the same as the line 3 It is equal to that of 11. The ratio of the average height to the average width of each dark ridge is 0.5- It is in the range of 3, typically 2. The average width of the raised portion 314 is 10 μm to 50 μm, typically 25 μm. The height of the raised portion 314 is 20 μm ˜60 μm, typically 50 μm.   The average height of the dark raised portion 314 is equal to the thickness of the phosphor stripe 311 (or The height is at least 2 μm larger. The typical case described above On the other hand, the raised portions 314 are raised by 25 μm higher than the stripes 313. Obedience The raised portion 314 is different from the stripe 313 from the face plate 302. It has a more raised shape.   Each raised portion 314 is dark, occupying at least a portion of its width and height. It contains non-reflective areas (which are virtually black). FIG. 4A shows these dark non-reflective areas. Occupies the entire height of the raised portion 314. In the figure after this Indicates that the dark non-reflective area is part of the height of the ridge. Illustrates an example that occupies only.   The choice of materials for the dark ridge 314 is wide. The raised portion 314 is made of nickel or black. It can be formed from metals such as aluminum, robium, gold, and nickel-iron alloys. . The raised portion 314 is made of glass, soda glass (or frit), or ceramic. , And electrical insulators such as glass ceramics, semiconductors such as silicon and charcoal. It is also formed by a material such as silicon oxide. Mixtures of these materials also bulge It can be used as a material for the portion 314.   If the raised portion 314 is made of metal, it has a temperature in the range of 300 ° C to 600 ° C. Can soften sufficiently at temperature to slightly push objects such as spacer walls 308 it can. When the raised portion 314 is made of soda glass, it is similarly 300 ° C to 5 ° C. It softens at temperatures in the range of 00 ° C. If the material of the raised portion is glass, the raised portion 31 4 softens at a temperature in the range of 500 ° C to 700 ° C.   As shown in FIG. 4B, the light reflection layer 315 has a phosphor stripe 313 and a dark stripe. It is arranged on the raised portion 314. The thickness of layer 315 is small enough that The type is 50 nm to 100 nm, and electrons emitted from the electron-emitting device 309. Almost all pass through layer 315 to the layer below it with little energy loss. I'm supposed to hit.   The surface of the light reflection layer 315 adjacent to the phosphor stripe 313 is very smooth. It has become. Layer 315 is gold Made of a metal, preferably aluminium. This causes the stripes 313 Part of the light emitted from the layer 315 is reflected by the layer 315 and passes through the face plate 302. Do it. That is, layer 315 is essentially a reflector. Layer 315 of the display It also functions as a final anode. Stripes 313 on layer 315 Since it is in contact, the anode voltage is applied to stripe 313.   The spacer wall 308 is in contact with the light reflection layer 315 on the anode side of the display. . The dark raised portion 314 is closer to the back plate 303 than the phosphor stripe 313. Once further raised, the wall 308 is raised 314 in the layer 315. Touches the part along the top (or bottom in the direction shown in FIG. 4A) of the ing. The extra ridge of the raised portion 314 causes the wall 308 to illuminate. The part of the reflecting layer 315 along the phosphor stripe 313 is not touched. There is.   On the cathode side of the display, the spacer wall 308 is as shown in Figure 4A. And is in contact with the gate line 311. In another form, wall 308 is a line You may touch the focusing ridges that extend above 311 and this Is a "Field Emitter with Focusing" filed by Spindt et al. In 1994. Ridges Located to Sides of Gate " Please refer to the contents here. Wall 308 is the traditional method Alternatively, it can be produced by the method described herein.   The air pressure on the display from the outside is usually atmospheric pressure, that is, with 760 torr It is close. The pressure inside the display is usually 10-7Set to a value smaller than torr It is fixed. This is much smaller than normal atmospheric pressure, so a large pressure difference Will always be applied to the plates 302 and 303. Spacer wall 3 08 provides resistance to this pressure.   The phosphor stripes 313 can be easily damaged by mechanical contact. It Since the dark raised portion 314 is raised further, the light reflecting layer 315 is striking. The wall 308 is separated from the wall 308 because the wall 308 is separated from the wall 308. It has a shape that does not directly exert its resistance on the 313. Stripe 313 The risk of being damaged due to the resistance of the Greatly reduced.   The display is further divided into row and column arrays of pixels. Typical pixel The boundaries of the region 316 are indicated by the arrows in Figure 4A and in Figures 4B and 4C. It is shown with a dotted line. Each emitter line 310 is a row for one of the rows of pixels. Will be the electrode of. 4A, 4B, and 4C for ease of illustration. That is, there is only one pixel row, and a pair of adjacent spacer walls 308 (pixel row (Partially overlapping along the side) It is shown. However, in general, a row of two or more pixels, typically 24-1 A row of 00 pixels is provided between each adjacent pair of walls 308.   Each pixel column has three gate lines 311 and the three are (a) one Red, (b) second is green, and (c) third is blue. Similarly, for each pixel Each column includes one phosphor stripe 313r, one phosphor stripe 313g, and one phosphor stripe 313b. Will be. Each pixel column uses four dark ridges 314. Ridge Two of 314 are inside a column of pixels and the other two are co-located with columns of adjacent pixels. Have.   As a result, the light reflection layer 315 and the phosphor stripe 313 are different from each other in potential of the emitter electrode. The positive potential difference of 1,500 V to 10,000 V is maintained. Electronic release One of the pair of output elements 309 is suitable for the emitter line 310 and the gate line 311. If it is properly excited by a properly adjusted potential, the elements that make up the set 309 emits electrons, which are the target of the phosphor of the corresponding stripe 313. It is accelerated toward the part to do. In Figure 4A, one of these electron groups has moved. Trajectory 317 is illustrated. Target firefly of corresponding stripe 313 When they collide with a light body, the emitted electrons cause these phosphors to move. Emits light as represented by 318 of FIG.   Some of the electrons in the light-emitting structure are not the target phosphors. There is a certain amount that collides with other parts. For the collision of electrons to other than the target point Tolerance is measured in the transverse direction (ie, along the row) rather than in the column direction (ie, along the column). Direction) is smaller, but this is because each pixel has fluorescence of three different stripes 313. Because it contains the body. Black mat formed by the dark raised portion 314 Rix compensates for the collision of electrons off the target point in the transverse direction, and with high color purity Provides sharp contrast.   FIG. 4D shows a sectional view of the entire CRT of FIG. 4A. Electrically insulating The outer wall 304 of the plate is provided outside the active area of the plates 302 and 303. And forms a closed case 301. The outer wall 304 is a square Consisting of four walls arranged in a rectangular shape, typically 2 mm to 3 mm thick It is made of glass or ceramic. As shown in Figure 4D, the space Generally, the support wall 308 is provided up to a region near the outer wall 304. Shi However, the spacer wall 308 may be provided in contact with the outer wall 304.   The back plate 303 extends laterally opposite the face plate 302. It extends in shape. Connected to the emitter line 310 and the gate line 311 The electronic circuit system (not shown) such as a lead is a face of the back plate 303. It is attached to the outer portion of the outer wall 304 on the plate-side surface. Light reflection layer 315 is a sealed part around Connects to connection pad 319 that extends through and has an anode / phosphor voltage applied Has been done.   FIG. 4E is a light emitting black matrix in the CRT display of FIG. 4A. FIG. For illustration purposes, the dark raised portion 31 in FIG. 4E is shown. 4 is illustrated as having a main dark portion 314a and a light emitting portion 314b. . The dark portion 314a is between the face plate 302 and the light emitting portion 314b, It extends over the entire raised portion 314 of FIG. 4E. The light emitting portion 314b is Can be made of transparent material. In FIG. 4E, the phosphor 313 and aluminum Even if the surface portion of the phosphor along the boundary between the light reflection layers 315 is rough. , On the surface of the aluminum light-reflecting layer 315, between the phosphor 313 and the layer 315. It also shows that the part along the part is smooth.   FIG. 7A shows a flat panel display 70 according to one embodiment of the invention. FIG. 3 is a simplified cross-sectional view of a portion of 0, a field emitter cathode (FEC) structure In a flat panel display 700 having an anode spacer wall 70 8 illustrates that 8 is used.   The FEC structure is a traverse formed on an electrically insulating back plate 703. An electrode 710 is included. Insulator 712 (made of electrically insulating material ) Is formed on the back plate 703 and covers the transverse electrodes 710. Insulator 71 2 has a hole 712a communicating with the transverse electrode 710. It is provided. The emitter 709 is formed on the transverse electrode 710 in the hole 712a. Be done. The emitter 709 has a conical shape, and the top end 709a of the emitter 709 is an insulator. It extends just to the same level as the top surface of 712. Other types of emitters can be used It will be understood that it is Noh. The column electrodes 711 surround the holes 712a of the insulator 712. Is provided in the surrounding area and extends so as to partially cover the top of the hole 712a. The distance between 09a and the column electrode has a predetermined size.   The column electrodes 711 and the emitter upper end portion 709a are located on the face plate 702. Separated by space. Between the FEC structure and the faceplate 702 The space is hermetically sealed and is in a vacuum state, ie about 10-7kept below torr . Phosphor 713 is on the surface of faceplate 702 facing the FEC structure. It is provided in. Emitter 709 is excited and emits electrons 714, which The child is accelerated in the space and collides with the phosphor 713 on the face plate 702. It When the electron 714 collides with the phosphor 713, the phosphor 713 emits light, and the light is It can be seen through the face plate 702.   The anode spacer wall 708 extends from the column electrode 711 and extends from the face plate 70. 2, the vacuum inside the flat panel display 700 and the atmosphere outside it Face plate 702 to counter the force generated by the pressure difference from the pressure Support.   In the example above, the spacers are the fluorescent material on the cathode and faceplate. It must not interfere with the electron trajectories to and from the body coating. Therefore, the spacer itself is The electrons are attracted or repelled with a load, and the electron's orbit is moved beyond the allowable range. The spacer wall must be of sufficient electrical conductivity to prevent distortion. I have to. In addition to this, a large current flows from the high-voltage phosphor and a large power The spacer is sufficiently electrically insulating so that the loss of Must. The spacer is an electrically insulative material, on top of which electrically conductive It is preferably made from a thin coating of the material.   FIG. 9A shows a coating 9 formed on a spacer wall 908 according to an embodiment of the invention. 9b- of FIG. 9B showing a portion of a flat panel display 900 including 04. 9b is a simplified cross-sectional view taken at 9b. FIG. Figure 9B shows a flat panel display. FIG. 9A is a simplified cross-sectional view taken along line 9a-9a of FIG. 9A, showing a portion of a 900. It The flat panel display 7900 includes a face plate 902 and a back plate. Rate 903 and sidewalls (not shown), which are vacuum inside, 1 × 10-7It forms a sealed case 901 kept below torr.   Focusing ribs (or focusing ridges) 902 are back plates Provided on the inner surface of 903, which Is perpendicular to the plane of FIG. 9A. In flat panel display The use and structure of the converging ribs described in detail in "Field Emitte" by Spindt et al. US patent entitled "r with Focusing Ridges Located to Sides of Gate" , Which is related to the present invention. Please refer. In the concave portion formed between each pair of converging ribs 912 A field emitter 909 is formed on the inner surface of the back plate 903. electric field The emitters 909 are formed in approximately 1,000 groups.   The matrix of the dark raised portions 911 corresponds to the face plate 90 inside the case 901. 2 and is described in detail above with respect to FIGS. 4A-4E. It is Ri. The phosphor 913 partially fills each concave portion between the raised portions 911. Is formed. Anode 914 is an electrical conductor such as thin aluminum Quality and formed on the phosphor 913.   The spacer wall 908 has a face plate 902 and a back plate 903. I support you. The surface between each end of each spacer wall 908 has a resistive coating 904. Has been done or has been doped, which is described in more detail below. It is described in detail. The resistive coating 904 allows charge to build up on the spacer walls 908. Do not distort the electron flow 915 by minimizing or preventing it from taking on Then Is there.   One end of each spacer wall 908 contacts a plurality of raised portions 911 and has a metallized edge. 905 is provided. The opposite end of the spacer wall 908 has a plurality of converging ribs. A metallized edge 906 is provided that contacts 912. Metal coated edge 905 And 906 are made of aluminum or nickel, for example. Metal coating Between the cover 904 and the faceplate 902 by means of the wedges 905 and 906. , Or good electrical connection between the coating 904 and the converging ribs 912, This preferably defines the voltage across the spacer wall 904 and ensures a uniform resistance. The connection is made. Between spacer wall 908, coating 904 and metallized edge 905 Various forms can be adopted for the boundary portion of the, but this will be described in detail below. Describe. Electrodes 917 are coated (or doped) on each spacer wall 908. Formed on the surface) and rises from the emitter 909 to the anode 914. Used to "subdivide" the position.   In another embodiment of the invention, spacer wall 908 is shaped without electrodes 917. Is made.   Each group of field emitters 909 causes electrons 915 to enter the faceplate 902. It is emitted toward the surface of the part. As part of the flat panel display 900 A path system (not shown) is formed, which can be connected on an IC chip, for example. The electrode 9 is provided on the outer surface of the back plate 903. Used to control the potential of 17. The potential of each electrode 917 is the electric field emitter 90. 9 is set so that the potential rises linearly from the high voltage of the anode 914. Is common. Therefore, the electrons 915 accelerate toward the face plate 902. And collide with the phosphor 913 to be emitted from the flat panel display 900. Generates light.   For optimal convergence, the required equipotential lines on the surface of FIG. Draw a curved line in the vicinity of the It is in the form of entering a space. However, the presence of the spacer wall 909 immediately determines its position. (C) It affects the equipotential lines at the bottom of the linear shape of the spacer wall 909. According to the present invention, the electrode 917 can be provided near the bottom of the spacer wall 909. Then, an electric field having a desired curved equipotential line can be formed.   FIG. 10 shows the voltage as the vertical axis and the distance 907 from the field emitter 909 (FIG. 9B). ) Is the graph with the horizontal axis. The anode 914 is a distance from the field emitter 909. 916 are separated by a higher potential than the field emitter 909 (see FIG. 10). (Represented by HV). Away from one of the spacer walls 908 A group of field emitters 909 at different locations, eg field emitter 909b. Therefore, the spacer wall 908 interferes with the electron flow 915 from the field emitter 909. Field emitter 909 The change in potential from the anode 914 to the anode 914 is almost linear as shown in FIG.   The change in potential between the field emitter 909 and the anode 914 is dependent on each spacer wall 90. It is necessary to be linear even in the vicinity of 8, which distorts the electron flow. (That is, the deterioration of the image quality can be prevented). But the field emitter A field emitter 90 provided near one of the spacer walls 908, such as 909a. In one group, field spacers 90 are formed by adjacent spacer walls 908. The electron stream 915 from 9 can be interfered with. Electric field emitter 909a The floating electrons 915 emitted from The electric charge is accumulated on the sensor wall 908. The electron density impinging on the spacer wall 908 If the degree is (current density j) given, the electric charge accumulated on the surface of the spacer wall 908 is The amount of load is equal to j · (1-δ). When δ ≠ 1, the charge accumulation causes space The surface potential of the spacer wall 908 deviates from the desired potential, and the spacer wall 90 The electron flow from 8 is not zero. If the spacer wall 908 has low electrical conductivity, In this case, the potential shift distorts the flow of electrons near the spacer wall 908 and B) The quality of the image will be degraded.   Generally speaking, the desired potential (field emitter) near the spacer wall 908. 909) to the anode 914). Deviation of potential Is given by the following equation. ΔV = ρs・ {X ・ (x-d) / 2} ・ j ・ (1-δ) (1)   here, ΔV = Change in voltage (V) ρs   = Spacer wall surface resistance (Ω / □) x = distance from the nearest electrode, 0 <x <d (cm) d = distance between electrodes (cm) j = current density (A) flowing on the surface of the spacer wall δ = secondary electron emission ratio (dimensionless) Is.   In the above equation, the current density j strikes the spacer wall 908 uniformly, Sheet resistance ρ of pacer wall 908sAre assumed to be uniform. More accurately say For example, equation (1) shows that the current density j depends on the position on the spacer wall 908. And the secondary electron emission ratio δ depends on the exact potential at that position on the spacer wall 908. It explains what exists.   As seen in equation (1), the potential deviation ΔV is the midpoint between the two electrodes 917. ΔV is the maximum (ie, the maximum value is {x · (x−d) / 2}) Proportional to the square of the distance from. For this reason, the space can be added by adding more electrodes. Surface 908 to minimize potential shifts, thereby reducing face plate 902 Flow of electrons 915 toward The distortion of can be minimized. Spacer with n number of w electrodes and height h Adding to the wall 908 reduces the power consumption of the flat panel display 900. However, the power ratio is given by the following equation. PNEW/ POLD= (D-nw) / {d · (n + 1)2} (2)   For example, a spacer having a height h of 100 mil and four electrodes having a width of 4 mil When added to wall 908, given ΔVmaxPower to2R loss is about 30 minutes It will be about 1.   Due to this more efficient charge discharge, the surface resistance ρsThe value of increased power consumption You can save a lot. Another advantage is that the electrode 917 is slightly exposed If it is provided in a rectangular shape, the electric charge is mostly blocked by the electrode 917, It prevents charges from colliding with high-resistance parts that are kept out of sight. And. However, the manufacture of the display 900 with each added electrode 917 The cost increases. Of the electrodes 917 included in the flat panel display 900. The number is chosen taking into account the trade-off relationship between the factors described below.   A further reading from equation (1) is that for a given number of electrodes 915, the surface resistance is Anti-ρsThe deviation ΔV of the electric potential also decreases as the value decreases, and the secondary electron emission ratio δ approaches 1. That is to say. Therefore, the surface of the spacer wall 908 has a low surface resistance ρ.s It is desirable to have a secondary electron emission ratio δ close to 1 and. Secondary electron emission Since the lower limit of the output ratio δ is 0 and a very high value can be taken when it rises, it is generally Regarding the secondary electron emission ratio, select a material with a low secondary electron emission ratio δ It can be said that it is desirable to do.   FIG. 11 is a graph in which the vertical axis represents the secondary electron emission ratio and the horizontal axis represents the voltage. The characteristics of two substances, that is, substances 1101 and 1102, are shown. Substance 11 For high resistivity materials such as 01, energy is 100V in most cases To 10,000 V, the secondary electron emission ratio is greater than 1 (often greater than 1). (Much larger value), and the surface will have a positive charge. Regarding Figure 4 As previously mentioned, the anode 914 is 1500 V to 1 V across the emitter 909. It is common to maintain a positive potential difference of 10,000V. Furthermore, as above In addition, the spacer wall 908 is preferably electrically insulating (ie, has a high resistivity). ) Material. Therefore, the spacer wall 908 carries a positive charge (that And often have a large charge), and electrons from the emitter 909 It will weaken the flow of 917.   However, the substance 1102 does not reach the potential range of the flat panel display 900. In this case, the secondary electron emission ratio δ is maintained at about 1. Potential deviation ΔV becomes 1-δ The surface of the spacer wall 908 is made of material 1102 because it changes in proportion. If there is, almost no charge (both positive and negative) is accumulated on the surface of the spacer wall 908. Not done. As a result, the presence of the spacer wall 908 causes the field emitter 909 and the anode Has almost no effect on the potential difference between the spacer 914 and the spacer 914. Distortion of the flow of electrons 915 due to wall 908 is minimized.   