场致发射型显示器用的前板 【技术领域】
本发明是关于场致发射型显示器用的前板。
背景技术
场致发射型显示器(FED)通常具有通过隔离部件使两基板间形成真空，使背板(阴极基板)和前板(阳极基板)对置的结构，上述背板在玻璃基板上具备是电子放出元件的发射极电极和通过绝缘体层与发射极电极垂直地设置的栅电极(引出电极)，上述前板在玻璃基板上具备阳极电极和在该阳极电极上形成的荧光体层。而且是在发射极电极和栅极电极之间外加规定的电压，同时在发射极电极和阳极电极之间外加规定的电压，从发射极电极引出电子，使该电子碰撞阳极电极，使荧光体层发光，进行图像显示的场致发射型显示器。
在这样的FED中，由于从发射极电极引出的电子或该电子碰撞前板的阳极电极而使荧光体层发光时产生的2次电子的散射，就必须防止邻接单元的荧光体层不必要地发光。为此，例如使用聚酰亚胺树脂等，利用光刻在前板的各单元间形成高数十μm的图案，在该图案的表面形成金属薄膜，作为具有导电性的阻挡层，借此阻止从发射极电极引出的电子束的散射电子或上述2次电子的飞行，来防止不必要的发光。
但是，在前板上具备像上述阻挡层的以往的FED，在动作时通过电子束从阻挡层放出气体，发生真空度降低、背板的电极劣化、荧光体层劣化等，成为可靠性降低的原因。另外，在前板的荧光体层形成过程中，阻挡层材料的耐热性低，因而加热温度有限，能够使用的荧光材料受到限制，或者也存在得不到所期望特性的荧光体层的问题。进而，由电绝缘性的聚酰亚胺等树脂构成的以往的阻挡层，为了防止由飞行的2次电子等碰撞产生的电荷上升，如上所述，必须形成金属薄膜，因而存在形成过程复杂的问题。
另一方面，公开了作为使背板和前板对置的隔离部件，使用由金属构成的隔离部件的FED(特开平9-73869号、特开平10-40837号)。这些FED解决了由以往的聚酰亚胺构成的隔离部件中的气体放出的问题、电荷上升的问题。另外，在隔离部件是墙壁状、而且在各个单元间形成的场合，认为也起到作为上述阻挡层的作用。
但是，特开平9-73869号和特开平10-40837号公开的隔离部件，从其机能看，不避免接触前板和背板的双方，隔离部件具有导电性，因而在前板上的接触部位是和阳极电极不接触的位置，并且，在背板上的接触部位必须是和栅电极或电子放出元件不接触的位置。因此必须与阳极电极、栅电极或电子放出元件分别形成导通各个隔离部件而保持在规定的电位、用于防止电荷上升的配线(隔离配线)。因此存在设计的自由度低，制造复杂的问题。
另外，例如在前板上分别形成阳极电极和隔离配线，设置在该隔离配线上的隔离部件，如果通过绝缘材料形成与背板的栅电极接触的结构，认为会提高设计的自由度。但是，由于外加在栅电极和隔离配线间的电压(通常是数百～数千V)，因此在上述绝缘材料上发生绝缘破坏的可能性大、在实用性上存在问题。
发明的公开
本发明是鉴于像上述的实际情况而完成的，目的在于提供，能够作为可靠性高的场致发射型显示器的、而且是制造容易的场致发射型显示器用的前板。
为了达到这样的目的，本发明的场致发射型显示器用的前板是这样的构成，即具备：透明基板、具备在该透明基板的另一面形成的数个开口部的导电性的黑色基底、在该黑色基底上的规定位置形成的数个阻挡层、以及在上述黑色基底的开口部内的透明基板上形成的荧光体层，上述阻挡层由无机导电性材料构成。
另外，作为最佳的实施方式是这样的构成，即上述无机导电性材料是下述组合中的任一种组合：由镍、钴、铜、铁、金、银、铑、钯、铂和锌组成的金属组中的1种或者2种以上的组合，以及由上述金属组中的2种以上的金属构成的合金、氧化铟锡、氧化铟锌和氧化锡组成的金属氧化物组中的1种或者2种以上的组合。
作为最佳的实施方式，是在上述阻挡层和上述黑色基底间具备导电性的中间层，该中间层的热特性或者强度特性处于上述透明基板和上述阻挡层的各热特性或者强度特性之间的构成。
作为最佳的实施方式，是上述阻挡层在内部含有粒子，该粒子的热膨胀系数比上述无机导电性材料的热膨胀系数小的构成。
作为最佳的实施方式，是上述阻挡层利用电解镀法形成的构成。
本发明的场致发射型显示器用的前板是这样的构成，即，具备透明基板、在该透明基板的另一面的规定位置上形成的数个阻挡层、以及在上述透明基板的阻挡层非形成部位的所希望区域形成的荧光体层，在该阻挡层由无机导电性材料构成的同时，各阻挡层通过阻挡层导通电路相互导通。
作为最佳的实施方式是这样的构成，即上述无机导电性材料是下述组合中的任一种组合：由镍、钻、铜、铁、金、银、铑、钯、铂和锌组成的金属组中的1种或者2种以上的组合，以及由上述金属组中的2种以上的金属构成的合金、氧化铟锡、氧化铟锌和氧化锡组成的金属氧化物组中的1种或者2种以上的组合。
作为最佳的实施方式，是在上述阻挡层和上述透明基板之间具备导电性的中间层，该中间层的热特性或者强度特性处于上述透明基板和上述阻挡层的各热特性或者强度特性之间的构成。
作为最佳的实施方式，是在上述阻挡层和上述透明基板之间具备黑色基底，该黑色基底具备数个开口部，上述荧光体层在上述开口部内的透明基板上形成的构成。
作为最佳的实施方式，是在上述阻挡层和上述黑色基底之间具备导电性的中间层，该中间层的热特性或者强度特性处于上述透明基板和上述阻挡层的各热特性或者强度特性之间的构成。
作为最佳的实施方式，是上述阻挡层利用非电解镀法形成的构成。
作为最佳的实施方式，是在上述中间层上利用电解镀法形成上述阻挡层的构成。
作为最佳的实施方式，是上述阻挡层在内部含有粒子，该粒子的热膨胀系数比上述无机导电性材料的热膨胀系数小的构成。
