(57)【要約】【課題】  発光層全体の輝度が発光層の高エネルギー被照射領域の輝度低下に伴って引きずられ早く低下するように知覚されることを防止し、画像表示装置の信頼性を向上させることである。【解決手段】  基板２１と、基板２１上に設けられエネルギー密度分布を有する電子線の照射により発光する発光層２２と、発光層２２上に設けられ発光層２２により発生した光を反射する反射層２４と、発光層２２上に設けられ、電子線の高エネルギー密度部が照射される発光層２２の高エネルギー被照射領域に対向し反射層２４の反射率より低い反射率を有して、発光層２２により発生した光を反射する低反射部２４ｂとを備える。【選択図】    図１
2007027063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、エネルギー密度分布を有する電子線の照射により発光する発光層と、
前記発光層上に設けられ、前記発光層により発生した光を反射する反射層と、
前記発光層上に設けられ、前記電子線の高エネルギー密度部が照射される前記発光層の高エネルギー被照射領域に対向し前記反射層の反射率より低い反射率を有して、前記発光層により発生した光を反射する低反射部と、
を備えることを特徴とする発光基板。
【請求項２】
前記反射層は、電圧印加により前記電子線を前記発光層に向かって誘導する電極であることを特徴とする請求項１記載の発光基板。
【請求項３】
前記低反射部は、前記反射層の表面に凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光基板。
【請求項４】
前記低反射部は、前記反射層が部分的に欠損した部分であることを特徴とする請求項１記載の発光基板。
【請求項５】
前記低反射部の反射率は、前記反射層の反射率の４／５以下であることを特徴とする請求項１記載の発光基板。
【請求項６】
前記電子線の高エネルギー密度部は、前記電子線の平均エネルギー密度に比べ１．５倍以上のエネルギー密度を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の発光基板。
【請求項７】
前記電子線のエネルギーは、４ｋｅＶ乃至１５ｋｅＶであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の発光基板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の発光基板と、
前記発光基板に対向させて設けられ、電子を放出する複数の電子放出素子を有する放出基板と、
を備える画像表示装置。
【請求項９】
基板上に、エネルギー密度分布を有する電子線の照射により発光する発光層を形成する工程と、
形成した前記発光層上に、前記発光層により発生した光を反射する反射層、及び前記電子線の高エネルギー密度部が照射される前記発光層の高エネルギー被照射領域に対向し前記反射層の反射率より低い反射率を有して前記発光層により発生した光を反射する低反射部を形成する工程と、
を有することを特徴とする発光基板の製造方法。
【請求項１０】
前記反射層は、電圧印加により前記電子線を前記発光層に向かって誘導する電極であることを特徴とする請求項９記載の発光基板の製造方法。
【請求項１１】
前記反射層及び前記低反射部を形成する工程では、前記反射層の表面に前記低反射部を凹凸状に形成することを特徴とする請求項９記載の発光基板の製造方法。
【請求項１２】
前記反射層及び前記低反射部を形成する工程では、前記発光層上に平坦層を形成し、前記発光層の高エネルギー被照射領域に対応する前記平坦層の一部分を除去し、その一部分を除去した前記平坦層上及び前記発光層上に前記反射層を形成することを特徴とする請求項９記載の発光基板の製造方法。
【請求項１３】
前記反射層及び前記低反射部を形成する工程では、前記発光層の高エネルギー被照射領域に対応する前記平坦層の一部分にレーザ光を照射することによって、前記発光層の高エネルギー被照射領域に対応する前記平坦層の一部分を除去することを特徴とする請求項１２記載の発光基板の製造方法。
【請求項１４】
前記反射層及び前記低反射部を形成する工程では、前記発光層の高エネルギー被照射領域内の一部に対応する遮蔽物を設け、前記発光層上に前記反射層を蒸着法又はスパッタ法により形成することを特徴とする請求項９記載の発光基板の製造方法。