According to the present invention, the spacer wall 9 provided so as to face the inside 901 of the case. The surface of No. 08 has the characteristic of the secondary electron emission ratio δ which is very similar to the material 1102 of FIG. It is processed with the material. In addition, this surface compares to the large resistance of the spacer wall 908. The surface of the spacer wall 908 is treated so that the surface has a low resistance value. In order to easily flow from the face plate 902 to the back plate 903 And its resistance is equal to that of the current from the high voltage phosphor on the faceplate 902. It is not so low that the flow becomes large and the power loss becomes large.   In one embodiment of the present invention, spacer wall 908 is made of ceramic and The cover 904 has a secondary electron emission ratio δ smaller than 4 and a surface resistance ρsIs 109And 1014Ω / □ Made by materials that are in between. In yet another embodiment, coating 904. The material used forsIs as described above, and the secondary electron emission ratio δ is smaller than 2. It is a good thing. The coating 904 in this embodiment is, for example, chromium oxide, oxide. Copper, carbon, titanium oxide, vanadium oxide or a mixture of these It is formed by using the one that was made. In yet another embodiment, coating 904 is oxidized. Made by chrome. The thickness of the coating 904 is between 0.05 μm and 20 μm is there.   In another embodiment of the invention, the coating 904 has a size of the secondary electron emission ratio δ. The surface resistance ρsIs 109From 1014Depending on the material that is Ω / □ A first coating on the spacer wall 908 thus formed. And the first coating Above, the secondary electron emission ratio δ is less than 4 in one embodiment, and in another embodiment In that case, a second coating of less than 2 is formed. As the material of the first coating For example, titanium chrome oxide, silicon oxide, or silicon nitride can be used. Examples of the material for the second coating include chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide, and acid. Vanadium iodide or a mixture of these materials. Overall thickness of coating 904 The gap is between 0.05 μm and 20 μm.   In yet another embodiment of the present invention, spacer wall 908 is doped on its surface. Surface resistance ρsIs 109From 1014Ω / □, then secondary electron emission The ratio δ is less than 4 in one embodiment and less than 2 in another embodiment. A small coating 904 is applied. Examples of the dopant include titanium and iron. , Manganese or chromium can be used. The coating 904 is, for example, chromium oxide. , Copper oxide, carbon, titanium oxide, or vanadium oxide, mixtures of these materials and so on. Coating in one embodiment 904 is chromium oxide, the thickness of which is between 0.05 μm and 20 μm.   In another embodiment, spacer wall 908 has a surface resistance of 10 on its surface.9 And 1014Concentrated doping is performed as much as possible between Ω / □. As a dopant For example, titanium, iron, manganese, or chromium can be used.   In another embodiment of the invention, spacer wall 908 is partially electrically conductive ceramic. Made of glass or glass-ceramic material.   The coating 904 described above is formed on the spacer wall 908 by any suitable method. Be done. For example, coating 904 may be a well-known technique such as thermal or plasma enhanced. For chemical vapor deposition, sputtering, evaporation, screen printing, spin coating machines It can be formed by application, spraying or dipping. What kind Even if the method is used, the surface resistance uniformity should be within ± 2%. It is desirable to form 04. For this reason, when forming the coating 904, Generally, the thickness is controlled within a specific error range.   Another method for forming a coating on the spacer surface is to use a first ceramic layer. It is possible to utilize the materials contained in It can be made to have some electrical conductivity in the processing.   In the above example, the surface of the spacer wall is charged. Described spacer wall treatments to minimize or prevent . An embodiment of the present invention having a spacer structure, such as spacer structure 608 (FIG. 6). In the embodiment, the surface of the opening through which the electrons of the spacer structure flow is treated as described above. To minimize or prevent the surface from being charged.   12A to 12D are cross-sectional views illustrating a boundary portion between spacer walls. Thus, resistive coatings, metallized edges, converging ribs according to various embodiments of the invention. It is shown. The coating of each example is related to Figures 9A, 9B and 9C. It is one of the coatings previously described. In each example, the metallized edge and the resistive coating The boundary of the cover is precisely shaped, but it has a linear shape. Since it has a certain height from the board, it is parallel to the back plate and A straight equipotential line is defined at the base along the longitudinal direction. Described below Metallized edges according to embodiments of the present invention may be used in forming the resistive coating 904 described above. It is formed on the edge portion of the surface of the spacer wall by the technique used.   In FIG. 12A, the resistive coating 1204 is a side surface 120 of the spacer wall 1208. It is formed on 8a. Since the coating 1204 is formed on the side surface 1208, the coating 1 204 does not extend beyond the end of the side surface 1208a. Metal coated ed 1120 is the end face 120 of the spacer wall 1208. 8b, and thus the metallized edge 1206 protrudes from the coating 1204. Not extended.   In FIG. 12B, the resistive coating 1214 is a side surface 121 of the spacer wall 1218. 8a and the end face 1218 to cover the entire spacer wall 1218. metal The covering edge 1206 is formed on the end surface 1218b of the spacer wall 1218. Formed to contact a portion of the shroud 1214, the metallized edge 1206 includes a shroud 1 It does not extend beyond the end face of 204.   In FIG. 12C, the resistive coating 1214 is the side surface 12 of the spacer wall 1218. 18a and end face 1218b to cover the entire spacer wall 1218. Money A metal coating edge 1216 is formed on the end face 1218b of the spacer wall 1218. Formed by contacting a portion of the coating 1214, the metal coating 1216 is then covered. Overlapping the shroud 1214, the correctly defined height at the corners of the shroud 1214. It is provided so as to extend up to that point.   In FIG. 12D, the resistive coating 1204 is similar to the spacer wall 1 in FIG. 12A. Formed on side surface 1208a of 208, with coating 1204 on side surface 1208. Does not extend beyond the end of the. The metallized edge 1216 is a spacer In contact with a portion of the coating 1204 formed on the end face 1208 of the wall 1208 Formed, the metal coating 1216 then overlaps the coating 1204 and the coating 120 Four It is provided so as to extend to a correctly defined height at the corner portion.   As described above, the surface of the spacer wall 908 exposed inside the case 901. The electrodes 915 are provided at intervals on the top. The voltage at these electrodes 915 The position is set by the voltage dividing means. The voltage dividing means is a coating 904 or a resistive strike. Either of the lips, outside the active area of the display 900 , Connected to electrically conductive traces extending from each electrode 915. On each electrode 915 To obtain the desired voltage at that point, raise the resistance at that position as needed. To remove material at selected locations of the voltage dividing means, i.e. You can do "rimming". For trimming, for example, It is carried out by removing with a laser. Alternatively selected Can also be done by removing material from one of the electrically conductive traces , It extends to the electrode 915 inside the case, for example outside the case 901. A similar effect can be achieved by reducing the length of one or more races. It is possible to   Figures 13A to 13H (collectively Figure 13), Figures 14A to 14J (collection FIG. 14), FIGS. 15A to 15J (collectively FIG. 15), and FIG. Figures A through 16J (collectively Figure 16) show the display of the CRT display of Figure 4A. Four basic processing steps for manufacturing optical structures Illustrates the physical sequence. To make it easier to describe this process, The orientation in FIGS. 13, 14, 15, and 16 is opposite to that in FIG. 4A. Has become. In the following description of processing, words related to direction, for example, The upper side, the lower side, etc. are applicable in the directions shown in FIGS. 13 to 16. It   Starting from the processing sequence shown in FIG. 13, the start point is the face. The plate 302. The inner surface of the face plate 302 (ie Face plate side), roughened and black as shown in FIG. 13A. The reflectivity of the material forming the matrix is reduced. The process of roughening this surface is Chemical etchants such as hydrofluoric acid solution or halogen-based plasm It is generally carried out using a masking agent.   The soda glass slurry 321 capable of forming the dark non-reflective frit is Screen over the upper surface of the faceplate 302 as shown in FIG. 13B. Is deposited as an ion. Slurry 321 is 400 ° C. for 1 minute to 120 minutes Converted to a hardened soda glass layer 322 by firing (ie, heating) at 450 ° C. . Please refer to FIG. 13C. Dark raised portion 31 of soda glass layer 322 The part located between the parts scheduled to become 4 is the appropriate photoresist. By chemical or plasma etching using a mask (not shown). Or suitable It is removed by ablation with the laser programmed in place. Figure 13D , The remaining portion of the soda glass layer 322 is a raised portion due to the processing so far. 314 is shown.   As depicted in FIG. 13E, phosphor stripes 313r, 313g, and And 313b between the dark ridges 314 on the upper surface of the faceplate 302. It is formed. More specifically, it emits light in one of the three colors red, green, and blue, The slurry of the polymer, the photosynthetic agent, and the phosphor particles is stored in the face plate 302. Located on the upper surface. Arranged phosphor particles of one of these colors A portion of the slurry at the site where Cured by exposure to actinic radiation, using a strike mask (not shown) To be done. The rest of the slurry is drained off and the structure is rinsed. This work Repeat for each of the remaining phosphor particles that emit light of two colors. To be done. The structure is dried to complete the formation of phosphor stripes 313.   A layer of lacquer 323 is sprayed onto phosphor 313 and raised portion 314. Is made. The upper surface of the lacquer layer 323 has a smooth surface as shown in FIG. 13F. Of. Aluminum is vapor-deposited on the lacquer layer 323, and the light reflection layer 315 is formed. It is formed. See Figure 13G. Next, the structure is about 450 ° C. for 60 minutes Partly contains oxygen throughout It is heated in the atmosphere and is removed by burning the lacquer 323. 14th Figure H shows the completed structure. The lacquer layer 323 has a smooth upper surface As a result, the light reflecting aluminum layer 315 also has a smooth lower surface. Will be.   Moving to FIG. 14, the starting point here is still the face plate 302. The surface is rough. See Figure 15A. Dark non-reflective metal Layer 325 on the upper surface of face plate 302 as shown in FIG. 14B. Is placed. The metal layer 325 is black chrome with a thickness of 50 nm to 200 nm. Or it is generally made of niobium.   A thick photoresist layer 326 overlies the metal layer 325 as shown in Figure 14C. It is formed. The photoresist layer 326 is, for example, Morton EL2026. It consists of such a positive photoresist. The thickness of the photoresist layer is 25 μm to 7 5 μm, typically 50 μm. Photoresist 326 selectively Exposed to photoactinic radiation, a groove 327 of substantially desired width for raised portion 314. Are processed to form the. The width of the groove is 10 μm to 50 μm, typically It is 25 μm. Referring to FIG. 14D, where 326a is photoresist. It is shown as the remainder of 326.   The groove 327 is selectively completely or almost completely filled with metal. And the metal raised portion 314d is formed as shown in FIG. 14E. . Selective filling is done by an electrochemical deposition process (electroplating). Metal bump The portion 314d may be made of black or matte metal. Gold on the ridge As a genus, chromium or nickel-iron alloy is generally used. Photo Regis The mask 326a is then removed to form the structure shown in Figure 14F. Be done.   Using the metal raised portion 314d as a mask, the exposed portion of the dark metal layer 324 is To be removed. What is shown in Fig. 14G is the result of the processing so far. In the structure described above, the dark raised portion 314e is the remaining portion of the metal layer 325. Is. Each dark raised portion 314e and the upper raised portion 314d are dark raised portions. One of the 314 is configured.   The phosphor stripes 313 and the light reflection layer 315 are formed on the upper surface together with the processing shown in FIG. It was formed here by the method described in. Figure 14H shows stripes 313 Shows the formation of The layer 315 disposed on the lacquer layer 323 has a fourteenth This is illustrated in Figure I. FIG. 14J shows that the lacquer layer 323 is burned and removed. 3 is a view showing a completed light emitting structure after being processed.   The starting point of the processing sequence of FIG. 15 is a transparent, electrically insulating, flat book. Body (or plate) 329, which typically has a generally uniform composition Made of glass with. Please see Figure 15A. Sand bra The patterned layer 330 made of a material having a stripe mask-like effect is 5B, it is formed on the upper surface of the transparent body 329. Mask layer 33 0 is to provide a blanket of sandblast mask material on the body 329. Formed on the exposed surface of the main body 329 by mask edging. Part of the coating layer is selectively removed by applying a coating.   Remove the exposed part through the mask 330 of the transparent body 329 to a specific depth To do so, selective removal is performed. FIG. 15C shows the rest of the body 329. From the face plate 302 and the upper raised pattern 314f It is a diagram illustrating a structure completed as a result of the processing process up to this point. Excluding The removal process is done by sandblasting. While performing sandblasting The mask 330 is corroded and removed. When sandblasting is over If mask 330 remains, the remaining mask 330 is shown in Figure 15D. To be removed.   A layer 331 made of dark colored material is provided on the upper surface of the structure. It is lean. See Figure 15E. The dark material is dark glass Is made of dark metal. The photoresist mask 332 is shown in FIG. 15F. Generally, it is formed on the dark colored layer 331 directly above the raised portion 314f. It In order to avoid mask misalignment, photoresist mask 332 is Kure This reticle is generally made from chickles. For sandblasting mask 330 or positive photoresist It is used when making moth masks.   The dark raised portion 314g is raised by removing the exposed portion of the dark layer 331. Each is formed on the raised portion 314f. FIG. 15G shows the photoresist 33. 2 illustrates the structure after removal of 2. Each raised portion 314g and lower layer The egg-shaped raised portion 314f constitutes one of the dark raised portions 314.   The light emitting structure is completed by the processing shown in FIG. 14 by the method as described above. Special In addition, the phosphor stripes 313 are formed between the raised portions 314 as shown in FIG. 15H. It is formed. FIG. 15I shows that a light reflecting layer 315 is formed on the lacquer 323. It is shown that. Complete structure after burning and removing lacquer 323 Are shown in FIG. 15J.   By means of one of the previously mentioned processing steps shown in FIGS. After manufacturing the illustrated CRT cathode structure, the spacer wall 308 and outer wall 304 are Properly located between the cathode structure and the light emitting black matrix structure, The display parts are pumped to 10 bar.-7Small room lowered below torr Can be put in. The display is then 300 ° C to 600 ° C, typically 450 ℃ Sealed below.   The dark raised portion 314 has a temperature in the range of 300 ° C. to 700 ° C. (this temperature The degree of protrusion depends on whether the material of the raised portion is metal, soda glass, or glass. Maru ) Softens. The temperature at which the ridge softens will seal the display. Generally, the temperature is selected to be approximately the same as or slightly lower than the temperature. this As a result, the spacer wall 308 slightly digs into the raised portion 314 during the sealing process. become. This compensates for height differences between walls 308.   If the temperature to soften the ridge is higher than the temperature to seal the display, , Soften the dark ridges 314 just before sealing the CRT display You can In this case, the spacer wall 308 is again raised during the sealing process. 4 slightly penetrates and compensates for the difference in height of the spacer wall.   Although particular embodiments of the present invention have been described, this description is merely illustrated here. The scope of the invention described in the claims is not limited to this. There is no. For example, the dark raised portion 314 in the processing sequence of FIG. A layer of dark material is provided on top of the transparent body at the beginning of the processing sequence, then By omitting the process of forming the upper portion 314g of the raised portion, the dark portion Can be moved from the top of the ridge to the bottom. Additionally provided in parallel Dark non-reflective ridges, face play It is formed on the ridge 302 and extends perpendicularly to the raised portion 314.   The phosphor stripe 313 is also made of a thin phosphor thin film instead of the phosphor particles. Can be built. In addition, the light emitting region 313 is a phosphor (in this case, particles or thin film). The shape does not matter. It can also be formed by an element other than).   The transparent anode placed in the immediate vicinity of the face plate 302 is a light reflection layer. 315 can be used in place of, or in conjunction with. Like this The node consists of a layer of transparent electrically conductive material such as indium-tin oxide. It is common. Provided adjacent to face plate 302, if present The transparent anode constitutes the main body of the light-emitting black matrix structure. . Thus, one of ordinary skill in the art without departing from the scope and spirit of the invention as claimed. Could have various modifications.The scope of the claims 1. A flat panel device,   A face plate,   Back play that joins to the face plate to form a closed case And   Light emitting means from the flat panel device,   The backplane treated to minimize or prevent the surface from becoming charged. The force applied to the seat and the face plate in the direction toward the inside of the case. A spacer installed inside the case to provide support for the   The spacer provided between the back plate and the end surface of the spacer. And a metal-coated edge that makes an electrical connection with the back plate. Flat panel device to do. 2. The surface of the spacer has a secondary electron emission ratio of less than 4 and a sheet resistance of 109Ω / □ and 1014Coated with a material whose size is between Ω / □ The device according to claim 1, characterized in that 3. The material of the coating is chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide and vanadium oxide. Device according to claim 2, characterized in that it is selected from um. 4. The method according to claim 2, wherein the coating is made of chromium oxide. apparatus. 5. The thickness of the clothing is between 0.05 μm and 20 μm The device according to any one of claims 2 to 4. 6. The surface resistance of the spacer is 109Ω / □ and 1014Between Ω / □ A first coating made of material,   Made on the first coating with a material having a secondary electron emission ratio of less than 4 The device of claim 1 further comprising a second coating. 7. The total thickness of the first and second coatings is between 0.05 μm and 20 μm 7. The device according to claim 6, characterized in that 8. The surface resistance of the spacer surface is 109Ω / □ and 1014Between Ω / □ The device of claim 1, wherein the device is doped to 9. 9. The method according to claim 8, wherein the doping dopant is titanium. On-board equipment. 10. When the secondary electron emission ratio δ is 4 on the doped spacer surface, Claim 8 or claim 9 characterized in that it is coated with a small material. The described device. 11. The coating is chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide and vanadium oxide. 11. Device according to claim 10, characterized in that it is made of a material selected from . 12. 11. The method according to claim 10, wherein the coating is made of chromium oxide. On-board equipment. 13. The uniformity of the sheet resistance on the surface of the spacer is Within 2% of the specified nominal resistance 13. The device according to any one of claims 1 to 12, characterized in that Place. 14. 2. The spacer according to claim 1, wherein the spacer includes a spacer wall. The device according to any one of 3 above. 15. The spacer has a spacer structure provided with a plurality of holes. The device according to claim 1, wherein 16. An addressing grid having a plurality of holes, each having a plurality of spacer structures The holes in the body are the holes in the addressing grid or the glue in the holes in the addressing grid. Further comprising the addressing grid, which is aligned with the Item 16. The apparatus according to Item 15. 17. The surface of the spacer near the boundary between the spacer and the back plate An electrode provided above, wherein the voltage at the electrode is near the boundary. Further controlled such that the desired voltage distribution is obtained. The device according to claim 1, wherein: 18. The electrodes are installed along a curved path on the inner surface of the back plate. 