(57)【要約】【課題】ＦＥＤのような画像表示装置のメタルバック付き蛍光面において、蛍光面からのガスの発生乃至放出を低減し、電子源寿命を向上させる。【解決手段】本発明は、フェースプレート内面に光吸収層および蛍光体層をそれぞれ有し、該蛍光体層上にメタルバック層を有するメタルバック付き蛍光面において、光吸収層が、金属酸化物に還元性金属が添加された酸素供給剤を含有している。酸素供給剤の粒径は１〜１０μｍとすることが望ましい。また、酸素供給剤として、Ｙ２Ｏ２Ｓのような酸素を含む蛍光体母体にＥｕのような付活剤が添加された蛍光体材料を使用することができる。【選択図】      図１
2004265633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェースプレート内面に光吸収層および蛍光体層をそれぞれ有し、該蛍光体層上にメタルバック層を有する蛍光面であり、
前記光吸収層が、金属酸化物に還元性金属が添加された酸素供給剤を含有することを特徴とするメタルバック付き蛍光面。
【請求項２】
前記酸素供給剤の粒径が１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載のメタルバック付き蛍光面。
【請求項３】
前記酸素供給剤が、酸素を含む蛍光体の母体に希土類元素からなる付活剤が添加されたものであることを特徴とする請求項１または２記載のメタルバック付き蛍光面。
【請求項４】
前記酸素供給剤において、前記付活剤の濃度が０．０００１〜１０モル％であることを特徴とする請求項３記載のメタルバック付き蛍光面。
【請求項５】
フェースプレートと、前記フェースプレートと対向配置されたリアプレートと、前記リアプレート上に形成された多数の電子放出素子と、前記フェースプレート上に前記リアプレートと対向して形成され、前記電子放出素子から放出される電子線により発光する蛍光面とを具備し、前記蛍光面が、請求項１乃至４のいずれか１項記載のメタルバック付き蛍光面であることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタルバック付き蛍光面、およびメタルバック付き蛍光面を有する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）やフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）などの画像表示装置において、メタルバック方式の蛍光面が採用されている。この蛍光面は、フェースプレート内面に形成された光吸収層および蛍光体層から成る蛍光体スクリーンの上（電子源側の面）に、アルミニウム（Ａｌ）等の金属膜（メタルバック層）が形成された構造を有する。そして、このような構造の蛍光面を形成するには、例えば以下に示す方法が採られている。
【０００３】
すなわち、ガラス粉末、黒色顔料等をビヒクル中に分散させたペースト状組成物を、フェースプレート内面の所定の位置にスクリーン印刷するなどの方法で、厚膜ペースト層（光吸収層）を形成する。（例えば、特許文献１参照）その後、スラリー法あるいは印刷法により蛍光体層を形成し、さらに光吸収層および蛍光体層の上に、ニトロセルロース等の有機樹脂からなる薄い膜をスピン法などで形成し、その上にＡｌ等の金属膜を真空蒸着し、焼成して有機物を除去することによりメタルバック層を形成した後、蛍光面を４００〜５００℃で加熱・焼成（ベーキング）する方法が行われている。（例えば、特許文献２参照）
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１６３９２８公報（第２頁）
【特許文献２】
特開昭６１−１９５５４０号公報（第１−２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方法で形成されたメタルバック付き蛍光面においては、加熱・焼成工程において、光吸収層内が酸素に乏しい雰囲気になるため、ビヒクルを構成する樹脂や分散剤等の有機成分が燃焼しにくく、カーボン等の残留物を形成するという問題があった。また、有機成分が燃焼しても、膜構造が緻密すぎる場合には燃焼ガスの抜け道が無いため、ガスが内包される。その結果、こうして内包されたガスや前記したカーボン等の残留物が発生源となって、その後の工程で蛍光面からガスが発生しやすく、これが電子源の寿命を減少させるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、メタルバック付き蛍光面およびメタルバック付き蛍光面を有する画像表示装置において、蛍光面からのガスの発生乃至放出を低減し、電子源寿命を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明のメタルバック付き蛍光面は、フェースプレート内面に光吸収層および蛍光体層をそれぞれ有し、該蛍光体層上にメタルバック層を有する蛍光面であり、前記光吸収層が、金属酸化物に還元性金属が添加された酸素供給剤を含有することを特徴とする。