作为最佳的实施方式，是上述的阻挡层的高度为20～100μm的范围，宽度为10～50μm范围的构成。
附图的简单说明
图1是表示本发明的场致发射型显示器用前板的一种实施方式的部分平面图。
图2是沿图1所示的前板的A-A线的纵断面图。
图3是表示本发明的场致发射型显示器用前板的其他实施方式的纵断面图。
图4是表示本发明的场致发射型显示器用前板的其他实施方式的纵断面图。
图5是表示本发明的场致发射型显示器用前板的其他实施方式的部分平面图。
图6是沿图5所示的前板的B-B线的纵断面图。
图7是表示本发明的场致发射型显示器用前板的其他实施方式的纵断面图。
图8是表示本发明的场致发射型显示器用前板的其他实施方式的部分平面图。
图9是沿图8所示的前板的C-C线的纵断面图。
图10是表示本发明的场致发射型显示器用前板的其他实施方式的纵断面图。
图11是用于说明本发明的场致发射型显示器用前板制造方法的一例的工艺过程图。
图12是用于说明本发明的场致发射型显示器用前板制造方法的一例的工艺过程图。
图13是用于说明本发明的场致发射型显示器用前板制造方法的其他例子的工艺过程图。
图14是用于说明本发明的场致发射型显示器用前板制造方法的其他例子的工艺过程图。
图15是表示使用本发明前板的场致发射型显示器的一例的纵断面图。发明的实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
第1实施方式
图1是表示本发明的场致发射型显示器用前板的一种实施方式的部分平面图。图2是沿图1的前板的A-A线的纵断面图。在图1和图2中，本发明的场致发射型显示器用的前板1具备透明基板2、在该透明基板2的一面上形成的黑色基底3、以及在黑色基底3上的规定位置形成的数个阻挡层5，黑色基底3具有数个开口部4，在该开口部4内形成荧光体层6。
作为构成本发明的前板1的透明基板2，可以使用迄今在场致发射型显示器中使用的玻璃基板、石英基板等，厚度可以是0.5～3.0mm左右。
黑色基底3是以提高场致发射型显示器中的图像显示时的反差为目的的低反射率的黑色膜，在本实施方式中，也起到各阻挡层5的导通电路的作用，进而，兼顾为了使是阳极基板的前板1全体形成同电位的导通电路的作用，因此作为具有导电性的薄膜。该黑色基底3例如可以是铬的单层结构、铬和氧化铬的2层或者3层结构，厚度可以设定在0.04～0.2μm的范围。通常使用所希望的金属材料(铬、镍、铝、钼等或其合金)或金属氧化物材料(氧化铬、氮化铬等)，利用真空蒸镀法或溅射法等薄膜成膜过程，在透明基板2上形成薄膜，在该薄膜上形成掩蔽图案，通过蚀刻形成开口部4，通过形成图案可以制成这样的黑色基底3。另外，使用含有黑色颜料、银等导电性粒子、玻璃料等的感光性黑色导电糊形成薄膜，将该薄膜以规定的图案进行曝光、显像，进行烧成去除有机成分，也能够制成。
黑色基底3的开口部4的大小、形成间距等，可以对应于在背板61(参照图15)的栅电极间露出的电子放出元件(发射极电极)的长度、电子放出元件的形成间距、栅电极的形成间距等适当地设定。再者，开口部4的形状，在图示的例子中是长方形，但并不限于此，可以适当地设定成多边形、椭圆形等。
构成前板1的阻挡层5，在夹在邻接的开口部4的长边中的黑色基底3上形成。该阻挡层5的材质是无机导电性材料，例如最好是由镍、钴、铜、铁、金、银、铑、钯、铂和锌组成的金属组中的1种或者2种以上的组合，由上述金属组中的2种以上的金属构成的合金、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IXO)、氧化锡(SnO2)、掺杂锑的氧化锡、掺杂铟或者锑的氧化钛(TiO2)、氧化钌(RuO2)、掺杂铟或者锑的氧化锆(ZrO2)组成的导电性金属氧化物组中的1种或者2种以上的组合。
阻挡层5的高度可以设定在20～100μm的范围，长度和开口部4的长边方向的长度相等，或者可以设定在-5μm～+20μm左右的范围，宽度可以设定在10～50μm的范围。在图示的例子中，阻挡层5的形状是宽度窄的长方体形状，但并不限于此，例如横断面(平行于透明基板2的表面的断面)形状可以考虑多边形、两端部侧成为宽大的形状等、开口部4的形状(开口部4间的黑色基底的形状)等进行适当设定。
构成前板1的荧光体层6，在图示的例子中，由红色发光性的荧光体层6R、绿色发光性的荧光体层6G、蓝色发光性的荧光体层6B构成，通常，利用光刻在开口部4内形成。作为所使用的荧光体，没有特别的限制，可以使用迄今在场致发射型显示器中使用的荧光体。具体地说，作为红色发光性的荧光体，可举出Y2O3∶Eu、Y2SiO5∶Eu、Y3A1O12∶Eu、ScBO3∶Eu、Zn3(PO4)2∶Mn、YBO3∶Eu、(Y，Gd)BO3∶Eu、GdBO3∶Eu、LuBO3∶Eu、Y2O2S∶Eu、SnO2∶Eu等，作为绿色发光性的荧光体，可举出Zn2SiO4∶Mn、BaAl12O19∶Mn、BaAl12O19∶Mn、YBO3∶Tb、BaMgAl14O23∶Mn、LuBO3∶Tb、GbBO3∶Tb、ScBO3∶Tb、Sr6Si3O3Cl4∶Eu、Zn2BaO4∶Mn、ZnS∶Cu，Al、ZnO∶Zn、Gd2O2S∶Tb、ZnGa2O4∶Mn、ZnS∶Cu，Au，Al等，作为蓝色发光性的荧光体，可举出Y2SiO5∶Ce、CaWO4∶Pb、BaMgAl14O23∶Eu、ZnS∶Ag、ZnMgO、ZnGaO4、ZnS∶Ag等。