18. The device of claim 17, wherein the device is eclipsed. 19. A plurality of electrodes provided at intervals on the surface of the spacer, The voltage of the electrodes is the desired voltage distribution between the back plate and the face plate. Further comprising the plurality of electrodes being controlled to achieve The device according to claim 1. 20. A voltage dividing means for setting the voltage of each electrode is further provided. Item 20. The device according to item 19. 21. The voltage dividing means further comprises a resistive coating formed on the spacer surface. 21. The device of claim 20, wherein 22. Select from the voltage dividing means to set the desired voltage at the electrodes. 21. Device according to claim 20, characterized in that the material is selectively removed. 23. An electrically conductive tray extending from each of the electrodes to outside the active area of the device. Traces to set the required voltage at the electrodes. The material is selectively removed from at least one of: The described device. 24. The first plate provided between the face plate and the second end surface of the spacer. 2 metallized edges, the metallized edges including the spacers and the spacers. A device as claimed in claim 1, characterized in that it makes an electrical connection with the base plate. . 25. A resistive coating is formed on the spacer surface and the metallized edges are 25. The device of claim 24, which makes an electrical connection with a resistive coating. 26. The boundary between the metallized edge and the resistive coating is It is characterized in that it is provided in a shape that maintains a constant distance from the inner surface of the back plate. Claim to be 25. The device according to 25. 27. A flat panel device,   A face plate,   A back plate coupled to the face plate to form a closed case When,   Light emitting means from the flat panel device,   Make the back plate and the face plate toward the inside of the case. A spacer wall installed inside the case to provide support for the force applied ,   The spacer wall is made of ceramic, ceramic tempered glass, or insulating layer A flat panel device characterized by being made from a coated metal. 28. A flat panel device,   A face plate,   A back plate coupled to the face plate to form a closed case When,   Light emitting means from the flat panel device,   Make the back plate and the face plate toward the inside of the case. And a spacer installed inside the case that provides support for the force to be used,   The spacer is coated with ceramic tempered glass or an insulating layer Flat panel device characterized by being made of metal. 29. A flat panel device,   A face plate,   Back play that joins to the face plate to form a closed case And   Light emitting means from the flat panel device,   One of the back plate and the face plate that faces the inside of the case Spacer structure installed inside the case to provide support for directional force Has a body and   The spacer structure has a plurality of spacer structure holes extending therethrough. A flat panel device characterized by. 30. The light emitting means,   A field emitter cathode,   A light emitting structure provided on the face plate, 30. The device according to any one of claims 1 to 29. 31. Attach the ceramic or glass-ceramic spacer wall to the back plate and The process of attaching it to the base plate,   In order to enclose the spacer wall inside the case, the back plate and face And a plate sealing process. Build method. 32. An addressing grid having a plurality of addressing grid holes inside the case 32. The method of claim 31, further comprising the step of attaching a lid. . 33. The sealing process includes the face plate and the back plate. Further comprising the step of attaching the top wall, the bottom wall and the two side walls to and from the plate. 33. A method according to either claim 31 or claim 32, characterized in that 34. The method further comprising the step of providing alignment between the spacer walls. Item 33. The method according to Item 33. 35. The step of providing alignment between the spacer walls comprises   Forming notches in the addressing grid,   The step of providing the spacer wall in the notch. The method according to claim 34. 36. The sealing process is   A top wall, a bottom wall and two sides between the face plate and the back plate Further having the step of attaching the wall,   The matching process is   A step of forming a score on the top wall or the bottom wall,   Further comprising the step of providing the spacer wall in the notch. The method according to claim 34. 37. Ceramic or glass between the back plate and face plate Ceramic spacer structure having a plurality of spacer structure holes drilled therein The process of attaching the body,   In order to enclose the spacer inside the case, the back plate and face plate are Of assembling a flat panel device, the method including: Law. 38. The process of perforating a membrane of ceramic or glass-ceramic material,   A film of the ceramic or glass-ceramic material is laminated to form the space. 38. The method of claim 37, including the step of forming a support structure. 39. The process of attaching a spacer between the back plate and face plate, ,   The spacers are used to minimize or prevent charge buildup on the spacer surfaces. The process of treating the surface of   The spacer is configured to make an electrical connection between the spacer and the back plate. The process of forming a metal-coated edge on the end face of the sensor,   In order to enclose the spacer inside the case, the back plate and face plate are Of assembling a flat panel device, the method including: Law. 40. The process of treating the spacer surface forms a resistive coating on the spacer surface. 40. The method of claim 39, further comprising the step of: 41. The method of claim 40, wherein the resistive coating is made of chromium oxide. The method described. 42. The resistive coating is formed by chemical vapor deposition. The method according to 40. 43. A contract characterized in that the resistive coating is formed by sputtering. The method according to claim 40. 44. 41. The method of claim 40, wherein the resistive coating is formed by evaporation. The method described. 45. The process of treating the spacer surface is performed with a dopant concentration of a predetermined dopant concentration. 40. The method of claim 39, further comprising the step of applying a ring. 46. Body part,   A raised portion forming a pattern provided along the body portion,   A plurality of light emitting regions along the body portion between the raised portions,   The light emitting region emits light when electrons collide, and when the electrons collide with the raised portion. When the raised portion does not substantially emit light as compared to the light emitting region, the raised portion Characterized in that it is further raised from the body portion rather than the light emitting region,   Each raised portion extends over the entire lateral width of said raised portion and has a reduced height. A light emitting structure having a dark region substantially occupying a part thereof. 47. The raised portions extend so that at least some of them are parallel to each other The structure according to claim 46, wherein: 48. At least two groups in which the raised portions extend in different directions 47. The structure of claim 46, comprising: 49. The body portion extends toward the light emitting region, 47. Claim from claim 46, characterized in that it comprises at least partly a transparent plate. Item 48. The structure according to any one of item 48. 50. First and second surfaces that are spaced apart from each other and are provided with their inner surfaces facing each other Plate and   Patterned ridges along the inner surface of the first plate When,   A plurality of light emissions provided on the inner surface of the first plate between the raised portions. Area and   Support structure that supports the plates and keeps them separated from each other Body and   On the inner surface of the second plate, a set of electron-emitting devices is laterally spaced from each other. An array of digits,   The first plate extends along the light emitting region and at least a portion thereof is transparent. Characterized by being clear,   The raised portion is higher than the light emitting region from the first plate. Characterized by   When the electrons from the electron-emitting device collide, the light-emitting region emits light, The light is characterized in that the raised portion does not substantially emit light as compared with the light emitting region. Science display. 51. Each raised portion extends over the entire lateral width of the raised portion and is small in the height direction. 6. Having a dark area which substantially occupies at least part of it. The display described in 0. 52. Arranged across the raised portion between the raised portion and the second plate A group of laterally spaced internal supports,   The internal support is provided at a distance from the light emitting region, and the electron emitting device is provided. A support structure, characterized in that it extends towards the region between 52. The display according to claim 50 or 51, wherein: 53. 52. The device of claim 51, wherein each inner support includes a spacer wall. Display. 54. The first plate and the light-emitting region are provided so as to cross the first plate. It further comprises a light reflecting layer for reflecting light from the light emitting region to the first plate. 54. The display according to any one of claims 50 to 53 as a signature. 55. The process of making a dark color layer along the body part,   A portion of the dark layer is formed to form a pattern of raised portions along the body portion. The process of selective removal,   The ridge is formed so that the ridge has a shape further raised than the light emitting region. Providing a plurality of light emitting regions along the body portion between the portions. A method for manufacturing a characteristic device. 56. 56. The method of claim 55, wherein the dark layer is made of glass. Law. 57. Forming a first metal layer along the body,   Forming a mask on the first metal layer;   A second metal portion is provided in the opening of the mask by an electrochemical method to remove the second metal portion. The process of allowing the genus to form raised ridges in a pattern;   Removing the mask,   The raised portion is more raised than the light emitting region from the body portion. So as to provide a plurality of light emitting regions between the raised portions. Manufacturing method of the device. 58. Removing the first metal portion not covered by the second metal portion, and The raised portion extends to include the remaining portion of the second metal. 58. The method of claim 57, further comprising: 59. At least one of the first and second metals is a dark metal 59. The method according to claim 57 or claim 58. 60. By selectively removing a part of the body having a substantially uniform composition at a specific depth, The remaining part of the pattern on the body part and the removed part of the body And the process of including the raised portion,   Providing a plurality of light emitting regions along the body portion between the raised portions, the front raised portion A step of making the shape of the body further raised than the light emitting region And a method for manufacturing a device. 61. The removal process destroys the body through a mask. 61. The method of claim 60, comprising an attacking step. 62. The removal process is   Providing a first layer that draws a pattern along the body to become the raised portion thereof The process of allowing the opening to extend at the desired portion where   The pattern drawn by the mask material in the opening in the first layer The process of forming   Removing the first layer,   A destructive treatment of the body through the openings in the mask material pattern. 61. The method of claim 60, comprising: 63. The process of forming the mask pattern is   Applying a layer of masking material over the first layer through the opening;   A layer of mask material selectively exposed to backside photochemical radiation through the entire body. And the portion of the first layer overlying the mask material is the radiation The step of using the first layer to substantially prevent exposure to   Substantially removing the portion of the mask material not exposed to the radiation. 63. The method of claim 62, comprising. 64. The destruction process is carried out by sandblasting. 64. The method of any of claims 61-63, wherein the method is performed. 65. The method further includes the step of forming a pattern of dark color portions that respectively cover the raised portions. 65. The method of any of claims 60-64, wherein 66. When an electron collides, the light emitting region emits light and the raised portion emits light. 56. Claim 55 to claim 55, characterized in that it emits substantially no light compared to the light area. The method according to any of 65. 67. Forming a light reflecting layer extending from the body portion across the entire light emitting region 67. The method according to claim 55, further comprising the step of: the method of. 68. A play that extends along the light emitting region and is at least partially transparent. 68. Any of claims 55-67, wherein the body portion has The method described in crab. 69. The temperature is raised to a range of 300 ° C to 700 ° C to soften the raised portion. 69. The method according to any one of claims 55 to 68, characterized in that Law. [Procedure Amendment] Patent Act Article 184-8 [Submission date] February 14, 1995 [Correction content]                                  Specification   Flat with internal support structure and / or raised black matrix Panel deviceBackground of the Invention 1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION   The present invention relates to flat panel devices such as flat CRT displays. The invention also relates to the techniques used in the manufacture of flat panel devices. 2. Related technology   A lighter and more bulky alternative to the older deflected beam CRT displays in recent years Flat CRT display (flat panel (Also known as Le Display) have been made. In addition to flat CRT displays, other flat panel displays, such as For example, plasma displays have also been developed.   In flat panel displays, faceplate, The backplate, and the perimeter of the faceplate and backplate The connection wall provided so as to surround the portion forms one enclosure case. Fl In the panel display, the inside of the case is kept in a vacuum state. For example, for a flat CRT display, it is almost 1 x 10-7to torr It is kept. On the inner surface of the face plate, the display Phosphor pattern or phosphor-like light-emitting device defining an upper active area Coating is provided. Does the light emitting element emit light? The cathode element adjacent to the plate is excited and emits electrons. This is accelerated toward the phosphor on the face plate, and the phosphor emits light. The light on the outer surface (viewing surface) of the faceplate. And will be seen by the viewer.   In the display, the electron-emissive element is selectively excited to emit electrons. The emitted electrons are directed to the phosphor on the face plate. These phosphors are electrons Emits light that can be seen on the outside surface of the faceplate when it strikes Is.   The electrons emitted from each electron-emitting device are emitted only to the target phosphor It is supposed to collide. However, among the emitted electrons, a certain number of Others may hit other parts of the surface plate than the targeted phosphor. Fe In order to improve the contrast in the space plate, The matrix of non-reflective areas that do not emit light substantially when It is provided in a dispersed form. For color displays, this black Trix also improves color purity. The fluorescent area has a face It is provided in a form that is more raised than the rate.   Since the inside is close to a vacuum, Pressure is applied, but this depends on the pressure difference between the internal vacuum state and the external atmospheric pressure. Because it's big enough to collapse a flat panel display without it. . Diagonal lengths greater than approximately 1 inch (diagonal lines are separated from each other in the active area) For a rectangular display with opposite corners (distance between corners) Due to the large ratio, the faceplate is especially sensitive to the effects of this type of mechanical damage. It is easy to receive. Here, the aspect ratio is the width, for example, of the connecting walls facing each other. The distance, or height, between the parts surfaces, for example the inner surface of the back plate and the face plate. It is defined by the distance of the rate from the inner surface divided by the thickness. F The faceplate or backplate of the rat panel display is The panel display may also be damaged due to the impact of external force .   In order to support the face plate and / or the back plate from the inside, Spacers have been used. Conventional spacers are wall-shaped or column-shaped and Pixels in the active area of the display (up to It is provided between the phosphor regions forming small units).   Spacers are formed by photopatterning of polyimide. Has been made. However, we have found that polyimide spacers are not suitable. And why (1) Insufficient length, (2) Used for face plate Typical materials (glass) and typical materials used for back plates (eg Glass, ceramic, glass-ceramic or metal) and addressing grease Typical materials used in addressing grids (eg glass-ceramics) (Or ceramic or ceramic), the coefficient of thermal expansion cannot be matched. Causing problems with stars, (3) Polyimide in a state close to vacuum Gas release may occur when used in.   Although glass spacers have been used for the spacers, the glass has sufficient strength. Not always. Furthermore, there are micro cracks peculiar to glass, which easily Glass spacers are better than (ideal) glass because they tend to spread throughout. It becomes even weaker.   In addition, no matter what material is used for the spacer, The presence of spacers adversely affects the flow of electrons towards the faceplate. There are things to do. For example, stray electrons generate static electricity on the spacer surface, By forming a voltage distribution different from the voltage distribution near the spacer, Will be distorted and the image displayed on the display will be distorted Of.Summary of the Invention   In accordance with the present invention, the flat panel device includes a spacer that provides internal support. Have. Especially for devices that operate with low pressure inside, this spacer Due to the pressure difference between the low pressure state of the part (eg below atmospheric pressure) and the external atmospheric pressure. Prevents the device from being destroyed by the stress caused by This spacer is The device is internally supported even with respect to the stress generated by impact. In addition to this Also, the spacer surface inside the case prevents static electricity from being generated on the spacer surface. Or, it is processed so as to be minimized. As a result, the spacer is close to the spacer. Eliminates the adverse effect on nearby electron flow and eliminates the distortion of both images of the device. .   In one embodiment of the present invention, the surface of the spacer is provided with a coating, This coating has a secondary electron emission ratio δ of less than 4 and a sheet resistance of 109Ω / □ and 1014Ω It consists of substances that take values between / and. The material forming this coating is oxidized It is selected from ROM, copper oxide, titanium oxide and vanadium oxide.   In another embodiment of the invention, the spacer surface is provided with a first coating. First The second coating is on top of the first coating. The first coating has a surface resistance of 109Ω / □ and 1 0FourMade by substances that take values between Ω / □. The second coating is the secondary electron emission Made by a material with a ratio δ less than 4.   In another embodiment of the invention, the spacer surface is provided with a first doping. The surface resistance of the surface is 109Ω / □ And 1014A spacer table which is adapted to have a value between Ω / □ and is then doped The surface is coated with a material having a secondary electron emission ratio δ of less than 4. Coating Eggplant material selected from chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide and vanadium oxide To be done.   In another embodiment, the surface resistance of the spacer surface is 109Ω / □ and 1014 Doping is performed on the spacer surface so as to obtain a value between Ω / □.   The spacers are made of ceramic, for example, and are used for spacer walls or spacer structures. However, the spacer wall and spacer structure must be combined. Can also be. The flat panel device also has a light emitting means. In addition, flat panel equipment The device can also include a field emitter cathode or a thermionic cathode. It   In yet another embodiment of the present invention, one or more electrodes are Is provided on the surface of the spacer. For example, electrodes are spacers and back plates Can be installed near the boundary of the Controlled to obtain the desired voltage distribution, which results in imperfections in surface treatment, or Deflection electron flow to desired shape to correct distortion caused by spacer misalignment To do. In another embodiment, the desired internal surface of the backplate is desired. This electrode can also be provided in a serpentine shape in order to obtain a voltage distribution.   By forming the voltage dividing means, the voltage of each electrode is set. In one of the examples In this case, the voltage dividing means has a resistive coating formed on the surface of the spacer. oating). The sheet resistance of the coating is adjusted to obtain an accurate voltage at each electrode. It must be.   