JPH1167125A

JPH1167125A - 表示装置

Info

Publication number: JPH1167125A
Application number: JP9222755A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nakatani; 忠司中谷
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-08-19
Filing date: 1997-08-19
Publication date: 1999-03-09
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: JP3347648B2; US6144153A

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、表示装置に関し、特に、微小電
界放出陰極を利用した表示装置の絶縁耐圧の向上と高輝
度化を図ることを課題とする。【解決手段】画素を構成する領域に電子を放出する微
小な電界放出陰極を有する陰極板と、スペーサ支持部材
と、前記陰極板とスペーサ支持部材との間に配置され、
画素を構成する領域に蛍光体層を有する陽極板とを備
え、前記スペーサ支持部材が、その表面から陰極板方向
に垂直に延び、かつ陽極板上の複数の孔を非接触で貫通
して陰極板に接触し該陰極板にかかる大気圧を支持する
ための複数の柱状部を備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は表示装置、特に、
微小な電界放出陰極を利用した薄型の表示装置に関す
る。

【０００２】微小な電界放出陰極は、従来から用いられ
ている熱陰極に比べて高効率，高輝度の電子源であり、
薄型の表示装置や撮像管への利用が期待されている。特
に、この微小電界放出陰極を利用した表示装置は、自然
発光型であり、高輝度化，高精細化が可能である。さら
に、広視野角，高速応答性，低消費電力といった多くの
特徴も有する。

【０００３】

【従来の技術】陰極を利用した薄型の表示装置の中に
は、真空に封止された容器の中で、電界放出陰極から引
き出した電子を電界をかけて加速して蛍光体に照射し、
発光を得るものがある。この陰極としては、円錐形状あ
るいは、平面形状の微小電界放出陰極や、表面伝導型陰
極が用いられている。

【０００４】図１３に、従来の微小電界放出陰極を利用
した表示装置の構成図を示す。微小電界放出陰極は、円
錐型のエミッタティップ１０１，電子引き出し用のゲー
ト電極ライン（ゲート給電線）１０３，エミッタティッ
プに負の電圧をかけるエミッタ電極ライン（エミッタ給
電線）１０２，及びゲート電極ラインとエミッタ電極ラ
インを隔てる絶縁層１０４とを、図のようにガラス基板
１０５上に配置して構成される。ガラス基板１０５を含
む基板全体を、陰極板１０９と呼ぶ。

【０００５】エミッタティップ１０１は、長さ１ミクロ
ン程度であり、半導体に微細加工技術を用いて、平面基
板上に集積化して形成される。エミッタ電極ライン１０
２とゲート電極ライン１０３とは交差するように配置さ
れ、エミッタ電極ライン上の交差部分に数百から数千個
のエミッタティップが形成される。そして、この数百個
からなるエミッタティップによって、一つの表示体（例
えば画素）１０６が構成される。

【０００６】真空中でエミッタティップ１０１とゲート
電極ライン１０３との間に電圧が印加されると、電界放
出によりエミッタティップ１０１から電子が引き出され
る。電界放出特性は非線型であるため、両電極を単純マ
トリックス駆動することができる。選択された画素が引
き出された電子は、微小電界放出陰極と対向支持された
透明な陽極板１０７に当たる。

【０００７】陽極板１０７は、その表面にストライプ状
の蛍光体１０８が形成されており、これに電子が当たる
ことにより励起発光が起こる。利用者は、この発光を陽
極板１０７または陰極板１０９を通して観察することに
なる。電子を加速するために、陽極板１０７は、陰極板
に対して数百Ｖの加速電圧をかける必要がある。このと
き絶縁を良好に保つために、陽極板と陰極板との間隔は
数百μｍ程度必要である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般に、画面の輝度
は、蛍光体の発光効率に比例する。また、陽極板に印加
される加速電圧が大きいほど、電子が蛍光体粒子の奥深
くまで侵入できるので発光効率は高くなる。したがって
発光効率を上げるためには、陽極板と陰極板の距離を短
くし、陽極板に印加する加速電圧を大きくする方がよ
い。

【０００９】図１４に、陰極板を観察側に配置して蛍光
体の発光色を反射形式で視覚する反射型の表示装置の断
面図を示す。加速電圧１１２は、ゲート電極ライン１０
３と陽極板１０７上の導電膜１１０との間に印加され、
エミッタティップ１０１から放出された電子は陽極板の
導電膜１１０の表面に塗布された蛍光体に向かって放出
される。加速電圧１１２は４００Ｖ程度である。図１４
において、陽極板１０７と陰極板１０９との間に、適当
な間隔をおいて複数個のスペーサ１１１が配置され、陽
極板１０７と陰極板１０９との距離が一定に保たれる。
陽極板１０７と陰極板１０９とで形成されるパネル内は
真空である。スペーサ１１１は、２００μｍ程度の高さ
のガラス材料で作られ、陽極板１０７及び陰極板１０９
に接着され両基板にかかる大気圧を保持する。