像上述本发明的场致发射型显示器用的前板1和以往的前板不同，不形成阳极电极的图案，因而容易制造。而且，构成前板1的导电性的黑色基底3和数个阻挡层5都成为同电位(阳极电位)，在使用像后述的本发明前板的场致发射型显示器中，利用背板的栅电极从电子放出元件(发射极电极)引出的电子束，和位于对应的黑色基底3的开口部4的荧光体层6发生碰撞，使荧光体层6发光，进行显示。此时放出的2次电子或从电子放出元件(发射极电极)引出的电子束的散射电子，被阻挡层5吸收，而阻止飞行，吸收了电子的阻挡层5的电荷，通过黑色基底3分散，因此防止阻挡层5的电荷上升。另外，在使用本发明前板的场致发射型显示器中，在动作中不发生从阻挡层5放出气体。
再者，在本发明中，仅形成荧光体层能够作为前板使用的状态，也作为场致发射型显示器用的前板。
在本发明的场致发射型显示器用的前板中，由于透明基板和阻挡层的热膨胀系数的差异等，在透明基板和阻挡层之间发生热应变，而在透明基板上产生裂纹。为了防止产生裂纹，使用具有防止或吸收热应变的特性的材料，形成黑色基底，或在黑色基底和阻挡层之间，可以形成由具有防止或吸收热应变的特性的材料构成的导电性中间层。
图3是表示具备像上述中间层的本发明前板一例的相当图2的纵断面图，在黑色基底3和阻挡层5之间设置导电性的中间层7。该中间层7的热特性或者强度特性处于透明基板2和阻挡层5的各热特性或者强度特性之间。例如，可以使用热膨胀系数大致是透明基板2和阻挡层5的热膨胀系数的中间那样的材料、延伸率比阻挡层5的延伸率大的材料、杨氏模量比阻挡层5的杨氏模量小的材料等。因此，在以镍形成阻挡层5的场合，最好使用金、银、铜等形成中间层7。这样的中间层7，如图所示，可以是和黑色基底3相同的宽度(图案)，另外，也可以仅在阻挡层5的底面形成，进而，也可以具有上述的中间的大小。另外，中间层7可以是由上述材料的1种或者2种以上构成的1层结构，进而也可以是多层结构。在多层结构的情况下，在上层侧(阻挡层5侧)的层的大小和下层相等或者小于下层的条件下，各层的大小、图案可以不同。中间层7的厚度，可以考虑所使用的材料、透明基板和阻挡层的特性等进行设定，以得到充分地防止热应变的效果，例如可以是1～5μm左右。
作为上述中间层7的其他作用，考虑利用后述的电解镀法形成阻挡层5的场合，可举出防止黑色基底3的表面氧化或提高导电性。进而，也有提高和阻挡层5形成时的电镀用保护层或镀膜(阻挡层)的附着性的作用。例如，黑色基底3是从透明基板2侧的氧化铬、铬的2层结构，作为阻挡层5的无机导电性材料，在选择镍的场合，是黑色基底3的表面层的铬和电镀保护层或镍镀膜的附着性低。在此场合，例如利用真空蒸镀法或溅射法等依次在黑色基底3的表面铬层上形成层叠镍薄膜、金薄膜的2层结构的中间层7，由此在消除上述问题的同时，防止热应变，而且也能够提高作为电解镀时的阴极的黑色基底3的导电性。
另外，为了防止像上述透明基板2的裂纹发生，有使阻挡层5的热膨胀系数接近透明基板2的热膨胀系数的方法。在此情况下，作为构成阻挡层5的无机导电性材料，使用较低膨胀系数的金属的合金的方法，使在阻挡层5中含有具有比无机导电性材料的热膨胀系数小的热膨胀系数的粒子，就能够控制透明基板2和阻挡层5的热应变。含有这样的粒子的阻挡层5，能够以使用在无机导电性材料构成的母相中分散低热膨胀系数的金属或无机物、有耐热性的有机物等的镀液的分散电镀法形成。例如，在镍是母相的场合，最好铁或SiO2或SiN、聚四氟乙烯(商品名特氟纶)等作为分散相。在上述这样的阻挡层5中的粒子含有率，可以考虑所使用的分散相的热膨胀系数、导电性等进行设定，含有率的上限最好是20重量％左右。
由于在黑色基底、阻挡层、中间层中使用的材料不同，在荧光体层的形成过程中的热加工时，发生材料扩散，黑色基底往往发生变色、或褪色，或荧光体层往往发生变色。为了防止这种情况，在本发明的场致发射型显示器用的前板中，如图4所示，可以用金属薄膜8覆盖黑色基底3、阻挡层5、中间层7。在图4所示的例子中，黑色基底3是氧化铬层3a和铬层3b的2层结构，中间层7是在黑色基底3上依次层叠镍薄膜7a、金薄膜7b、银薄膜7c的3层结构。在此场合，为了防止银薄膜7c的扩散，可以以对银具有阻挡性的镍镀膜8覆盖黑色基底3、阻挡层5和中间层7的全部露出面。
第2实施方式图5是表示本发明的场致发射型显示器用前板的其他实施方式的部分平面图，图6是沿图5中的B-B线的纵断面图。在图5和图6中，本发明的场致发射型显示器用的前板11具备透明基板12、在该透明基板12的规定位置上形成的数个阻挡层15、以及在透明基板12上的阻挡层15的非形成区域形成的荧光体层16，各阻挡层15通过在透明基板12上形成的阻挡层导通电路19相互导通。
构成前板11的透明基板12，可以和构成上述前板1的透明基板2是相同的，在此省略说明。
构成前板11的阻挡层15是宽度窄的长方形状，在其长度方向和宽度方向设置规定的间隔，相互平行地配置。该阻挡层15由无机导电性材料构成，可以利用无电解镀，或者以阻挡层导通电路19的所希望部位作为电极的电解镀法形成。作为构成阻挡层15的无机导电性材料，可以使用和上述阻挡层15相同的无机导电性材料。阻挡层15的高度可以设定在20～100μm的范围，长度可以根据在背板的栅电极间露出的电子放出元件(发射极电极)的长度，进行适当地设定，通常可以设定在200～280μm的范围。另外，阻挡层15的宽度可以设定在10～50μm的范围。在图示的例子中，阻挡层15的形状是宽度窄的长方体形状，但并不限于此，例如横断面(平行于透明基板12的表面的断面)形状可以适当地设定为多边形、两端部侧成为宽大的形状等。
