(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、メタルバック層と下層の蛍光体層との密着性を高め、耐圧特性を向上させる。【解決手段】本発明のメタルバック付き蛍光面において、メタルバック層上にＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３のような耐熱性微粒子を主成分とする被覆層を形成するとともに、光吸収層の平均の厚さをａ、蛍光体層の平均の厚さをｂとするとき、−５μｍ＜（ａ−ｂ）＜１μｍが成り立つように各層の厚さを調整する。被覆層をパターン状に形成し、かつこの被覆層のパターンを、メタルバック層上で光吸収層に対応する位置に形成することが望ましい。【選択図】図１
2005085503.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するとともに、該蛍光体層上にメタルバック層を有する蛍光面であり、
前記メタルバック層上に耐熱性微粒子を主成分とする被覆層を有し、かつ前記光吸収層の厚さの平均値をａ、前記蛍光体層の厚さの平均値をｂとするとき、以下の式が成り立つことを特徴とするメタルバック付き蛍光面。
−５μｍ＜（ａ−ｂ）＜１μｍ
【請求項２】
前記耐熱性微粒子を主成分とする被覆層がパターン状に形成され、かつこの被覆層のパターンが、前記メタルバック層上で前記光吸収層に対応する位置に形成されてい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】
前記耐熱性微粒子を主成分とする被覆層が、前記メタルバック層を除去あるいは高抵抗化する機能を有する層を含む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】
前記耐熱性微粒子を主成分とする被覆層の厚さが、１．０〜１０．０μｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のメタルバック付き蛍光面。
【請求項５】
フェースプレートと、該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に対向して形成され、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備え、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】
【技術分野】
【０００１】
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関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、陰極線管（ＣＲＴ）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では、蛍光体層の上にＡｌ膜のような金属膜を形成したメタルバック方式の蛍光面が用いられている。
【０００３】
この蛍光面の金属膜（メタルバック層）は、電子源から放出された電子により蛍光体から発せられた光のうちで、電子源側に進む光をフェースプレート側へ反射して輝度を高めること、および蛍光体層に導電性を付与しアノード電極の役割を果たすことを目的としたものである。また、真空外囲器内に残留するガスが電離して生じるイオンにより、蛍光体層が損傷を受けることを防ぐ機能も有している。
【０００４】
しかしながら、このようなメタルバック層を有する蛍光面では、光吸収層の厚さと蛍光体層の厚さが大きく異なり、これらの層の上面に大きな段差があるため、メタルバック層の成膜性が悪かった。そして、メタルバック層に凹凸やしわが生じ易いなど、蛍光体層との間の密着性が十分でないため、耐圧特性が低いなどの問題があった。
【０００５】
特にＦＥＤでは、蛍光面を有するフェースプレートと電子放出素子を有するリアプレートとの間のギャップ（間隔）が、１ｍｍ〜数ｍｍ程度と極めて狭く、この狭い間隔に１０ｋＶ前後の高電圧が印加されて強電界が形成されるため、メタルバック層に凹凸があると突起部に電界が集中し、そこから放電（真空アーク放電）が発生するおそれがあった。そして、そのような異常放電が発生すると、数Ａから数百Ａに及ぶ大きな放電電流が瞬時に流れるため、カソード部の電子放出素子やアノード部の蛍光面が破壊され、あるいは損傷を受けるおそれがあった。
【０００６】
このような耐圧性の低下を抑えるため、メタルバック層上の全面に、耐熱性微粒子を主成分とするペーストをスクリーン印刷するなどの方法でオーバーコート層を形成することにより、蛍光体層または光吸収層とメタルバック層との間の密着性を向上させることが提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されたメタルバック付き蛍光面では、オーバーコート層による密着性の向上度が光吸収層と蛍光体層との間の段差の影響を受けやすく、この段差が大きすぎると、オーバーコート層を形成しても下層の蛍光体層との密着性を十分に高めることができなかった。また、オーバーコート層の形成により、発光輝度の低下を招くおそれがあるため、作成条件の幅が狭く製造が難しかった。