【００１０】このような構造において、加速電圧１１２
を４００Ｖよりも大きくしていくと、パネル内で発生す
るイオンや二次電子によりスペーサ１１１表面に突発的
に放電が走る。そしてこの放電は、エミッタティップ１
０１の破壊を誘発していた。

【００１１】一方、スペーサ１１１の高さを高くして陽
極板１０７と陰極板１０９との距離を長くすれば、スペ
ーサ表面を介した陰極板のゲート電極ライン１０３と、
陽極板１０７上の導電膜１１０との沿面距離が長くな
る。この沿面距離が長くなることは、両基板間の絶縁耐
圧が高くなることを意味し、上記したような放電及びエ
ミッタティップの破壊は起こりにくくなる。しかし、エ
ミッタティップ１０１から放出された電子は一定の広が
りを持って進むため、両基板間の距離が長いほど、電子
のビーム径が広がり、解像度が低下する。特に、カラー
表示装置では、隣接する異なる色の蛍光体にも電子が入
射してしまうため、色にじみを生じる。

【００１２】また、スペーサ１１１が配置される領域に
はエミッタティップ１０１は形成できないため、この領
域では発光が得られず、解像度を向上できない。たとえ
ば、３００μｍ程度の解像度を得るためには、スペーサ
１１１の幅は約４０μｍ以下であることが望ましい。

【００１３】一方、陽極板と陰極板との距離が２００μ
ｍの時、一般に絶縁耐圧は５００Ｖ程度である。したが
って、５ｋｖの絶縁耐圧を得るためには、両基板間では
２mmの距離が必要となる。このときスペーサ１１１のア
スペクト比は５０：１（＝２mm：４０μｍ）となり、こ
のような高いアスペクト比と十分な強度を持つ支柱の形
成は困難である。ガラスファイバーなどを切断してこの
ような形状のスペーサを形成したとしても、スペーサと
基板との接着面積が小さいため、倒れやすく、また傾き
やすい。

【００１４】また、スペーサを細長い壁のような形状に
した方が高いアスペクト比を得やすいが、図１４に示し
た表示装置では、パネル内のガスの排気される方向が基
板に平行な方向であるため、壁状スペーサを設けると排
気コンダクタンスが低下する。排気コンダクタンスが低
下すると、電子の衝撃を受けた蛍光体からのガス放出に
より、エミッタ周辺の真空度が低下し、輝度の低下やエ
ミッタの破壊による表示欠陥が生じる。

【００１５】この発明は、以上のような事情を考慮して
なされたものであり、主としてスペーサの構造を工夫す
ることによって、高輝度の表示装置を提供することを課
題とする。また、高輝度の表示装置であると共に、解像
度、パネル内の高真空度を維持したまま、陽極板と陰極
板との間の絶縁耐圧を向上させた表示装置を提供するこ
とを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、画素を構成
する領域に電子を放出する微小な電界放出陰極を有する
陰極板と、スペーサ支持部材と、前記陰極板とスペーサ
支持部材との間に配置され、画素を構成する領域に蛍光
体層を有する陽極板とを備え、前記スペーサ支持部材
が、その表面から陰極板方向に垂直に延び、かつ陽極板
上の複数の孔を非接触で貫通して陰極板に接触し該陰極
板にかかる大気圧を支持するための複数の柱状部を備え
ることを特徴とする表示装置を提供するものである。こ
の柱状部を、以下スペーサと呼ぶことにする。

【００１７】また、画素を構成する領域に電子を放出す
る微小な電界放出陰極を有する陰極板と、前記陰極板と
対向して配置され、陰極板と対向する側の表面であって
画素を構成する領域に蛍光体層を有する陽極板と、前記
陰極板と前記陽極板とを所定の間隔に保つための複数の
スペーサ部材と、陽極板の蛍光体層のない背面側に配置
されてスペーサ部材を支持する支持部材とを備え、前記
陽極板は複数個の貫通孔を有し、スペーサ部材は、いず
れかの貫通孔に非接触で挿入され、その一端が前記陰極
板に接触し、かつ他端が前記支持部材に接触し、陽極板
の蛍光体層のない背面側で、前記支持部材を介して陽極
板とスペーサ部材とが接触されることを特徴とする表示
装置を提供するものである。この支持部材を、以下背面
支持部とも呼ぶ。このような構成を備えることによっ
て、高輝度かつ絶縁耐圧を向上させた表示装置を得るこ
とができる。

