(57)【要約】【課題】本発明は、水ガラスの塗布による滲みを防止し、十分な輝度特性を有した蛍光体層を形成しえる蛍光面の形成方法、及び高輝度、高品位の表示が可能な画像表示装置を得ることを課題とする。【解決手段】画像形成装置の一構成である前面基板１１上に蛍光体層１６及び遮光層１７を含む蛍光面を形成する方法において、前面基板１１上に蛍光体層１６及び遮光層１７を形成した後、カリウム系水ガラスの溶媒にアルコール類を含有させた水ガラスを全面に塗布し、更に焼成することを特徴とする蛍光面の形成方法。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置の一構成である前面基板上に蛍光体層及び遮光層を含む蛍光面を形成する方法において、
前面基板上に蛍光体層及び遮光層を形成した後、カリウム系水ガラスの溶媒にアルコール類を含有させた水ガラスを全面に塗布し、更に焼成することを特徴とする蛍光面の形成方法。
【請求項２】
前記アルコール類は、イソプロピルアルコール又はエタノールの何れかであることを特徴とする請求項１記載の蛍光面の形成方法。
【請求項３】
前記アルコール類は、カリウム系水ガラスの溶媒に対し１６質量％以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の蛍光面の形成方法。
【請求項４】
前記アルコール類は、ＳｉＯ２を溶質とした溶液の溶媒であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の蛍光面の形成方法。
【請求項５】
請求項１記載の蛍光面とこの蛍光面に重ねて設けられたメタルバック層とを有した前面基板と、
前記前面基板と対向した配置されているとともに、前記蛍光面に向けて電子を放出する複数の電子放出素子が配置された背面基板とを具備することを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光面の形成方法及び前記蛍光面を備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代の画像表示装置として、多数の電子放出素子を画像表示面と対向配置させた平面型の画像表示装置の開発が進められている。電子放出素子には様々な種類があるが、いずれも基本的には電界による電子放出を利用したもので、これらの電子放出素子を用いた画像表示装置は、一般に、フィールド・エミッション・ディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）と呼ばれている。このようなＦＥＤの内、表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置は、表面伝導型電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）とも呼ばれているが、ＳＥＤも含む総称としてＦＥＤという用語を用いる。
【０００３】
ＦＥＤは、一般に、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板及び背面基板を有している。これらの基板は、矩形枠状の側壁を介してそれぞれの周縁部同士を互いに接合され、真空外囲器を構成している。真空外囲器の内部は、真空度が１０−４Ｐａ程度以下の高真空に維持されている。また、背面基板及び前面基板に加わる大気圧荷重を支えるために、これらの基板の間には複数の支持部材が配設されている。
【０００４】
前面基板の内面には、赤、青、緑にそれぞれ発光する蛍光体層を含む蛍光面が形成されている。また、実用的な表示特性を得るために、蛍光面上にメタルバック層と呼ばれるアルミ薄膜が形成されている。さらに、真空外囲器の内部に残留したガス及び各基板から放出されたガス（例えば水素、メタン、酸素、二酸化炭素、水蒸気など）を吸着するために、ゲッタ層と呼ばれるガス吸着特性を持ったＢａ（バリウム）、Ｖ（バナジウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｔａ（タンタル）などの金属薄膜がメタルバック層上に蒸着されている。
【０００５】
背面基板の内面には、蛍光体を励起して発光させるための電子を放出する多数の電子放出素子が設けられている。また、多数の走査線及び信号線がマトリックス状に形成され、各電子放出素子に接続されている。
【０００６】
このようなＦＥＤでは、蛍光体層及びメタルバック層を含む画像表示面にはアノード電圧が印加され、電子放出素子から放出された電子ビームがアノード電圧により加速されて蛍光面に衝突することにより、蛍光体が発光する。これにより、画像表示面に画像が表示される。この場合、アノード電圧は、最低でも数ｋＶ、できれば１０ｋＶ以上にすることが望まれる。
【０００７】
このようなＦＥＤでは、前面基板と背面基板との隙間を１〜２ｍｍ程度に設定することができ、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されている陰極線管（ＣＲＴ）と比較して、大幅な軽量化、薄型化を達成することができる。
【０００８】