【特許文献１】特開２００３−２２９０７４公報（第１−２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、メタルバック層の成膜性が良好で下層との密着性に優れており、良好な耐圧特性（高い限界保持電圧）を有しかつ形成が容易なメタルバック付き蛍光面と、そのようなメタルバック付き蛍光面が適用された高輝度で耐圧特性に優れた画像表示装置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するとともに、該蛍光体層上にメタルバック層を有する蛍光面であり、前記メタルバック層上に耐熱性微粒子を主成分とする被覆層を有し、かつ前記光吸収層の厚さの平均値をａ、前記蛍光体層の厚さの平均値をｂとするとき、−５μｍ＜（ａ−ｂ）＜１μｍが成り立つことを特徴とする。
【００１０】
本発明の画像表示装置は、フェースプレートと、該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に対向して形成され、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備え、前記蛍光面が、上記したメタルバック付き蛍光面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のメタルバック付き蛍光面においては、光吸収層の平均厚をａ、蛍光体層の平均厚をｂとするとき、光吸収層の上面と蛍光体層の上面との間の段差を示す（ａ−ｂ）の値が、−５μｍより大きく１μｍより小さい範囲に調整され、かつメタルバック層上に耐熱性微粒子を主成分とする被覆層が形成されているので、被覆層の形成が容易であるうえに、メタルバック層の追従性が高められ、光吸収層および蛍光体層から成る蛍光面とメタルバック層との間の密着性が大幅に向上する。したがって、異常放電が発生しにくく耐圧特性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１３】
図１は、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を示す断面図である。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、カーボン等の黒色顔料からなる所定のパターン（例えばストライプ状）の光吸収層２がフォトリソ法などにより形成されている。
【００１４】
また、光吸収層２のパターンの間には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各蛍光体層３のパターン（例えばストライプ状）が、ＺｎＳ系、Ｙ２Ｏ３系、Ｙ２Ｏ２Ｓ系などの蛍光体を含む樹脂ペーストをスクリーン印刷するなどの方法で形成されている。なお、各色の蛍光体層３の形成は、感光性材料を含む蛍光体スラリーを塗布し、フォトリソ法によりパターニングを行う方法で形成することもできる。
【００１５】
そして、このような３色の蛍光体層３と光吸収層２のパターンにより構成される蛍光体スクリーンにおいて、光吸収層２の厚さの平均をａ、蛍光体層３の厚さの平均をｂとするとき、光吸収層２の平均厚ａと蛍光体層３の平均厚ｂとの差である（ａ−ｂ）について、−５μｍ＜（ａ−ｂ）＜１μｍが成り立つように、光吸収層２および蛍光体層３の厚さがそれぞれ調整されている。
【００１６】
ここで、（ａ−ｂ）の値を上記範囲に限定したのは、以下に示す理由による。すなわち、（ａ−ｂ）の値が−５μｍ以下になると、後述する被覆層のパターンを形成する際に、下層のメタルバック層の凹部の縁にキズを付けやすくなり好ましくない。また、（ａ−ｂ）の値が１μｍ以上になると、メタルバック層形成の際に、光吸収層２の上面と蛍光体層３の上面との間の段差部に空隙が発生するなど、メタルバック層と下層との密着性が悪くなるため、耐圧特性が大幅に低下する。
【００１７】
また、このように構成される蛍光体スクリーンの上に、Ａｌ膜のような金属膜から成るメタルバック層４が形成されている。メタルバック層４を形成するには、例えば、スピン法で形成されたニトロセルロース等の有機樹脂からなる薄い膜の上に、Ａｌ膜などの金属膜を真空蒸着し、さらに焼成（ベーキング）して有機物を除去する方法（ラッカー法）を採ることができる。
【００１８】
また、以下に示す転写用の積層フィルム（転写フィルム）を使用し、転写法によりメタルバック層４を形成することもできる。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いる。この転写フィルムを、接着剤層が蛍光体層および光吸収層に接するように配置し、押圧処理を施す。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った後、加熱焼成し有機分を分解・除去することにより、蛍光体スクリーン上に金属膜を形成することができる。