【００１８】さらに、この発明は、画素を構成する領域
に電子を放出する微小な電界放出陰極を有する陰極板
と、前記陰極板と対向して配置され、陰極板と対向する
側の表面であって画素を構成する領域に蛍光体層を有す
る陽極板と、前記陰極板と陽極板とで形成される空間内
に配置され、画素を構成する領域内であって、陰極板と
陽極板とを結ぶ方向に複数の貫通孔を有した格子形状の
スペーサ部材とからなることを特徴とする表示装置を提
供するものである。このような構成をとることによっ
て、高い真空度を維持でき、高輝度の表示装置を得るこ
とができる。またカラーの表示装置にあっては、色にじ
みの少ない表示装置を得ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発
明が限定されるものではない。

【００２０】第１実施例：図１に、この発明の第１実施
例の表示装置の概略構成図を示す。この表示装置は、反
射型であって、図示したように、主として観察側に配置
した陰極板１、背面側に配置した陽極板２、スペーサ支
持板３、シート状ゲッター９、ゲッター支持板４とから
構成される。図２は、図１の表示装置の断面図である。
陰極板１は、エミッタティップ２１、ゲート電極ライン
２２、及びエミッタ電極ライン２３とからなる電界放出
陰極部をガラス基板上に配置して構成される。エミッタ
ティップ２１が存在する領域（ゲート電極ラインとエミ
ッタ電極ラインとの交差した領域）が、画素を構成する
領域（以下、画素領域と呼ぶ）である。

【００２１】陽極板２は、ガラスやシリコンあるいは水
晶等で作られた基板であり、陰極板１と対向する画素領
域以外の領域に貫通孔が設けられている。陽極板表面上
には、電圧を印加するための導電膜（電極）１２が一定
間隔で配置される。また、図１の陽極板２の上面で、陰
極板側の表面の画素領域には、導電膜１２の上に蛍光体
１０が塗布されている。

【００２２】貫通孔は２種類あり、一方は、後述するス
ペーサ７が挿入される大きさ７０μｍ程度のスペーサ用
貫通孔５であり、他方はエミッタティップ２１から放出
された電子が蛍光体１０等に衝突したときに発生するガ
ス等をシート状ゲッター９の方向へ逃がすための大きさ
５０μｍ程度の排気用貫通孔６である。

【００２３】ここで、排気用貫通孔６は、ガスを十分シ
ート状ゲッター９の方へ逃がすことができるよう、陽極
板の全体にわたって多数配置され、陽極板表面全体ので
きるだけ広い表面積を有することが好ましく、さらに画
素領域に隣接する位置に設けることが好ましい。たとえ
ば排気用貫通孔６は、１５０μｍ程度の一定間隔でマト
リクス状に配置されることが好ましい。また、スペーサ
用貫通孔は、スペーサ７の数だけ設けられる。

【００２４】スペーサ支持板３は、ガラスやシリコン又
は水晶で作られ、図１に示すように、画像を表示する領
域に対応するほとんどの部分には、大きな貫通孔８を有
している。この貫通孔８は、スペーサ用貫通孔５及び排
気用貫通孔６を通過してきたガスを効率よく下方のシー
ト状ゲッター９へ排気するためのものである。

【００２５】また、スペーサ支持板３の陽極板２側の表
面には、スペーサ７が、陰極板１の方向へ突き出る形状
で形成されている。スペーサ７は、スペーサ支持板３と
同じ材料（ガラスやシリコン、水晶など）を用いればよ
い。スペーサ７は、陽極板２上のスペーサ用貫通孔５の
ほぼ中央部分を貫いて、その先端は陰極板１の表面と接
触する。したがってスペーサ７と陽極板２とは接触しな
い。スペーサ７は、画素領域以外の位置に設けられ、陰
極板１とゲッター支持板４にかかる大気圧を支持するた
めに、適当な間隔を置いて複数個設けられることが好ま
しい。図１では、４本のスペーサ７を示しているが、こ
れに限るものではなく、陰極板１と陽極板２との距離を
良好に一定に保つことができる程度の本数であればよ
く、４本以外の本数でもかまわない。陰極板１とゲッタ
ー支持板４の板厚が薄いほど基板はたわみやすくなるの
で、より高密度にスペーサを配置する必要がある。

【００２６】スペーサ７は、長さ（高さ）２５０μｍ、
直径４０μｍ程度の円柱形状とすることができるが、こ
れに限るものでなく、側面は角柱形状でもよい。また、
スペーサ７は、表面に樹脂を１０μｍ程度被覆し、ガラ
スフリット等により、スペーサ支持板３に接着する。

【００２７】シート状ゲッター９は、非蒸発型のジルコ
ニウム等の材料や蒸発型のバリウム蒸着膜等で作られ、
高さ（板厚）は１２０μｍ程度である。ゲッター支持板
４は、ガラス又はセラミック等の材料で作られる。

