(57)【要約】【課題】  画像表示装置の性能を低下させることなく、その前面基板の製造工程を削減することにより、低コストで良好な画像表示装置を製造する。【解決手段】  光選択透過層及び蛍光体層をインクジェット法により順に形成する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、格子状のパターンを有する遮光層を形成し、該遮光層で区画された該基板上の各領域に、光選択透過層及び蛍光体層をインクジェット法により順に形成し、該蛍光体層上にメタルバック層を形成することにより、前面基板を形成する工程を含むことを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記遮光層をフォトリソグラフ法により形成することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記メタルバック層を形成した後、該メタルバック層にアノード電圧を印加するための共通電極を形成する工程をさらに含み、前記遮光層を形成するとき、該共通電極と該メタルバック層とを電気的に接続するための接続層を同時に形成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置の製造方法に係り、特に、電子放出素子を用いた平面型の画像表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代の画像表示装置として、電子放出素子を多数並べ、蛍光面と対向配置させた平面型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放出を用いており、これらの電子放出素子を用いた表示装置は、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。ＦＥＤの内、表面伝導型電子放出素子を用いた表示装置は、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、本願においては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および背面基板を有し、これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部同士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。真空容器の内部は、真空度が１０-4Ｐａ程度以下の高真空に維持されている。また、背面基板およ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色発光蛍光体層、青色発光蛍光体層、及び緑色発光蛍光体層を含む蛍光面が形成され、背面基板の内面には、蛍光体を励起して発光させる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、多数の走査線およ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。
【０００５】
蛍光面にはアノード電圧が印加され、電子放出素子から出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、蛍光体が発光し、映像が表示される。
【０００６】
このようなＦＥＤでは、前面基板と背面基板との隙間を数ｍｍ以下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、軽量化、薄型化を達成することができる。
【０００７】
このような蛍光面を有する前面基板は、透明基板上に、遮光層、蛍光体層、及び光選択透過層をフォトリソグラフ法を用いて順に形成した後、さらに、共通電極及びメタルバック層等を形成して得られる。しかしながら、このフォトリソグラフ法は、少なくとも画素の色別に、塗布、露光、及び現像工程を行う必要があり、このために全体の工程数が多くなり、コスト高であった（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平２０００−５７９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、画像表示装置の性能を低下させることなく、その前面基板の製造工程を削減することにより、低コストで良好な画像表示装置を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像表示装置の製造方法は、透明基板上に、格子状のパターンを有する遮光層を形成し、該遮光層で区画された該基板上の各領域に、光選択透過層及び蛍光体層をインクジェット法により順に形成し、該蛍光体層上にメタルバック層を形成することにより、前面基板を形成する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、蛍光体層及び光選択透過層をインクジェット法を用いて形成することにより、画像表示装置の性能を低下させることなく、その前面基板の製造工程を削減し得、画像表示装置の製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の画像表示装置の製造方法は、透明基板上に、格子状パターンを有する遮光層を形成し、遮光層で区画された透明基板上の各領域に、光選択透過層及び蛍光体層をインクジェット法により順に形成し、蛍光体層上にメタルバック層を設けることにより、前面基板を形成する工程を含む。
【００１２】
本発明では、蛍光体層及び光選択透過層をインクジェット法を用いて形成することにより、１層の形成工程を、塗布、露光、及び現像工程の３工程から、インクジェット印刷工程１工程に簡略化できる。
【００１３】
カラー画像表示装置を製造する場合、３本のインクジェットノズルを用いることにより、赤、緑、及び青色発光蛍光体層を１回にインクジェット印刷でき、同様に、赤、緑、及び青色光選択透過層も１回でインクジェット印刷可能である。
【００１４】