In yet another embodiment of the present invention, a strip of electrically conductive material (metal The edge metallization is the end face of the spacer surface and the back plate. Formed between them so that they come into intimate contact over the entire spacer There is. Metallized edges if the spacer has a resistive coating on the surface Are electrically connected to the resistive coating. In this case, metallized edges and resistive coatings Ensures that the interface between them is a constant distance from the inner surface of the back plate. It is provided in. Similarly, the metallized edge is between the faceplate and the spacer. Make a good connection between the faceplate and the end face of the spacer to make a good electrical connection. Is made.   In the method of assembling the flat panel device according to the present invention, the flat panel device is assembled. Install a spacer between the back plate and face plate of the The spacer surface is treated to prevent or minimize the charging of the surface. , A metal coating edge that forms the electrical connection between the spacer and the back plate. It is provided on the end surface of the spacer, and the back plate and the spacer are enclosed so that the spacer is enclosed inside. Source The device is assembled by sealing with the plate. Do not treat the spacer surface To form a resistive coating or coating, by doping the surface, By both surface doping and resistive coating or coating formation, or by firing And then reduce the surface.   Further, the present invention may be used in optical devices such as flat panel CRT displays. And a light emitting structure suitable for being installed. The light emitting structure of the present invention has a main body (ma in section), along with the raised section along the A plurality of light emitting regions provided in a portion between the raised portions. The light emitting area is When a child collides, it emits light. On the other hand, the bumps are virtually Does not emit light. In addition, the raised portion rises further from the main body than the light emitting area. It has a shape.   Each raised portion spans the entire width of the raised portion and at least a portion of its height. Includes a dark area that substantially surrounds it for minutes. For the pattern of the raised part Thus, a raised black matrix is formed, which is the contrast of the light emitting structure. Improve strike. Selectively emits light of two or more colors in the light emitting area In this case, the raised black matrix also has the effect of increasing the color purity.   The light emitting structure of the present invention can be manufactured according to various techniques. Technique of the present invention One of the surgical groups is to apply a portion of a given layer of material in the raised portion to the body portion of the light emitting structure. Select along The pattern of the raised portion is processed by a process that includes a process of removing It is formed along the body part. According to another technique according to the invention, the body ( part of the body) is selectively removed to a certain depth and the rest of the body is not removed The portion may be formed to include the body portion and the raised portion of the light emitting structure.Brief description of the drawings   FIG. 1 shows a flat panel including a thermionic cathode according to one embodiment of the present invention. It is a perspective view of the panel display, showing the inside by cutting off a part of the surface layer. Things.   2A and 2B show a flat panel device according to one embodiment of the present invention. A simplified cross-sectional view of the display, illustrating the use of spacer walls. It is a thing. 2A is a sectional view taken along line 2b-2b of FIG. 2B, FIG. 2B is a sectional view taken along line 2a-2a in FIG. 2A.   FIG. 3 illustrates a flag including a field emission cathode according to one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a front panel display, showing a part of the surface layer cut away to show the inside. It is what   FIG. 4A is a detailed perspective sectional view of a portion of the flat panel display of FIG. Is.   FIGS. 4B and 4C are illustrations of the display of FIG. FIG. 2 is a plan view of parts of each part, 4B is a view seen from the direction of arrows c and d in FIG. 4A.   FIG. 4D is a cross-sectional view of the entire flat panel CRT display of FIG. 4A. is there.   FIG. 4E is centered on the black matrix of the CRT display of FIG. 4A. FIG. 6 is an enlarged sectional structural view of a part of the above.   FIG. 5 is a detailed view of a portion of FIG. 2B showing alignment of spacer walls in accordance with the present invention. This is an illustration of the means.   FIG. 6 illustrates a spacer wall and spacer structure according to one embodiment of the present invention. FIG. 2A illustrates a flat panel display including a simple view from the same direction as FIG. 2A. It is the converted sectional view.   FIG. 7A shows a field emission cathode and spacer according to one embodiment of the invention. FIG. 6 is a simplified cross-sectional view of a portion of a flat panel display including a wall.   FIG. 7B shows a field emission cathode, spacer, according to one embodiment of the invention. Second part of a flat panel display including walls and addressing grid It is the simplified sectional view seen from the same direction as FIG.   FIG. 7C shows a field emission cathode, spacer, according to one embodiment of the invention. Structure, and part of a flat panel display that includes an addressing grid FIG. 2B is a simplified cross-sectional view seen from the same direction as FIG. 2A.   FIG. 8 shows a flap having a curved face plate and back plate. In the touch panel display, A second illustrated spacer is used according to one embodiment of the invention. It is the simplified sectional view seen from the same direction as FIG.   9A and 9B show a flat panel device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a simplified cross-sectional view of the display, showing the coating formed on the surface of the spacer wall. It is illustrated. 9A is a sectional view taken along line 9b-9b in FIG. 9B. FIG. 9B is a sectional view taken along line 9a-9a of FIG. 9A.   FIG. 10 shows the voltage on the vertical axis with respect to the base plate provided with the field emission device. Is a graph in which the horizontal axis represents the distance between the field emission device and the base plate in the vertical direction. It   FIG. 11 is a graph showing the secondary electron emission ratio on the vertical axis and the voltage on the horizontal axis. It shows the characteristics of two substances.   Figures 12A-12D illustrate the interface between spacer walls and are similar to those of the present invention. Focused on the metallization and raised portion of the backplate according to various embodiments It is sectional drawing.   FIGS. 13A to 13H show the light emitting black matrix of the display of FIG. 4A. It is sectional drawing which showed the manufacturing process of the structure.   14A to 14J and 15A to 15J show the display of FIG. 4A. FIG. 6 is a cross-sectional view showing different manufacturing steps of the light emitting black matrix structure of Ray. It   16A to 16J show the display of FIG. 4A. It is sectional drawing which showed another manufacturing process of the light emitting black matrix structure.   In the above figures, corresponding parts are designated by the same reference numerals.Detailed Description of the Invention   Hereinafter, an example of the present invention will be described for a flat CRT display. Book The invention is not limited to flat panel displays, such as plasma displays or It will also be appreciated that it is applicable to vacuum fluorescent displays. Furthermore, the book The invention is not limited to use in displays, for example optical signal processing. Or other such as phased array rader devices Optical addressing used to control other devices, and the reproduction of images on other media Used for other purposes such as image scanning in copiers and printers. It can also be applied to a rat panel device. In addition, the invention is rectangular Flat panel devices with no screen shape, for example circular or car Has a special shape, such as that used on a board or control panel of an aircraft It can also be applied to screens.   Here, the flat panel display means a face plate and a back play. Is a display that is substantially parallel to the Thickness measured in a direction substantially perpendicular to the splat and backplate , Which is smaller than the thickness of a conventional deflected beam CRT display. In general, flat panel displays are less than 5.08 cm (2 inches) thick However, it is not necessarily limited to this. Often flat panel displays The thickness of b is substantially 5.08 cm or less, for example, 0.64 cm to 2.54 cm. It is about cm (0.25 to 1.0 inch).   As used herein, the term "spacer" refers to the inside of a flat panel display. It is a general term for those used as a support from the inside. In this statement In certain embodiments of the invention, the spacer is a "spacer wall" or "spacer". "Structure". In other words, "spacer" means "spacer wall" and "spacer". "Surface structure" together with all other structures having the above-mentioned spacer function. Is.   Generally, the spacer walls and spacer structures of the present invention are made of thin materials. Therefore, this material can be processed as it is in an untreated state, and it is subjected to a certain treatment. By doing so, it becomes hard and highly rigid. This material is used in a vacuum environment. However, it must be applicable. In addition, spacer walls and spacer structures The body has a thermal expansion coefficient that closely matches the coefficient of thermal expansion of the face and back plates. Made from material with modulus. Matching thermal expansion coefficient means spacer wall, The face plate and back plate are The heating and cooling that occurs when the rat panel display is assembled and operating. It means that it expands or contracts to about the same extent as it does. As a result , Spacer wall, face plate and back plate Compatibility will be maintained. What can happen if the coefficient of thermal expansion does not match The spacer wall or spacer structure of the anode against the faceplate. The phosphor may be damaged by moving the If stress is generated in the play and damages the parts in the display. (Including that the vacuum condition in the play is lost), or the spacer wall It is possible that things will break.   In one embodiment, the spacer walls are made of ceramic or glass-ceramic material. Made by fees. In another embodiment, the spacer walls are ceramic tape. Made from. Hereinafter, in the description of the embodiments of the present invention, spacer walls or spacers will be described. Ceramic or ceramic tape and slurry as the material for the Shall be used.   Other materials include ceramic toughened glass, opaque glass and flexible matte. Rix structure amorphous glass, electrically insulating coating Made of metal or polyimide compatible with high temperature vacuum can be used Noh. In general, the material of the spacer according to the present invention requires (a) a thin layer. That can be (B) the layer becomes flexible in the fired state, (c) not fired Possibility to punch one layer or several layers together in a state, (D) A conductor can be provided in a required portion of the opened hole, and (e) firing Be able to accurately provide electrically conductive traces on the surface of untreated layers , (F) several layers can be laminated and at least during final heating That they can be bonded to each other; Heat on face and back plates made from materials such as glass Have a coefficient of thermal expansion that substantially matches the coefficient of expansion; The laminated structure having high rigidity and toughness, and (i) a structure subjected to firing treatment Conforms to a vacuum condition, and (j) the fired structure is used as a cathode of the CRT. It does not contain detrimental substances, (k) all materials and manufacturing processes That a strike can be practical.   In this description and in the claims that follow, the word "ceramic" is often used However, this is in context with ceramic tape or ceramic layers or ceramics. Means a seat. In other words, this word is a well-known glass-ceramic Tape, devitrified glass tape, ceramic glass tape, ceramic tape young Means other tape, and other tape means plastic. Union It has an agent and particles of ceramic or glass, and is in a state where it is not baked. It has flexibility and can be processed, and it is hardened and hardened by firing. But it is flexible from the beginning and finally hard and rigid Any equivalent material that can be processed to a high temperature can be used.   Ceramic tape consists of ceramic particles, amorphous glass particles, binder and Made from a mixture of plasticizers. Initially, the mixture was a slurry and It can be molded into a mold instead of being formed into a lamic tape. Sera Mick tape can be made from slurry in the unfired state, A deformable material that can be easily molded or cut into the desired shape. The ceramic tape is made into a thin sheet, and its thickness is, for example, 0.3 mi. It is about 1 to 10 mil. A ceramic table that can be used in the practice of the present invention. Examples of those available in Coops, Chattanooga, Tennessee, USA Electronic Package, Catalog No. CC-92771 / 777 and CC-LT20, or a tape substantially equivalent to this ceramic tape. There is a loop.   Other examples of low temperature glass-ceramic materials that can be used for the purposes of the present invention include: , DuPont's Green Tape. Green tape is very Thin sheet Available in shapes (eg about 3 to 10 mils) and relatively low Can be fired at a temperature of about 900 ° C to 1000 ° C, but not fired It contains a plasticizer that gives excellent processability in the state. Green tape is ceramic A mixture of particles and amorphous glass, also in the form of particles, further comprising a binder and It is a product containing a plasticizer. U.S. Pat. Nos. 4,820,661 and 4,867,9 35 and 4,948,759.   The ceramic tape before firing is formed by the method as described below, Spacer walls and spacer structures can be manufactured on the basis. Ceramic tee After molding, the mold is fired. The firing process consists of two stages. In the first stage The tape is heated to a temperature of about 350 ° C to burn the binder and plasticizer from the tape. I will lose it. In the second stage, the tape is at a constant temperature (ceramic composition). Heated to a temperature between 800 ° C and 2000 ° C) at a temperature determined by The particles of Sinter to form a tough, dense structure.   The spacer wall is assembled into a flat panel display as follows. Su The trip has the required length and width in a flat panel display and Made by cutting from a sheet of unmade ceramic tape. Baking treatment The advantage of using uncertain ceramic or glass-ceramic is that Lip slitting It can be easily made by (slitting) or punching. this The strip is fired. The fired strip (spacer wall) is The base plate and the back plate are arranged at appropriate predetermined positions. The spacer walls are held in place during assembly to keep the faceplate and backplane in place. Aligns properly with the card.   Spacer wall strips are made of fired ceramic or glass ceramic. You can also make it from the seat of the hook. The fired sheet is covered (see details (Described below) and processed into strips that form the spacer walls. . Alternatively, after processing the fired sheet into strips, It is also possible to form a coating.   FIG. 3 shows a flat panel display 300 which is one embodiment of the present invention. It is a perspective view, and a part of the surface layer is cut away to show the inside. Hula The display panel display 300 includes a face plate 302 and a back plate 3. 03 and a side wall 304, which form a sealed case interior 301 In a vacuum state, for example, approximately 1 × 10-7It is kept below torr. Su Pacer wall 308 supports face plate 302 against back plate 303 To do.   The field emission cathode 305 is a backpack inside the case 301. Formed on the surface of the rate 303. As described in more detail below, The tandem electrodes (not shown) allow the emission of electrons from the cathode emitters (not shown). Control. Similarly, as described in more detail below, the electrons are accelerated and become Towards the inner surface (eg anode) of the coated faceplate 302 . The IC chip 310 controls the voltage of the horizontal and vertical electrodes to control the face plate 3 A drive circuit that regulates the flow of electrons to 02 is included. Electrical conduction trace (not shown) Are used to make electrical connections between the circuitry on the chip 310 and the row and column electrodes. It   FIG. 4A illustrates a portion of a flat panel color CRT display. , Of the field emission cathode with a black matrix provided in a raised form It has an area. The CRT display of FIG. 4A is a transparent, electrically insulating flat panel. Face plate 302 and electrically insulating flat back plate 303 Having. The inner surfaces of plates 302 and 303 face each other and In terms of mold, they are separated by 0.01 mm to 2.5 mm. Face plate 302 It is typically made of glass with a thickness of 1 mm. The back plate 303 Made of glass ceramic or silicon, typically 1mm thick It   A group of laterally spaced insulator spacer walls 308 are plates. Located between 302 and 303 There is. The spacer walls 308 extend parallel to each other at regular intervals, and It is provided in a direction perpendicular to 02 and 303. Each wall 308 is typically It is made of ceramic with a thickness of 80 μm to 90 μm. Also, the wall 308 The distance between the center lines of the center lines is typically 8 mm to 25 mm. Further below As discussed, the wall 308 constitutes an internal support, between the plates 302 and 303. The spacing remains substantially uniform across the active area of the display.   The field emission cathode structure 305 in the patterned region is backlit. Is disposed between the spacer 303 and the spacer wall 308. FIG. 4B is a diagram of FIG. 4A. Draw the layout of the field emission cathode structure 305 viewed from the direction indicated by arrow C. It was what I had. The cathode structure 305 is a large glue of the electron-emitting device 309. And a metal emitter electrode (called a base electrode) provided in a pattern Sometimes divided into curvilinear lines 310 of substantially the same shape, and The metal gate electrode is divided into linear lines 310 having substantially the same shape, and The electrically insulating layer 312 is formed.   The emitter electrode line 310 is disposed on the inner surface of the back plate 303. , Extend parallel to each other at uniform intervals. Of the center line of each emitter line 310 The spacing is typically 315 μm to 320 μm. Line 310 is the source Formally made of molybdenum or chromium having a thickness of 0.5 μm It Each line 310 typically has a width of 100 μm. The insulating layer 312 is Of the back plate 303 adjacent to the line 310 and laterally adjacent to the line. It is provided above. The insulating layer 312 is typically a dioxide having a thickness of 1 μm. Composed of silicon.   The gate electrode lines 311 are disposed on the insulating layer 312 and are parallel to each other and evenly spaced. It extends every other distance. The interval between the center lines of the gate lines 311 is typically 105- It is 110 μm. Gate line 311 is oriented orthogonal to emitter line 310 Has been extended to. The gate line 311 is typically 0.02 μm to 0.5 μm. Formed from a titanium-molybdenum composite material having a thickness. Each line 311 is a reference It typically has a width of 30 μm.   The electron-emitting device 309 is laterally spaced on the inner surface of the back plate 303. Arranged in the form of an array of arranged multi-element sets There is. More specifically, each set of electron-emitting devices 309 has one of the gate lines 311. In some or all of the protruding regions that intersect with one of the emitter lines 310, Is disposed on the inner surface of the back plate 303. The spacer wall 308 is an electron It is provided in the region between the pair of emission elements 309 and in the region between the emitter lines 310. It extends in the direction of expansion.   Each electron-emitting device 309 has an opening (shown in the drawing) of the insulating layer 310. Field emitter extending through the lower emitter line 31. It is connected to one of 0. The top (or top) of each field emitter 309 is Dew through one corresponding opening (not shown) in the upper gate line 311. Has been issued.   The field emitter 309 can be of various shapes, such as nail-shaped filaments or cones. It can be provided in a shape. The shape of the field emitter 309 is such that the material is It is not material specific as long as it has child emission properties. Emitter 30 9 can be manufactured by various processes, but these processes are 199 “Structure and Fabrication of Filed by Macaulay et al.  Filamentary Field-Emission Device, Including Self-Aligned Gate ” US patent application Ser. No. 08 / 118,490, and November 24, 1993 Field-Emitter Fabrication Using Charged-Part filed by Spindt et al. US Patent entitled "icle Tracks, and Associated Field-Emission Devices" It is disclosed in application Ser. No. 08 / 158,102. Application for the present invention No. 08 / 118,490 and 08 / 158,102 patent application contents Please refer to.   The light emitting structure 306 including the black matrix is formed on the face plate 302 and the spacer. It is provided between the user and the wall 308. The light emitting structure 306 includes a light emitting region 313, And substantially It consists of dark ridges 314 that do not reflect light and have the same shape. First 4C shows the light emitting structure 306 viewed from the direction represented by the arrow D in FIG. 4A. It is a drawing of the layout.   The light emitting region 313 and the dark raised portion 314 are both formed on the face plate 302. Located on the inner surface. The light emitting area 313 is disposed between the dark raised portions 314. It is placed (the opposite can be said). Electrons are emitted to the region 313 and the raised portion 314. When the electrons emitted from the output element 309 collide, the light emitting region 313 is changed to various regions. Emits color. The dark ridge portion 314 substantially emits light as compared with the light emitting region 313. Instead, the black matrix for the region 313 is formed.   