【００２８】図２に示すように、シート状ゲッター９
が、ゲッター支持板４に接着して取り付けられ、さらに
スペーサ支持板３がシート状ゲッター９の上に配置され
る。また、この表示装置の表示領域を取り囲む外周部分
には、ガラス等で作られた表示枠１４が設けられ、ゲッ
ター支持板４及び陰極板１と表示枠１４とが、それぞれ
シール材１５，１６で接着される。

【００２９】表示枠１４の表面上にはアルミ等の導電膜
（電極端子）１２が形成され、この導電膜１２と陽極板
２上の導電膜１２とが、導電ペースト１３によって電気
的に接続される。また、表示枠１４は、スペーサ支持
板３の端部と接触している。スペーサ支持板３と陽極板
２とは、表示領域以外の端部でシール材１７によって接
着されている。

【００３０】図２に示すように、陽極板２は、スペーサ
支持板３と一部分でのみ接触しているが、スペーサ７と
は接触していない。

【００３１】陽極板２の導電膜１２から陰極板の表面に
至る沿面距離は、シール材１７、スペーサ支持板の表
面、スペーサ７の表面を合計したもであり、５ｍｍ以上
にすることができる。これに対して、図１４に示した表
示装置の沿面距離は、０．３ｍｍ程度である。したがっ
て、両基板１，２間の沿面距離を長くできるため、表示
装置内部で発生する二次電子等によるスペーサ７表面で
の放電は起こりにくくなる。すなわち絶縁耐圧は４００
Ｖから２ＫＶ程度まで向上できる。

【００３２】図２において、エミッタティップ２１から
放出された電子は、蛍光体１０へ衝突し蛍光を発する。
この実施例では、図２の紙面の上方からこの蛍光体１０
による蛍光を見ることになる。また、蛍光が生じたとき
に発生するガスはスペーサ用貫通孔５及び排気用貫通孔
６を通過しさらにスペーサ支持板３にあけられた大きな
貫通孔８を通過してシート状ゲッター９に吸着され、エ
ミッタティップ２１周辺は常に高真空度が維持される。

【００３３】次に、この第１実施例の表示装置の製造方
法について示す。まず、スペーサ支持板３は、感光性ガ
ラスを基板とし、加工等によって所定の大きさの貫通孔
があけられる。感光性ガラスの例としては、銀を微量含
むＬｉ₂Ｏ−Ｋ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂ガラスがある。
これに紫外線を照射後、約６２０℃に加熱すると、露光
部にＬｉ₂Ｏ・ＳｉＯ₂結晶が析出し、フッ酸に可溶とな
る。たとえばスペーサ支持板３には、表示領域のうちス
ペーサ７を配置する位置を除いて、できるだけ広い表面
積の貫通孔８が設けられる。

【００３４】スペーサ７は、直径４０μｍ程度の円柱状
のガラスファイバーを長さ５００μｍに切断し、側面に
樹脂を厚さ１０μｍ程度被覆して形成する。そして、ス
ペーサ７は、スペーサ支持板３の所定の位置にスペーサ
支持板３に対して垂直に立つようにガラスフリット等を
用いて接着される。スペーサ７は、表示領域内であって
陰極板１が湾曲することのない程度に適当な間隔をあけ
て数本設ければよい。

【００３５】次に陽極板２は、厚さ２００μｍ程度の感
光性ガラスを基板として用い、加工によって所定の位置
に所定の大きさの貫通孔を設ける。たとえば、直径５０
μｍ、ピッチ１５０μｍの円形の孔が、排気用の貫通孔
６として、陽極板２の表示領域内であって画素とならな
い位置にマトリックス状に設けられる。

【００３６】また、スペーサ用の貫通孔５としては、陽
極板２の表示領域内であって画素とならない位置に直径
７０μｍ程度の円形の孔が設けられる。陽極板２の一方
の表面には、アルミニウム等で作られた導電膜１２を形
成し、さらにその上に蛍光体１０を形成する。ここで、
蛍光体は、陽極板２の上の画素領域に形成される。

【００３７】次に、スペーサ７を陽極板２上のスペーサ
用貫通孔５に挿入し、陽極板２と接触しないように陽極
板２とスペーサ支持板３とを位置合わせし、両板の表示
領域の外周部分でシール材（ガラスフリット）１７を用
いて固着して、さらに大気中で焼成する。この焼成によ
って、スペーサ７の側面に被覆された樹脂が分解除去さ
れる。

【００３８】最後に、スペーサ７及び陽極板２と陰極板
１とを位置合わせをして、シール材１５によって張り合
わせ、さらに、表示枠１４、ゲッター支持板４及びシー
ト状ゲッター９とも位置合わせをして真空中でシール材
１６によって封止する。

