(57)【要約】      （修正有）【課題】蛍光面を構成する光吸収層などの層厚が有効表示領域全体で均一であり、品位の高い表示が可能な画像表示装置を提供する。【解決手段】画像表示装置は、電子を放出する電子源を有するカソード基板と、それに対向して配置されたアノード基板とを備え、アノード基板を構成するガラス基板において、有効表示領域よりも外側の周辺部に３〜３０μｍの表面粗さを有する粗面化領域が形成されている。又、上記の画像表示装置の製造方法において、ガラス基板の内面の有効表示領域よりも外側の周辺部を、３〜３０μｍの表面粗さに粗面化する工程を有し、かつ光吸収層を形成する工程と蛍光体層を形成する工程のうちの少なくとも一方の工程において、周端部がガラス基板の粗面化された領域に達するように、層形成用の液を塗布する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を放出する電子源を有するカソード基板と、該カソード基板と対向して配置されたアノード基板とを備え、前記アノード基板が、ガラス基板と、該ガラス基板の内面に形成された光吸収層および前記電子源から放出される電子により励起される蛍光体層を有する画像表示装置であり、
前記ガラス基板において、有効表示領域よりも外側の周辺部に３〜３０μｍの表面粗さを有する粗面化領域が形成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記ガラス基板の前記粗面化領域が、３ｍｍ以上の幅を有することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記ガラス基板の前記粗面化領域が、有効表示領域よりも２０ｍｍ以上外側に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記有効表示領域において、前記ガラス基板が２μｍ以下の表面粗さを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項５】
電子を放出する電子源を有するカソード基板を形成する工程と、ガラス基板の内面に光吸収層および蛍光体層を有するアノード基板を形成する工程と、前記カソード基板と前記アノード基板とを対向して配置する工程とを備えた画像表示装置の製造方法であり、
前記アノード基板を形成する工程が、前記ガラス基板の内面の有効表示領域よりも外側の周辺部を、３〜３０μｍの表面粗さに粗面化する工程を有し、かつ
前記光吸収層を形成する工程と前記蛍光体層を形成する工程のうちの少なくとも一方の工程において、周端部が前記ガラス基板の粗面化された領域に達するように、層形成用の液を塗布することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記層形成用の液をスプレー法により塗布することを特徴とする請求項５記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記ガラス基板内面の粗面化する領域の幅が、３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５または６記載の画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置およびその製造方法に係り、特に、スプレー法のような塗布方法により形成された蛍光面を有する画像表示装置と、そのような画像表示装置を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、次世代の画像表示装置として、多数の電界放出型電子放出素子を備えたフィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと記す）と呼ばれる平面型画像表示装置が開発されている。
【０００３】
一般にＦＥＤは、光吸収層および蛍光体層等を有する前面基板（フェースプレート）と電子放出素子を備えた背面基板（リアプレート）とが、所定の間隙をおいて対向・配置された構造を有し、フェースプレートとリアプレートは周縁部が矩形枠状の側壁を介して接合され、真空外囲器を構成している。真空外囲器の内部は、１０−４Ｐａ程度以下の高真空度に保持されている。また、フェースプレートとリアプレートとの間には、これらの基板に加わる大気圧による荷重を支えるために、複数の支持部材が配置されている。
【０００４】