More specifically, the light emitting regions 313 are formed in the gate lines 31 at equal intervals in parallel with each other. Fluorescent light that extends in the same direction as 1 and is provided in the shape of a linear stripe with the same width. It consists of a body. Each phosphor stripe 313 typically has a width of 80 μm. The thickness (or height) of the phosphor stripe 313 is 1 μm to 30 μm, which is typical. Is 25 μm.   The phosphor stripes 313 are stripes of substantially the same shape that emit red (R) light. Leip 313r and a plurality of struts of substantially the same shape which emit green (G) light. Ep 313g and a plurality of substantially the same shape strikes that emit blue (B) light. 313b. Phosphor stripes 313r, 313g, and 31 3b is shown in FIG. Thus, the three kinds of stripes 313 are provided in a repeating form. Each phosphor stra The ips 313 are arranged so as to extend across the corresponding one of the gate lines 311. ing. As a result, the distance between the center lines of the stripes 313 is the same as that of the gate lines 311. Will be equal to this.   The dark raised portions 314 are also parallel to each other and are equally spaced apart from the gate lines 311. Extending in the direction. The spacing between the center lines of the raised portions 314 is also the same as the line 3 It is equal to that of 11. The ratio of the average height to the average width of each dark ridge is 0.5- It is in the range of 3, typically 2. The average width of the raised portion 314 is 10 μm to 50 μm, typically 25 μm. The height of the raised portion 314 is 20 μm ˜60 μm, typically 50 μm.   The average height of the dark raised portion 314 is equal to the thickness of the phosphor stripe 311 (or The height is at least 2 μm larger. The typical case described above On the other hand, the raised portions 314 are raised by 25 μm higher than the stripes 313. Obedience Thus, the raised portion 314 is less than the stripe 313 from the face plate 302. It has a more raised shape.   Each raised portion 314 is dark, occupying at least a portion of its width and height. It contains non-reflective areas (which are virtually black). FIG. 4A shows these dark non-reflective areas. Occupies the entire height of the raised portion 314. Figure after this , The dark non-reflective area occupies only a part of the height of the ridge. Illustrated.   The choice of materials for the dark ridge 314 is wide. The raised portion 314 is made of nickel or black. It can be formed from metals such as aluminum, robium, gold, and nickel-iron alloys. . The raised portion 314 is made of glass, soda glass (or frit), or ceramic. , And electrical insulators such as glass ceramics, semiconductors such as silicon and charcoal. It is also formed by a material such as silicon oxide. Mixtures of these materials also bulge It can be used as a material for the portion 314.   If the raised portion 314 is made of metal, it has a temperature in the range of 300 ° C to 600 ° C. Soft enough at temperature to allow objects such as spacer walls 308 to be pushed in slightly. it can. When the raised portion 314 is made of soda glass, it is similarly 300 ° C to 5 ° C. It softens at temperatures in the range of 00 ° C. If the material of the raised portion is glass, the raised portion 31 4 softens at a temperature in the range of 500 ° C to 700 ° C.   As shown in FIG. 4B, the light reflection layer 315 has a phosphor stripe 313 and a dark stripe. It is arranged on the raised portion 314. The thickness of layer 315 is small enough that The type is 50 nm to 100 nm, and electrons emitted from the electron-emitting device 309. Almost all pass through layer 315 to the layer below it with little energy loss. I'm supposed to hit.   The surface of the light reflection layer 315 adjacent to the phosphor stripe 313. The surface part is very smooth. Layer 315 is metal, preferably aluminum Made of Ni. As a result, one of the light emitted from the stripe 313 is The part is reflected by the layer 315 and passes through the face plate 302. Ie layer 3 Reference numeral 15 is basically a reflecting mirror. Layer 315 is the final anode of the display It also performs all the functions. Stripe 313 is in contact with layer 315, so The ground voltage is applied to stripe 313.   The spacer wall 308 is in contact with the light reflection layer 315 on the anode side of the display. . The dark raised portion 314 is closer to the back plate 303 than the phosphor stripe 313. Once further raised, the wall 308 is raised 314 in the layer 315. Touches the part along the top (or bottom in the direction shown in FIG. 4A) of the ing. The extra ridge of the raised portion 314 causes the wall 308 to illuminate. The part of the reflecting layer 315 along the phosphor stripe 313 is not touched. There is.   On the cathode side of the display, the spacer wall 308 is as shown in Figure 4A. And is in contact with the gate line 311. In another form, wall 308 is a line You may touch the focusing ridges that extend above 311 and this Filed on January 31, 1994 by Spindt et al. In “Field Emitter with  US Patent Application No. 0 entitled "Focusing Ridges Located to Sides of Gate" 8/18 No. 8,855, the contents of which are referred to here. Wall 308 It can be produced by conventional methods or the methods described herein.   The air pressure on the display from the outside is usually atmospheric pressure, that is, with 760 torr It is close. The pressure inside the display is usually 10-7Set to a value smaller than torr It is fixed. This is much smaller than normal atmospheric pressure, so a large pressure difference Will always be applied to the plates 302 and 303. Spacer wall 3 08 provides resistance to this pressure.   The phosphor stripes 313 can be easily damaged by mechanical contact. It Since the dark raised portion 314 is raised further, the light reflecting layer 315 is striking. The wall 308 is separated from the wall 308 because the wall 308 is separated from the wall 308. It has a shape that does not directly exert its resistance on the 313. Stripe 313 The risk of being damaged due to the resistance of the Greatly reduced.   The display is further divided into row and column arrays of pixels. Typical pixel The boundaries of the region 316 are indicated by the arrows in Figure 4A and in Figures 4B and 4C. It is shown with a dotted line. Each emitter line 310 is a row for one of the rows of pixels. Will be the electrode of. 4A, 4B, and 4C for ease of illustration. In addition, there is only one row of pixels, A pair of adjacent spacer walls 308 (partially overlapping along the lateral side of the pixel). It is shown in the form provided between the two. But generally, two or more Rows of pixels, typically 24-100 rows of pixels, are in each adjacent pair. It is provided between the walls 308.   Each pixel column has three gate lines 311 and the three are (a) one Red, (b) second is green, and (c) third is blue. Similarly, for each pixel Each column includes one phosphor stripe 313r, one phosphor stripe 313g, and one phosphor stripe 313b. Will be. Each pixel column uses four dark ridges 314. Ridge Two of 314 are inside a column of pixels and the other two are co-located with columns of adjacent pixels. Have.   As a result, the light reflection layer 315 and the phosphor stripe 313 are different from each other in potential of the emitter electrode. The positive potential difference of 1,500 V to 10,000 V is maintained. Electronic release One of the pair of output elements 309 is suitable for the emitter line 310 and the gate line 311. If it is properly excited by a properly adjusted potential, the elements that make up the set 309 emits electrons, which are the target of the phosphor of the corresponding stripe 313. It is accelerated toward the part to do. In Figure 4A, one of these electron groups has moved. Trajectory 317 is illustrated. Target firefly of corresponding stripe 313 These phosphors cause a fourth emission due to the emitted electrons when they collide with a light body. It emits light as represented by 318 in FIG.   Some of the electrons may collide with other parts of the light emitting structure instead of the targeted phosphor. There is a certain amount of. The tolerance for electron collisions to points other than the target point is That is, the transverse direction (that is, the direction along the row) is smaller than the direction along the column. However, this is because each element contains three different stripes of phosphor 313. is there. The black matrix formed by the dark raised portions 314 is Compensate for collisions of electrons off the target point, and sharp contrast with high color purity To provide   FIG. 4D shows a sectional view of the entire CRT of FIG. 4A. Electrically insulating The outer wall 304 of the plate is provided outside the active area of the plates 302 and 303. And forms a closed case 301. The outer wall 304 is a square Consisting of four walls arranged in a rectangular shape, typically 2 mm to 3 mm thick It is made of glass or ceramic. As shown in Figure 4D, the space Generally, the support wall 308 is provided up to a region near the outer wall 304. Shi However, the spacer wall 308 may be provided in contact with the outer wall 304.   The back plate 303 extends laterally opposite the face plate 302. It extends in shape. Connected to the emitter line 310 and the gate line 311 An electronic circuit system (not shown) such as a lead is provided on the back plate 303. It is attached to the outer portion of the outer wall 304 on the face plate side surface. The light-reflecting layer 315 extends through the surrounding hermetically sealed portion and is subject to an anode / phosphor voltage. Connected to the connection pad 319.   FIG. 4E is a light emitting black matrix in the CRT display of FIG. 4A. FIG. For illustration purposes, the dark raised portion 31 in FIG. 4E is shown. 4 is illustrated as having a main dark portion 314a and a light emitting portion 314b. . The dark portion 314a is between the face plate 302 and the light emitting portion 314b, It extends over the entire raised portion 314 of FIG. 4E. The light emitting portion 314b is Can be made of transparent material. In FIG. 4E, the phosphor 313 and aluminum Even if the surface portion of the phosphor along the boundary between the light reflection layers 315 is rough. , On the surface of the aluminum light-reflecting layer 315, between the phosphor 313 and the layer 315. It also shows that the part along the part is smooth.   FIG. 7A shows a flat panel display 70 according to one embodiment of the invention. FIG. 3 is a simplified cross-sectional view of a portion of 0, a field emitter cathode (FEC) structure In a flat panel display 700 having an anode spacer wall 70 8 illustrates that 8 is used.   The FEC structure is a traverse formed on an electrically insulating back plate 703. An electrode 710 is included. Insulator 712 (made of electrically insulating material ) Is back It is formed on the plate 703 and covers the transverse electrodes 710. The insulator 712 has a horizontal A hole 712a communicating with the row electrode 710 is provided. The emitter 709 has a hole 71 It is formed on the transverse electrode 710 in 2a. The emitter 709 is conical, and the emitter is The top end 709a of 709 extends just to the same level as the top surface of insulator 712. It It will be appreciated that other types of emitters can be used. Column electrode 71 1 is provided around the hole 712a of the insulator 712 and partially covers the hole 712a. And the distance between the emitter upper end 709a and the column electrode is predetermined. It is large.   The column electrodes 711 and the emitter upper end portion 709a are located on the face plate 702. Separated by space. Between the FEC structure and the faceplate 702 The space is hermetically sealed and is in a vacuum state, ie about 10-7kept below torr . Phosphor 713 is on the surface of faceplate 702 facing the FEC structure. It is provided in. Emitter 709 is excited and emits electrons 714, which The child is accelerated in the space and collides with the phosphor 713 on the face plate 702. It When the electron 714 collides with the phosphor 713, the phosphor 713 emits light, and the light is It can be seen through the face plate 702.   The anode spacer wall 708 extends from the column electrode 711 to extend to the face plate 7 02, flat panel display The force generated by the pressure difference between the vacuum state inside Play 700 and the outside atmospheric pressure The face plate 702 is supported to oppose it.   In the example above, the spacers are the fluorescent material on the cathode and faceplate. It must not interfere with the electron trajectories to and from the body coating. Therefore, the spacer itself is The electrons are attracted or repelled with a load, and the electron's orbit is moved beyond the allowable range. The spacer wall must be of sufficient electrical conductivity to prevent distortion. I have to. In addition to this, a large current flows from the high-voltage phosphor and a large power The spacer is sufficiently electrically insulating so that the loss of Must. The spacer is an electrically insulative material, on top of which electrically conductive It is preferably made from a thin coating of the material.   FIG. 9A shows a coating 9 formed on a spacer wall 908 according to an embodiment of the invention. 9b- of FIG. 9B showing a portion of a flat panel display 900 including 04. 9b is a simplified cross-sectional view taken at 9b. FIG. Figure 9B shows a flat panel display. FIG. 9A is a simplified cross-sectional view taken along line 9a-9a of FIG. 9A, showing a portion of a 900. It The flat panel display 7900 includes a face plate 902 and a back plate. Rate 903 and sidewalls (not shown), which are vacuum inside, 1 × 10-7It forms a sealed case 901 kept below torr.   Focusing ribs (or focusing ridges) 902 are back plates Provided on the inner surface of 903, which is perpendicular to the plane of FIG. 9A. . Details on the use and construction of converging ribs in flat panel displays Are described in US patent application Ser. No. 08 / 188,855 to Spindt et al., Cited above. Has been done. In the concave portion formed between each pair of converging ribs 912, A field emitter 909 is formed on the inner surface of the back plate 903. Electric field d The mitter 909 is formed into approximately 1,000 groups. FIG. 9A and FIG. Although not shown in FIG. 9B, it is similar to the emitter line 310 of the embodiment of FIG. 4A. The pattern of the emitter electrode line of the shape is the field emitter 909 and the back plate 9 It is provided between 03. Also not shown in the figure, of the embodiment of FIG. 4A The pattern of the gate electrode line similar to the gate line 311 is also the same as that of the field emitter. It is provided above.   The matrix of the dark raised portions 911 corresponds to the face plate 90 inside the case 901. 2 and is described in detail above with respect to FIGS. 4A-4E. It is Ri. The phosphor 913 partially fills each concave portion between the raised portions 911. Is formed. Anode 914 is an electrical conductor such as thin aluminum Quality and formed on the phosphor 913.   The spacer wall 908 is attached to the back plate 903. The base plate 902 is supported. On the surface between the ends of each spacer wall 908 Has a resistive coating 904 or is doped. This is discussed in more detail below. The resistive coating 904 allows the space The flow of electrons 915 is minimized by minimizing or preventing charges from being charged on the wall 908. I try not to distort.   One end of each spacer wall 908 contacts a plurality of raised portions 911 and has a metallized edge. 905 is provided. The opposite end of the spacer wall 908 has a plurality of converging ribs. A metallized edge 906 is provided that contacts 912. Metal coated edge 905 And 906 are made of aluminum or nickel, for example. Metal coating Between the cover 904 and the faceplate 902 by means of the wedges 905 and 906. , Or good electrical connection between the coating 904 and the converging ribs 912, This preferably defines the voltage across the spacer wall 904 and ensures a uniform resistance. The connection is made. Between spacer wall 908, coating 904 and metallized edge 905 Various forms can be adopted for the boundary portion of the, but this will be described in detail below. Describe. Electrodes 917 are coated (or doped) on each spacer wall 908. Formed on the surface) and rises from the emitter 909 to the anode 914. Used to "subdivide" the position.   In another embodiment of the invention, spacer wall 908 is electrically charged. It is formed without the pole 917.   Each group of field emitters 909 causes electrons 915 to enter the faceplate 902. It is emitted toward the surface of the part. As part of the flat panel display 900 A path system (not shown) is formed, which can be connected on an IC chip, for example. It is provided on the outer surface of the back plate 903 and is used to control the potential of the electrode 917. Can be The potential of each electrode 917 is a high voltage from the field emitter 909 to the anode 914. It is generally set so that the potential rises linearly up to. Therefore, electronic 915 is accelerated toward the face plate 902 and collides with the phosphor 913. The light emitted from the flat panel display 900 is generated.   For optimal convergence, the required equipotential lines on the surface of FIG. Draw a curved line in the vicinity of the It is in the form of entering a space. However, the presence of the spacer wall 909 immediately determines its position. (C) It affects the equipotential lines at the bottom of the linear shape of the spacer wall 909. According to the present invention, the electrode 917 can be provided near the bottom of the spacer wall 909. Then, an electric field having a desired curved equipotential line can be formed.   FIG. 10 shows the voltage as the vertical axis and the distance 907 from the field emitter 909 (FIG. 9B). ) Is the graph with the horizontal axis. The anode 914 is a distance from the field emitter 909. 916 apart And a potential higher than that of the field emitter 909 (HV level in FIG. 10). Represented) is maintained. The electric field energy away from the spacer wall 908 For a group of mitters 909, eg field emitters 909b, spacer walls 908 does not interfere with the electron flow 915 from the field emitter 909, and The change in potential from the field emitter 909 to the anode 914 is as shown in FIG. It is almost linear.   The change in potential between the field emitter 909 and the anode 914 is dependent on each spacer wall 90. It is necessary to be linear even in the vicinity of 8, which distorts the electron flow. (That is, the deterioration of the image quality can be prevented). But the field emitter A field emitter 90 provided near one of the spacer walls 908, such as 909a. In one group, field spacers 90 are formed by adjacent spacer walls 908. The electron stream 915 from 9 can be interfered with. Electric field emitter 909a The floating electrons 915 emitted from The electric charge is accumulated on the sensor wall 908. The electron density impinging on the spacer wall 908 If the degree is (current density j) given, the electric charge accumulated on the surface of the spacer wall 908 is The amount of load is equal to j · (1-δ). When δ ≠ 1, the charge accumulation causes space The surface potential of the spacer wall 908 deviates from the desired potential, and the spacer wall 90 The electron flow from 8 is not zero. Space When the electric conductivity of the sensor wall 908 is low, the potential difference is near the spacer wall 908. This will distort the electron flow and reduce the image quality of the display.   Generally speaking, the desired potential (field emitter) near the spacer wall 908. 909) to the anode 914). The deviation of the potential of is given by the following equation. ΔV = ρs・ {X ・ (x-d) / 2} ・ j ・ (1-δ) (1)   here, ΔV = Change in voltage (V) ρs   = Spacer wall surface resistance (Ω / □) x = distance from the nearest electrode, 0 <x <d (cm) d = distance between electrodes (cm) j = current density (A) flowing on the surface of the spacer wall δ = secondary electron emission ratio (dimensionless) Is.   In the above equation, the current density j strikes the spacer wall 908 uniformly, Sheet resistance ρ of pacer wall 908sAre assumed to be uniform. More accurately say For example, equation (1) shows that the magnitude of the current at the current density j is on the spacer wall 908. Position dependent, that the secondary electron emission ratio δ is at that position on the spacer wall 908. It explains that it depends on the exact electric potential in.   As seen in equation (1), the potential deviation ΔV is the midpoint between the two electrodes 917. ΔV is the maximum (ie, the maximum value is {x · (x−d) / 2}) Proportional to the square of the distance from. For this reason, the space can be added by adding more electrodes. Surface 908 to minimize potential shifts, thereby reducing face plate 902 Distortion of the flow of electrons 915 toward it can be minimized. Width w Add n poles to spacer wall 908 with height h to add flat panel display. Although the power consumption of B 900 is reduced, the power ratio is given by the following equation. PNEW/ POLD= (D-nw) / {d · (n + 1)2} (2)   For example, a spacer having a height h of 100 mil and four electrodes having a width of 4 mil When added to wall 908, given ΔVmaxPower to2R loss is about 30 minutes It will be about 1.   Due to this more efficient charge discharge, the surface resistance ρsThe value of increased power consumption You can save a lot. Another advantage is that the electrode 917 is slightly exposed If it is provided in a rectangular shape, the electric charge is mostly blocked by the electrode 917, It prevents charges from colliding with high-resistance parts that are kept out of sight. And. However, the manufacture of the display 900 with each added electrode 917 The cost increases. Included in flat panel display 900 The number of electrodes 917 to be selected is selected in consideration of the trade-off relationship between the elements described below. To be done.   