(57)【要約】【課題】この発明は、蛍光体層の表面を平坦にできる表示装置の製造方法およびこの方法を提供することを課題とする。【解決手段】  蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂと対応する部分が凸に形成された複数の凸部を備えるプレス型１００を用いて、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂを加圧して平坦にした後、メタルバック層を形成する。【選択図】      図３
2006114325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蛍光体層および遮光層を含む蛍光体スクリーンが形成されている平面基板を備える表示装置の製造方法において、
前記蛍光体層だけを加圧し、前記蛍光体スクリーンの前記蛍光体層の表面を平坦にする表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記蛍光体層の上面は、前記蛍光体層と対応する部分が凸に、前記遮光層と対応する部分が凹に形成されているプレス型により加圧される請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記蛍光体層は、熱可塑性樹脂を含み、
前記蛍光体層は、加熱されながら加圧される請求項１あるいは２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項４】
複数の蛍光体層および遮光層を含む蛍光体スクリーンが形成されている平面基板を備える表示装置の製造方法に用いられ、
前記蛍光体スクリーンと対向して配置されて、前記蛍光体層と対向する凸部と、前記遮光層と対向する凹部を含み、前記蛍光体スクリーンに向かって圧力が加えられて、前記凸部分が前記蛍光体層を平坦にするプレス型。
【請求項５】
前記凸部は、前記蛍光体層の形状に対応して、ドット状に形成されている請求項４に記載のプレス型。
【請求項６】
前記凸部は、前記蛍光体層の形状に対応して、ストライプ状に形成されている請求項４に記載のプレス型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蛍光体層とメタルバックとを有する前面基板と、多数の電子放出素子を有する背面基板を対向配置した平面表示装置の製造方法およびこの方法において用いられるプレス型に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる次世代の軽量、薄型の表示装置として様々な平面型の画像表示装置が注目されている。例えば、平面表示装置として用いられるフィールド・エミッション・ディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）の一種として、表面伝導型電子放出素子を電子源として備えた表示装置（以下、ＳＥＤと称する）の開発が進められている。
【０００３】
このＳＥＤは、所定の間隔をおいて対向配置された前面基板および背面基板を備え、これらの基板は矩形枠状の側壁を介して周辺部を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。前面基板の内面には３色の蛍光体層および遮光層を含む蛍光体スクリーンが形成され、背面基板の内面には、蛍光体を励起発光させるための電子源として、各画素に対応する多数の電子放出素子が配列されている。各電子放出素子は、電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の電極等で構成されている。また、蛍光体スクリーン上には、アノード電極として作用するとともに、励起発光した蛍光体層からの光を前面基板側に反射させるためのメタルバックが形成されている。
【０００４】
このメタルバックを形成する方法として、例えば、予め下地となる蛍光体スクリーンの表面を平坦にしたのち、蛍光体スクリーン上に、メタルバックを形成する方法が知られている。
【０００５】
通常、基板の表面に印刷した層をレベリングする場合、印刷層を形成した面を上に向けて、基板を一定時間大気中に放置し、印刷層の表面を平坦にする方法がとられる。例えば、熱風を当てることによって、配向膜の粘性を下げ、印刷された配向膜表面上の凹凸をなくす技術が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−５７６２５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、粘性を有する材質からなる印刷層が平坦になるには時間がかかり、例えば、平面基板を一定時間大気中に放置し、この平面基板に形成される蛍光体層とブラックマトリックス層からなる蛍光体スリーンの表面が平坦になるまでには、３０分ないし６０分ほどの放置時間を要する。これにより、製造時間が長くなる問題がある。
【０００７】
また、平坦でない蛍光体層の上にメタルバックを形成すると、平坦でないメタルバックが形成され、蛍光体層からの光が十分に反射されないため、表示装置の輝度が低下する問題がある。
【０００８】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、蛍光体層の表面を平坦にできる表示装置の製造方法およびこの方法において用いられるプレス型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、複数の蛍光体層および遮光層を含む蛍光体スクリーンが形成されている平面基板を備える表示装置の製造方法において、前記蛍光体層だけを加圧し、前記蛍光体スクリーンの前記蛍光体層の表面を平坦にすることを特徴としている。
【００１０】
また、上記目的を達成するため、本発明のプレス型は、複数の蛍光体層および遮光層を含む蛍光体スクリーンが形成されている平面基板を備える表示装置の製造方法に用いられ、前記蛍光体スクリーンと対向して配置されて、前記蛍光体層と対向する凸部と、前記遮光層と対向する凹部を含み、前記蛍光体スクリーンに向かって圧力が加えられて、前記凸部分が前記蛍光体層を平坦にすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によると、蛍光体層の表面を短時間で平坦にでき、その上に形成されるメタルバックが平坦になり、表示装置の輝度を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。ここでは、本発明の実施の形態に係る表示装置の一例として、ＳＥＤについて説明する。
【００１３】
図１は、ＳＥＤの表示パネルの概略斜視図である。図１に示すとおり、ＳＥＤの表示パネル１は、それぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板１０および背面基板１２を備え、これらの基板は一定の隙間をおいて対向配置されている。この基板間の距離は、約１．０〜２．０ｍｍ程度に設定されている。そして、前面基板１０および背面基板１２は、ガラスからなる矩形枠状の側壁１４を介して周縁部同士が接合され、内部が真空の扁平な真空外囲器を構成している。