従来、放電による電子放出素子や蛍光面の破壊、劣化の防止を目的としたメタルバック付き蛍光面の形成方法、及び輝度劣化を抑制した画像表示装置としては、下記特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００２−３４３２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、従来の蛍光面の形成方法においては、前面基板上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の蛍光体層や遮光層を形成し、焼成（プリベーク）後、蛍光体層を構成する樹脂粒子を固定するために全面に水ガラスを塗布し、更に焼成を行っている。しかし、蛍光体層を含めた全面に水ガラスを塗布すると、水の表面張力により図４に示すように蛍光体層が溶け出して、蛍光体層を構成する画素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）１の周囲に滲んだ部分２が生じて画素間混色が生じ、十分な輝度の蛍光体層が形成できないという問題があった。
【００１０】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、水ガラスの塗布による滲みを防止し、十分な輝度特性を有した蛍光体層を形成しえる蛍光面の形成方法、及び高輝度、高品位の表示が可能な画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明第１の様態によるに蛍光面の形成方法は、画像形成装置の一構成である前面基板上に蛍光体層及び遮光層を含む蛍光面を形成する方法において、前面基板上に蛍光体層及び遮光層を形成した後、カリウム系水ガラスの溶媒にアルコール類を含有させた水ガラスを全面に塗布し、更に焼成することを特徴とする。
【００１２】
また、この発明の第２の様態による画像表示装置は、前記形成方法により形成される蛍光面とこの蛍光面に重ねて設けられたメタルバック層とを有した前面基板と、前記前面基板と対向した配置されているとともに、前記蛍光面に向けて電子を放出する複数の電子放出素子が配置された背面基板とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、カリウム系水ガラスの溶媒にアルコール類を含有させた水ガラスを用いることにより、水ガラスによる滲みを防止し、十分な輝度特性を有した蛍光体層を形成しえる蛍光面の形成方法を提供できる。また、この発明によれば、こうした蛍光面を用いることにより、高輝度、高品位の表示が可能な画像表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の一実施の形態に係る蛍光面の形成方法及び前記蛍光面を備えた画像表示装置について図面を参照して説明する。なお、画像表示装置として、表面伝導型の電子放出素子を備えたＦＥＤを例にとって説明する。
【００１５】
蛍光面の形成方法においては、まず、前面基板の内面に、黒色顔料からなる所定のパターン（例えばマトリクス状）の光吸収層（遮光層）をフォトリソ法により形成する。つづいて、その上に、ＺｎＳ系，Ｙ２Ｏ３系、Ｙ２Ｏ２Ｓ系などの蛍光体液をスラリー法などで塗布・乾燥し、フォトリソ法を用いてパターニングを行い、赤、緑、青の３色の蛍光体層を形成する。ここで、各色の蛍光体層は、スプレー法や印刷法で形成してもよい。
【００１６】
次に、水ガラスを全面に塗布する。蛍光面を形成する際に使用される水ガラスとしては、カリウム系水ガラス（ケイ酸カリウム：Ｋ２ＳｉＯ３、溶媒Ｈ２Ｏ）の溶媒にアルコール類（イソプロピルアルコール：（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ、又はエタノール：ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ、又はシリカ：ＳｉＯ２を溶質とした溶液の溶媒）を含有させたものを用いる。ここで、アルコールの比率は、カリウム系水ガラスの溶媒に対して１６質量％以下であることが好ましい。この理由は、アルコールの比率が１６質量％を超えると、水ガラスの固形分が白く析出し、使いものにならなくなるからである。
【００１７】
次に、前記蛍光体層の上にメタルバック層を形成する。即ち、蛍光体層の上にアクリル樹脂を主成分とする有機樹脂溶液を塗布、乾燥し、有機樹脂層を形成した後、その上に真空蒸着によりＡｌ膜等の金属膜を真空蒸着により形成し、次いで所定の温度で加熱焼成し、有機分を除去する方法を採用する。また、以下に述べるように、転写フィルムを用いてメタルバック層を形成することもできる。
【００１８】
転写フィルムは、ベースフィルム上に離型剤層を介してＡｌ膜等の金属膜と接着剤層が順に積層された構造を有しており、この転写フィルムを蛍光体層に接するように配置し、押圧処理を行う。こうして転写フィルムを押圧し金属膜を接着してから、ベースフィルムを剥ぎ取ることにより、蛍光面に金属膜が転写される。
【００１９】
次に、上記のようにして形成される蛍光面を備えた画像表示装置について説明する。  
図１及び図２に示すように、ＦＥＤは、１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置された前面基板１１及び背面基板１２を備えている。これら前面基板１１及び背面基板１２は、絶縁基板としてそれぞれ板厚が１〜３ｍｍ程度の矩形状のガラス板を用いて構成されている。これらの前面基板１１及び背面基板１２は、矩形枠状の側壁１３を介して周縁部同士が接合され、内部が１０−４Ｐａ程度の高真空に維持された扁平な矩形状の真空外囲器１０を構成している。
【００２０】