A further reading from equation (1) is that for a given number of electrodes 917, the surface resistance is Anti-ρsThe deviation ΔV of the electric potential also decreases as the value decreases, and the secondary electron emission ratio δ approaches 1. That is to say. Therefore, the surface of the spacer wall 908 has a low surface resistance ρ.sAnd 1 It is desirable to have a secondary electron emission ratio δ close to. Secondary electron emission ratio δ Has a lower bound of 0 and can be very high if it rises, so As for the secondary electron emission ratio, choose a material with a low secondary electron emission ratio δ. Can be said to be desirable.   FIG. 11 is a graph in which the vertical axis represents the secondary electron emission ratio and the horizontal axis represents the voltage. The characteristics of two substances, that is, substances 1101 and 1102, are shown. Substance 11 For high resistivity materials such as 01, energy is 100V in most cases To 10,000 V, the secondary electron emission ratio is greater than 1 (often greater than 1). (Much larger value), and the surface will have a positive charge. Anode 914 Maintains a positive potential difference of 1,500V to 10,000V with respect to the emitter 909. Generally, this is the anode 315 and the emitter shown in FIG. 4A. 309 is the same as described above. Further, as described above, the spacer wall 90 8 is preferably made of a material that is electrically insulating (ie has a high resistivity) ing. Therefore, the spacer wall 9 08 is typically positively charged (and often large) , Weakens the flow of electrons 917 from the emitter 909.   However, the substance 1102 does not reach the potential range of the flat panel display 900. In this case, the secondary electron emission ratio δ is maintained at about 1. Potential deviation ΔV becomes 1-δ If the surface of the spacer wall 908 is made of the substance 1102, it changes proportionally. In this case, almost no charge (both positive and negative) is accumulated on the surface of the spacer wall 908. . As a result, the presence of spacer wall 908 causes the presence of field emitter 909 and anode 914. Has almost no effect on the potential difference between the Distorting the flow of electrons 915 due to is minimized.   According to the present invention, the spacer wall 9 provided so as to face the inside 901 of the case. The surface of No. 08 has the characteristic of the secondary electron emission ratio δ which is very similar to the material 1102 of FIG. It is processed with the material. In addition, this surface compares to the large resistance of the spacer wall 908. The surface of the spacer wall 908 is treated so that the surface has a low resistance value. In order to easily flow from the face plate 902 to the back plate 903 And its resistance is equal to that of the current from the high voltage phosphor on the faceplate 902. It is not so low that the flow becomes large and the power loss becomes large.   In one embodiment of the invention, spacer wall 908 is a It is made of Lamic, and the coating 904 has a secondary electron emission ratio δ smaller than 4 and a surface resistance ρ.sBut 109And 1014Made by materials that are between Ω / □. Yet another embodiment , The material used for coating 904 issIs as described above, The electron emission ratio δ is smaller than 2. The coating 904 in this example is an example. For example, chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide, vanadium oxide or these It is formed by using a mixture of the above. In yet another embodiment, coating 90 4 is made of chromium oxide. The thickness of the coating 904 is 0.05 μm and 20 μm Between.   In another embodiment of the invention, the coating 904 has a size of the secondary electron emission ratio δ. The surface resistance ρsIs 109From 1014Depending on the material that is Ω / □ A first coating on the spacer wall 908 thus formed. And the first coating Above, the secondary electron emission ratio δ is less than 4 in one embodiment, and A second coating is formed that is less than 2. As the material of the first coating For example, titanium chrome oxide, silicon oxide, or silicon nitride can be used. Examples of the material for the second coating include chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide, and acid. Vanadium iodide or a mixture of these materials. Overall thickness of coating 904 The gap is between 0.05 μm and 20 μm.   In yet another embodiment of the present invention, spacer wall 908 is doped on its surface. Surface resistance ρsIs 109From 1 014Ω / □, and the secondary electron emission ratio δ is 4 in one embodiment. A coating 904 that is smaller than 2 and smaller than 2 in another embodiment. . As the dopant, for example, titanium, iron, manganese, or chromium is used. Can be used. The coating 904 may be, for example, chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide, or Or vanadium oxide, a mixture of these materials, and the like. In one embodiment The coating 904 is chromium oxide and its thickness is between 0.05 μm and 20 μm. It   In another embodiment, spacer wall 908 has a surface resistance of 10 on its surface.9 And 1014Concentrated doping is performed as much as possible between Ω / □. As a dopant For example, titanium, iron, manganese, or chromium can be used.   In another embodiment of the invention, spacer wall 908 is partially electrically conductive ceramic. Made of glass or glass-ceramic material.   The coating 904 described above is formed on the spacer wall 908 by any suitable method. Be done. For example, coating 904 may be a well-known technique such as thermal or plasma enhanced. For chemical vapor deposition, sputtering, evaporation, screen printing, spin coating machines It can be formed by application, spraying or dipping. What kind Even if the method is used, the surface resistance uniformity should be within ± 2%. It is desirable to form 04. To this end, a coating 904 is formed In general, the thickness is controlled within a specific error range.   Another method for forming a coating on the spacer surface is to use a first ceramic layer. It is possible to utilize the materials contained in It can be made to have some electrical conductivity in the processing.   In the above example, the charge on the surface of the spacer wall is minimized or The treatment of the spacer wall to prevent it has been described. Spacer structure, example For example, in the embodiment of the present invention having the spacer groove structure 608 (FIG. 6), The surface of the opening where electrons flow in the structure is treated as described above, and the surface is charged. It minimizes or keeps from taking on.   12A to 12D are cross-sectional views illustrating a boundary portion between spacer walls. Thus, resistive coatings, metallized edges, converging ribs according to various embodiments of the invention. It is shown. The coating of each example was previously described with respect to Figures 9A and 9B. It is one of the coatings. In each example, the boundary between the metal coating edge and the resistive coating The minute is precisely shaped, but it has a linear shape and is Since it has a fixed height, it is parallel to the back plate At the base along, a straight equipotential line is defined. Examples of the present invention described below An example metal corrugated edge is used in forming the resistive coating 904 described above. By the technique used, it is formed on the edge portion of the surface of the spacer wall.   In FIG. 12A, the resistive coating 1204 is a side surface 120 of the spacer wall 1208. It is formed on 8a. Since the coating 1204 is formed on the side surface 1208, the coating 1 204 does not extend beyond the end of the side surface 1208a. Metal coated ed Di 1206 is formed on the end face 1208b of the spacer wall 1208 and is therefore made of metal. The coating edge 1206 does not extend beyond the coating 1204.   In FIG. 12B, the resistive coating 1214 is a side surface 121 of the spacer wall 1218. 8a and the end face 1218 to cover the entire spacer wall 1218. metal The covering edge 1206 is formed on the end surface 1218b of the spacer wall 1218. Formed to contact a portion of the shroud 1214, the metallized edge 1206 includes a shroud 1 It does not extend beyond the end face of 204.   In FIG. 12C, the resistive coating 1214 is the side surface 12 of the spacer wall 1218. 18a and end face 1218b to cover the entire spacer wall 1218. Money A metal coating edge 1216 is formed on the end face 1218b of the spacer wall 1218. Formed by contacting a portion of the coating 1214, the metal coating 1216 is then covered. Overlapping the shroud 1214, the correctly defined height at the corners of the shroud 1214. It is provided so as to extend up to that point.   In FIG. 12D, the resistive coating 1204 is similar to the spacer wall 1 in FIG. 12A. Formed on side surface 1208a of 208, with coating 1204 on side surface 1208. Does not extend beyond the end of the. The metallized edge 1216 is a spacer In contact with a portion of the coating 1204 formed on the end face 1208 of the wall 1208 Formed, the metal coating 1216 then overlaps the coating 1204 and the coating 120 It is provided so as to extend to a correctly defined height at the corners of No. 4.   As described above, the surface of the spacer wall 908 exposed inside the case 901. The electrodes 917 are provided on the upper side with a space. The voltage at these electrodes 917 The position is set by the voltage dividing means. The voltage dividing means is a coating 904 or a resistive strike. Either of the lips, outside the active area of the display 900 , Connected to electrically conductive traces extending from each electrode 917. On each electrode 917 To obtain the desired voltage at that point, raise the resistance at that position as needed. To remove material at selected locations of the voltage dividing means, i.e. You can do "rimming". For trimming, for example, It is carried out by removing with a laser. Alternatively selected Can also be done by removing material from one of the electrically conductive traces , It extends to electrodes 917 inside the case, eg outside the case 901. Similar traces by shortening the length of one or more traces The effect of can be obtained.   Figures 13A to 13H (collectively Figure 13), Figures 14A to 14J (collection FIG. 14), FIGS. 15A to 15J (collectively FIG. 15), and FIG. Figures A through 16J (collectively Figure 16) show the display of the CRT display of Figure 4A. 4 illustrates four basic processing sequences for manufacturing an optical structure. To facilitate the description of this processing, thirteenth, fourteenth, fifteenth and sixteenth The orientation in the figure is opposite to that in FIG. 4A. For the following processing In the description of FIG. This applies to the orientation shown in FIG.   Starting from the processing sequence shown in FIG. 13, the start point is the face. The plate 302. The inner surface of the face plate 302 (ie Face plate side), roughened and black as shown in FIG. 13A. The reflectivity of the material forming the matrix is reduced. The process of roughening this surface is Chemical etchants such as hydrofluoric acid solution or halogen-based plasm It is generally carried out using a masking agent.   The soda glass slurry 321 capable of forming the dark non-reflective frit is Screen over the upper surface of the faceplate 302 as shown in FIG. 13B. Deposited as To be made. Slurry 321 at 400 ° C. to 450 ° C. for 1 minute to 120 minutes It is converted into a hardened soda glass layer 322 by firing (ie, heating). Figure 13C Please refer to. To become the dark raised portion 314 of the soda glass layer 322 The area between the areas where the By chemical or plasma etching (not shown) Are removed by ablation with a suitably programmed laser. 13th In the figure, the remaining portion of the soda glass layer 322 is raised by the processing so far. A portion 314 is shown.   As depicted in FIG. 13E, phosphor stripes 313r, 313g, and And 313b between the dark ridges 314 on the upper surface of the faceplate 302. It is formed. More specifically, it emits light in one of the three colors red, green, and blue, The slurry of the polymer, the photosynthetic agent, and the phosphor particles is stored in the face plate 302. Located on the upper surface. Arrangement or placement of phosphor particles of one of these colors A portion of the slurry at the site where Cured by exposure to actinic radiation, using a strike mask (not shown) To be done. The rest of the slurry is drained off and the structure is rinsed. This work Repeat for each of the remaining phosphor particles that emit light of two colors. To be done. The structure is dried Thus, the formation of the phosphor stripe 313 is completed.   A layer of lacquer 323 is sprayed onto phosphor 313 and raised portion 314. Is made. The upper surface of the lacquer layer 323 has a smooth surface as shown in FIG. 13F. Of. Aluminum is vapor-deposited on the lacquer layer 323, and the light reflection layer 315 is formed. It is formed. See Figure 13G. Next, the structure is about 450 ° C. for 60 minutes The lacquer 323 may be burned by being heated in an atmosphere partially containing oxygen for a period of time. Removed by. Figure 14H shows the completed structure. Lacquer layer 3 23 had a smooth upper surface, resulting in a light-reflective aluminum layer 31. 5 will also have a smooth lower surface.   Moving to FIG. 14, the starting point here is still the face plate 302. The surface is rough. See Figure 15A. Dark non-reflective metal Layer 325 on the upper surface of face plate 302 as shown in FIG. 14B. Is placed. The metal layer 325 is black chrome with a thickness of 50 nm to 200 nm. Or it is generally made of niobium.   A thick photoresist layer 326 overlies the metal layer 325 as shown in Figure 14C. It is formed. The photoresist layer 326 is, for example, Morton EL2026. It consists of such a positive photoresist. The thickness of the photoresist layer is 25 μm to 7 5 μm, typically 50 μm. F Photoresist 326 is selectively exposed to actinic radiation to expose raised portion 314. Is processed to form a groove 327 having a substantially desired width. The width of the groove is from 10 μm 50 μm, typically 25 μm. Referring to FIG. 14D, there 326a is shown as the remainder of photoresist 326.   The groove 327 is selectively left completely or almost completely filled with metal, and A raised metal portion 314d is formed as shown in FIG. 4E. Selective filling is electrified It is performed by a chemical precipitation treatment (electroplating). The metal raised portion 314d is black Alternatively, it may be made of a non-lustrous metal. The metal of the raised part is chrome Generally, a nickel-iron alloy or the like is used. The photoresist mask 326a is And removed to form a structure as shown in FIG. 14F.   Using the metal raised portion 314d as a mask, the exposed portion of the dark metal layer 324 is To be removed. What is shown in Fig. 14G is the result of the processing so far. In the structure described above, the dark raised portion 314e is the remaining portion of the metal layer 325. Is. Each dark raised portion 314e and the upper raised portion 314d are dark raised portions. One of the 314 is configured.   The phosphor stripes 313 and the light reflection layer 315 are formed on the upper surface together with the processing shown in FIG. It was formed here by the method described in. Figure 14H shows stripes 313 Shows the formation of Layer 315 disposed on lacquer layer 323 Is shown in FIG. FIG. 14J shows that the lacquer layer 323 was burned. Figure 3 shows the completed light emitting structure after being removed by the above method.   The starting point of the processing sequence of FIG. 15 is a transparent, electrically insulating, flat book. Body (or plate) 329, which typically has a generally uniform composition Made of glass with. Please see Figure 15A. Sandblast mass A patterned layer 330 made of a material having a hump-like effect is shown in Figure 15B. Formed on the upper surface of transparent body 329 as shown. The mask layer 330 is a sun By providing a blanket of deblast mask material on the body 329. And then mask edging the exposed portion of the surface of the body 329. By doing so, a part of the coating layer is selectively removed.   Remove the exposed part through the mask 330 of the transparent body 329 to a specific depth To do so, selective removal is performed. FIG. 15C shows the rest of the body 329. From the face plate 302 and the upper raised pattern 314f It is a diagram illustrating a structure completed as a result of the processing process up to this point. Excluding The removal process is done by sandblasting. While performing sandblasting The mask 330 is corroded and removed. When sandblasting is over If mask 330 remains, the remaining mask 330 is shown in Figure 15D. To be removed.   A layer 331 made of dark colored material is provided on the upper surface of the structure. It is lean. See Figure 15E. The dark material is dark glass Is made of dark metal. The photoresist mask 332 is shown in FIG. 15F. Generally, it is formed on the dark colored layer 331 directly above the raised portion 314f. It In order to avoid mask misalignment, photoresist mask 332 is It is generally made using a reticle, and this reticle is a negative For sandblasting mask 330 for geist or positive photoresist It is used when making negative masks.   The dark raised portion 314g is raised by removing the exposed portion of the dark layer 331. Each is formed on the raised portion 314f. FIG. 15G shows the photoresist 33. 2 illustrates the structure after removal of 2. Each raised portion 314g and lower layer The egg-shaped raised portion 314f constitutes one of the dark raised portions 314.   The light emitting structure is completed by the processing shown in FIG. 14 by the method as described above. Special In addition, the phosphor stripes 313 are formed between the raised portions 314 as shown in FIG. 15H. It is formed. FIG. 151 shows that a light reflecting layer 315 is formed on the lacquer 323. It is shown that. Complete structure after burning and removing lacquer 323 Are shown in FIG. 15J.   By means of one of the previously mentioned processing steps shown in FIGS. After manufacturing the illustrated CRT cathode structure, the spacer wall 308 and outer wall 304 are Properly located between the cathode structure and the light emitting black matrix structure, The display parts are pumped to 10 bar.-7Small room lowered below torr Can be put in. The display is then 300 ° C to 600 ° C, typically 450 Sealed at ℃.   The dark raised portion 314 has a temperature in the range of 300 ° C. to 700 ° C. (this temperature The degree of protrusion depends on whether the material of the raised portion is metal, soda glass, or glass. Maru ) Softens. The temperature at which the ridge softens will seal the display. Generally, the temperature is selected to be approximately the same as or slightly lower than the temperature. this As a result, the spacer wall 308 slightly digs into the raised portion 314 during the sealing process. become. This compensates for height differences between walls 308.   If the temperature to soften the ridge is higher than the temperature to seal the display, , Soften the dark ridges 314 just before sealing the CRT display I can do it. In this case, the spacer wall 308 is again raised during the sealing process. 4 slightly penetrates and compensates for the difference in height of the spacer wall.   Although particular embodiments of the present invention have been described, this description is merely illustrated here. Claims that are based on The scope of the invention described in 1) is not limited to this. For example, the processing process shown in FIG. The dark ridges 314 in the processing sequence are transparent at the beginning of the processing sequence. A layer of dark material is provided on the top of the body, followed by the upper portion 314g of the raised portion The dark part is moved from the top of the ridge to the bottom by omitting the process of It can be done. The additional dark parallel non-reflective ridges are Formed on the rate 302 and shaped to extend perpendicular to the raised portion 314. .   The phosphor stripe 313 is also made of a thin phosphor thin film instead of the phosphor particles. Can be built. In addition, the light emitting region 313 is a phosphor (in this case, particles or thin film). The shape does not matter. It can also be formed by an element other than).   The transparent anode placed in the immediate vicinity of the face plate 302 is a light reflection layer. 315 can be used in place of, or in conjunction with. Like this The node consists of a layer of transparent electrically conductive material such as indium-tin oxide. It is common. Provided adjacent to face plate 302, if present The transparent anode constitutes the main body of the light-emitting black matrix structure. . Thus, one of ordinary skill in the art without departing from the scope and spirit of the invention as claimed. Could have various modifications.The scope of the claims 1. A flat panel device,   A face plate,   Back play that joins to the face plate to form a closed case And   Light emitting means from the flat panel device,   The backplane treated to minimize or prevent the surface from becoming charged. The force applied to the seat and the face plate in the direction toward the inside of the case. A spacer installed inside the case to provide support for the   The spacer provided between the back plate and the end surface of the spacer. And a metallized edge that makes an electrical connection with an electrical conductor on the back plate A flat panel device characterized in that 2. The surface of the spacer has a secondary electron emission ratio of less than 4 and a sheet resistance of 109Ω / □ and 1014Coated with a material whose size is between Ω / □ The device according to claim 1, characterized in that 3. The material of the coating is chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide and vanadium oxide. Device according to claim 2, characterized in that it is selected from um. 4. The method according to claim 2, wherein the coating is made of chromium oxide. apparatus. 5. The thickness of the clothing is between 0.05 μm and 20 μm An apparatus according to claim 2 as such. 6. The surface resistance of the spacer is 109Ω / □ and 1014Between Ω / □ A first coating made of material,   Made on the first coating with a material having a secondary electron emission ratio of less than 4 The device of claim 1 further comprising a second coating. 