构成前板11的荧光体层16，在图示的例子中，由被阻挡层15和阻挡层导通电路19划分的数个区域中以规定的排列顺序形成的红色发光性的荧光体层16R、绿色发光性的荧光体层16G、蓝色发光性的荧光体层16B构成。该荧光体层16通常利用光刻形成，作为荧光体，可以使用上述的荧光体等、迄今在场致发射型显示器中使用的荧光体。
阻挡层导通电路19是用于使各阻挡层15相互导通的电路，在处于各单元(红色荧光体层16R、绿色荧光体层16G、蓝色荧光体层16B)的边界部分的部位形成的同时，与各阻挡层15要形成为至少和阻挡层15的一部分接触那样地形成。在图示的例子中，各单元的边界部分中，在形成阻挡层15的部位，形成和阻挡层15的断面形状相同形状的阻挡层导通电路19，在其他的边界部分形成线状的阻挡层导通电路19。使用是阻挡层15的构成材料的无机导电性材料，利用真空蒸镀法或溅射法等薄膜成膜过程，在透明基板12上形成薄膜，在该薄膜上形成掩模图案，利用蚀刻形成图案，就能够形成该阻挡层导通电路19。另外，使用含有无机导电性材料的导电性油墨，利用丝网印刷等形成图案，然后进行烧成，而去除有机成分，也可以形成阻挡层导通电路19。
像上述本发明的场致发射型显示器用的前板11和以往的前板不同，不形成阳极电极的图案，因而容易制造。而且构成前板11的数个阻挡层15通过阻挡层导通电路19，都成为同电位(阳极电位)，在使用本发明的这种前板的场致发射型显示器中，通过背板的栅极电极从电子放出元件(发射极电极)引出的电子束与对应的单元的荧光体层16发生碰撞，使荧光体层16发光，进行显示。此时放出的2次电子或从电子放出元件(发射极电极)引出的电子束的散射电子被阻挡层15吸收，而阻止飞行，吸收了电子的阻挡层15的电荷，通过阻挡层导通电路19进行分散，因而防止阻挡层15的电荷上升。另外，在使用本发明的前板的场致发射型显示器中，在动作中不发生从阻挡层15放出气体。
再者，在本发明中，仅形成荧光体层能够作为前板使用的状态，也作为场致发射型显示器用的前板。
即使在上述的前板11中，也和上述的前板1同样地为了防止由透明基板12和阻挡层15的热膨胀系数的差异引起的透明基板12产生裂纹，在阻挡层15和透明基板12之间可以形成由具备防止或吸收热应变的特性的材料构成的中间层。图7是表示具备这样的中间层的本发明前板的一例的相当图6的纵断面图，中间层17设置在透明基板12和阻挡层15之间。该中间层17也和上述中间层7同样地例如可以使用热膨胀系数大致是透明基板12和阻挡层15的热膨胀系数的中间的材料、延伸率大于阻挡层15的材料、杨氏模量小于阻挡层15的材料等形成。这样的中间层17，如图所示，可以仅在阻挡层15的底面形成，进而也可以是大于阻挡层15的底面的。另外，中间层17可以和上述的阻挡层导通配线19一体地形成。这样的中间层17的层构成、厚度等和上述的中间层7是相同的。
另外，为了防止透明基板12产生裂纹，使用与较低膨胀系数的金属的合金形成阻挡层15，或使阻挡层15中含有具有比无机导电性材料的热膨胀系数小的热膨胀系数的粒子，可以抑制透明基板12和阻挡层15的热应变。在阻挡层15中含有粒子的材质、含有率等可以和上述的阻挡层5相同。
另外，由于在上述的阻挡层15和中间层17中使用的材料不同，在荧光体层16的形成过程中的热加工时，发生材料扩散，荧光体层16往往发生变色。为了防止发生变色，可以用金属薄膜被覆阻挡层15、中间层17，例如在图7所示的例子中，在中间层17是银薄膜的场合，为了防止银薄膜的扩散，可以用对银具有阻挡性的镍镀膜覆盖阻挡层15和中间层17的全部露出面。
第3实施方式
图8是表示本发明的场致发射型显示器用前板的其他实施方式的部分平面图。图9是沿图8的C-C线的纵断面图。在图8和图9中，本发明的场致发射型显示器用的前板21具备透明基板22、在该透明基板22的一面上形成的黑色基底23、以及在黑色基底23上的规定位置形成的数个阻挡层25，黑色基底23具有数个开口部24，在该开口部24内形成荧光体层26，各阻挡层25通过在黑色基底23上形成的阻挡层导通电路29相互导通。
构成前板的21的透明基板22，可以和构成上述前板1的透明基板2是相同的，在此省略说明。
构成前板21的黑色基底23，以提高场致发射型显示器中的图像显示时的反差为目的，因而是低反射率的黑色膜。在本实施方式中，黑色基底23具有电绝缘性或者导电性，但以各阻挡层25间的导通不充分作为前提。使用含有黑色颜料、玻璃料等的感光性黑色糊，或者含有黑色颜料、银等导电性粒子、玻璃料等的感光性黑色导电糊进行成膜、曝光、显像，使开口部24形成图案后，进行烧成而去除有机成分，就能够形成这样的黑色基底23。黑色基底23的厚度可以设定在1～10μm的范围。开口部24的大小、形成间距、形状等，可以和上述前板1的开口部4是相同的。
构成前板21的阻挡层25是宽度窄的长方形状，在其长度方向和宽度方向设置规定的间隔，相互平行地配置。该阻挡层25的材质是无机导电性材料，可以使用和上述的阻挡层5相同的无机导电性材料。阻挡层25的高度、长度、宽度可以和上述前板1的阻挡层5相同地设定。在图示的例子中，阻挡层25的形状是宽度窄的长方形状，但并不限于此，例如横断面(平行于透明基板22的表面的断面)形状可以适当地设定为多边形、两端部侧成为宽大的形状等。