【０００８】
このメタルバック付き蛍光面において、酸素供給剤の粒径が１〜１０μｍの粉体であることができる。また、酸素供給剤が、酸素を含む蛍光体の母体に希土類元素からなる付活剤が添加されたものであることができる。さらに、この酸素供給剤において、付活剤の濃度を０．０００１〜１０モル％とすることができる。
【０００９】
本発明の第２の発明の画像表示装置は、フェースプレートと、前記フェースプレートと対向配置されたリアプレートと、前記リアプレート上に形成された多数の電子放出素子と、前記フェースプレート上に前記リアプレートと対向して形成され、前記電子放出素子から放出される電子線により発光する蛍光面とを具備し、前記蛍光面が、前記第１の発明のメタルバック付き蛍光面であることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、光吸収層が金属酸化物に還元性金属が添加された酸素供給剤を含有しており、光吸収層中の有機成分の低温度領域（４００〜５００℃）での燃焼性が向上しているので、加熱・焼成（ベーキング）工程で、光吸収層に含まれる有機成分が容易に燃焼する。その結果、光吸収層中でガス発生あるいは放出源となるカーボン等の残留を低減することができる。そして、このようにして、蛍光面からのガスの発生乃至放出が抑制されているので、電子放出源の寿命が延長され、長時間に亘り高輝度で安定な表示が可能な画像表示装置を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係るメタルバック付き蛍光面の第１の実施形態を示す断面図である。
【００１３】
図において、符号１は、フェースプレートを構成するガラス基板を示す。このガラス基板１の内面には、所定パターン（例えばストライプ状）の光吸収層２が形成されている。また、光吸収層２のパターンの間に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の蛍光体層３が設けられている。
【００１４】
光吸収層２は、カーボンブラックのような黒色顔料を有し、かつ金属酸化物に還元性金属が添加された酸素供給剤を含有している。ここで、金属酸化物としては、ＭｎＯ２、ＢａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ２Ｓなどが例示され、これらの中から１種または２種以上を選択して使用することができる。そして、このような金属酸化物に添加される還元性金属としては、その金属酸化物に対して還元性を有する金属あるいは金属イオンであれば、特に種類は限定されない。
【００１５】
また、酸素供給剤としては、Ｙ２Ｏ２Ｓのような酸素を含む蛍光体母体に、ユーロピウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）のような希土類元素からなる付活剤が添加された蛍光体材料を使用することができる。付活剤である希土類元素の種類は特に限定されず、濃度は０．０００１（１×１０−４）〜１０モル％とすることが望ましい。
【００１６】
さらに、このような酸素供給剤の粒径は、１〜１０μｍとすることが望ましい。酸素供給剤の粒径を上記範囲に設定した場合には、光吸収層中にガスの抜け道となる適当な大きさの空隙を形成することができるため、蛍光面の加熱・焼成（ベーキング）工程で有機成分の燃焼により発生するガスが抜けやすく、ガスの残留のない蛍光面を得ることができる。
【００１７】
このような光吸収層２を形成するには、黒色顔料と前記した酸素供給剤、結着性の無機材料、バインダである樹脂成分、溶媒および添加剤などからなるペースト状組成物を、ガラス基板１内面の所定の位置にスクリーン印刷し、ストライプ状などのパターンを形成する方法を採ることができる。
【００１８】
ここで、結着性の無機材料としては、低融点ガラス、水ガラス、セラミックスなどが挙げられ、特に低融点ガラスを使用することが望ましい。低融点ガラスとしては、例えば、組成式（ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３・ＰｂＯ）、（Ｂ２Ｏ３・Ｂｉ２Ｏ３）、（ＳｉＯ２・ＰｂＯ）あるいは（Ｂ２Ｏ３・ＰｂＯ）で表わされるガラスを用いることができる。なお、結着性の無機材料の粒径は、５μｍ以下とすることが望ましい。このような結着性の無機材料の添加により、光吸収層の強度が向上する。
【００１９】
また、各色の蛍光体層３を形成するには、ＺｎＳ系、Ｙ２Ｏ３系、Ｙ２Ｏ２Ｓ系などの蛍光体とバインダである樹脂成分、溶媒および添加剤などからなる蛍光体ペーストを、所定の位置にスクリーン印刷する方法を採ることができる。なお、蛍光体層３のパターンの形成は、蛍光体を含むスラリーを塗布し、フォトリソ法によりパターニングする方法（スラリー法）により行うこともできる。
【００２０】
さらに、このような光吸収層２と蛍光体層３とからなる蛍光体スクリーン４の上に、Ａｌのような金属膜から成るメタルバック層５が形成されている。