7. The total thickness of the first and second coatings is between 0.05 μm and 20 μm 7. The device according to claim 6, characterized in that 8. The surface resistance of the spacer surface is 109Ω / □ and 1014Between Ω / □ The device of claim 1, wherein the device is doped to 9. 9. The method according to claim 8, wherein the doping dopant is titanium. On-board equipment. 10. The secondary electron emission ratio is less than 4 on the doped spacer surface. A device according to claim 1, characterized in that it is coated with a sealing material. 11. The coating is chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide and vanadium oxide. 11. Device according to claim 10, characterized in that it is made of a material selected from . 12. 11. The method according to claim 10, wherein the coating is made of chromium oxide. On-board equipment. 13. The uniformity of the sheet resistance on the surface of the spacer depends on the specific nominal resistance value of 2 Characterized by being maintained within% The device according to claim 1. 14. The device of claim 1, wherein the spacer comprises a spacer wall. . 15. The spacer includes a spacer structure provided with a plurality of spacer structure holes. The device according to claim 1, characterized in that 16. An addressing grid having a plurality of holes, each having a plurality of spacer structures The holes in the body are the holes in the addressing grid or the glue in the holes in the addressing grid. Further comprising the addressing grid, which is aligned with the Item 16. The apparatus according to Item 15. 17. Near the boundary between the spacer and the electrical conductor on the back plate, An electrode provided on the surface of the spacer, wherein the voltage at the electrode is the boundary The voltage is controlled to obtain the desired voltage distribution in the vicinity of the field. The device of claim 1, further comprising a pole. 18. The electrodes are installed along a curved path on the inner surface of the back plate. 18. The device of claim 17, wherein the device is eclipsed. 19. A plurality of electrodes provided at intervals on the surface of the spacer, The voltage of the electrodes is the electrical conductor on the back plate and the electricity on the face plate. The composite, which is controlled to achieve the desired voltage distribution between the conductors, The device of claim 1, further comprising a number of electrodes. 20. A voltage dividing means for setting the voltage of each electrode is further provided. Item 20. The device according to item 19. 21. The voltage dividing means has a resistive coating formed on the spacer surface. 21. The device of claim 20, wherein: 22. Select from the voltage dividing means to set the desired voltage at the electrodes. 21. Device according to claim 20, characterized in that the material is selectively removed. 23. An electrically conductive tray extending from each of the electrodes to outside the active area of the device. Traces to set the required voltage at the electrodes. The material is selectively removed from at least one of: The described device. 24. The first plate provided between the face plate and the second end surface of the spacer. And a second metallized edge, the second metallized edge being in front of the spacer. It is characterized by making an electrical connection with an electric conductor on the face plate. The device according to claim 1. 25. A resistive coating is formed on the surface of the spacer, and the first and second metal coatings are formed. 25. The covering edge of claim 24, wherein the covering edge makes an electrical connection with the resistive coating. The described device. 26. Between the first metallization edge and the resistive coating The boundary portion of the back plate maintains a substantially constant distance from the inner surface of the back plate. 26. The device of claim 25, wherein the device is provided in a flat shape. 27. A flat panel device,   A face plate,   A back plate coupled to the face plate to form a closed case When,   Light emitting means from the flat panel device,   Make the back plate and the face plate toward the inside of the case. A spacer wall installed inside the case to provide support for the force applied ,   The spacer wall is made of ceramic, ceramic tempered glass, or insulating layer A flat panel device characterized by being made from a coated metal. 28. A flat panel device,   A face plate,   A back plate coupled to the face plate to form a closed case When,   Light emitting means from the flat panel device,   Make the back plate and the face plate toward the inside of the case. And a spacer installed inside the case that provides support for the force to be used,   Flat characterized in that said spacers are made from ceramic tempered glass Panel device. 29. And a side wall connecting the face plate and the back plate. The flat panel device according to any one of claims 1 to 28, . 30. The light emitting means,   A field emitter cathode,   And a luminescent material provided on the face plate. 30. The device according to any one of claims 1 to 29. 31. Attach the ceramic or glass-ceramic spacer wall to the back plate and The process of attaching it to the base plate,   In order to enclose the spacer wall inside the case, the back plate and the flap are enclosed. A flat panel device having a step of sealing a base plate Manufacturing method. 32. An addressing grid having a plurality of addressing grid holes inside the case 32. The method of claim 31, further comprising the step of attaching a lid. . 33. The sealing process is performed between the face plate and the back plate. 4. The step of attaching a part wall, a bottom wall and two side walls. 33. The method according to claim 1 or claim 32. 34. The method further comprising the step of providing alignment between the spacer walls. Item 33. The method according to Item 33. 35. The step of providing alignment between the spacer walls comprises   Forming notches in the addressing grid,   Providing the spacer wall in the notch. The method according to 34. 36. The sealing process is   A top wall, a bottom wall and two between the face plate and the back plate The process of attaching the side wall of   The matching process is   A step of forming a score on the top wall or the bottom wall,   A step of providing the spacer wall in the notch. The method according to 34. 37. Ceramic or glass between the back plate and face plate Ceramic spacer structure having a plurality of spacer structure holes drilled therein The process of attaching the body,   In order to enclose the spacer inside the case, the back plate and the face And a plate sealing process. Standing method. 38. The process of perforating a membrane of ceramic or glass-ceramic material,   A film of the ceramic or glass-ceramic material is laminated to form the space. 38. The method of claim 37, including the step of forming a support structure. 39. Space between the back plate and face plate The process of installing the   The spacers are used to minimize or prevent charge buildup on the spacer surfaces. The process of treating the surface of   Make an electrical connection between the spacer and an electrical conductor on the back plate Forming a metallized edge on the end face of the spacer,   In order to enclose the spacer inside the case, the back plate and the face And a plate sealing process. Standing method. 40. The process of treating the spacer surface forms a resistive coating on the spacer surface. 40. The method of claim 39, including the step of: 41. The method of claim 40, wherein the resistive coating is made of chromium oxide. The method described. 42. The resistive coating is formed by chemical vapor deposition. The method according to 40. 43. A contract characterized in that the resistive coating is formed by sputtering. The method according to claim 40. 44. 41. The method of claim 40, wherein the resistive coating is formed by evaporation. The method described. 45. The process of treating the spacer surface is performed with a dopant concentration of a predetermined dopant concentration. 40. The method of claim 39, including the step of applying a ring. 46. Body part,   A raised portion forming a pattern provided along the body portion,   A plurality of light emitting regions along the body portion between the raised portions,   The light emitting region emits light when electrons collide, and when the electrons collide with the raised portion. When the raised portion does not substantially emit light as compared to the light emitting region, the raised portion Characterized in that it is further raised from the body portion rather than the light emitting region,   Each raised portion extends over the entire lateral width of said raised portion and has a reduced height. Both have a dark area that substantially occupies a part,   The dark area is mainly at least one of metal, ceramic, semiconductor, and carbide. A light-emitting structure characterized in that it also comprises one. 47. The raised portions extend so that at least some of them are parallel to each other The structure according to claim 46, wherein: 48. At least two groups in which the raised portions extend in different directions 47. The structure of claim 46, comprising: 49. The body portion extends toward the light emitting region, at least a portion of which is transparent 49. A transparent plate according to claim 46. Structure. 50. The metal is nickel, chromium, niobium, gold, and 47. At least one of nickel-iron alloys. The structure according to claim 48. 51. The dark area of each raised portion occupies only a part of the height of the raised portion. The structure according to any one of claims 46 to 48, wherein: 52. First and second surfaces that are spaced apart from each other and are provided with their inner surfaces facing each other Plate and   The pattern is formed along the inner surface of the first plate, and is mainly A dark region made of at least one of metal, ceramic, semiconductor, and carbide. A raised portion having   A plurality of light emissions provided on the inner surface of the first plate between the raised portions. Area and   Support structure that supports the plates and keeps them separated from each other Body and   On the inner surface of the second plate, a set of electron-emitting devices is laterally spaced from each other. An array of digits,   The first plate extends along the light emitting region and at least a portion thereof is transparent. Characterized by being clear,   The raised portion is higher than the light emitting region from the first plate. Characterized by   When the electrons from the electron-emitting device collide, the light-emitting region emits light, The light is characterized in that the raised portion does not substantially emit light as compared with the light emitting region. Academic display I. 53. The dark area of each raised portion extends over the entire lateral width of the raised portion, and 53. At least a portion of the height direction is substantially occupied. Display described in. 54. Arranged across the raised portion between the raised portion and the second plate A group of laterally spaced internal supports,   The internal support is provided at a distance from the light emitting region, and the electron emitting device is provided. A support structure, characterized in that it extends towards the region between 54. The display according to claim 53, wherein: 55. 55. The device of claim 54, wherein each inner support includes a spacer wall. Display. 56. The first plate and the light-emitting region are provided so as to cross the first plate. It further comprises a light reflecting layer for reflecting light from the light emitting region to the first plate. 56. The display of claim 55 as a signature. 57. Among the metals, nickel, chromium, niobium, gold, and nickel-iron alloys. 57. At least one of claim 52 to claim 56, The described structure. 58. The dark area of each raised portion occupies only a part of the height of the raised portion. 57. The structure according to any one of claims 52 to 56, wherein: 59. The process of making a dark color layer along the body part,   A portion of the dark layer is formed to form a pattern of raised portions along the body portion. The process of selective removal,   The ridge is formed so that the ridge has a shape further raised than the light emitting region. Providing a plurality of light emitting regions along the body portion between the portions. A method of manufacturing a light emitting structure characterized by the above. 60. The method of claim 59, wherein the dark layer is made of glass. Law. 61. Forming a first metal layer along the body,   Forming a mask on the first metal layer;   A second metal portion is provided in the opening of the mask by an electrochemical method to remove the second metal portion. The process of allowing the genus to form raised ridges in a pattern;   Removing the mask,   The raised portion is more raised than the light emitting region from the body portion. So as to provide a plurality of light emitting regions between the raised portions. A method of manufacturing a light emitting structure. 62. Removing the first metal portion not covered by the second metal portion, and The raised portion extends to include the remaining portion of the second metal. 62. The method of claim 61, further comprising. 63. At least one of the first and second metals is a dark metal 63. The method of claim 62, wherein 64. By selectively removing a part of the body having a substantially uniform composition at a specific depth, The remaining part of the pattern on the body part and the removed part of the body And the process of including the raised portion,   Providing a plurality of light emitting regions along the body portion between the raised portions, the front raised portion A step of making the shape of the body further raised than the light emitting region A method for manufacturing a light emitting structure, comprising: 65. The removing process attacks the body through a mask. 66. The method of claim 64, including the steps. 66. The removal process is   Providing a first layer that draws a pattern along the body to become the raised portion thereof The process of allowing the opening to extend at the desired portion where   The pattern drawn by the mask material in the opening in the first layer The process of forming   Removing the first layer,   A destructive treatment of the body through the openings in the mask material pattern. 66. The method of claim 64, comprising: 67. The process of forming the mask pattern is   A layer of mask material over the first layer through the opening And the process of giving   A layer of mask material selectively exposed to backside photochemical radiation through the entire body. And the portion of the first layer overlying the mask material is the radiation The step of using the first layer to substantially prevent exposure to   Substantially removing the portion of the mask material not exposed to the radiation. 67. The method of claim 66, comprising. 68. The destruction process is performed by sandblasting 66. The method of claim 65. 69. The method further includes the step of forming a pattern of dark color portions that respectively cover the raised portions. 69. The method according to any of claims 64 to 68, wherein 70. When an electron collides, the light emitting region emits light and the raised portion emits light. 60. Claim 59 to claim 60, characterized in that it emits substantially no light compared to the light area. 68. The method according to any of 68. 71. Forming a light reflecting layer extending from the body portion across the entire light emitting region 69. The method according to claim 59, further comprising the step of: the method of. 72. A play that extends along the light emitting region and is at least partially transparent. 69. Any of claims 59-68, wherein the body portion has The one described in crab Law. 73. The temperature is raised to a range of 300 ° C to 700 ° C to soften the raised portion. 69. The method according to any one of claims 59 to 68, characterized in that Law. 74. A stationary plate structure comprising a stationary plate and a light emitting structure;   A back plate structure comprising a back plate and an electron emission structure;   The stationary plate and the back plate structure are combined to form a sealed case. Side wall to form,   The surface treated to minimize or prevent the surface from becoming charged. Support against the force acting toward the inside of the case on the electronic plate and the electronic plate And a spacer installed inside the case,   Is provided between the first end surface of the spacer and the back plate structure, and A first metallization edge that makes an electrical connection between the spacer and the electron emission structure; A flat panel device comprising: 75. Provided between the second end surface of the spacer and the space plate structure , A second metal-coated electrode that makes an electrical connection between the spacer and the light emitting structure. 75. The flat panel device according to claim 74, further comprising: 76. The treated plane has a secondary electron emission ratio of less than 4. A coating on the surface of said spacers by a dielectric material. A flat panel device according to claim 74 or claim 75. 77. The coating is 109Ω / □ and 1014Has a sheet resistance of a size between Ω / □ 77. The flat panel device according to claim 76, wherein: 78. The coating is chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide and vanadium oxide. 75. The claim 74 or claim characterized in that it is made of a material selected from A flat panel device according to item 75. 79. A plurality of electrodes provided at intervals on the surface of the spacer, The voltage of the electrodes reaches a desired voltage distribution between the electron emission structure and the light emitting structure. Further comprising the plurality of electrodes being controlled to form A flat panel device according to claim 74 or claim 75. 80. A flat panel device,   A face plate,   Back play that joins to the face plate to form a closed case And   Light emitting means from the flat panel device,   One of the back plate and the face plate that faces the inside of the case Spacer structure installed inside the case to provide support for directional force Has a body and   The spacer structure has a plurality of spacer structure holes extending therethrough. A flat panel device characterized by. 81. An addressing grid having a plurality of holes, each of the spacer structures The holes are aligned with at least one of the holes in the addressing grid. The flat panel according to claim 80, further comprising a single grid. Device. 82. The contract, further comprising a spacer wall provided inside the case. The flat panel device according to claim 81. 83. The spacer structure includes the addressing grid and the paste layer. The flat panel device according to claim 81, wherein the flat panel device is provided between the flat panel device and the flat panel device. . 84. A flat panel device,   A face plate,   A back plate coupled to the face plate to form a closed case When,   Light emitting means from the flat panel device,   Make the back plate and the face plate toward the inside of the case. A spacer wall installed inside the case to provide support for the force applied ,   The spacer wall is ceramic, glass ceramic, ceramic tempered glass, Or, it is made of opaque glass and consists of multiple thin film materials in a laminated state. Characterized by Flat panel device. 85. Spacer walls made up of multiple thin film materials in a laminated state should be 85. Flat panel according to claim 84, characterized in that at least one is additionally provided. apparatus. 86. A plurality of face plates and a back plate are provided between the face plate and the back plate. 85. The method of claim 84, further comprising an addressing grid having holes. The described flat panel device. 87. The light emitting means,   A thermionic cathode,   A light emitting material provided on the face plate. The flat panel device according to any one of claims 80 to 86. 88. The light emitting means,   A field emitter cathode,   A light emitting material provided on the face plate. The flat panel device according to any one of claims 80 to 86. 89. And a side wall connecting the face plate and the back plate. 87. The flat panel device according to any one of claims 80 to 86, Place. 90. The face plate and the back plate each have a curved surface 87. The flat according to any one of claims 80 to 86, characterized in that Panel device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI H01J 31/12 9508−2G H01J 31/12 B 31/15 9508−2G 31/15 A (31)優先権主張番号 188,857 (32)優先日 1994年1月31日 (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AT,AU,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CZ,DE,DK,ES,FI,GB,H U,JP,KP,KR,KZ,LK,LU,MG,MN ,MW,NL,NO,NZ,PL,PT,RO,RU, SD,SE,SK,UA,VN (72)発明者 カーティン、クリストファー・ジェイ アメリカ合衆国カリフォルニア州95014・ クーペルティーノ・キャニオンビスタドラ イブ 11022 (72)発明者 スピント、クリストファー・ジェイ アメリカ合衆国カリフォルニア州94025・ メンロパーク・ヒルサイドアベニュー 115 (72)発明者 ロボイ、ポール・エイ アメリカ合衆国カリフォルニア州95070・ サラトガ・ディハビランドドライブ 19152 (72)発明者 ノウィッキ、ロナルド・エス アメリカ合衆国カリフォルニア州94087・ サニーベイル・ケンリイウェイ 722 (72)発明者 モリス、デイビッド・エル アメリカ合衆国カリフォルニア州95132・ サンノゼ・エルグランデコート 3644 (72)発明者 シュミッド、アンソニー・ピー アメリカ合衆国カリフォルニア州92075・ ソラナビーチ・キャニオンドライブ 461─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI H01J 31/12 9508-2G H01J 31/12 B 31/15 9508-2G 31/15 A (31) Claim of priority Number 188,857 (32) Priority date January 31, 1994 (33) Priority claiming country United States (US) (81) Designated country EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR , IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AT, AU, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CZ, DE, DK, ES, FI, GB, HU, JP, KP, KR, KZ, LK, LU, MG, MN, MW, NL, NO , NZ, P L, PT, RO, RU, SD, SE, SK, UA, VN (72) Inventor Curtin, Christopher Jay USA California 95014 Coupertino Canyon Vista Drive 11022 (72) Inventor Spinto, Christopher Jay United States California 94025 Menlo Park Hillside Avenue 115 (72) Inventor Roboy, Paul A. United States California 95070 Saratoga Dihavilland Drive 19152 (72) Inventor Nowikki, Ronald Es United States California 94087 Sunnyvale Kenryway 722 (72) Inventor Morris, David El. California 95132 San Jose El Grande Court 3644 (72) Inventor Schmid, Anthony P. California, USA State 92075, Solana Beach Canyon Drive 461