【請求項１５】
前記反射層及び前記低反射部を形成する工程では、前記発光層上に前記反射層を形成し、前記発光層の高エネルギー被照射領域内の前記反射層の一部分を除去することを特徴とする請求項９記載の発光基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光基板、画像表示装置及び発光基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を表示する画像表示装置としては、陰極線管（ＣＲＴ）が主流であったが、表示画面の大型化及び装置の薄型化等の要求に応じて、平面型の画像表示装置（ＦＰＤ）が開発されている。この平面型の画像表示装置としては、量子トンネル効果を用いて固体から真空中に電子を放出する冷陰極型の電子放出表示装置（ＦＥＤ）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電子放出表示装置用の電子源としては、先端曲率半径が小さいスピント型や表面伝導型等の電子放出素子が用いられる。
【０００３】
前記の電子放出表示装置は、複数の電子放出素子を有する背面基板（リア基板）、その背面基板の周縁部に設けられた支持枠、背面基板上に支持枠を介して設けられた前面基板（フェイス基板）等を備えている。前面基板は、ガラス基板等の基板、その基板上に各電子放出素子に対応させて設けられ電子線の照射により発光する複数の発光層（例えば蛍光層）、それらの発光層の間を埋める遮光層（例えばブラックマトリクス）、各発光層上及び遮光層上の全面に設けられた反射層（例えばメタルバック層）から構成されている。この前面基板は、発光基板として機能する。発光層は、例えば、電子放出素子から放出された電子が衝突することにより発光する蛍光体粒子を有している。また、反射層は、発光層で発生した光を発光層側に反射する層である。さらに、反射層は、電子放出素子から放出された電子の一部を電圧印加により発光層に向かって誘導するアノード電極としても機能する。
【０００４】
このような電子放出表示装置においては、ストレーエミッションや放電等を防止するため、反射層に印加するアノード電圧は一般的に１０ｋＶ程度に設定されている。ところが、アノード電圧が１０ｋＶ程度であると、発光層に対する電子の侵入深さは浅くなり、電子のエネルギーは発光層の表面近傍（侵入面近傍）だけで受容されることになる。このため、電子放出表示装置の各発光層の輝度は低くなってしまう。そこで、一般的には、発光層に対する注入電荷量を増やす、すなわち電子線のエネルギー密度を上げることによって、各発光層の輝度を向上させている。
【０００５】
このとき、発光層に対する電子の侵入深さが浅いままで、発光層に対する注入電荷量が増えるため、発光層の表面は変質しやすくなる。例えば、着色層が発光層の表面に形成されてしまう等の現象が生じることがある。このような発光層の表面変質層の形成は、発光層の発光能力を低下させなくても、光の取り出し効率を低下させるため、発光層の輝度は低下してしまう。また、発光層の表面変質は、注入電荷量が多いほど、すなわち電子線のエネルギー密度が高いほど早く進行してしまう。
【０００６】
一方、前記の電子放出素子から放出される電子線は、一般的に、エネルギー密度分布（電流密度分布）を有している。このため、エネルギー密度分布を有する電子線が発光層に照射された場合には、電子線の高エネルギー密度部が照射された発光層の高エネルギー被照射領域の表面は、電子線の低エネルギー密度部が照射された発光層の低エネルギー被照射領域の表面に比べて早く変質してしまう。これにより、発光層の高エネルギー被照射領域の輝度は、発光層の低エネルギー被照射領域の輝度に比べて早く低下してしまう。
【０００７】
このように電子線が異なるエネルギー密度分布を有していれば、同じ発光層内でも初期輝度からの輝度低下速度は、異なるエネルギー密度分布に応じて異なってしまう。したがって、発光層の高エネルギー被照射領域の輝度低下速度は、発光層の低エネルギー被照射領域の輝度低下速度に比べて大きくなってしまう。また、発光層の高エネルギー被照射領域は、発光層の低エネルギー被照射領域に比べて注入電荷量が多くなるため、発光層の高エネルギー被照射領域の輝度は、発光層の低エネルギー被照射領域の輝度に比べて高くなる。
【０００８】