【００２１】
メタルバック層５を形成するには、例えば、蛍光体スクリーン４の上にスピン法でニトロセルロース等の有機樹脂からなる薄膜を形成し、その上に、Ａｌなどの金属膜を真空蒸着し、さらに約４５０℃の温度で焼成して有機物を除去する方法を採ることができる。また、以下に示すように、転写フィルムを用いてメタルバック層５を形成することもできる。
【００２２】
転写フィルムは、ベースフィルム上に離型剤層（必要に応じて保護膜）を介してＡｌ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、接着剤層が蛍光体スクリーンに接するように配置し、加熱・押圧処理を行う。押圧方式としては、スタンプ方式、ローラー方式などがある。こうして転写フィルムを加熱しながら押圧し、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。次いで、金属膜が転写されたフェースプレートに加熱処理（ベーキング）を施し有機分を分解し除去することにより、メタルバック層５が形成される。
【００２３】
このように構成される第１の実施形態のメタルバック付き蛍光面においては、光吸収層２が金属酸化物に還元性金属が添加された酸素供給剤を含有しており、加熱・焼成（ベーキング）工程で、酸素供給剤中の還元性金属が、それ自体が酸化される方向に価数が変化し金属酸化物を還元するので、金属酸化物中の酸素が放出される。その結果、光吸収層２中の有機成分の燃焼性が向上し、加熱・焼成工程で光吸収層２に含まれる有機成分が容易に燃焼するので、焼け残りであるカーボン等の残留物を低減することができる。
【００２４】
また、酸素供給剤の粒径が１〜１０μｍに調整されているので、光吸収層２中にガスの抜け道となる空隙が確保され、加熱・焼成工程で有機成分の燃焼により発生するガスが抜けやすい。したがって、その後の工程で蛍光面からのガスの発生が抑制されるので、電子放出源の寿命に優れ、長時間に亘り高輝度で安定な画像表示装置を得ることができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態として、メタルバック付き蛍光面をアノード電極とするＦＥＤを図２に示す。このＦＥＤでは、前記した第１の実施形態のメタルバック付き蛍光面を有するフェースプレート６と、マトリックス状に配列された電子放出素子７を有するリアプレート８とが、１ｍｍ〜数ｍｍ程度の狭い間隙を介して対向配置され、フェースプレート６とリアプレート８との間に、５〜１５ｋＶの高電圧が印加されるように構成されている。なお、図中符号９は、支持枠（側壁）を示す。
【００２６】
フェースプレート６とリアプレート８との間隙が極めて狭く、これらの間で放電（絶縁破壊）が起こりやすいが、このＦＥＤでは、ガス発生および放出が生じにくく火膨れ等がなく平滑なメタルバック層５を有しているので、放電の発生が抑制され耐圧特性が大幅に向上する。
【００２７】
次に、本発明をＦＥＤに適用した具体的実施例について説明する。
【００２８】
実施例１
ガラス基板上に、以下の組成を有する黒色ペーストをスクリーン印刷し、ストライプ状のパターンを形成した。次いで、このパターンの間に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の蛍光体を含む蛍光体ペーストのパターンを、スクリーン印刷により形成した。
【００２９】
黒色ペーストの組成
黒色顔料（カーボンブラック（粒径０．０７５μｍ）………１０ｗｔ％
酸素供給剤（Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ）（粒径５μｍ）      ………１０ｗｔ％
低融点ガラス材（ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３・ＰｂＯ）          ………１５ｗｔ％
バインダ樹脂（エチルセルロース）                  ………  ５ｗｔ％
溶媒（ブチルカルビトールアセテート）              ………６０ｗｔ％
【００３０】
次いで、４５０℃で２時間加熱・焼成して、ストライプ状の光吸収層（厚さ８μｍ）とその間に配列・形成された３色の蛍光体層（厚さ７μｍ）のパターンから成る蛍光体スクリーンを形成した。
【００３１】
次に、蛍光体スクリーンの上に、アクリル樹脂を主成分とする有機樹脂溶液を塗布、乾燥して有機樹脂層を形成した後、その上に真空蒸着によりＡｌ膜を形成した。次いで、４５０℃の温度で３０分間加熱・焼成して有機分を分解・除去し、メタルバック層を形成した。
【００３２】
次いで、こうして得られたメタルバック付き蛍光面を有するパネルを使用し、ＦＥＤを作製した。すなわち、基板上に表面伝導型電子放出素子をマトリクス状に多数形成した電子発生源を背面ガラス基板に固定してリアプレートとし、このリアプレートと前記したパネル（フェースプレート）とを、支持枠およびスペーサを介して対向配置し、フリットガラスにより封着した。フェースプレートとリアプレートとの間隙は、２ｍｍとした。次いで、真空排気、封止など必要な処理を施し、ＦＥＤを完成した。