例えば蛍光体層及び光選択透過層を重ねて塗布した後、露光、及び現像工程を、赤、緑、及び青色毎に繰り返して、蛍光体層及び光選択透過層を同時にパターニングする場合に比べても、塗布工程２工程、露光及び現像工程の２工程の３色分合計１２工程を、蛍光体層及び光選択透過層それぞれについてインクジェット印刷工程１工程ずつ合計２工程に削減することができる。
【００１５】
また、インクジェット法を用いると、ノズルから飛翔したインク液滴は、その表面張力により、遮光層で区画された透明基板上の所望の領域内に受容され易い。このため、隣接する領域への不所望なはみ出し及び移行等による蛍光体層及び光選択透過層の混色が発生し難い。インク液滴の大きさは、遮光層で区画された透明基板上の所望の領域内の大きさに応じて適宜調節し得、一区画に対する吐出回数やインク中の固形分濃度で調整可であることが好ましい。
【００１６】
遮光層は、印刷法により形成することができる。好ましくはフォトリソグラフ法により形成することができる。
【００１７】
遮光層の厚さは、好ましくは、５ないし２０μｍ、より好ましくは５ないし６μｍである。５μｍ未満であると、十分な遮光性が得にくい傾向があり、また、インクジェットのインク液滴を十分に受容し難い傾向があり、２０μｍを超えると、フォトリソグラフィ法での形成が困難となる傾向がある。
【００１８】
メタルバック層形成後に、アノード電圧を印加するための共通電極を形成することができ。共通電極はまた、メタルバック層形成工程の前に形成することも可能である。
【００１９】
共通電極とメタルバック層とを電気的に接続する接続層を、遮光層を形成するときに同時に形成しておくことができる。
【００２０】
この接続層及び共通電極の材料は、同じものを使用できる。このような材料として、例えばｃＴｉＯ2，ＡＴＯと混合したＴｉＯ2やＡｌ2Ｏ3，ＩＴＯやＳｎＯ2，これらのフリットとの混合材料等があげられる。
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明をより詳細に説明する。
【００２２】
図１ないし図７に、本発明の画像表示装置の製造工程の一例を説明するための断面図を示す。
【００２３】
また、図８に、本発明の画像表示装置の製造方法にかかる前面基板の製造工程の一例を表すフロー図を示す。
【００２４】
まず、ガラス製透明基板２を用意する。
【００２５】
この透明基板２上に、例えば図１に示すように、酸化コバルト，酸化マンガン，酸化鉄などを含む遮光層塗布液を塗工し、例えば５ないし２０μｍの厚さを有する遮光層塗布膜２２を形成する（遮光層塗布膜形成）。
【００２６】
次に、図示しないマスクを介して遮光層塗布膜２２を図２に示すように露光する（遮光層塗布膜露光）。
【００２７】
続いて、アルカリ系現像液により現像することによりパターニングを行い、図３に示すように、透明基板２上に、例えば格子状パターンを有する遮光層２２ａいわゆるブラックマトリクスと、任意に接続層５０とを形成する（遮光層現像）。ここでは、接続層５０は、遮光層２２ａとは別にパターニングすることも可能であるが、上述のように、同時にパターニングする方が、製造工程を簡略化できる。また，ブラックマトリックス材の光吸収特性によっては，フォトリソ法でのパターニングが困難な場合もあり，その場合はリフトオフ法や印刷方法で代替して行う。
【００２８】
インクジェット印刷装置の３本のインクジェットノズル２５に、各々、赤色顔料を含有する赤色光選択透過層形成インク、緑色顔料を含有する緑色光選択透過層形成インク、青色顔料を含有する青色光選択透過層形成インクを供給する。図４に示すように、この３本のインクジェットノズル２５から、格子状パターンを有する遮光層２２ａに区画された透明基板２上の各領域に、隣接する領域に異なる色の光選択透過層が配置するようなパターンで、インクジェット法により、各色の光選択透過層形成インクを適用し、透明基板２上に、各々、４ないし１８μｍの厚さを有する赤色光選択透過層２４Ｒ、緑色光選択透過層２４Ｇ、及び青色光選択透過層２４Ｂを形成する（インクジェットによる光選択透過層形成）。光選択透過層は、マイクロフィルタとも呼ばれ、所望の色の発光を透過し、不所望な色の発光を吸収し、色純度を向上し得る。これにより、画像表示装置の外光反射率やコントラス等の特性が良好となる。
【００２９】
その後、インクジェット印刷装置の３本のインクジェットノズル２６に、各々、赤色発光蛍光体を含有する赤色蛍光層形成インク、緑色発光蛍光体を含有する緑色蛍光層形成インク、青色発光蛍光体を含有する青色蛍光層形成インクを供給する。図５に示すように、この３本のインクジェットノズル２６から、各光選択透過層上に、同様の色の光を発光する蛍光体層が配置するようなパターンで、インクジェット法により、各色の蛍光層形成インクを適用し、光選択透過層２４．２４，上に、各々、赤色発光蛍光体２３Ｒ、緑色発光蛍光体２３Ｇ、及び青色発光蛍光体２３Ｂからなる蛍光体層２３を形成する（インクジェットによる蛍光体層形成）。
【００３０】
蛍光体２３形成後に、必要に応じて、３５０℃ないし５００℃における焼成を行うことができる。これにより、遮光層、光選択透過層及び蛍光体層中の不要な有機物質等を除去し、これらの層の放出ガス特性や発光特性などの特性をより良好にすることができる。
【００３１】
さらに、接続層５０の一部、蛍光体層２３、及び遮光層２２ａ上に、例えばスパッタ法、あるいは金属微粒子を含むインクを適用してインクジェット法により、図６に示すように、各々、５０ｎｍないし２００ｎｍの厚さを有する、例えばアルミニウム、チタンもニッケル、銀、及び金などの金属から実質的になるメタルバック層７を形成する。これにより、透明基板上に、少なくとも蛍光体層２３、遮光層２２ａ、及びメタルバック層７を含む蛍光面６が形成される（メタルバック層形成）。
【００３２】
なお、メタルバック層を形成する前に、任意に、蛍光体層を平滑化する処理を行うことができる。
【００３３】