构成前板21的荧光体层26，在图示的例子中，由红色发光性的荧光体层26R、绿色发光性的荧光体层26G、蓝色发光性的荧光体层26B构成。该荧光体层26通常利用光刻形成，作为荧光体，可以使用在上述的荧光体层6的说明中举出的荧光体等、迄今在场致发射型显示器中使用的荧光体。
阻挡层导通电路29是用于使各阻挡层25相互导通的电路，以规定的图案在黑色基底23上形成。即，在黑色基底上的阻挡层25的非形成部位形成线状的同时，与各阻挡层25要形成为至少和阻挡层25的一部分接触那样地形成。在图示的例子中，线状的阻挡层导通电路29形成格子状。使用是阻挡层25的构成材料的无机导电性材料，利用真空蒸镀法或溅射法等薄膜成膜过程，在黑色基底23上形成薄膜，在该薄膜上设置掩模图案，利用蚀刻形成图案就能够形成该阻挡层导通电路29。另外，使用含有无机导电性材料的导电性油墨，利用丝网印刷等形成图案，然后进行烧成，而去除有机成分，也可以形成阻挡层导通电路29。
像上述本发明的场致发射型显示器用的前板21和以往的前板不同，不形成阳极电极的图案，因而容易制造。而且构成前板21的数个阻挡层25通过阻挡层导通电路29，都成为同电位(阳极电位)，在使用本发明的这种前板的场致发射型显示器中，通过背板的栅极电极从电子放出元件(发射极电极)引出的电子束与对应的开口部24的荧光体层26发生碰撞，使荧光体层26发光，进行显示。此时放出的2次电子或从电子放出元件(发射极电极)引出的电子束的散射电子被阻挡层25吸收，而阻止飞行，吸收了电子的阻挡层25的电荷，通过阻挡层导通电路29进行分散，因而防止阻挡层25的电荷上升。另外，在使用本发明的前板的场致发射型显示器中，在动作中不发生从阻挡层25放出气体。
再者，在本发明中，仅形成荧光体层能够作为前板使用的状态，也作为场致发射型显示器用的前板。
即使在上述的前板21中，也和上述的前板1同样地为了防止由透明基板22和阻挡层25的热膨胀系数的差异引起的透明基板22产生裂纹，可以以具备防止或吸收热应变的特性的材料形成黑色基底23。
另外，为了防止透明基板22产生裂纹，在黑色基底23和阻挡层25之间可以形成由具备防止或吸收热应变的特性的导电性材料构成的中间层。图10是表示具备这样的中间层的本发明前板的一例的相当图9的纵断面图，中间层27设置在黑色基底23(阻挡层导通电路29)和阻挡层25之间。该中间层27也和上述中间层7同样地，例如，可以使用热膨胀系数大致是透明基板22和阻挡层25的热膨胀系数的中间的材料、延伸率大于阻挡层25的材料、杨氏模量小于阻挡层25的材料等形成。这样的中间层27，如图所示，可以仅在阻挡层25的底面形成，另外，也可以和黑色基底23是相同的宽度(图案)，进而，也可以具有上述的中间大小。使用上述所希望的材料，利用真空蒸镀法或溅射法等薄膜成膜过程在黑色基底23上形成薄膜，可以在该薄膜上设置掩模图案，利用蚀刻形成图案就能够形成这样的中间层27。另外，也可以利用无电解镀法形成。并且可以使中间层27和上述阻挡层导通电路29一体地形成。这样的中间层27的层构成、厚度等和上述中间层7是相同的。
另外，为了防止透明基板22产生裂纹，使用与较低膨胀系数的金属的合金形成阻挡层25，或使阻挡层25中含有具有比无机导电性材料的热膨胀系数小的热膨胀系数的粒子，可以抑制透明基板22和阻挡层25的热应变。在阻挡层25中含有粒子的材质、含有率等可以和上述的阻挡层5相同。
另外，由于在上述的阻挡层25或黑色基底23、中间层27中使用的材料不同，在荧光体层26的形成过程中的热加工时，发生材料扩散，黑色基底23往往发生变色、褪色，或荧光体层26往往发生变色。为了防止此情况，可以用金属薄膜被覆黑色基底23、阻挡层25、中间层27，例如在图10所示的例子中，在中间层27是银薄膜的场合，为了防止银薄膜的扩散，可以用对银具有阻挡性的镍镀膜覆盖黑色基底23、阻挡层25和中间层27的全部露出面。
前板的制造方法
下面，说明上述本发明的场致发射型显示器用前板的制造方法。首先以图1和图2所示的前板1为例，一边参照图11和图12，一边进行说明。
首先，利用真空蒸镀法、溅射法等在透明基板2上形成黑色基底用的薄膜，在该薄膜上设置感光性保护层，进行曝光、显像，然后利用蚀刻形成图案，将保护层剥离，就形成具备开口部4的黑色基底3(图11(A))。
接着，在透明基板2上设置感光性保护层10，以覆盖黑色基底3，通过具备对应于阻挡层的数个开口部的掩模M，使感光性保护层10曝光(图11(B))。感光性保护层10可以通过涂布感光性膜形成，另外，也可以层叠干燥膜保护膜形成。感光性保护层10的厚度和想要形成的阻挡层5的高度相同，但也可以是其以上的厚度。
接着，进行显像，形成具备黑色基底3的所希望部位露出的数个沟部10′a的保护层掩模10′。然后，使用以黑色基底3作为电镀的阴极，利用电解镀法，以所希望的高度使无机导电性材料在各沟部10′a内析出，形成阻挡层5(图11(C))。此后去除保护层掩模10′，就得到在黑色基底3上具备阻挡层5的前板1′(图11(D))。
如图3所示，在黑色基底3和阻挡层5之间设置中间层7的场合，首先，利用电解镀法形成中间层，然后形成阻挡层5。另外，如上所述，以防止透明基板2产生裂纹为目的，在阻挡层5中含有粒子的场合，可以使用在无机导电性材料构成的母相中含有所希望材料的分散相的电镀液，利用分散电镀法形成阻挡层5。进而，如图4所示，在黑色基底3、阻挡层5和中间层7的全部露出面上形成金属薄膜8的场合，可以利用电解镀法，或者在施行规定的掩蔽后，利用真空蒸镀法或溅射法在上述的前板1′上形成金属薄膜8。