【００３９】以上の工程により、表示装置が製造される
が、陽極板２の表面と、陰極板１の表面との間隔は、２
５０μｍ程度となる。したがって従来と同様の高解像度
が維持できる。このように、第１実施例の表示装置で
は、スペーサ７と陽極板２とが画素を構成する領域を含
む表示領域内では非接触となるように構成されるので、
スペーサと陽極板との接触に起因する二次電子による放
電を抑えることができ、絶縁耐圧を向上させることがで
きる。たとえば、陽極板２に印加する加速電圧を従来の
５倍程度の２ＫＶにすることができ、高輝度の表示装置
が実現できる。以上に記載した第１実施例は、いわゆる
反射型の表示装置として構成したものを示したが、この
発明のスペーサ支持板３とスペーサ７とからなるスペー
サ支持部材を透過型の表示装置に用いることもできる。
図１５に、この発明の透過型の表示装置の断面図を示
す。この場合、表面上にエミッタティップ２１を形成し
た陰極板１が中板となり、陰極板１にはスペーサ７を通
すための貫通孔５が設けられる。また、エミッタティッ
プ２１に給電するためのマトリックス配線を外部に引き
出すために、陰極板１は、シール材１５の外側（図１５
の左側）にまで伸びている。

【００４０】第２実施例：この実施例は、スペーサ支持
板を設けずに、陽極板の裏面の形状を特殊な形状として
スペーサと接続したことを特徴とする。図３に、第２実
施例の陽極板の断面図を示す。

【００４１】第１実施例と同様に、スペーサ７がスペー
サ用貫通孔５に挿入されるが、このスペーサ７と陽極板
２とをコの字形状の背面支持部３１によって接続する。
すなわち、背面支持部３１は、スペーサ用貫通孔５の近
傍の２ケ所の陽極板の背面部分から下方に向かって延
び、陽極板２の背面に一定の空間を作るようにスペーサ
用貫通孔５の直下を通過して陽極板に水平方向に延びた
形状を有する。そして、スペーサ７と背面支持部３１と
は、図３に示すように、スペーサ用貫通孔５の下方で接
続される。

【００４２】ここで、背面支持部３１を介して接続され
る陽極板２の背面とスペーサ７との沿面距離が長いこと
が重要であって、背面支持部の形状にのみ特徴があるの
ではない。したがって、図３に示すように、背面支持部
３１は、陽極板の背面にある程度の空間を確保したコの
字形状とする他、陽極板２の背面とスペーサ７との沿面
距離が長くなるような形状であればよい。たとえば、背
面支持部３１の表面を平面でなく、凸凹を設けた面とし
てもよい。

【００４３】陽極板２をこのような構成とすることによ
り、陽極板２と陰極板１との沿面距離を長くとることが
できるので、絶縁耐圧を向上させることが可能である。
したがって、この実施例でも、陽極板２の加速電圧を２
ＫＶ程度の高電圧とすることができ、高輝度化が可能で
ある。

【００４４】図４の（ａ）から（ｅ）に、この第２実施
例の陽極板の製造工程を示す。図４（ａ）において、陽
極板２は、図１に示したようなスペーサ用貫通孔５及び
排気用貫通孔６を有する感光性のガラス基板である。こ
のようなガラス基板の上面及び下面に、すべての貫通孔
をも覆うように感光性樹脂を塗布する。

【００４５】図４（ｂ）において、スペーサ７を形成す
べき位置以外をマスクするパターンを感光性樹脂の上に
のせて露光現像する。これによって、図４（ｂ）に示す
ように、スペーサとなる部分（凹部）が形成される。

【００４６】図４（ｃ）において、図４（ｂ）で形成さ
れた凹部を覆うようにセラミックペーストを流し込み焼
成する。ここで、セラミックペーストの代わりに、凹部
にガラスファイバーを落とし込み、その周囲をセラミッ
クペーストを塗布した後、焼成してもよい。焼成によっ
て、感光性樹脂はすべて分解除去され、図４（ｄ）に示
すような形状の陽極板２が形成される。

【００４７】さらに陽極板２の表面（図では下面）の所
定の位置に、フォトリソグラフィを利用して導電膜と蛍
光体層とを形成すれば、図４（ｅ）に示すような陽極板
２が完成する。この第２実施例の陽極板２を、図１に示
した陽極板に利用すれば、スペーサ支持板が不要とな
り、表示装置の製造工程を減らすことができる。また、
図１では、陰極板１の上方から見るいわゆる反射型の表
示装置の実施例を示したが、図３に示した陽極板は、従
来からよく用いられているいわゆる透過型の表示装置に
も適用可能である。

【００４８】第３実施例：図５に、第３実施例の表示装
置の概略構成図を示す。図１とは、スペーサ支持板３が
ないこと、及びスペーサ７の代わりに格子状スペーサ１
８が、陰極板１と陽極板２の間に存在することが異な
る。また、陽極板２上には、スペーサ７を通すための貫
通孔は不要となるので、陽極板２には、排気用貫通孔６
と同じもののみを設ければよい。ここで、格子状スペー
サ１８は、１つ１つの画素領域内を貫通孔とした一体化
されたスペーサであり、具体的には例えば図６に示すよ
うなものである。