【００１４】
図２に示すとおり、前面基板１０の内面には画像表示面として機能する蛍光体スクリーン１６が形成されている。この蛍光体スクリーン１６は、赤、緑、青の蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂ、および遮光層１１を並べて構成され、これらの蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂはストライプ状あるいはドット状に形成されている。また、蛍光体スクリーン１６上には、アルミニウム等からなるメタルバック１７が形成されている。
【００１５】
背面基板１２の内面には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂを励起発光させるための電子源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１９が設けられている。これらの電子放出素子１９は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１９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、背面基板１２の内面上には、電子放出素子１９に電圧を供給する多数本の配線２１がマトリックス状に設けられ、その端部は表示パネル１の外部に引出されている。
【００１６】
接合部材として機能する側壁１４は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材２０により、前面基板１０の周縁部および背面基板１２の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。
【００１７】
また、表示パネル１は、前面基板１０および背面基板１２の間に配設された矩形板状のスペーサ２２を備えている。スペーサ２２は、ストライプ状に配置され、各電子放出素子１９および蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂに干渉しないように前面基板１０および背面基板１２の内面に当接して、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。なお、スペーサの形状はこれに限らず、例えば、多数の柱状のスペーサであってもよい。
【００１８】
画像を表示する場合、配線２１を介して電子放出素子１９を駆動し、選択された電子放出素子から電子ビームを放出するとともに、蛍光体層１６およびメタルバック１７にアノード電圧を印加する。電子放出素子１９から放出された電子ビームは、アノード電圧により加速され、蛍光体層１６に衝突する。これにより、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂが励起されて発光し、画像を表示する。
【００１９】
次に、このＳＥＤの製造方法について説明する。
【００２０】
まず、図３（ａ），（ｂ）を参照して、本発明に係る、ＳＥＤの製造工程において用いられるプレス型について説明する。図３（ａ）は、プレス型の概略斜視図を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図を示す。
【００２１】
図３（ａ），（ｂ）に示されるとおり、プレス型１００は、第１の表面１００Ａと、第２の表面１００Ｂを有する。このプレス型１００には、第１の表面１００Ａ側に向かって突き出している凸部１０１が複数形成されている。この複数の凸部１０１は、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂと対応する位置に形成され、一番出っ張っている上面１０１Ａは平坦である。また、プレス型１００は、ゴムや金属等により構成され、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂと対応したマスクを用いてエッチングされて表面が凹凸に形成され、凸部１０１の上面１０１Ａの表面を平坦にするため、研磨されている。
【００２２】
はじめに、ドット状に対応する所定のパターンを用いて、前面基板１０に、網目状の遮光層１１を形成する。この遮光層１１の間に、ドット状の蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂを、フォトリソグラフィー技術を用いて形成する。すると、各色に対応する蛍光体粒子により構成されている蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの表面は、図４に示すとおり、平坦にはならず、表面粗さ（凹凸）が大きく残ってしまう。そこで、図３で説明したプレス型１００を用いて、蛍光層Ｒ，Ｇ，Ｂの表面を以下に説明するようにして平坦にする。
【００２３】
プレス型１００は、図５に示すとおり、プレス型１００の凸部１０１と前面基板１０上の蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂとが向かい合うように位置決めされて、前面基板１０と対向して配置される。詳細に説明すると、プレス型１００は、第１の表面１００Ａと前面基板１０とが向かい合うように配置され、凸部１０１の平坦な上面１０１Ａが蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂと向かい合うように位置決めされている。
【００２４】
その後、図６に示すとおり、ローラ１０２を用いて、プレス型１００の側から蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂに圧力をかける。本実施の形態では、１０〜１００００Ｎ／ｃｍ２、より好ましくは、５００〜５０００Ｎ／ｃｍ２の加圧力により蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの表面を平坦にできる。プレス型１００を介して、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂを加圧した後、プレス型１００を剥がすと、図７に示すように、表面が平坦な蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂが形成される。
【００２５】
この表面が平坦な蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂを含む蛍光体スクリーン１６の上に、例えばスピン法でニトロセルロース等の有機樹脂からなる薄いコート膜を形成し、その上に、メタルバック１７となるＡｌを真空蒸着させ、焼成し、有機物を除去する。よって、表面が平坦なメタルバック１７が形成される。