従来から、光吸収層の形成は、例えば以下に示すようにして行われている。すなわち、フェースプレート用のガラス基板の上にフォトレジストを塗布し、これを所定のパターンを有するマスクを介して露光し、現像してレジストパターンを形成した後、その上に黒鉛のような光吸収物質（黒色物質）を含む液を、スプレー法によりあるいはロールコーターやスリットコーターを用いて塗布・乾燥した後、過酸化水素水のようなレジスト分解剤によりレジスト層を分解して剥離し、それとともに、レジスト層の上に形成された黒色物質の層を剥離する方法が採られている。（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開１１−３０６９７８号公報（第６頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の方法では、全面が平滑なガラス基板上に黒色物質を含む液を塗布しているので、ガラス基板の周端部（エッジ部）をトリミングすることが難しく、塗布液がフェースプレートの表示面（外面）側まで回り込みやすかった。また、マスキング等を施してスプレー塗布などを行った場合には、塗布域の端部に液が溜まる現象（以下、液溜まりと示す。）が生じたり、あるいはフェースプレートの有効表示領域の外側まで塗布された液が、有効表示領域まで後退する液戻り現象が生じたりしやすかった。その結果、特にフェースプレートの周辺部で光吸収層等の厚さの不均一が発生しやすいという問題があった。
【０００７】
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、蛍光面を構成する光吸収層などの層厚が有効表示領域全体で均一であり、品位の高い画像表示が可能な画像表示装置を提供することを目的とする。また、画像表示装置の製造において、アノード基板の蛍光面形成工程で、層形成用の液の塗布域端からの液戻りや液溜まりを抑え、光吸収層等の層厚の不均一を防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示装置は、電子を放出する電子源を有するカソード基板と、該カソード基板と対向して配置されたアノード基板とを備え、前記アノード基板が、ガラス基板と、該ガラス基板の内面に形成された光吸収層および前記電子源から放出される電子により励起される蛍光体層を有する画像表示装置であり、前記ガラス基板において、有効表示領域よりも外側の周辺部に３〜３０μｍの表面粗さを有する粗面化領域が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の画像表示装置では、ガラス基板の粗面化領域が、３ｍｍ以上の幅を有することができる。また、ガラス基板の粗面化領域を、有効表示領域よりも２０ｍｍ以上外側に形成することができる。さらに、ガラス基板の有効表示領域を２μｍ以下の表面粗さとすることができる。
【００１０】
本発明の画像表示装置の製造方法は、電子を放出する電子源を有するカソード基板を形成する工程と、ガラス基板の内面に光吸収層および蛍光体層を有するアノード基板を形成する工程と、前記カソード基板と前記アノード基板とを対向して配置する工程とを備えた画像表示装置の製造方法であり、前記アノード基板を形成する工程が、前記ガラス基板の内面の有効表示領域よりも外側の周辺部を、３〜３０μｍの表面粗さに粗面化する工程を有し、かつ前記光吸収層を形成する工程と前記蛍光体層を形成する工程のうちの少なくとも一方の工程において、周端部が前記ガラス基板の粗面化された領域に達するように、層形成用の液を塗布することを特徴とする。
【００１１】
そして、本発明の画像表示装置の製造方法において、層形成用の液をスプレー法により塗布することができる。また、ガラス基板内面の粗面化する領域の幅を、３ｍｍ以上とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像表示装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
本発明の実施形態であるＦＥＤは、図１に示すように、それぞれ矩形状のガラス基板を有する背面基板（リアプレート）１と前面基板（フェースプレート）２を備えている。これらの基板は、所定の間隔（例えば２ｍｍ）をおいて対向配置され、それぞれ周端部がガラスからなる矩形枠状の側壁（支持枠）３を介して接合され、真空外囲器４を形成している。そして、真空外囲器４内には、基板間の間隙を維持するために、多数の板状あるいは柱状のスペーサ（図示を省略。）が所定の間隔をおいて配置されている。
【００１４】
リアプレート１の内面には、蛍光体を励起するための電子ビームを放出する表面伝導型電子放出素子が多数形成された電子発生源５が、取付けられている。フェースプレート２は、ガラス基板の内面に蛍光体スクリーン６が形成された構造を有している。蛍光体スクリーン６は、所定のパターン（ストライプ状あるいはドット状）に形成された黒鉛等の黒色顔料から成る光吸収層と、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）３色の蛍光体層とを有し、通常蛍光体層の上に、アルミニウム薄膜などのメタルバック層７が形成されている。
【００１５】