反射層（例えばメタルバック層）は、画像表示装置としての初期輝度を高くするためには、一般に少なくとも発光が生じる近傍の反射率は高い方が好ましく、ピンホールなど反射層の欠陥も少ないほうが良いと考えられている。例えば、部分的に蛍光体層を覆わない不連続部分を有する金属膜（反射層）が開示されているが（例えば、特許文献２参照）、この場合、不連続部分すなわち反射層の非形成部分は遮光層（ブラックマトリクス）上に形成されており、発光部分特に電子線の高エネルギー密度部を避けるように配置されている。また、陰極線管においてメタルバック（反射層）に意図的に小孔（反射層の非連続部分、すなわち穴）を形成するための製造方法が開示されているが（例えば、特許文献３参照）、これら小孔は画像を表示しないコーナー部に形成することが記載されており、電子線が照射される部分に積極的に小孔を形成することは開示されていない。
【特許文献１】特開２００１−２３４１６３号公報
【特許文献２】特開２００３−２１７４５１号公報
【特許文献３】特開平６−９６６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、前述したように発光層の高エネルギー被照射領域の輝度は、低エネルギー被照射領域の輝度に比べて注入電荷量が大きいため、蛍光体の種類によっては、発光層の高エネルギー被照射領域の輝度が早く低下すると、それに伴って、発光層全体の輝度も早く低下するように知覚されてしまう。このようになりやすい蛍光体としては、硫化物蛍光体等が挙げられる。これは、画像表示装置にとって装置の信頼性を低下させる要因になる。
【００１０】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発光層全体の輝度が発光層の高エネルギー被照射領域の輝度低下に伴って引きずられ早く低下するように知覚されることを防止し、画像表示装置の信頼性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、発光基板において、基板と、基板上に設けられ、エネルギー密度分布を有する電子線の照射により発光する発光層と、発光層上に設けられ、発光層により発生した光を反射する反射層と、発光層上に設けられ、電子線の高エネルギー密度部が照射される発光層の高エネルギー被照射領域に対向し反射層の反射率より低い反射率を有して、発光層により発生した光を反射する低反射部とを備えることである。
【００１２】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、画像表示装置において、第１の特徴に係る発光基板と、発光基板に対向させて設けられ、電子を放出する複数の電子放出素子を有する放出基板とを備えることである。
【００１３】
本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、発光基板の製造方法において、基板上に、エネルギー密度分布を有する電子線の照射により発光する発光層を形成する工程と、形成した発光層上に、発光層により発生した光を反射する反射層、及び電子線の高エネルギー密度部が照射される発光層の高エネルギー被照射領域に対向し反射層の反射率より低い反射率を有して発光層により発生した光を反射する低反射部を形成する工程とを有することである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発光層全体の輝度が発光層の高エネルギー被照射領域の輝度低下に伴って引きずられ早く低下するように知覚されることを防止し、画像表示装置の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の一形態について図１乃至図１１を参照して説明する。
【００１６】
［画像表示装置の構成］
図１に示すように、本発明の実施の一形態に係る画像表示装置１は、背面基板（リア基板）２、その背面基板２の周縁部に設けられた支持枠３、及び背面基板２上に支持枠３を介して設けられた前面基板（フェイス基板）４等を備えている。
【００１７】
背面基板２と前面基板４とは、支持枠３により所定間隔を設けて対向配置されている。これらの背面基板２、支持枠３及び前面基板４によって真空容器が構成されている。これにより、背面基板２と前面基板４との間の空間は真空に保持されている。なお、背面基板２と前面基板４との間には、画像表示装置１の大きさに応じて、それらの背面基板２及び前面基板４に加わる荷重を支える支持部材（図示せず）が設けられる。