接着，在透明基板2的黑色基底3、阻挡层5的形成面侧涂布红色发光性的荧光体层用的荧光体涂料6′R，从透明基板2的里面侧，通过具有规定开口图案的掩模m，使荧光体涂料6′R曝光(图12(A))。然后，进行显像、加热，在黑色基底3的所希望的开口部4形成红色发光性的荧光体层6R(图12(B))。反复进行同样的操作，在其他的开口部4形成绿色发光性的荧光体层6G、蓝色发光性的荧光体层6B，得到本发明的前板1(图12(C))。在形成荧光体层6时的加热处理，可以总地实施全色。
下面，以图8和图9所示的前板21为例，一边参照图13，一边进行说明。
首先，使用含有黑色颜料、玻璃料等的感光性黑色糊，或者含有黑色颜料、银等导电性粒子、玻璃料等的感光性黑色导电糊，在透明基板22上形成薄膜，通过黑色基底用的掩模进行曝光，然后显像，而形成图案，再进行烧成，去除有机成分，由此形成具备开口部4的黑色基底23(图13(A))。
接着，在黑色基底23上形成所希望的阻挡层导通电路29(图13(B))。在图示的例子中，形成线状的阻挡层导通电路29。使用无机导电性材料，利用真空蒸镀法或溅射法等薄膜形成过程，在黑色基底23上形成薄膜，在该薄膜上设置掩模图案，利用蚀刻形成图案，就可以形成该阻挡层导通电路29。另外，使用含有无机导电性材料的导电性油墨，利用丝网印刷等形成图案，然后进行烧成，就可以形成阻挡层导通电路29。
接着，在透明基板12上设置感光性保护层30，以覆盖黑色基底23、阻挡层导通电路29，通过具备对应于阻挡层的数个开口部的掩模M，使感光性保护层30曝光(图13(C))。感光性保护层30可以涂布感光性保护膜而形成，另外，也可以层叠干燥薄膜保护膜而形成。感光性保护层30的厚度，是和利用无电解镀法想要形成的阻挡层25的高度相同的厚度。
接着，进行显像，形成具备黑色基底23和阻挡层导通电路29的所希望部位露出的数个沟部30′a的保护层掩模30′。然后，在包括该保护层掩模30′的沟部30′a内部的全面上赋予无电解镀的催化剂(例如钯、金、银、铂、铜等的氯化物、硝酸盐等水溶性盐，及配位化合物)(图13(D))。
随后，使透明基板22接触无电解镀液，使金属在赋予催化剂的部位析出。由此在上述的30′a内形成由金属构成的阻挡层25，然后去除保护层掩模30′，得到在黑色基底23上具备阻挡层25的前板21′(图13(E))。
在黑色基底23、阻挡层25的全体露出面上形成金属薄膜的场合，在实施电解镀法、或者掩蔽后，可以利用真空蒸镀法或溅射法在上述的前板21′上形成金属薄膜。
接着，和上述的前板1相同地在黑色基底23的所希望的开口部24上形成红色发光性的荧光体层26R、绿色发光性的荧光体层26G、蓝色发光性的荧光体层26B，得到本发明的前板21。
下面，以图10所示的前板21(中间层27和阻挡层导通电路29一体地形成)为例，一边参照图14，一边进行说明。
首先，使用含有黑色颜料、玻璃料等的感光性黑色糊，或者含有黑色颜料、银等导电性粒子、玻璃料等的感光性黑色导电糊，在透明基板22上形成薄膜，通过黑色基底用的掩模进行曝光，然后显像，而形成图案，通过烧成，形成具备开口部24的黑色基底23(图14(A))。
接着，在黑色基底23上形成具有兼顾中间层和阻挡层导通电路的保护层，以该保护层作为掩模，利用真空蒸镀法或溅射法形成导电性的薄膜，然后，剥离保护层，在黑色基底23上一体地形成导电性中间层27(兼顾阻挡层导通电路29)(图14(B))。
接着，在透明基板22上设置感光性保护层31，以覆盖黑色基底23、中间层27、阻挡层导通电路29，通过具备对应于阻挡层的数个开口部的掩模M，使感光性保护层31曝光(图14(C))。感光性保护层31可以涂布感光性保护膜而形成，另外，也可以层叠干燥薄膜保护膜而形成。感光性保护层31的厚度，是和想要形成的阻挡层25的高度相同的厚度，但可以是其以上的厚度。
接着，进行显像，形成具备中间层27露出的数个沟部31′a的保护层掩模31′，利用以黑色基底23和中间层27作为电镀的阴极，以所希望的高度，使用电解镀法使无机导电性材料在各沟部31′a内析出，而形成阻挡层25(图14(D))。此后，去除保护层掩模31′，得到在黑色基底23上形成的中间层27上具备阻挡层25的前板21″(图14(E))。
再者，如上所述，以防止透明基板22产生裂纹为目的，在阻挡层25中含有粒子的场合，可以使用在无机导电性材料构成的母相中具有所希望材料的分散相的电镀液，利用分散电镀法形成阻挡层25。另外，在黑色基底23、阻挡层25和中间层27、阻挡层导通电路29的全部露出面上形成金属薄膜的场合，在上述的前板21″上，可以利用电解镀法，或者在施行掩蔽后，利用真空蒸镀法或溅射法形成金属薄膜。
接着，和所上述的前板1相同地在黑色基底23的所希望的开口部24上形成红色发光性的荧光体层26R、绿色发光性的荧光体层26G、蓝色发光性的荧光体层26B，得到图10所示的本发明的前板21。
在像上述的前板1、21的制造中，阻挡层5、25由无机导电性材料构成，因而和由以往的聚酰亚胺等树脂构成的阻挡层不同，不需要为了赋予导电性而形成金属膜，所以容易制造。另外，可以将荧光体层6、26的形成时的加热温度设定得高，因此能够期望亮度提高、或由放出气体的减少引起的耐久性提高、可靠性提高。
场致发射型显示器
下面，说明使用本发明前板的场致发射型显示器的一例。