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.フラットパネル装置であって、 フェースプレートと、 前記フェースプレートに結合して、密閉されたケースを形成するバックプレー トと、 前記フラットパネル装置からの発光手段と、 表面が電荷を帯びるのを最小化若しくは防ぐべく処理された、前記バックプレ ート及び前記フェースプレートに、前記ケース内部に向かう方向に作用する力に 対する支持を与える前記ケース内部に設置されたスペーサと、 前記バックプレートと前記スペーサの端面との間に設けられた、前記スペーサ とバックプレートとの電気的接続をなす金属被覆エッジとを有することを特徴と するフラットパネル装置。 2.前記スペーサの表面が、二次電子放出比が4より小さく面抵抗が109Ω/ □と1014Ω/□との間の大きさであるような材料によって被覆をなされている ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 3.前記被覆の材料が、酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン及び酸化バナジ ウムから選択されることを特徴とする請求項2に記載の装置。 4.前記被覆が酸化クロムによってなされることを特徴とする請求項2に記載の 装置。 5.前記被服の厚みが0.05μmと20μmの間である ような請求項2から請求項4の何れかに記載の装置。 6.前記スペーサの表面に、面抵抗が109Ω/□と1014Ω/□との間である 材料によってなされた第1の被覆と、 二次電子放出比が4より小さい材料によって、前記第1の被覆の上になされた 第2の被覆を更に有することを特徴とする請求項1に記載の装置。 7.前記第1及び第2の被覆の厚みの合計が0.05μmから20μmの間であ ることを特徴とする請求項6に記載の装置。 8.前記スペーサ表面に於いて、面抵抗が109Ω/□と1014Ω/□との間に なるようにドーピングを施されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。 9.前記ドーピングのドーパントがチタンであることを特徴とする請求項8に記 載の装置。 10.前記ドーピングを施されたスペーサ表面上に、二次電子放出比δが4より 小さい材料による被覆をなされることを特徴とする請求項8若しくは請求項9に 記載の装置。 11.前記被覆が、酸化クロム、酸化銅、炭素、酸化チタン及び酸化バナジウム から選択された材料によってなされることを特徴とする請求項10に記載の装置 。 12.前記被覆が酸化クロムによってなされることを特徴とする請求項10に記 載の装置。 13.前記スペーサ表面上の前記面抵抗の均一性が、前記スペーサ全体に亘って 、特定の名目上の抵抗値の2%以内 に維持されていることを特徴とする請求項1から請求項12の何れかに記載の装 置。 14.前記スペーサがスペーサ壁を含むことを特徴とする請求項1から請求項1 3の何れかに記載の装置。 15.前記スペーサが複数の孔を設けたスペーサ構造体を有することを特徴とす る請求項1に記載の装置。 16.複数の孔を設けたアドレシンググリッドであって、各複数のスペーサ構造 体の孔がアドレシンググリッドの孔若しくはアドレシンググリッドの孔のグルー プと整合している、該アドレシンググリッドを更に有することを特徴とする請求 項15に記載の装置。 17.前記スペーサとバックプレートとの境界部分の近くの前記スペーサの表面 上に設けられた電極であって、前記電極に於ける電圧が前記境界部分の近傍に於 ける望ましい電圧分布が得られるように制御されている、該電極を更に有するこ とを特徴とする請求項1に記載の装置。 18.前記電極が前記バックプレートの内部表面の上に曲がった経路に沿って設 けられていることを特徴とする請求項17に記載の装置。 19.前記スペーサの表面上に間隔を開けて設けられた複数の電極であって、各 電極の電圧が前記バックプレート及びフェースプレートの間の望ましい電圧分布 を達成するように制御されている、該複数の電極を更に有することを特徴とする 請求項1に記載の装置。 20.前記各電極の電圧を設定する分圧手段を更に有することを特徴とする請求 項19に記載の装置。 21.前記分圧手段が前記スペーサ表面上に形成された抵抗性の被覆を更に有す ることを特徴とする請求項20に記載の装置。 22.前記電極に於ける前記望ましい電圧を設定するべく、前記分圧手段から選 択的に材料が除去されることを特徴とする請求項20に記載の装置。 23.前記各電極から前記装置のアクティブ領域の外側へ伸びる電気伝導トレー スを更に有し、前記電極に於ける前記必要な電圧を設定するべく、前記トレース の少なくとも1つから選択的に材料が除去されることを特徴とする請求項19に 記載の装置。 24.前記フェースプレートと、前記スペーサの第2端面との間に設けられた第 2の金属被覆エッジを更に有し、前記金属被覆エッジが前記スペーサと前記フェ ースプレートとの間の電気的接続をなすことを特徴とする請求項1に記載の装置 。 25.前記スペーサ表面上に抵抗性被覆が形成され、前記金属被覆エッジが前記 抵抗性被覆との電気的接続をなすことを特徴とする請求項24に記載の装置。 26.前記金属被覆エッジと、前記抵抗性被覆との間の前記境界部分が、前記バ ックプレートの内部表面との距離を一定に保った形で設けられていることを特徴 とする請求項 25に記載の装置。 27.フラットパネル装置であって、 フェースプレートと、 前記フェースプレートに結合して密閉されたケースを形成するバックプレート と、 前記フラットパネル装置からの発光手段と、 前記バックプレート及び前記フェースプレートに前記ケース内部に向かって作 用する力に対して支持を与える前記ケース内部に設置されたスペーサとを有し、 前記スペーサがセラミック、ガラスセラミック、セラミック強化ガラス、不透 明ガラス、若しくは絶縁層による被覆をなされた金属から作られることを特徴と するフラットパネル装置。 28.前記スペーサがスペーサ壁を有することを特徴とする請求項29に記載の 装置。 29.フラットパネル装置であって、 フェースプレートと、 前記フェースプレートに結合して、密閉されたケースを形成するバックプレー トと、 前記フラットパネル装置からの発光手段と、 前記バックプレート及び前記フェースプレートに、前記ケース内部に向かう方 向に作用する力に対する支持を与える前記ケース内部に設置されたスペーサ構造 体とを有し、 前記スペーサ構造体が、それを貫通する複数のスペーサ 構造体孔を有することを特徴とするフラットパネル装置。 30.前記発光手段が、 電界エミッタカソードと、 前記フェースプレート上に設けられた発光構造体とを更に有することを特徴と する請求項1から請求項29の何れかに記載の装置。 31.セラミック若しくはガラスセラミックのスペーサをバックプレートとフェ ースプレートとの間に取り付ける過程と、 前記スペーサをケース内部に封入するべく、前記バックプレートとフェースプ レートとを封着する過程とを有することを特徴とするフラットパネル装置の製造 方法。 32.前記ケース内部に複数のアドレシンググリッド孔を設けたアドレシンググ リッドを取り付ける過程を更に有することを特徴とする請求項31に記載の方法 。 33.前記スペーサがスペーサ壁を含むことを特徴とする請求項31若しくは請 求項32に記載の方法。 34.前記スペーサ壁間に整合を与える過程を更に有することを特徴とする請求 項33に記載の方法。 35.前記スペーサ壁間に整合を与える過程が、 前記アドレシンググリッドに刻み目を形成する過程と、 前記刻み目内に前記スペーサ壁を設ける過程とを更に含むことを特徴とする請 求項34に記載の方法。 36.前記封着過程が、 前記フェースプレートとバックプレートとの間に頂部壁、底部壁及び2つの側 壁を取り付ける過程を更に有し、 前記整合過程が、 前記頂部壁若しくは前記底部壁に刻み目を形成する過程と、 前記刻み目内に前記スペーサ壁を設ける過程とを更に有すること特徴とする請 求項34に記載の方法。 37.前記スペーサが前記スペーサ構造体を含むことを特徴とする請求項31若 しくは請求項32に記載の方法。 38.セラミック若しくはガラスセラミック材料の膜に孔を開ける過程と、 前記セラミック若しくはガラスセラミック材料の膜を張り合わせて前記スペー サ構造体を形成する過程とを有することを特徴とする請求項37に記載の方法。 39.バックプレート及びフェースプレートの間にスペーサを取り付ける過程と 、 前記スペーサ表面上に電荷が帯びるのを最小化若しくは防ぐべく前記スペーサ の表面を処理する過程と、 前記スペーサと前記バックプレートとの間の電気的接続をなすように前記スペ ーサの端面に金属被覆エッジを形成する過程と、 前記スペーサをケース内部に封入すべく、前記バックプレートとフェースプレ ートとを封着する過程とを有することを特徴とするフラットパネル装置の組立方 法。 40.前記スペーサ表面の処理過程が、前記スペーサ表面上の抵抗性被覆を形成 する過程を更に含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。 41.前記抵抗性被覆が酸化クロムを材料とすることを特徴とする請求項40に 記載の方法。 42.前記抵抗性被覆が化学的蒸着によって形成されることを特徴とする請求項 40に記載の方法。 43.前記抵抗性被覆がスパッタリングによって形成されることを特徴とする請 求項40に記載の方法。 44.前記抵抗性被覆が蒸発によって形成されることを特徴とする請求項40に 記載の方法。 45.前記スペーサ表面の処理過程が、予め定められたドーパント濃度のドーピ ングを施す過程を更に有することを特徴とする請求項39に記載の方法。 46.本体部分と、 前記本体部分に沿って設けられたパターンをなす隆起部分と、 前記隆起部分の間の前記本体部分に沿った複数の発光領域とを有し、 前記発光領域は電子が衝突すると光を発し、前記隆起部分に電子が衝突したと きは前記隆起部分は前記発光領域と比較して実質的に発光せず、前記隆起部分は 前記発光領域よりも前記本体部分から更に隆起していることを特徴とし、 各隆起部分が、前記隆起部分の横幅全体に延在し、かつ その高さ方向の少なくとも一部分を実質的に占めている暗領域を有することを特 徴とする発光構造体。 47.前記隆起部分が、少なくともその一部が互いに平行となるように延在する ことを特徴とする請求項46に記載の構造体。 48.前記隆起部分が、互いに異なる向きに延在する少なくとも2つのグループ を有することを特徴とする請求項46に記載の構造体。 49.前記本体部分が、前記発光領域に向かって伸びる、少なくとも一部が透明 なプレートを有することを特徴とする請求項46から請求項48の何れかに記載 の構造体。 50.互いに隔てられ、内部表面が向かい合った形で設けられた第1及び第2の プレートと、 前記第1プレートの前記内部表面に沿って設けられたパターンをなす隆起部分 と、 前記隆起部分の間の前記第1プレートの前記内部表面に設けられた複数の発光 領域と、 前記プレートを支持し、かつそれらを互いに隔てられた形で維持する支持構造 体と、 前記第2プレートの前記内部表面上で、電子放出素子の組を横向きに隔てて設 けてなるアレイとを有し、 前記第1プレートが、前記発光領域に沿って延在し少なくともその一部分が透 明であることを特徴とし、 前記隆起部分が、前記発光領域よりも前記第1プレート から盛り上がっていることを特徴とし、 前記電子放出素子からの電子が衝突したとき、前記発光領域は光を発し、一方 前記隆起部分は前記発光領域と比較して実質的に発光しないことを特徴とする光 学ディスプレイ。 51.各隆起部分が、前記隆起部分の横幅全体に延在し、かつその高さ方向の少 なくとも一部分を実質的に占めている暗領域を有することを特徴とする請求項5 0に記載のディスプレイ。 52.前記隆起部分と前記第2プレートとの間に前記隆起部分を横切る形で配置 された、横向きに間隔を開けて設けられた内部支持体のグループを有し、 前記内部支持体が、前記発光領域から隔てられて設けられ、前記電子放出素子 の間の領域に向かって延在していることを特徴とする前記支持構造体を有するこ とを特徴とする請求項50若しくは請求項51に記載のディスプレイ。 53.各内部支持体がスペーサ壁を含むことを特徴とする請求項51に記載のデ ィスプレイ。 54.前記第1プレートから前記発光領域に沿って横切る形で設けられた、前記 発光領域から前記第1プレートへの光を反射する光反射層を更に有することを特 徴とする請求項50から請求項53の何れかに記載のディスプレイ。 55.本体部分に沿って暗色層を作る過程と、 前記本体部分に沿って隆起部分のパターンを形成するべ く前記暗色層の一部を選択的に除去する過程と、 前記隆起部分が前記発光領域より更に盛り上がった形となるように、前記隆起 部分の間に前記本体部分に沿って複数の発光領域を設ける過程とを有することを 特徴とする装置の製造方法。 56.前記暗色層がガラスを材料とすることを特徴とする請求項55に記載の方 法。 57.本体部分に沿って第1金属層を形成する過程と、 前記第1金属層上にマスクを形成する過程と、 前記マスクの開口部に第2金属部分を電気化学的な方法で設けて、前記第2金 属がパターンをなす隆起部分を形成するようにする過程と、 前記マスクを除去する過程と、 前記隆起部分が前記発光領域よりも前記本体部分から更に盛り上がった形とな るように、前記隆起部分の間に複数の発光領域を設ける過程とを有することを特 徴とする装置の製造方法。 58.前記第2金属部分によって覆われていない前記第1金属部分を除去し、前 記隆起部分が前記第2金属の残りの部分を含む形で延在するようにする過程とを 更に含むことを特徴とする請求項57に記載の方法。 59.前記第1及び第2金属の少なくとも1つが暗色金属であることを特徴とす る請求項57若しくは請求項58に記載の方法。 60.ほぼ均一な組成の本体の一部を特定の深さで選択的に除去して、前記本体 の残りの部分が、本体部分及び前記本体の除去された部分に設けられたパターン をなす隆起部分を含むようにする過程と、 前記隆起部分間の前記本体部分に沿って複数の発光領域を設け、前隆起部分が 前記発光領域よりも前記本体部分から更に盛り上がった形となるようにする過程 とを含むことを特徴とする装置の製造方法。 61.前記除去過程が、マスクを通して前記本体を破壊処理(attacking)する 過程を伴うことを特徴とする請求項60に記載の方法。 62.前記除去過程が、 前記本体に沿ってパターンを描く第1の層を設けて、その前記隆起部分となる ことが予定される所望の部分において、開口部が延在するようにする過程と、 前記第1の層における開口部に於いて、マスク材料によって描かれたパターン を形成する過程と、 前記第1の層を除去する過程と、 前記マスク材料のパターンにおける開口部を通して前記本体を破壊処理する過 程とを有することを特徴とする請求項60に記載の方法。 63.前記マスクパターンの形成過程が、 前記開口部を通して前記第1の層の上にマスク材料の層を与える過程と、 前記マスク材料の層を、前記本体全体を通す背面光化学放射に選択的に曝す過 程であって、前記第1の層の前記マスク材料が上層をなしている部分が前記放射 に曝されることを実質的に防ぐべく、前記第1の層を使用する、該過程と、 前記マスク材料の前記放射に曝されていない部分を実質的に除去する過程とを 有することを特徴とする請求項62に記載の方法。 64.前記破壊処理過程がサンドブラストによって実施されることを特徴とする 請求項61から請求項63の何れかに記載の方法。 65.前記隆起部分をそれぞれ覆う暗色部分のパターンを形成する過程を更に有 することを特徴とする請求項60から請求項64の何れかに記載の方法。 66.電子が衝突したとき、前記発光領域が光を発し、前記隆起部分が、前記発 光領域と比較して実質的に光を発しないことを特徴とする請求項55から請求項 65の何れかに記載の方法。 67.前記本体部分から前記発光領域全体を横切って延在する光反射層を形成す る過程を更に有することを特徴とする請求項55から請求項66の何れかに記載 の方法。 68.前記発光領域に沿って延在し、少なくともその一部分が透明であるプレー トを、前記本体部分が有することを特徴とする請求項55から請求項67の何れ かに記載の方 法。 69.温度を300℃〜700℃の範囲まで上昇させて前記隆起部分を軟化させ る過程を有することを特徴とする請求項55から請求項68の何れかに記載の方 法。[Claims] 1. A flat panel device comprising: a face plate; a back plate which is joined to the face plate to form a closed case; a light emitting means from the flat panel device; Between the back plate and the end surface of the spacer, which are treated to prevent the back plate and the face plate, and which provide the back plate and the face plate with support for the force acting in the direction toward the inside of the case; A flat panel device, comprising: a metal-coated edge, which is provided on the substrate and electrically connects the spacer and the back plate. 2. The surface of the spacer is coated with a material having a secondary electron emission ratio of less than 4 and a surface resistance of between 10 9 Ω / □ and 10 14 Ω / □. The device according to claim 1. 3. Device according to claim 2, characterized in that the material of the coating is selected from chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide and vanadium oxide. 4. Device according to claim 2, characterized in that the coating is made of chromium oxide. 5. Device according to any of claims 2 to 4, wherein the thickness of the garment is between 0.05 m and 20 m. 6. A first coating on the surface of the spacer made of a material having a sheet resistance of between 10 9 Ω / □ and 10 14 Ω / □ and a material having a secondary electron emission ratio of less than 4 The device of claim 1, further comprising a second coating over the coating of. 7. 7. Device according to claim 6, characterized in that the sum of the thicknesses of the first and second coatings is between 0.05 [mu] m and 20 [mu] m. 8. The device according to claim 1, wherein the spacer surface is doped so that the sheet resistance is between 10 9 Ω / □ and 10 14 Ω / □. 9. 9. The apparatus of claim 8, wherein the doping dopant is titanium. 10. 10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the doped spacer surface is coated with a material having a secondary electron emission ratio δ of less than 4. 11. 11. Device according to claim 10, characterized in that the coating is made of a material selected from chromium oxide, copper oxide, carbon, titanium oxide and vanadium oxide. 12. Device according to claim 10, characterized in that the coating is made of chromium oxide. 13. 13. The uniformity of the sheet resistance on the spacer surface is maintained within 2% of a specific nominal resistance value over the entire spacer, according to any one of claims 1 to 12. The device according to claim 1. 14. The device according to claim 1, wherein the spacer includes a spacer wall. 15. The device of claim 1, wherein the spacer comprises a spacer structure provided with a plurality of holes. 16. An addressing grid having a plurality of holes, further comprising: an addressing grid in which the holes of each of the plurality of spacer structures are aligned with holes of the addressing grid or groups of holes of the addressing grid. Item 16. The apparatus according to Item 15. 17. An electrode provided on the surface of the spacer near the boundary between the spacer and the back plate, wherein the voltage at the electrode is controlled to obtain a desired voltage distribution near the boundary. The device of claim 1, further comprising the electrode being provided. 18. 18. The device of claim 17, wherein the electrodes are provided along a curved path on the inner surface of the back plate. 19. A plurality of electrodes spaced on the surface of the spacer, the voltage of each electrode being controlled to achieve a desired voltage distribution between the backplate and faceplate. The device of claim 1, further comprising electrodes. 20. 20. The device according to claim 19, further comprising voltage dividing means for setting the voltage of each electrode. 21. 21. The apparatus of claim 20, wherein the voltage dividing means further comprises a resistive coating formed on the spacer surface. 22. 21. The apparatus of claim 20, wherein material is selectively removed from the voltage dividing means to set the desired voltage at the electrodes. 23. Material is further selectively removed from at least one of the traces to further comprise electrically conductive traces extending from each of the electrodes to outside of an active area of the device to set the required voltage at the electrodes. The device according to claim 19, characterized in that 24. A second metallized edge provided between the faceplate and a second end surface of the spacer, the metallized edge providing an electrical connection between the spacer and the faceplate. An apparatus according to claim 1, characterized in that 25. 25. The device of claim 24, wherein a resistive coating is formed on the spacer surface and the metallized edges make an electrical connection with the resistive coating. 26. 26. The interface of claim 25, wherein the interface between the metallized edge and the resistive coating is maintained at a constant distance from the inner surface of the backplate. apparatus. 27. A flat panel device comprising: a face plate; a back plate which is joined to the face plate to form a sealed case; a light emitting means from the flat panel device; and the back plate and the face plate inside the case. A spacer provided inside the case for providing support to a force acting toward, the spacer being made of ceramic, glass ceramic, ceramic reinforced glass, opaque glass, or a metal coated with an insulating layer. A flat panel device characterized by being made. 28. 30. The device of claim 29, wherein the spacer has spacer walls. 29. A flat panel device, comprising: a face plate, a back plate that is joined to the face plate to form a sealed case, a light emitting unit from the flat panel device, the back plate and the face plate, A spacer structure provided inside the case that provides support for a force acting in a direction toward the inside of the case, wherein the spacer structure has a plurality of spacer structure holes passing through the spacer structure. Flat panel device to do. 30. 30. The device according to any one of claims 1 to 29, wherein the light emitting means further comprises: a field emitter cathode; and a light emitting structure provided on the face plate. 31. The method further comprises a step of attaching a ceramic or glass ceramic spacer between the back plate and the face plate, and a step of sealing the back plate and the face plate to seal the spacer inside the case. Method of manufacturing flat panel device. 32. The method of claim 31, further comprising mounting an addressing grid having a plurality of addressing grid holes inside the case. 33. 33. The method of claim 31 or claim 32, wherein the spacer comprises spacer walls. 34. 34. The method of claim 33, further comprising providing alignment between the spacer walls. 35. 35. The method of claim 34, wherein providing alignment between the spacer walls further comprises forming a score in the addressing grid and providing the spacer wall in the score. 36. The sealing step further includes attaching a top wall, a bottom wall and two side walls between the face plate and the back plate, and the aligning step forms a score on the top wall or the bottom wall. 35. The method of claim 34, further comprising the steps of: providing the spacer wall within the score. 37. 33. The method of claim 31 or claim 32, wherein the spacer comprises the spacer structure. 38. 38. The method of claim 37, comprising the steps of perforating a film of ceramic or glass-ceramic material and laminating the film of ceramic or glass-ceramic material to form the spacer structure. 39. Attaching a spacer between the back plate and the face plate; treating the surface of the spacer to minimize or prevent charging of the spacer surface; and an electrical connection between the spacer and the back plate. And forming a metallized edge on the end surface of the spacer so as to make a physical connection, and sealing the back plate and the face plate so as to enclose the spacer inside the case. A method for assembling a flat panel device. 40. 40. The method of claim 39, wherein treating the spacer surface further comprises forming a resistive coating on the spacer surface. 41. The method of claim 40, wherein the resistive coating is made of chromium oxide. 42. The method of claim 40, wherein the resistive coating is formed by chemical vapor deposition. 43. The method of claim 40, wherein the resistive coating is formed by sputtering. 44. 41. The method of claim 40, wherein the resistive coating is formed by evaporation. 45. The method of claim 39, wherein the step of treating the spacer surface further comprises the step of applying a predetermined dopant concentration. 46. A main body portion, a raised portion that forms a pattern along the main body portion, and a plurality of light emitting regions along the main body portion between the raised portions, and the light emitting region emits light when electrons collide. When the electron collides with the raised portion, the raised portion does not substantially emit light as compared with the light emitting region, and the raised portion is further raised from the body portion rather than the light emitting region. The light emitting structure, wherein each raised portion has a dark region extending over the entire lateral width of the raised portion and substantially occupying at least a portion in the height direction thereof. 47. 47. The structure of claim 46, wherein the raised portions extend such that at least some of them are parallel to each other. 48. 47. The structure of claim 46, wherein the raised portions have at least two groups extending in different directions. 49. 49. The structure of any of claims 46-48, wherein the body portion includes at least a partially transparent plate extending toward the light emitting region. 50. Between the first and second plates that are spaced apart from each other and are provided with their inner surfaces facing each other, a pattern of raised portions along the inner surface of the first plate, and between the raised portions. A plurality of light emitting regions on the inner surface of the first plate; a support structure for supporting the plates and maintaining them in a spaced apart form; and on the inner surface of the second plate. An array of laterally separated sets of electron-emitting devices, wherein the first plate extends along the light-emitting region and at least a part of which is transparent, Is higher than the light emitting region from the first plate, the light emitting region emits light when an electron from the electron-emitting device collides, while the raised portion Is an optical display that does not substantially emit light as compared to the light emitting region. 51. 56. The display of claim 50, wherein each raised portion has a dark area that extends across the lateral width of the raised portion and substantially occupies at least a portion of its height. 52. A group of laterally-spaced inner supports disposed transversely to the raised portion between the raised portion and the second plate, wherein the inner support is the light emitting region. 52. A display as claimed in claim 50 or claim 51, characterized in that it has the support structure which is spaced apart from and extends towards the area between the electron-emitting devices. . 53. 52. The display of claim 51, wherein each inner support includes spacer walls. 54. 54. The light emitting device according to claim 50, further comprising a light reflecting layer provided to cross the light emitting region from the first plate and reflecting light from the light emitting region to the first plate. The display according to any one of 1. 55. Forming a dark color layer along the body portion, selectively removing a portion of the dark color layer to form a pattern of raised portions along the body portion, and the raised portion further than the light emitting region. A plurality of light emitting regions are provided along the body portion between the raised portions so as to have a raised shape. 56. 56. The method of claim 55, wherein the dark layer is made of glass. 57. Forming a first metal layer along the body portion, forming a mask on the first metal layer, and providing a second metal portion in an opening of the mask by an electrochemical method, A step of forming a patterned raised portion with the second metal; a step of removing the mask; and a raised portion so that the raised portion is more raised than the light emitting region from the body portion. A step of providing a plurality of light emitting regions between the parts, and a method for manufacturing the device. 58. Removing the first metal portion not covered by the second metal portion so that the raised portion extends to include the remaining portion of the second metal. 58. The method of claim 57, wherein 59. 59. The method of claim 57 or claim 58, wherein at least one of the first and second metals is a dark metal. 60. A portion of the body of substantially uniform composition is selectively removed at a particular depth such that the remaining portion of the body includes a body portion and a patterned raised portion provided on the removed portion of the body. And a step of providing a plurality of light emitting regions along the body portion between the raised portions so that the front raised portion is more raised than the light emitting region from the body portion. A method of manufacturing a device, comprising: 61. 61. The method of claim 60, wherein the removing step involves the step of attacking the body through a mask. 62. Said removing step comprises providing a first layer that draws a pattern along said body, such that an opening extends at a desired portion that will be said raised portion, Forming a pattern drawn by a mask material in the opening in the first layer; removing the first layer; and destructing the body through the opening in the pattern of the mask material. 61. The method of claim 60, including the steps of: 63. Forming the mask pattern, providing a layer of mask material over the first layer through the opening, and selectively exposing the layer of mask material to backside photochemical radiation through the entire body. A step of using the first layer to substantially prevent exposure of the portion of the first layer of the mask material overlying the mask layer to the radiation; 63. The method of claim 62, including substantially removing a portion of the material not exposed to the radiation. 64. 64. The method according to any of claims 61 to 63, wherein the destructive treatment process is performed by sandblasting. 65. 65. The method of any of claims 60-64, further comprising the step of forming a pattern of dark colored portions that respectively cover the raised portions. 66. 66. Any of claims 55-65, wherein the light emitting region emits light and the raised portion emits substantially no light as compared to the light emitting region when bombarded by electrons. the method of. 67. 67. The method of any of claims 55-66, further comprising forming a light reflecting layer extending from the body portion across the entire light emitting region. 68. 68. The method of any of claims 55-67, wherein the body portion comprises a plate extending along the light emitting region, at least a portion of which is transparent. 69. 69. The method of any of claims 55-68, comprising increasing the temperature to a range of 300 <0> C to 700 <0> C to soften the raised portion.
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