【００１８】
背面基板２は、ガラス基板やセラミック基板等の基板１１と、その基板１１上にマトリクス状に設けられた複数の電子放出素子１２とから構成されている。この背面基板２は、放出基板として機能する。なお、各電子放出素子１２は、基板１１上に互いに交差させてマトリクス状に設けられた複数の走査線及び複数の信号線（いずれも図示せず）に接続されている。これらの各走査線や各信号線等の各種の配線は、基板１１の電子放出素子１２の設置面上に設けられている。
【００１９】
電子放出素子１２は、電圧印加により電子を放出する冷陰極型電子放出素子である。この電子放出素子１２としては、表面伝導型の電子放出素子を用いている。表面伝導型の電子放出素子１２は、基板１１上に互いに対向させて設けられた一対の素子電極１２ａを備えている。一対の素子電極１２ａは、微少な隙間を設けて対向配置されている。表面伝導型の電子放出素子１２は、一対の素子電極１２ａ間にカソード電圧を印加することによりその一対の素子電極１２ａ間から電子を放出する。ここで、素子電極１２ａはカソード電極として機能する。
【００２０】
支持枠３は、背面基板２と前面基板４との間の空間を気密封止する枠体である。この支持枠３は、背面基板２及び前面基板４にガラスフリット等の接合材を介して接合されている。
【００２１】
前面基板４は、図１及び図２に示すように、ガラス基板等の基板２１と、その基板２１上に設けられ電子線の照射により発光する複数の発光層２２と、それらの発光層２２の間を埋める遮光層２３と、各発光層２２上及び遮光層２３上の全面に設けられた反射層２４とから構成されている。この前面基板４は、発光基板として機能する。
【００２２】
各発光層２２は、赤、緑及び青の各色の発光層２２を有している。これらの発光層２２は、各電子放出素子１２に対応させてマトリクス状に設けられている。発光層２２は、電子放出素子１２から放出された電子が衝突することにより発光する蛍光体粒子を有している。蛍光体粒子としては、各色の発光層２２に応じて赤、緑及び青の各色の蛍光体粒子を用いる。赤色を発光する蛍光体粒子としては、例えばＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕを用いる。緑色を発光する蛍光体粒子としては、例えばＺｎＳ：Ｃｕ．Ａｌを用いる。青色を発光する蛍光体粒子としては、例えばＺｎＳ：Ａｇ．Ａｌを用いる。各色の蛍光体粒子の平均粒径は例えば５μｍである。
【００２３】
遮光層２３は、ブラックマトリクスとしてマトリクス状に設けられている。この遮光層２３は、黒色導電材、例えばカーボン剤により形成されている。遮光層２３及び各発光層２２が存在する領域が表示画面となる。なお、遮光層２３と各発光層２２との配置構造としては、種々の構造を適用することができる。
【００２４】
反射層２４は、電子線による発光層２２の発光、すなわち電子励起により発光層２２により生じた光を発光層２２側へ反射する。すなわち、反射層２４は、発光層２２で発生した光のうち、背面基板２方向に進む光を発光層２２側（基板２１側）へ反射する。これにより、各発光層２２の輝度、すなわち表示画面の輝度は向上する。
【００２５】
さらに、反射層２４は、電圧印加により電子線を発光層２２に向かって誘導するアノード電極として機能する。すなわち、反射層２４は、電子放出素子１２の一対の素子電極１２ａに印加するカソード電圧よりも高いアノード電圧の印加により、電子放出素子１２から真空空間中へ放出された電子を発光層２２に向かって誘導する。
【００２６】
また、反射層２４は、前面基板４の表示画面（画像表示領域）に導電性を与えて電荷の蓄積を防ぎ、前面基板４の電位を安定化させる安定層としても機能する。加えて、反射層２４は、発光層２２を構成する蛍光体粒子をイオン等の粒子によるスパッタから保護する保護層としても機能する。このような反射層２４は、導電性反射膜、例えばアルミニウム金属膜により形成されている。
【００２７】