真空外囲器１０は、その内部に設けられ、前面基板１１及び背面基板１２に加わる大気圧荷重を支えるための複数のスペーサ１４を備えている。このスペーサ１４としては、板状あるいは柱状等の形状を採用可能である。
【００２１】
前面基板１１の内面には、蛍光面１５が形成されている。この蛍光面１５は、後述するように、赤、緑、青にそれぞれ発光する蛍光体層１６と、マトリクス状に配置された光吸収層（遮光層）１７とで構成されている。蛍光面１５上には、アノード電極として機能するメタルバック層２０、図示しないゲッタ層が形成されている。前記蛍光体層１６は、ストライプ状に形成されても良いし、ドット状に形成されても良い。メタルバック層２０は、アルミニウム合金膜等で形成され、アノード電極として機能する。ゲッタ層は、ガス吸着特性を持った金属膜（例えばチタン膜）によって形成され、真空外囲器１０の内部に残留したガス及び各基板から放出されたガス（例えば水素、メタン、酸素、二酸化炭素、水蒸気など）を吸着する。
【００２２】
背面基板１２は、その内面に表面伝導型の電子放出素子１８を備えている。この電子放出素子１８は、蛍光面の蛍光体層１６を励起する電子源として機能する。すなわち、複数の電子放出素子１８は、背面基板１２上において、画素毎に対応して複数列及び複数行に配列され、それぞれ蛍光体層１６に向けて電子ビームを放出する。各電子放出素子１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、電子放出素子１８に電位を供給するための多数本の配線２１は、背面基板１２の内面にマトリック状に設けられ、その端部は真空外囲器１０の外部に引出されている。
【００２３】
このようなＦＥＤでは、画像を表示する動作時においては、蛍光体層１５及びメタルバック層２０を含む画像表示面にアノード電圧を印加する。そして、電子放出素子１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光面へ衝突させる。これにより、対応する蛍光体が発光し、画像表示面にカラー画像が表示される。
【００２４】
次に、上述したような構成のＦＥＤに適用可能な蛍光面の形成方法について具体的に説明する。  
（実施例）  
図３（Ａ），（Ｂ）を参照する。ここで、図３はこの発明に係る蛍光面の形成方法を工程順に示す断面図である。まず、ガラス基板（前面基板）１１の内面に、黒色顔料からなる例えばマトリクス状の光吸収層（遮光層）１７をフォトリソ法により形成した。つづいて、遮光層１７と遮光層１７間の全面基板１１上に、カラーフィルター２２を介してＺｎＳ系などの蛍光体液をスラリー法などで塗布・乾燥し、フォトリソ法を用いてパターニングを行い、赤、緑、青の３色の蛍光体層１６を形成した。ここで、各色の蛍光体層は、スプレー法や印刷法で形成してもよい。
【００２５】
次に、ケイ酸カリウムの溶媒（水）にイソプロピルアルコールを１０質量％含有させた水ガラス層２３を全面に塗布した（図３（Ａ）参照）。つづいて、９０℃の温度で１０分間焼成を行った。この焼成により水ガラス層２３の成分は揮散した。
【００２６】
次に、前記蛍光体層１６の上にメタルバック層２０を形成した。即ち、蛍光体層の上にアクリル樹脂を主成分とする有機樹脂溶液を塗布、乾燥し、有機樹脂層を形成した後、その上に真空蒸着によりＡｌ膜を形成し、次いで４５０℃の温度で１２０分間加熱焼成し、有機分を分解・除去して蛍光面を形成した（図３（Ｂ）参照）。
【００２７】
また、このようにして得られた蛍光面を有するパネルを、前面基板として使用し、常法によりＦＥＤを作製した。
【００２８】
上述した蛍光面の形成方法によれば、前面基板１１上に蛍光体層１６及び光吸収層１７を形成した後、ケイ酸カリウムの溶媒（水）にイソプロピルアルコールを１０質量％含有させた水ガラスを全面に塗布し、焼成を行うことにより、水ガラスによる滲みを防止し、十分な輝度特性を有した蛍光体層を形成することができる。また、このようにして得られた蛍光面を用いてＦＥＤを構成することにより、高輝度、高品位の表示が可能な画像表示装置が得られる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、この発明の実施の形態に係る製造方法及び製造装置により製造されるＦＥＤの一例を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示したＦＥＤのＡ−Ａ線に沿った断面構造を概略的に示す図である。
【図３】図３は、この発明に係る蛍光面の形成方法の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図４】図４は、従来の蛍光面の形成方法による滲みの状態を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００３１】
１０…真空外囲器、１１…前面基板、１２…背面基板、１３…側壁、１４…支持部材、１５…蛍光体、１６…蛍光体層、１７…光吸収層（遮光層）、１８…電子放出素子、２０…メタルバック層、２２…カラーフィルター、２３…水ガラス層。
【図１】
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【図２】
2006093052.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006093052.tif 000006