ガラス基板の内面は、蛍光体スクリーン６が形成された有効表示領域とその周辺部の非表示領域とに分けられ、非表示領域においては、ガラス基板の表面（内面）に所定の幅でサンドブラストのような粗面化処理が施されており、３〜３０μｍの表面粗さ（平均粗さＲａ）を有している。なお、有効表示領域にはおいては、ガラス基板表面に粗面化がなされることがなく、表面粗さが２μｍ以下となっている。
【００１６】
ここで、ガラス基板の表面粗さは、例えば、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に拠り測定された値とすることができる。すなわち、試料であるガラス基板内面（表面）の粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さ（Ｌ）だけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線の方向にｘ軸を、ｘ軸と直交する方向にｙ軸を設定する。
【００１７】
粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）としたとき、表面粗さ（算術平均粗さＲａ（μｍ））は、以下に示す式（１）で求められる。
Ｒａ＝（１／Ｌ）∫  ｜ｆ（ｘ）｜ｄｘ    ………（１）
【００１８】
この値は、例えばキーエンス社製の超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−８５００を用いることよって、簡便に測定することができる。
【００１９】
ガラス基板において、３〜３０μｍの表面粗さを有する領域（以下、粗面化領域と示す。）と有効表示領域との間の距離は、２０ｍｍ以上とすることが望ましい。また、粗面化領域の幅は３ｍｍ以上とすることが望ましい。ガラス基板の粗面化領域の表面粗さ、有効表示領域からの距離および粗面化領域の幅を前記範囲に限定したのは、以下に示す理由による。
【００２０】
すなわち、粗面化領域の表面粗さが３μｍ未満の場合には、塗布液の液戻りを抑制する効果がほとんどなく、反対に表面粗さが３０μｍを超えると、周知の通り画像表示装置の製造工程は熱工程を有するが、その際ガラス基板が割れるおそれが生じるため好ましくない。また、粗面化領域の幅および有効表示領域からの距離が前記範囲を外れた場合でも、有効表示面全体に亘って均一な厚さの塗布層が得られず、高品位の画像表示を実現することが難しくなる。さらに、ガラス基板の有効表示領域の表面粗さを粗くした場合には、ガラス基板の凹凸による光散乱が増えるため、輝度の低下や外光反射率の低下が生じ、またパターンの形状が悪くなるため、品位の高い表示が得られない。
【００２１】
光吸収層は以下に示すようにして形成される。すなわち、ガラス基板の上にフォトレジストを塗布し、これをマスクを介して露光・現像して、ドット状またはストライプ状のレジストパターンを形成した後、その上に黒鉛等の光吸収物質を含む液を、スプレー法により塗布・乾燥し、しかる後レジスト分解剤によりレジスト層を分解・剥離することにより形成することができる。
【００２２】
本発明の実施形態において、ガラス基板上に黒鉛を含む液を塗布した状態を、図２に示す。図２において、符号８はガラス基板、８ａはガラス基板の粗面化領域、８ｂは有効表示領域、９は黒鉛を含む液の塗布層を示す。
【００２３】
この図に示すように、ガラス基板８の粗面化領域８ａでは、ガラス基板８の表面と液塗布層９との密着性が向上しているので、粗面化領域８ａに到達した塗布液が後退（液戻り）することがない。また、ガラス基板８の粗面化領域８ａと有効表示領域８ｂとの間の領域８ｃでは、その上に形成された液塗布層９の厚さに若干不均一（層厚のむら）が発生するが、この部分は有効表示領域８ｂの周辺領域であり、かつ２０ｍｍ以上と十分な幅が確保されているので、層厚の不均一が有効表示領域８ｂにまで及ぶことがない。したがって、有効表示領域８ｂにおいては、均一な厚さの液塗布層９が形成される。
【００２４】
このように本発明の実施形態のＦＥＤでは、フェースプレート２において、ガラス基板内面の周辺領域の一部に所定の幅に亘って粗面化がなされ、３〜３０μｍの表面粗さ（Ｒａ）となっているので、黒鉛等の光吸収物質を含む液の塗布工程において、液塗布層と粗面化されたガラス基板表面との密着性が向上し、粗面化領域に達した塗布液に液戻りが生じることがない。また、塗布領域の周端部に塗布液が滞留する液溜まりも生じにくい。したがって、光吸収層などの層厚が有効表示領域全体に亘って均一である。さらに、ガラス基板の有効表示領域は、表面粗さが極めて小さく平滑であるので、この部分でのガラスによる光散乱が生じにくく、したがって光散乱に起因する輝度の低下や外光反射率の低下も生じにくい。さらに、パターンの形状の悪化も生じにくいので、品位の高い表示が得られる。
【００２５】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
【００２６】
実施例１