【００２６】
その後、予め用意しておいた電子放出素子１９および配線２１が設けられているとともに側壁１４とスペーサ２２が接合された背面基板１２と、上述のとおりに蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７が形成された前面基板１０を真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁１４を介して第１基板を第２基板に接合する。これにより、プレス型１００により蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂが平坦化され、その上に形成された平坦なメタルバック１７を備えたＳＥＤが製造される。
【００２７】
このように、前面基板１０の蛍光体スクリーン１６は、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂと対応する部分が凸の複数の凸部１０１を備えるプレス型１００により加圧されて、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの上面が平滑化にされている。これにより、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂにダメージを与えることなく、短時間で、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの表面粗さを低減し、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの表面を平坦にすることができる。また、この蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの上面に形成されるメタルバック１７の表面も平坦になり、メタルバック１７の成膜性が向上し、良好なメタルバックを得ることができる。さらに、この表面が平坦なメタルバック１７が形成された前面基板１０を備える表示装置においては、耐圧特性が改善され、高輝度で輝度劣化の少ない表示を実現することができる。
【００２８】
また、蛍光体粒子により構成されている蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂは、プレス型１００により加圧されることにより、蛍光体粒子の密度が高まり、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの緻密性が向上する。このため、表示装置に組み込まれた際、高輝度で輝度劣化の少ない表示を実現することができる。特に、低電圧駆動の表示装置では、輝度ムラがなく品位の高い表示装置を得ることができる。
【００２９】
なお、前面基板１０に形成されている蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの厚さは１０μｍ程度と極めて薄いため、上述したプレス型１００の凸部１０１は、他の部分よりもわずかに凸しているだけでも効果がある。ちなみに、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂよりも遮光層１１の方の表面がわずかに高い場合、本発明と異なる平坦なプレス型では、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの表面と接触する前に遮光層１１に接触し、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂが十分に加圧されないため、十分に平坦化されない虞がある。また、この平坦なプレス型により押さえた遮光層１１が蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂへ侵入してしまい、両者が混ざり合ってしまう虞がある。さらに、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂと遮光層１１との高さが略同一に形成された場合であっても、平坦なプレス型により加圧されると、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂと遮光層１１が混ざり合ってしまう虞がある。
【００３０】
本発明に係るプレス型１００は、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂと対応する凸部１０１により蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂが確実に加圧され、平坦化されるだけでなく、やや膜圧に形成されてしまった蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂを加圧した場合であっても、加圧された蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂにより押し出された遮光層１１の逃げ場として、凸部１０１以外の凹部が確保されている。このため、遮光層１１と蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂが混ざり合う虞を回避でき、特に遮光層１１が蛍光体Ｒ，Ｇ，Ｂよりも高くなった場合に効果的である。
【００３１】
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わせにより、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わせてもよい。
【００３２】
例えば、上述した通り、遮光層１１が蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂより高く形成されている場合に本発明は特に効果的であるが、これに限られず、遮光層１１と蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの高さを揃えて形成される蛍光体スクリーン１６の表面を、図３に示したプレス型１００を用いて蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂを加圧しても、効果的に蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂを平坦にできる。この構成により、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの表面が平坦になるだけでなく、遮光層１１と蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂとの高さの差も小さくできるため、表面が平坦な蛍光体スクリーン１６を形成できる。よって、メタルバック１７の下地層である蛍光体スクリーン１６が平坦になるため、蒸着されるメタルバック１７はより平坦に形成されやすくなる。