【００３３】
こうして得られたＦＥＤの電子源寿命を、電子源からの電子放出効率が３０％減少するまでの時間を測定することにより調べた。測定結果を表１に示す。
【００３４】
実施例２
以下の組成を有する黒色ペーストを用いて光吸収層のパターンを形成する以外は実施例１と同様にして、メタルバック付き蛍光面を作製した。そして、このメタルバック付き蛍光面を有するパネルを使用してＦＥＤを作製し、得られたＦＥＤの電子源寿命を実施例１と同様に測定・評価した。測定結果を表１に示す。
【００３５】
黒色ペーストの組成
黒色顔料（カーボンブラック（粒径０．０７５μｍ）………１０ｗｔ％
酸素供給剤（Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ）（粒径２μｍ）      ………１５ｗｔ％
低融点ガラス材（ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３・ＰｂＯ）          ………１５ｗｔ％
バインダ樹脂（エチルセルロース）                  ………  ４ｗｔ％
溶媒（ブチルカルビトールアセテート）              ………５６ｗｔ％
【００３６】
実施例３
以下の組成を有する黒色ペーストを用いて光吸収層のパターンを形成する以外は実施例１と同様にして、メタルバック付き蛍光面を作製した。そして、このメタルバック付き蛍光面を有するパネルを使用してＦＥＤを作製し、得られたＦＥＤの電子源寿命を実施例１と同様に測定・評価した。測定結果を表１に示す。
【００３７】
黒色顔料ペーストの組成
黒色顔料（カーボンブラック（粒径０．０７５μｍ）………１０ｗｔ％
酸素供給剤（Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｔｂ）（粒径５μｍ）………１０ｗｔ％
低融点ガラス材（ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３・ＰｂＯ）          ………１５ｗｔ％
バインダ樹脂（エチルセルロース）                  ………  ５ｗｔ％
溶媒（ブチルカルビトールアセテート）              ………６０ｗｔ％
【００３８】
また、比較のために、以下の組成で酸素供給剤を含有しない黒色ペーストを用いて光吸収層のパターンを形成した。そして、それ以外は実施例１と同様にして、メタルバック付き蛍光面を作製し、このメタルバック付き蛍光面を有するパネルを使用してＦＥＤを作製した。こうして、比較例で得られたＦＥＤの電子源寿命を、実施例１と同様に測定・評価した。測定結果を表１に示す。
【００３９】
黒色ペーストの組成
黒色顔料（カーボンブラック（粒径０．０７５μｍ）………１８ｗｔ％
低融点ガラス材（ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３・ＰｂＯ）          ………２７ｗｔ％
バインダ樹脂（エチルセルロース）                  ………  ５ｗｔ％
溶媒（ブチルカルビトールアセテート）              ………５０ｗｔ％
【００４０】
【表１】
2004265633.tif 000003
【００４１】
表１の結果から明らかなように、実施例１〜３で得られたメタルバック付き蛍光面を備えたＦＥＤは、比較例で得られたものに比べて電子源寿命が大幅に向上されている。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光吸収層が金属酸化物に還元性金属が添加された酸素供給剤を含有しており、光吸収層中の有機成分の燃焼性が向上しているので、加熱・焼成（ベーキング）工程で光吸収層に含まれる有機成分が容易に燃焼することができる。その結果、ガス発生源となるカーボン等の残留を低減することができる。そして、このように蛍光面からのガス発生乃至放出が抑制されているので、電子放出源の寿命が改善され、長時間に亘り高輝度で安定な画像表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態であるメタルバック付き蛍光面の構造を示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態であるメタルバック付き蛍光面を備えたＦＥＤの断面図。
【符号の説明】
１，６………ガラス基板（フェースプレート）、２………光吸収層、３………蛍光体層、４………蛍光体スクリーン、５………メタルバック層、７………電子放出素子、８………リアプレート、９………支持枠
【図１】
2004265633.tif 000004
【図２】
2004265633.tif 000005