图15是表示场致发射型显示器的一例的纵断面图。在图15中，场致发射型显示器51通过隔离部件(未图示)使本发明的前板(阳极基板)1和背板(阴极基板)61形成一定的间隙，成为以真空状态对置的结构。
前板(阳极基板)1具备透明基板2、在该透明基板2的一面上形成的黑色基底3、以及在黑色基底3上的规定位置形成的数个阻挡层5，黑色基底3具有数个开口部4，该开口部4内的透明基板2上形成荧光体层6，和以往的前板(阳极基板)不同，不具备阳极电极图案。
另一方面，背板(阴极电极)61具备在透明电极62上平行地设置的发射极电极63、通过绝缘体层65和发射极电极垂直地设置的栅电极(引出电极)66、以及在绝缘体层65的数个孔部内在发射极电极63上形成的圆锥形状的电子放出元件(发射极电极)64。各电子放出元件(发射极电极)64与对应前板(阳极电极)1的单元的荧光体层6对置，栅电极(引出电极)66与前板(阳极电极)1的各阻挡层5对置。在图示的例子中，相对1个单元，配设数个电子放出元件(发射极电极)64，但可以适当地设定电子放出元件(发射极电极)64的个数。另外，在图示的例子中，通过绝缘层67，在背板61的栅电极66上设置聚焦电极68。
像这样的场致发射型显示器51，在发射极电极63和栅电极66之间外加规定的电压，从电子放出元件(发射极电极)64引出的电子束，利用聚焦电极68使电子束更加集中，碰撞在所对应的规定颜色的荧光体层6上，使荧光体层发光，进行显示。此时放出的2次电子或从电子放出元件(发射极电极)64引出的电子束的散射电子，被在导电性的黑色基底3上形成的阻挡层5所吸收，而阻止飞行，因而防止由在其他荧光体层中的不必要的发光产生的击破，得到高质量的显示图像。即使是不具备上述的聚焦电极68的场致发射型显示器，也得到同样的效果。
本发明的前板，可以和作为构成场致发射型显示器的背板的以往公知的背板组合，没有特别的限制。实施例
下面，示出实施例，更详细地说明本发明。
实施例1
在厚度1.1mm的玻璃基板上，利用溅射法形成氧化铬(厚400)和铬(厚1000)的2层结构的薄膜。接着，在上述薄膜上涂布感光性保护层(东京应化工业(株)制OFPR-800)(涂膜厚度1.35μm)，通过沿开口部的宽度方向以110μm的间隔、沿长度方向以330μm的间隔设置数个长方形状的开口部(280×80μm)的掩模，使上述涂布膜曝光、显像，而形成保护层图案。此后，使用蚀刻液(ザ·インクテツク(株)制MR-ES)，蚀刻薄膜，剥离保护层图案后，进行洗净，形成黑色基底(厚400)。
接着，在黑色基底上层叠厚度50μm的干燥膜保护膜(ニチゴ—モ—トン(株)制NIT250)。然后，通过沿开口部的宽度方向以110μm的间隔、沿长度方向以330μm的间隔设置数个长方形状的开口部(30×280μm)的掩模，使上述干燥膜保护膜曝光、显像，而形成保护层图案。对于该保护层图案来说，在阻挡层形成的预定部位上存在沟部，在该沟部露出黑色基底。
接着，利用以黑色基底作为电镀的阴极，在电镀液(日本化学产业(株)制氨基磺酸镍溶液)中，利用电解镀法，使镍析出在上述保护层图案的沟部内。然后，使用5％氢氧化钾水溶液剥离保护层图案。由此，如图1所示，在黑色基底上形成高50μm的阻挡层。
随后，准备下述的3色(发光色：红、绿、蓝)的荧光体涂料。然后，首先，利用浆法将红色发光的荧光体涂料涂布在黑色基底上，通过具有荧光体层用的开口部图案的掩模，从玻璃基板的里面进行曝光、显像。由此，在黑色基底的规定开口部形成红色发光的荧光体涂料层。同样地，使用绿色发光的荧光体涂料、蓝色发光的荧光体涂料，在黑色基底的规定开口部形成绿色发光的荧光体涂料层、蓝色发光的荧光体涂料层。接着，在410℃加热35分钟，去除荧光体涂料层中的有机成分，形成荧光体层。由此，得到像图1所示构成的本发明前板。
红色发光的荧光体涂料
·Y2O2S∶Eu …25重量份数
·聚乙烯醇 …2.5重量份数
·水 …72.35重量份数
·重铬酸铵 …0.15重量份数
绿色发光的荧光体涂料
·ZnS∶Cu …25重量份数
·聚乙烯醇 …2.5重量份数
·水 …72.35重量份数
·重铬酸铵 …0.15重量份数
蓝色发光的荧光体涂料
·ZnS∶Ag …25重量份数
·聚乙烯醇 …2.5重量份数
·水 …72.35重量份数
·重铬酸铵 …0.15重量份数
像上述制成的前板，是在玻璃基板上没有裂纹等缺陷的前板。
接着，利用旋涂(スピント)法制成背板(阴极基板)。即，首先，在厚度1.1mm的玻璃基板上利用溅射法设置铬薄膜，在该薄膜上涂布感光性保护层(东京应化工业(株)制OFPR-800)(涂布膜厚1.35μm)，通过规定的掩模使上述涂布膜曝光、显像，形成保护层图案。然后，使用蚀刻液(ザ·インクテック(株)制MR-ES)，蚀刻铬薄膜，剥离保护层图案后，进行洗净，以330μm的间距形成宽度280μm的发射极电极。
随后，利用真空蒸镀法，覆盖上述发射极电极地在整个玻璃基板上形成由氧化硅组成的薄膜，作为绝缘层(厚1μm)，利用溅射法在该绝缘层上设置铬薄膜，在该薄膜上涂布感光性保护层(东京应化工业(株)制OFPR-800)(涂布膜厚1.35μm)，通过规定的掩模使上述涂布膜曝光、显像，形成保护层图案。然后，使用蚀刻液(ザ·インクテック(株)制MR-ES)，蚀刻铬薄膜，形成栅电极，使用以该铬的栅电极作为掩模，使用缓冲氢氟酸在绝缘层上形成孔部。接着，利用斜蒸镀法在铬膜上形成铝薄膜(在上述孔部内不形成铝薄膜的条件下进行)，然后，利用真空蒸镀法覆盖铝薄膜地蒸镀钼。由此，在上述孔部内形成由钼构成的圆锥形状的发射极电极。此后，使用剥离液(磷酸∶硝酸∶乙酸∶水＝38∶15∶0.5∶0.5的混合液)去除铝薄膜，而得到背板。