ここで、発光層２２に照射される電子線は、図３に示すように、エネルギー密度分布（電流密度分布）を有するエネルギー線である。なお、図３は、発光層２２に照射される電子線のエネルギー密度分布と発光層２２の電子線被照射領域との関係を示す模式図である。図３では、電子線のエネルギー密度分布を等高線状に平面上で示している。こうした形状になることは、表面伝導型電子放出素子の特徴として、文献１にも記載されている（文献１：M. Okuda et al., Society of Information Display 98（SID98）, p.185-188, 1998.）。
【００２８】
電子線は、高エネルギー密度部とそれ以外のエネルギー密度である低エネルギー密度部とを有している。高エネルギー密度部及び低エネルギー密度部は発光層２２に入射する。発光層２２は、電子線の高エネルギー密度部が照射される高エネルギー被照射領域Ｒ１とその他の被照射領域であって電子線の低エネルギー密度部が照射される低エネルギー被照射領域Ｒ２とを有している。
【００２９】
電子線の電流密度の違いは、フォトカウンティング法により計測している。すなわち、光電子増倍管への入射光をパルス計測して光量を算出している。蛍光体の発光量が、略電流密度に比例していると仮定し、電流密度差を計算している。こうしたシングルフォトンの計測では、出力パルスの波高分布に暗電流パルスや宇宙線パルス等も含まれる。これらについては、文献２に記載されているが、ノイズパルスを除いた光電子パルスの大きさとパルス数からその平均値と最大値を求めている（文献２：「光電子増倍管と関連製品」カタログ，浜松ホトニクス，カタログ番号  ＴＰＭＯ0005J01 FEB.2002 IP (3000)，ｐ．１２）。
【００３０】
電子線の高エネルギー密度部は、電子線の低エネルギー密度部に対して相対的にエネルギー密度が高い。上記方法によれば、高エネルギー密度部は、電子線の平均エネルギー密度の１．５倍以上のエネルギー密度を有している。なお、電子線の最大エネルギー密度は、電子線の平均エネルギー密度の３倍以上である。また、電子線のエネルギーは、例えば４ｋｅＶ乃至１５ｋｅＶである。
【００３１】
反射層２４には、図１及び図４に示すように、平坦な部分である平坦部２４ａが発光層２２の低エネルギー被照射領域Ｒ２（図３参照）に対向させて設けられている。この平坦部２４ａは、反射層２４の発光層２２側の表面に平坦に形成されている。平坦部２４ａと発光層２２との間には、無視できる程度の微少な空間３１が設けられている。この空間３１は、反射層２４の表面に平坦部２４ａを形成する際に形成される空間である。なお、平坦部２４ａの反射率は、例えば６０〜８０％程度である。
【００３２】
さらに、反射層２４には、図１及び図４に示すように、反射層２４の反射率、すなわち平坦部２４ａより低い反射率を有し発光層２２により発生した光を反射する低反射部２４ｂが発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１（図３参照）に対向させて設けられている。この低反射部２４ｂは、反射層２４の発光層２２側の表面に凹凸状に形成されている。また、この低反射部２４ｂは、図５及び図６に示すように、反射層２４が部分的に欠損した部分であってもよく、例えば反射層２４の一部を故意に形成しない部分であったり、あるいは反射層２４の一部を除去した部分であったりしてもよい。なお、低反射部２４ｂの反射率は、反射層２４の反射率、すなわち平坦部２４ａの反射率の４／５以下になるように設定されている。
【００３３】
このような構成の画像表示装置１では、反射層２４にアノード電圧が印加され、各電子放出素子１２の一対の素子電極１２ａ間にカソード電圧（画像信号）が選択的に印加される。この電圧印加により電界が生じ、生じた電界により量子トンネル効果に基づいて一対の素子電極１２ａ間から電子が放出される。放出された電子の一部は、前面基板４上の反射層２４が形成する電界に引っ張られ、反射層２４に向かって加速される。加速された電子は反射層２４を通過して発光層２２に到達する。このようにして、電子線が発光層２２に照射される。電子線が照射された発光層２２は、電子励起により発光する。このとき、反射層２４は、発光層２２で発生した光のうち、背面基板２方向に進む光を反射する。これにより、各発光層２２の輝度、すなわち表示画面の輝度は向上する。
【００３４】