【００３３】
また、本実施の形態において、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂは、フォトリソグラフィー技術を用いてドット状に形成されると説明したが、この構成に限られず、スクリーン印刷によりストライプ状に形成されてもよい。これに対応して、本実施の形態において、プレス型１００は、図３に示すように、ドット状に形成された凸部１０１を備えると説明したが、この構成に限られず、長辺方向に長いストライプ状の凸部や、短辺方向に長いストライプ状の凸部であってもよい。
【００３４】
さらに、プレス型１００は、上に説明した通りエッチングされて研磨されて形成される構成に限られず、例えば、プレス成形により、あるいは、射出成形により形成されてもよい。  また、本実施の形態において、メタルバック１７は、蛍光体スクリーン１６上の全面に形成されていると説明したが、この構成に限られず、メタルバック１７は、少なくとも蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの上面に形成されていればよく、遮光層１１上のメタルバック１７は除去されてもよい。このようにすることで、図７に示すように、遮光層１１に比べて上面が低い蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの上にメタルバック１７が形成されると、表面が平坦になり、その後、例えば蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの上に形成された各メタルバック１７を共通電極と接続する導電部分を形成しやすくなる。また、メタルバック１７は、フォトリソグラフィー技術を用いてドット状に形成されると説明したが、この構成に限られず、転写フィルムを用いる方法であってもよい。すなわち、ポリエステル樹脂等のベースフィルム上にＡｌ等の金属膜と接着剤層が順に積層されている転写フィルムを、接着剤層が蛍光体スクリーンと接するように配置し、加圧してからベースフィルムを剥がす。そして、接着剤層を焼成し、有機物を分解・除去する。これにより、表面がより平坦なメタルバック１７を形成できる。
【００３５】
また、本実施の形態において、プレス型１００は、ローラ１０２を用いて蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂを加圧すると説明したが、この構成に限られず、一軸圧や静水圧を加える方法を利用して加圧されてもよい。
【００３６】
さらに、本実施の形態において、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂは、プレス型１００により加圧されて平坦化されると説明したが、この構成に限られず、各色の蛍光体に熱可塑性樹脂を混ぜ合わせた混合液からなる蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂを形成し、プレス型１００を加圧する際、同時に加熱する構成であってもよい。この構成により、加熱された熱可塑性樹脂を含む蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂは粘性が低下し、プレス型１００からの圧力を受けて、より平坦化される。これにより、蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂは、より短時間で、ダメージを受けることなく平坦にされる。また、このより平坦にされた蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの上面に形成されるメタルバック１７の表面も、鏡面のようにより平坦化され、メタルバック１７の成膜性が向上し、良好なメタルバックを得ることができる。さらに、この表面が鏡面のようなメタルバック１７が形成された前面基板１０を備える表示装置においては、耐圧特性が改善され、より高輝度で輝度劣化の少ない表示を実現することができる。
【００３７】
このとき、熱可塑性樹脂としては、軟化温度が５０〜３５０℃の特性を有するのもを用いることが好ましい。また、プレス型１００を介して蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂに加えられる圧力・熱は、蛍光体粒子の流動性や移動性とガラス基板である前面基板１０の耐熱性の観点から、加圧力は１０〜１００００Ｎ／ｃｍ２、より好ましくは５００〜５０００Ｎ／ｃｍ２とし、加熱温度は５０〜３５０℃、より好ましくは１００〜２５０℃とする。加熱温度が５０℃より低い場合には、蛍光体層に含まれる熱可塑性樹脂の流動化が不十分となり、蛍光体粒子が熱可塑性樹脂に強く結着されている。そのため、蛍光体粒子は、熱可塑性樹脂に強く結着されている。従って、蛍光体粒子を熱可塑性樹脂による結着から解放して移動させるためには、１００００Ｎ／ｃｍ２を超える加圧を必要とする。しかし、そのような過大な圧力により蛍光体粒子にダメージを与え、輝度が大幅に低下してしまう虞がある。また、３００℃を超える加熱では、高温によるガラス基板の変形を防止するため、十分に加圧することができず、蛍光体層表面の平滑化が不十分となる虞がある。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の一実施の形態である表示パネルの一例を示す概略図、
【図２】図１に示した表示パネルの断面的な概略図、
【図３】この発明にかかるプレス型を示す概略図、
【図４】この発明の一実施の形態である表示装置の製造方法の一工程を示す断面図、
【図５】図４に示した工程に続く工程を示す断面図、
【図６】図５に示した工程に続く工程を示す断面図、
【図７】図６に示した工程に続く工程を示す断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１…表示パネル、
１０…前面基板、
１１…遮光層、
Ｒ，Ｇ，Ｂ…蛍光体層、
１５…固着層、
１６…蛍光体スクリーン
１７…メタルバック、
１９…電子放出素子、
１００…プレス型、
１００Ａ…第１の表面、
１００Ｂ…第２の表面、
１０１…凸部、
１０１Ａ…凸部の上面、
１０２…ローラ。
【図１】
2006114325.tif 000003
【図２】
2006114325.tif 000004
【図３】
2006114325.tif 000005
【図４】
2006114325.tif 000006
【図５】
2006114325.tif 000007
【図６】
2006114325.tif 000008
【図７】
2006114325.tif 000009