【００４９】図６において、カラー表示装置の場合は、
１つの貫通孔は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの画素領域に対応
し、５ｍｍ×５ｍｍ程度の大きさである。また、画素領
域を隔離する格子状の隔壁は、幅が４０μｍ、高さが５
００μｍ程度とすることができる。このような形状の格
子状スペーサ１８を用いることによって、１つの画素領
域に対応するエミッタティップ群から出た電子は隔壁に
さえぎられて隣接する画素領域の蛍光体には到達しない
ので色にじみが防止できる。また、格子状にすることで
高さを高くできるので、絶縁耐圧は４００Ｖから１ＫＶ
程度まで向上できる。

【００５０】図６において、各隔壁の格子点の部分に
は、突起１９を設けており、この突起１９を介して格子
状スペーサ１８は、陰極板１及び陽極板２と接触する。
図６では、突起１９は格子状スペーサの上部にしかない
が、格子状スペーサ１８の下部（図示していない）にも
設けることが好ましい。このような突起１９がない場合
は、隔壁の表面全体が陰極板１との接触面となるため、
ゲートあるいはエミッタ電極ラインの配線に荷重がかか
り、配線の寿命の点では不利である。

【００５１】これに対して、図６のような突起１９があ
る場合には、陰極板１及び陽極板２との接点は突起部分
のみとなる。したがって、突起１９が陰極板表面のマト
リクス配線のすき間にくるように位置合わせをすれば、
配線には荷重がかからないようにでき、配線の短絡欠陥
や断線の発生を抑えることができる。このように突起１
９を設けるときは、突起１９の幅を直径約７０μｍ、突
起１９の高さを５０μｍとし、格子状スペーサの隔壁の
高さを４００μｍ程度とすることができる。このときも
陰極板１と陽極板２との距離は、５００μｍ程度に保た
れる。

【００５２】また、このような突起１９は、各格子点す
べてに設けるのではなく、上下交互に設けてもよい。図
７に、突起１９を上下交互に設けた格子状スペーサの斜
視図を示す。このように、上下交互に突起１９を設けて
も、陰極板１と陽極板２との距離を一定に保つことが可
能であり、さらに、上下交互に突起１９を設けることに
よって陰極板表面と陽極板表面とが格子状スペーサを介
する直線的な経路がなくなるため、沿面距離が長くなっ
て放電による表面電流が格子状スペーサを流れにくくな
る。この場合は図５のような各絵素毎に格子を設ける必
要はない。したがって陰極板１と陽極板２との距離が２
００μｍ程度であっても、耐圧は１ＫＶ程度まで向上す
る。すなわち、表示装置としての絶縁耐圧を向上させる
ことができる。

【００５３】図８に、この上下交互に突起１９を設けた
格子状スペーサを用いた反射型の表示装置の断面図を示
す。この場合は図１と同様に図の陰極板１の上方から画
像を見ることになる。

【００５４】図９に、この上下交互に突起１９を設けた
格子状スペーサを用いた透過型の表示装置の断面図を示
す。この場合は、陽極板１と陰極板２との位置関係が図
１及び図８とは逆になるだけで、格子状スペーサの形状
寸法、陰極板１と陽極板２の距離等については同様であ
る。ただし、排気のための貫通孔は陽極板２ではなく、
陰極板１に設けられる。画像を見る位置は、図９の陽極
板の上方である。

【００５５】図１０に、上下交互に突起１９を設けた格
子状スペーサの製造工程を示す。図１０（ａ）におい
て、厚さ２００μｍの感光性ガラス基板にマスクを通し
て紫外線を照射する。図１０（ａ）の左図では、斜線部
が露光される。マスクする場所は、スペーサ基板として
残したい位置、すなわち格子状の隔壁に相当する位置で
ある。紫外線が照射された露光部分は、図７の貫通孔と
なる部分である。ここで、マスクする格子点は直径１０
０μｍ程度であり、隔壁となる細線幅は５０μｍ程度で
ある。この後、ガラス基板を６２０℃に加熱し、結晶化
させる。これによって、図１０（ａ）の左図の斜線部が
フッ酸に溶けやすくなる。

【００５６】次に、図１０（ｂ）において、ガラス基板
の一方の表面にレジストを塗布し、露光現像をする。レ
ジストは、格子点となるべき位置に対して１つおきにす
る。同様に、ガラス基板の他方の表面に、レジストを塗
布し、露光現像する。このとき、レジストは、一方の表
面でしたレジストの位置とは異なる格子点の位置に対し
て行う。