まず、縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ×厚さ３ｍｍのガラス基板を用意し、その片面の周辺部に、サンドブラスト法によって粗面化処理を施した。粗面化領域の表面粗さを、Ｒａ１（１μｍ），Ｒａ２（２μｍ），Ｒａ３（３μｍ），Ｒａ４（５μｍ）およびＲａ５（１０μｍ）（Ｒａ１＜Ｒａ２＜Ｒａ３＜Ｒａ４＜Ｒａ５）の５通りに設定するとともに、粗面化領域の幅を、ｄ１（１ｍｍ），ｄ２（２ｍｍ），ｄ３（３ｍｍ）およびｄ４（５ｍｍ）（ｄ１＜ｄ２＜ｄ３＜ｄ４）の４通りに設定し、粗面化された２０種類のガラス基板を作製した。なお、粗面化領域の位置は、ガラス端から内側にｘ１（１０ｍｍ）の距離とした。
【００２７】
次に、これらのガラス基板の表面をフッ酸で処理し、純水により洗浄し乾燥した後、４０〜７０℃に加熱したプレート上に配置した。そして、これらのガラス基板上に、黒色顔料である黒鉛を含む液（黒鉛の含有割合１重量％）をスプレー法により塗布し、そのまま放置して乾燥させた。乾燥後、液塗布層（端部）のガラス基板のエッジ端からの距離を測定し、液戻りの距離を求めたところ、図３のグラフに示す測定結果が得られた。また、黒鉛の含有割合を変えて表面張力を異ならせた塗布液を使用し、前記した２０種類のガラス基板上にスプレー法により塗布し乾燥した後、同様にして液戻りの距離を求めたところ、図３のグラフと同様な測定結果が得られた。
【００２８】
実施例２〜４，比較例１
縦５００ｍｍ×横８００ｍｍ×厚さ３ｍｍのガラス基板を用意し、その片面の周辺部に、サンドブラスト法によって粗面化処理を施した。形成された粗面化領域の表面粗さＲａ、有効表示領域からの距離ｘおよび幅ｄを、それぞれ表１に示す。なお、比較例１では、ガラス基板に粗面化処理を施すことなく、そのまま使用した。
【００２９】
次に、これらのガラス基板の表面をフッ酸で処理した後、その上にフォトレジストを塗布しこれをマスクを介して露光・現像して、ストライプ状のレジストパターンを形成した後、その上に黒鉛を含む液（黒鉛含有割合１重量％）をスプレー法により塗布・乾燥し、塗布層を形成した。その際、粗面化領域の外側まで塗布を行った。その後、塗布層の液戻りの距離を測定した。なお、有効表示領域から２０ｍｍ外側の所からの液戻り距離を測定した。測定結果を表１に示す。
【００３０】
次いで、レジスト分解剤によりレジスト層を分解・剥離すると同時に、レジスト層の上に形成された塗布層を剥離し、光吸収層のパターンを形成した。
【００３１】
次に、こうして形成された光吸収層のパターンの間に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の蛍光体層を、各色の蛍光体スラリーを用いたスラリー法により形成した。
【００３２】
次いで、こうして形成された蛍光面の上に、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（厚さ１００ｎｍ）を形成し、次いで４５０℃の温度で３０分間加熱・焼成して有機分を分解・除去することにより、メタルバック層を形成した。
【００３３】
次に、このようなメタルバック付き蛍光面を有するガラス基板をフェースプレートとして使用し、常法によりＦＥＤを作製した。まず、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、ガラス基板に固定し、リアプレートを作製した。次いで、このリアプレートと前記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。
【００３４】
こうして得られたＦＥＤのフェースプレートに画像を表示させ、表示画像の品位を調べた。画像品位の測定では、塗り性に起因する画像品位の劣化のないものを○、塗り性起因での厚膜による膜ハガレや薄膜による外光反射率悪化など画像品位劣化のあるものを×とそれぞれ判定した。画像品位の判定結果を、表１下欄に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アノード基板の蛍光面形成工程で、層形成用の液の塗布域端からの液戻りや液溜まりが抑制され、光吸収層等の層厚の不均一の発生が防止される。そして、蛍光面を構成する光吸収層などの層厚が有効表示領域全体で均一であり、品位の高い画像表示が可能な画像表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるＦＥＤの構造を概略的に示す断面図。
【図２】本発明の実施形態において、ガラス基板上に黒鉛を含む液を塗布した状態を示す断面図。
【図３】本発明の実施例１において、液戻り距離の測定結果を示すグラフ。
【符号の説明】
８………ガラス基板、８ａ………粗面化領域、８ｂ………有効表示領域、９………黒鉛を含む液の塗布層
【図１】
2004342380.tif 000004
【図２】
2004342380.tif 000005
【図３】
2004342380.tif 000006