【００１９】
さらに、このようなメタルバック層４上で、前記した光吸収層２に対応する位置に、耐熱性微粒子を主成分とする被覆層（オーバーコート層）５のパターンが、スクリーン印刷などの印刷法を用いて形成されている。
【００２０】
耐熱性の微粒子としては、特に種類は限定されず、例えばＦｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、ＳｎＯ２、ＷＯ３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＩＴＯ、ＡＴＯなどの金属酸化物から選ばれる少なくとも一種の無機微粒子を用いることができる。耐熱性微粒子の粒径は、５ｎｍ〜３０μｍとすることが好ましく、被覆層を精密にパターニングすることができるように、５μｍ以下とすることがより望ましい。
【００２１】
このような被覆層５には、前記した耐熱性微粒子とともに結着性の無機材料を含むことができる。結着性の無機材料としては、低融点ガラス、水ガラスなどが挙げられ、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。
【００２２】
被覆層５の厚さは、それ自体が放電の要因となることがないため特に限定されないが、１．０〜１０．０μｍとすることが望ましい。被覆層の厚さが１．０μｍ未満では、メタルバック層４の密着性を高める効果が十分に得られない。また、被覆層５の厚さが１０．０μｍを超えると、耐圧特性が劣化するので好ましくない。
【００２３】
なお、本発明の実施形態においては、耐圧特性をさらに向上させるために、メタルバック層４に分断部を形成することも可能である。このとき高輝度の蛍光面を得るために、分断部を光吸収層２の上に設けることが望ましい。
【００２４】
メタルバック層４に分断部を形成するには、前記したラッカー法や転写法で蛍光面の全面に形成した金属膜をレーザ等により切断する方法や、同様にして蛍光面の全面に形成した金属膜を、酸またはアルカリ水溶液の塗布により溶解し、あるいは酸化性の溶液の塗布により高抵抗化する方法などを採ることができる。また、所定のネガパターンの開孔を有するメタルマスクを用いて、Ａｌ等の金属膜を蒸着することにより、一工程で所定のパターンの分断部を有するメタルバック層を形成することも可能である。
【００２５】
さらに、このようにしてメタルバック層４に分断部を設けた場合には、前記した耐熱性微粒子を主成分とする被覆層５を、光吸収層２の上に形成した分断部の端部を覆うように設けることで、さらに耐圧特性の向上を図ることができる。
【００２６】
このように構成されるメタルバック付き蛍光面の実施形態においては、光吸収層２の平均厚をａ、蛍光体層３の平均厚をｂとするとき、光吸収層２の上面と蛍光体層３の上面との段差を示す（ａ−ｂ）の値が、−５μｍ〜１μｍの範囲に調整されているうえに、メタルバック層４上に耐熱性微粒子を主成分とする被覆層５が形成され、メタルバック層４の追従性が高められているので、メタルバック層４と下層の蛍光体スクリーンとの間の密着性に優れている。したがって、異常放電が発生しにくく耐圧特性が大幅に向上している。また、被覆層５の形成が容易であり、被覆層５形成の際に下層であるメタルバック層４にキズが付きにくい。さらに、被覆層５のパターンが、光吸収層２に対応する位置にのみ形成されているので、輝度特性の低下が生じない。
【００２７】
次に、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アノード電極とするＦＥＤについて説明する。
【００２８】
このＦＥＤでは、図２に示すように、第１の実施形態のメタルバック付き蛍光面６を有するフェースプレート７と、基板８上にマトリックス状に配列された電子放出素子９を有するリアプレート１０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７とリアプレート１０との間の極めて狭い間隙に、５〜１５ｋＶの高電圧が印加されるように構成されている。図中符号１１は、フェースプレート７のガラス基板を示し、１２は支持枠（側壁）を示す。
【００２９】
フェースプレート７とリアプレート１０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、亀裂やピンホール、キズ等のない平滑なメタルバック層を有し、メタルバック層と下層の蛍光体スクリーンとの間の密着性も極めて高いので、放電の発生が抑制され耐圧特性が大幅に向上する。また、この実施形態のＦＥＤでは、メタルバック層上に形成された被覆層のパターンが光吸収層に対応する領域に限定されているので、被覆層の形成による発光効率の低下が生じず、高輝度の表示が得られる。
【実施例】
【００３０】
次に、本発明を画像表示装置に適用した具体的実施例について説明する。
【００３１】
実施例１