【００５７】次に、ガラス基板全体をフッ酸でエッチン
グする。このエッチングにより、図１０（ｃ）に示すよ
うな形状のガラス基板が形成される。すなわち、露光部
分は、上記の加熱処理により結晶化されているため、エ
ッチングレートが大きいが、未露光部分（隔壁、突起と
なる部分）はほとんどエッチングされない。しかし、図
１０（ａ）に示すように、未露光部分のうち露光部分の
周辺は、紫外線がわずかにマスクの下方まで回り込むた
め、弱く露光されており、中間的なエッチングレートと
なる。

【００５８】また、紫外線が回り込まないマスクの中心
部分、すなわち格子点の中央付近は、突起形状になって
残る。このような工程により格子点の直径７０μｍ、隔
壁の細線幅４０μｍ、突起の高さ５０μｍ、隔壁の高さ
１００μｍ程度に加工することができる。

【００５９】第４実施例：図１１に、この発明の第４実
施例の陽極板の平面図を示す。この実施例では、スペー
サ支持板は設けず、第３実施例と同様に陽極板２と陰極
板１との間に円柱状のスペーサ７を設ける。また、陽極
板２上の陰極板１側の表面には、導電膜１２と蛍光体層
１０が設けられるが、このスペーサ７の周囲（図１１の
スペーサ７周囲の長方形部分）には導電膜１２と蛍光体
層１０は設けない。

【００６０】さらに、陽極板２上の導電膜１２及び蛍光
体層１０とを設けない図１１の長方形状の領域内に、ス
ペーサ７を取り囲むように図に示したようなくし形形状
の貫通孔５１を形成する。このような貫通孔を設けれ
ば、陽極板上の導電膜１２と、スペーサ７とを結ぶ直線
的な経路は存在せず、図示するような屈折した経路とな
るため、導電膜１２とスペーサ７との沿面距離は長くな
る。

【００６１】図１２に、従来の表示装置の陽極板の平面
図を示す。ここでは、陽極板上のスペーサ７周辺の導電
膜１２と蛍光体層１０の一部分だけを取り除いたものを
示している。この場合には、図示するように、導電膜１
２とスペーサ７との沿面距離は１本の直線であり短い。
すなわち、図１１と図１２とを比較すると、図１１に示
したこの発明の第４実施例の方が従来例よりも沿面距離
が長いため、絶縁耐圧を向上させることができる。

【００６２】なお、図１１では実施例として、２つのく
し形形状の貫通孔５１を示したが、陽極板２上の導電膜
１２とスペーサ７とを結ぶ沿面距離が長くなるような形
状の貫通孔５１をスペーサ７の周辺部に設ければよい。
したがって、貫通孔５１はこのようなくし形形状に限る
ものではなく、うず巻き形状など他の形状としてもよ
い。また、上記の実施例では、エミッタティップはコー
ン形状（円錐型）のものを示したが、これに限るもので
はなく、たとえば特開平８−１８０７９５号に示されて
いるような平面型のものを用いることもできる。

【００６３】

【発明の効果】この発明によれば、スペーサと陽極板と
が、画素を構成する領域を含む表示領域内では、非接触
となるように構成されるので、絶縁耐圧を向上させるこ
とができ、高解像度を維持したまま、高輝度の表示装置
が実現できる。また、支持部材を介してスペーサ部材と
陽極板とが相当距離だけ離れて接触されるようにしてい
るので、陽極板と陰極板との沿面距離を長くとることが
できるので、絶縁耐圧の向上及び高輝度化が可能であ
る。

【００６４】また、陽極板と陰極板との間に格子形状の
スペーサ部材を備えた構成としているので、カラー表示
装置にあっては、色にじみを防止することができる。さ
らに、格子形状のスペーサ部材の各格子点に突起を設け
ることによって、絶縁耐圧の向上と高輝度化が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の表示装置の概略構成図
である。