接着，通过由陶瓷构成的隔离部件(高1.3mm)使玻璃基板成为外侧地使上述前板和背板对置，进行定位组合后，用低熔点玻璃料构成的密封材料密封。再利用排气装置使基板间排气成高真空，制成场致发射型显示器。
在该场致发射型显示器上连接驱动电路，进行显示时，证实是气体放出极少、可靠性高的显示器。
实施例2
除了以下方面之外，和实施例1相同地制成前板。即，在阻挡层形成的电解镀过程中，首先，在镀液(大和化成(株)制ダインシルバ-AG-PL30)中，在保护层图案的沟部内形成5μm厚的银镀层，然后，和实施例1相同地使镍析出在保护层图案的沟部内。由此，通过银构成的中间层形成高50μm的阻挡层。
像上述制成的前板是在玻璃基板上没有裂纹等缺陷的前板。
另外，使用上述的前板，和实施例1相同地制成场致发射型显示器。在该场致发射型显示器上连接驱动电路，进行显示时，证实是气体放出极少、可靠性高的显示器。
实施例3
利用溅射法在厚1.1mm的玻璃基板上形成作为黑色基底用的氧化铬(厚400)和铬(厚1000)的2层结构的薄膜，再形成作为中间层用的镍(厚500)和金(厚1000)的2层结构薄膜。接着，在上述薄膜上涂布感光性保护层(东京应化工业(株)制OFPR-800)(涂膜厚度1.35μm)，通过沿开口部的宽度方向以110μm的间隔、沿长度方向以330μm的间隔设置数个长方形状的开口部(280×80μm)的掩模，使上述涂布膜曝光、显像，而形成保护层图案。此后，使用下述的各蚀刻液蚀刻金薄膜、镍薄膜、铬薄膜，剥离保护层图案后，进行洗净，形成黑色基底(厚1400)和中间层(1100)。
金薄膜用蚀刻液
碘∶碘化钾∶水∶乙醇＝0.5∶0.9∶4∶1
镍薄膜用蚀刻液
硝酸∶水∶过氧化氢＝1∶1∶0.1
铬薄膜用蚀刻液
ザ·インクテック(株)制MR-ES
接着，和实施例1相同地在中间层上形成阻挡层，在黑色基底的开口部形成荧光体层，得到前板。
像上述制成的前板是在玻璃基板上没有裂纹等缺陷的前板。
另外，使用上述前板，和实施例1相同地制成场致发射型显示器。在该场致发射型显示器上连接驱动电路，进行显示时，证实是气体放出极少、可靠性高的显示器。
实施例4
作为电解镀液，除了使用下述组成的分散电镀液以外，和实施例1相同地制成前板，该前板具备在内部含有10重量％的聚四氟乙烯粒子的阳挡层。
分散电镀液的组成
氨基磺酸镍溶液 …90重量份数
聚四氟乙烯粒子 …10重量份数
(平均粒径＝10μm)
像这样制成的前板是在玻璃基板上没有裂纹等的缺陷的前板。
另外，使用上述的前板和实施例1相同地制成场致发射型显示器。在该场致发射型显示器上连接驱动电路，进行显示时，证实是气体放出极少、可靠性高的显示器。
实施例5
除了使荧光体层的形成过程中的加热温度达到430℃以外，和实施例2相同地制成前板。
像这样制成的前板是在玻璃基板上没有裂纹等的缺陷的前板。
另外，使用上述的前板和实施例1相同地制成场致发射型显示器。在该场致发射型显示器上连接驱动电路，进行显示时，证实是气体放出极少、可靠性高的显示器。
实施例6
除了使荧光体层的形成过程中的加热温度达到430℃以外，和实施例3相同地制成前板。
像这样制成的前板是在玻璃基板上没有裂纹等的缺陷的前板。
另外，使用上述的前板和实施例1相同地制成场致发射型显示器。在该场致发射型显示器上连接驱动电路，进行显示时，证实是气体放出极少、可靠性高的显示器。
实施例7
除了使荧光体层的形成过程中的加热温度达到430℃以外，和实施例4相同地制成前板。
像这样制成的前板是在玻璃基板上没有裂纹等的缺陷的前板。
另外，使用上述的前板和实施例1相同地制成场致发射型显示器。在该场致发射型显示器上连接驱动电路，进行显示时，证实是气体放出极少、可靠性高的显示器。发明效果
如以上所详述，按照本发明很容易制造场致发射型显示器用的前板，因为是在透明基板的一面上设置具备数个开口部、具有导电性的黑色基底、在该黑色基底上的各开口部的附近位置上设置由导电性材料构成的阻挡层、在上述开口部设置荧光体层的结构，因此不需要形成阳极电极的图案，故容易制造。在不具有这样的固有阳极电极图案的前板中，构成前板的导电性元件都成为同电位(阳极电位)，即，导电性的黑色基底和阻挡层都成为同电位，在使用本发明的前板的场致发射型显示器中，利用背板的栅电极，从电子放出元件(发射极电极)引出的电子束，碰撞在位于对应的黑色基底的开口部的荧光体层上，使荧光体层发光，进行显示。此时放出的2次电子或从电子放出元件(发射极电极)引出的电子束的散射电子，被在导电性的黑色基底上形成的阻挡层吸收，而阻止飞行，因此防止由其他的荧光体层中的不必要的发光引起的击破，在得到高质量的显示图像的同时，由被阻挡层吸收的电子产生的电荷通过黑色基底分散，因而也防止阻挡层的电荷上升。
另外，在本发明中，阻挡层由无机导电性材料构成，因而和由以往的聚酰亚胺等树脂构成的阻挡层不同，不必要为了赋予导电性而形成金属薄膜，因而容易制造，另外，能够将荧光体层形成时的加热温度设定得高，因此有望亮度提高、由放出气体减少而产生的耐久性提高、可靠性提高。进而，在使用本发明的前板的场致发射型显示器中，在动作中不产生来自阻挡层的气体放出，因此有望可靠性的更加提高。
另外，即使在黑色基底不具有导电性的场合，或者阻挡层是在透明基板上直接形成的场合，阻挡层也利用阻挡层导通电路相互导通，因此达到和上述相同的效果。