ガラス基板上に黒色顔料からなるストライプ状の光吸収層（平均厚ａ  ７μｍ）をフォトリソ法により形成した後、この光吸収層の間に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の蛍光体を含む樹脂ペーストをそれぞれスクリーン印刷した。そして、ストライプ状の３色の蛍光体層（平均厚ｂ  １０μｍ）を、それぞれが光吸収層を挟んで隣り合うように形成した。こうして、光吸収層と蛍光体層との間の段差（ａ−ｂ）が−３μｍとなる蛍光面を得た。
【００３２】
次いで、このような蛍光面の上に、転写方式によってメタルバック層を形成した。すなわち、ポリエステル樹脂製のベースフィルム上に離型剤層を介してＡｌ膜が積層され、その上に接着剤層が塗布されたＡｌ転写フィルムを、接着剤層が蛍光面に接するように配置し、上から加熱ローラーにより加熱・加圧して密着させた。次いで、ベースフィルムを剥がして蛍光面上にＡｌ膜を接着した後、４５０℃の温度で３０分間加熱焼成し、有機分を分解・除去した。こうしてメタルバック層が転写・形成された蛍光面を有する基板を得た。
【００３３】
次に、この基板のメタルバック層で光吸収層の上方に対応する位置に、以下の組成を有する耐熱性微粒子のペーストをスクリーン印刷した後、４５０℃で３０分間加熱焼成して、シリカを主成分とする被覆層を形成した。被覆層の厚さは５μｍとした。
【００３４】
［耐熱性微粒子のペーストの組成］
シリカ微粒子（粒径３．０μｍ）            …………４０wt％
樹脂（エチルセルロース）                …………  ６wt％
溶媒（ブチルカルビトールアセテート）    …………５４wt％
【００３５】
次に、こうして得られた基板のメタルバック付き蛍光面において、メタルバック層のキズの有無を調べた。
【００３６】
また、こうして得られたメタルバック付き蛍光面を有する基板（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。
【００３７】
次いで、得られたＦＥＤの耐圧特性（放電電圧）を常法により測定した。測定結果を、メタルバック層のキズの有無とともに表１に示す。なお、耐圧が８ｋＶ以上が実用可能レベルである。
【００３８】
なお、シリカ微粒子４０wt％の代わりに、シリカ粒子２０wt％と低融点ガラス材（ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３・ＰｂＯ）２０wt％を用いて耐熱性微粒子のペーストを調製し、このペーストを使用して被覆層を形成したＦＥＤにおいても、同様な測定結果が得られた。
【００３９】
実施例２
光吸収層および蛍光体層の平均厚を表１に示す値とした以外は実施例１と同様にして、メタルバック付き蛍光面を作製し、その上にシリカを主成分とする被覆層のパターンを形成した。
【００４０】
また、比較例１および２として、光吸収層および蛍光体層の平均厚を表１に示す値とし、光吸収層と蛍光体層との間の段差（ａ−ｂ）が−５μｍ〜１μｍの範囲から外れるようにして蛍光面を形成した。そして、その上に実施例１と同様にしてメタルバック層を形成し、さらに被覆層のパターンを形成した。
【００４１】
次に、こうして得られたメタルバック付き蛍光面において、メタルバック層のキズの有無を調べた。また、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の耐圧特性を、実施例１と同様に測定した。測定結果を、メタルバック層のキズの有無とともに表１に示す。
【００４２】
【表１】
2005085503.tif 000003
【００４３】
表１から明らかなように、実施例１および２で得られたメタルバック付き蛍光面は、メタルバック層にキズがなく、下層との密着性が良好である。そして、このようなメタルバック付き蛍光面を備えたＦＥＤは、比較例１，２で得られたものに比べて放電電圧が高く、良好な耐圧特性を有している。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、下層の蛍光体層との間の密着性が高く、キズがなく平滑なメタルバック層を形成することができ、高い限界保持電圧を有するメタルバック付き蛍光面を得ることができる。したがって、このようなメタルバック付き蛍光面を備えることで、耐圧特性に優れかつ輝度の高い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】
【００４５】
【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である。
【図２】本発明の第２の実施形態であるＦＥＤの構造を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１………ガラス基板、２………光吸収層、３………蛍光体層、４………メタルバック層、５………被覆層、６………メタルバック付き蛍光面、７………フェースプレート、１０………リアプレート。
【図１】
2005085503.tif 000004
【図２】
2005085503.tif 000005