【図２】この発明の第１実施例の表示装置の断面図であ
る。

【図３】この発明の第２実施例の陽極板の断面図であ
る。

【図４】この発明の第２実施例の陽極板の製造工程の説
明図である。

【図５】この発明の第３実施例の表示装置の概略構成図
である。

【図６】この発明の第３実施例の格子状スペーサの斜視
図である。

【図７】この発明の上下交互に突起のある格子状スペー
サの斜視図である。

【図８】図７の格子状スペーサを用いた反射型表示装置
の断面図である。

【図９】図７の格子状スペーサを用いた透過表示装置の
断面図である。

【図１０】この発明の上下交互に突起のある格子状スペ
ーサの製造工程の説明図である。

【図１１】この発明の第４実施例のくし形貫通孔を有し
た陽極板の平面図である。

【図１２】従来の表示装置の陽極板の平面図である。

【図１３】従来の表示装置の構成図である。

【図１４】反射型の表示装置の断面図である。

【図１５】この発明の透過型の表示装置の断面図を示
す。

【符号の説明】

１陰極板２陽極板３スペーサ支持板４ゲッター支持板５スペーサ用貫通孔６排気用貫通孔７スペーサ８貫通孔９シート状ゲッター１０蛍光体層１２導電膜１３導電ペースト１４表示枠１５シール材１６シール材１７シール材１８格子状スペーサ１９突起２１エミッタティップ２２ゲート電極ライン２３エミッタ電極ライン５１くし形貫通孔３１背面支持部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素を構成する領域に電子を放出する微
小な電界放出陰極を有する陰極板と、スペーサ支持部材
と、前記陰極板とスペーサ支持部材との間に配置され、
画素を構成する領域に蛍光体層を有する陽極板とを備
え、前記スペーサ支持部材が、その表面から陰極板方向に垂
直に延び、かつ陽極板上の複数の孔を非接触で貫通して
陰極板に接触し該陰極板にかかる大気圧を支持するため
の複数の柱状部を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】画素を構成する領域に電子を放出する微
小な電界放出陰極を有する陰極板と、前記陰極板と対向
して配置され、陰極板と対向する側の表面であって画素
を構成する領域に蛍光体層を有する陽極板と、前記陰極
板と前記陽極板とを所定の間隔に保つための複数のスペ
ーサ部材と、陽極板の蛍光体層のない背面側に配置され
てスペーサ部材を支持する支持部材とを備え、前記陽極板は複数個の貫通孔を有し、スペーサ部材は、
いずれかの貫通孔に非接触で挿入され、その一端が前記
陰極板に接触し、かつ他端が前記支持部材に接触し、陽
極板の蛍光体層のない背面側で、前記支持部材を介して
陽極板とスペーサ部材とが接触されることを特徴とする
表示装置。
【請求項３】画素を構成する領域に電子を放出する微
小な電界放出陰極を有する陰極板と、スペーサ支持部材
と、画素を構成する領域に蛍光体層を有する陽極板とを
備え、前記陰極板が、陽極板とスペーサ支持部材との間に配置
され、前記スペーサ支持部材が、その表面から陽極板方
向に垂直に延び、かつ陰極板上の複数の孔を非接触で貫
通して該陽極板にかかる大気圧を支持するための複数の
柱状部を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項４】画素を構成する領域に電子を放出する微
小な電界放出陰極を有する陰極板と、前記陰極板と対向
して配置され、陰極板と対向する側の表面であって画素
を構成する領域に蛍光体層を有する陽極板と、前記陰極
板と前記陽極板とを所定の間隔に保つための複数のスペ
ーサ部材と、陰極板の電界放出陰極のない背面側に配置
されてスペーサ部材を支持する支持部材とを備え、前記陰極板は複数個の貫通孔を有し、スペーサ部材は、
いずれかの貫通孔に非接触で挿入され、その一端が前記
陽極板に接触し、かつ他端が前記支持部材に接触し、陰
極板の電界放出陰極のない背面側で、前記支持部材を介
して陰極板とスペーサ部材とが接触されることを特徴と
する表示装置。
【請求項５】画素を構成する領域に電子を放出する微
小な電界放出陰極を有する陰極板と、前記陰極板と対向
して配置され、陰極板と対向する側の表面であって画素
を構成する領域に蛍光体層を有する陽極板と、前記陰極
板と陽極板とで形成される空間内に配置され、画素を構
成する領域内であって、陰極板と陽極板とを結ぶ方向に
複数の貫通孔を有した格子形状のスペーサ部材とからな
ることを特徴とする表示装置。
【請求項６】前記スペーサ部材が、その各格子点に突
起を備え、陰極板及び陽極板と、スペーサ部材とが前記
突起を介して接触していることを特徴とする請求項５記
載の表示装置。
【請求項７】前記陰極板と接触するスペーサ部材の突
起と、前記陽極板と接触するスペーサ部材の突起とが、
前記スペーサ部材の同一格子点には存在しないように形
成されることを特徴とする請求項６記載の表示装置。
【請求項８】所定の間隔をおいて対面する陰極板と陽
極板との間に空間部が設けられ内部が高真空状態に保た
れてなる表示装置において、前記陽極板の背後に該陽極板を支持する背面板を配置
し、かつ前記陽極板に複数の孔を形成するとともに、前
記背面板に該陽極板の各孔を非接触で貫通して対面側の
陽極板と接触する複数のスペーサを設け、該スペーサに
より陰極板と背面板に加わる大気圧を支持し当該陰極板
と陽極板との間隔を維持するようにしたことを特徴とす
る表示装置。
【請求項９】前記陽極板と背面板の間にシート状のゲ
ッターを設け、かつ前記陽極板に複数の排気用孔を設
け、該各排気用孔を通じて前記陽極板と陰極板間の空間
部に発生するガスを前記ゲッターに吸着させるようにし
たことを特徴とする請求項８記載の表示装置。