この平滑化処理として、例えばプリコート、接着剤塗布の後、平滑面を形成するための樹脂フィルムを配し、フィルムホットスタンプを行う方法、あるいは平滑面を形成するための樹脂例えばメタクリル酸メチルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロース、またはヒドロキシエチルセルロース、及び任意に重合開始剤等を含むインクを用いてインクジェット印刷する方法などがあげられる。
【００３４】
また、メタルバック層形成後、好ましくは平滑化処理後、例えば１００℃ないし４５０℃における焼成を行うことができる。これにより、平滑化処理に用いた不要な樹脂を除去し、さらには金属成分を溶融させてより平滑な膜が得られる。
【００３５】
さらに、図７に示すように、例えば接続層５０の他の一部に例えば各々、５ないし１５μｍの厚さを有する、銀ペーストなどからなる共通電極５１を形成し、また基板周縁部に背面基板との接続構造の一部として各々、５ないし１５μｍの厚さを有する例えば銀ペースト等からなる矩形枠状の下地層５３を形成することができる。共通電極５１と下地層５３とを別々に形成することも可能であるが、印刷法などで同時に形成する方が、製造工程を簡略化できる。
【００３６】
このようにして、本発明にかかる画像表示装置に用いられる前面基板を形成することができる。
【００３７】
その後、複数の電子放出素子、及びこの電子放出素子に接続されたマトリックス状の多数の走査線及び信号線を有する背面基板と、上述の前面基板とを、矩形枠状の側壁を介して周縁部同士を互いに接合し、一対の基板と基板間を封止する側壁とにより真空外囲器を構成させ、本発明にかかる画像表示装置が得られる。
【００３８】
本発明を用いると、図８に示すように、遮光層塗布膜形成、遮光層塗布膜露光、遮光層現像、インクジェットによる光選択透過層形成、及びインクジェットによる蛍光体層の形成、及びメタルバックの形成からなる簡略化された製造工程で、画像形成装置の前面基板を製造し得、従来のように、光選択透過膜及び蛍光体層の形成を、塗布、露光、及び現像を繰り返すような多くの工程で形成する必要がない。
【００３９】
図９に、本発明にかかる画像表示装置としてＦＥＤの一例を表す斜視図を示す。
【００４０】
また、図１０に、そのＡ−Ａ’断面図を示す。
【００４１】
図９及び図１０に示すように、このＦＥＤは、それぞれ矩形状のガラスからなるいわゆるフェースプレートと呼ばれる前面基板２、およびリアプレートと呼ばれる背面基板１を備え、これらの基板は１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。そして、前面基板２および背面基板１は、矩形枠状の側壁３を介して周縁部同士が接合され、内部が１０-4Ｐａ程度以下の高真空に維持された偏平な矩形状の真空外囲器４を構成している。
【００４２】
前面基板２の内面には蛍光面６が形成されている。この蛍光面６は、赤、緑、青色に発光する蛍光体層とマトリックス状の図示しない遮光層とで構成されている。蛍光面６上には、アノード電極として機能するメタルバック層７が形成されている。表示動作時、メタルバック層７には所定のアノード電圧が印加される。
【００４３】
背面基板１の内面上には、蛍光体層を励起する電子ビームを放出する多数の電子放出素子８が設けられている。これらの電子放出素子８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。電子放出素子は図示しないマトリックス配線により駆動される。
【００４４】
また、背面基板１および前面基板２の間には、耐大気圧のため、板状あるいは柱状に形成された多数のスペーサ１０が配置されている。
【００４５】
蛍光面６にはメタルバック層７を介してアノード電圧が印加され、電子放出素子８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、蛍光面６に衝突する。これにより、対応する蛍光体層が発光し、映像が表示される。
【００４６】
光選択透過層は、透過しようとする光の色と同系色の色を持つ顔染料、及び溶剤，乾燥抑制剤，粘度調整剤，表面活性化等を含むインクを用いて形成することができる。光選択透過層に使用される顔染料としては、例えばコバルトブルーや酸化鉄などがあげられる。
【００４７】
蛍光体層は、蛍光体、分散材，溶剤，表面活性化，消泡材など等を含むインクを用いて形成することが可能である。蛍光体層に使用される蛍光体としては、例えばＺｎＳやＹ2Ｏ2Ｓなどがあげられる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の画像表示装置の製造工程の一例を説明するための断面図
【図２】本発明の画像表示装置の製造工程の一例を説明するための断面図
【図３】本発明の画像表示装置の製造工程の一例を説明するための断面図
【図４】本発明の画像表示装置の製造工程の一例を説明するための断面図
【図５】本発明の画像表示装置の製造工程の一例を説明するための断面図
【図６】本発明の画像表示装置の製造工程の一例を説明するための断面図
【図７】本発明の画像表示装置の製造工程の一例を説明するための断面図
【図８】本発明の画像表示装置の製造方法にかかる前面基板の製造工程の一例を表すフロー図
【図９】本発明にかかるＦＥＤの一例を表す斜視図
【図１０】図９のＡ−Ａ’断面図
【符号の説明】
【００４９】
２…透明基板、６…蛍光面、７…メタルバック層、８…電子放出素子、１０…スペーサ、２２ａ…遮光層、２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ…、２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ…、２５，２６…インクジェットノズル、５０…接続層、５１…共通電極、５３…下地層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006107738.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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