このように本実施の形態の画像表示装置１によれば、反射層２４に発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１に対向する低反射部２４ｂを設けることによって、発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１に対向する部分の反射層２４の反射率が下げられ、発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１の光量は抑えられるので、発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１の輝度は低くなる。これにより、発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１の輝度低下が目立たなくなり、発光層２２全体の輝度低下速度は低減するので、発光層２２全体の輝度が高エネルギー被照射領域Ｒ１の輝度低下に伴って引きずられ早く低下するように知覚されることを防止し、画像表示装置１の信頼性を向上させることができる。
【００３５】
ここで、例えば、画像表示装置１の反射層２４にアノード電圧として１０ｋＶを印加し、電子放出素子１２の一対の素子電極１２ａにカソード電圧として１５Ｖを印加する。このとき、電圧は、矩形パルスとして、パルス幅２０μｓ及び周波数６０Ｈｚの条件で与えられる。このような条件で画像表示装置１による画像表示を行った。本実施の形態に係る画像表示装置１の各発光層２２の輝度は、比較例の画像表示装置（反射層２４に低反射部２４ｂを設けていない画像表示装置）の各発光層２２の輝度が初期輝度の８０％まで低下したときでも、初期輝度の９０％を維持していた。これにより、発光層２２全体の輝度低下速度が半減することが確認された。この効果は、特にＺｎＳ蛍光体粒子（緑色及び青色の蛍光体粒子）を有する発光層２２に顕著である。これは、赤色の蛍光体粒子を有する発光層２２は、蛍光体自身の劣化速度が非常に遅いためであり、本発明の実施の形態による効果は、蛍光体の種類によって異なる特徴を有する。ここで、発光層２２全体の輝度低下速度を低減させる効果は、発光層２２が硫化物系蛍光体等の輝度劣化速度の速い蛍光体粒子を有している場合に特に有効である。
【００３６】
また、反射層２４は電圧印加により電子線を発光層２２に向かって誘導する電極であることから、反射層２４と別にアノード電極を設ける必要が無いので、製造工程数の削減、小型化及び低価格化を実現することができる。
【００３７】
また、低反射部２４ｂは反射層２４の表面に凹凸状に形成されているか、または反射層２４の一部を欠損させて設けた部分（例えば穴）であることから、必要な反射率を有する低反射部２４ｂを簡単な構成で形成することが可能になるので、反射層２４に容易に低反射部２４ｂを設けることができる。反射層２４の表面に凹凸状に低反射部２４ｂを形成する場合、発光層２２の形成状態によっても異なるが、非接触表面粗さ計で計測した場合、最大粗さで２μｍ以上の粗さを有している。
【００３８】
また、低反射部２４ｂの反射率は、反射層２４、すなわち平坦部２４ａの反射率の４／５以下であることから、発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１の光量を確実に抑制することが可能になるので、発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１の輝度を抑えることができる。
【００３９】
また、電子線の高エネルギー密度部は電子線の平均エネルギー密度に比べ１．５倍以上のエネルギー密度を有していることから、発光層２２全体の輝度低下速度を低減させる効果は特に有効である。
【００４０】
また、電子線のエネルギーは４ｋｅＶ乃至１５ｋｅＶであることから、電子線が反射層２４を通過して発光層２２に到達し、発光層２２は電子線の照射により発光することができ、さらに、発光層２２は十分な輝度を得ることができる。また、このように電子線のエネルギーが４ｋｅＶ乃至１５ｋｅＶである場合には、発光層２２全体の輝度低下速度を低減させる効果は特に有効である。
【００４１】
［画像表示装置の製造方法］
次に、画像表示装置１の製造方法、特に前面基板４の製造方法について説明する。この製造方法は、複数の製造工程を有している。
【００４２】
まず、前面基板４を製造するため、ガラス基板等の基板２１を用意する。次に、図７に示すように、基板２１上の全面に感光層４１を形成する。感光層４１としては、例えばフォトレジストを用いる。次いで、図７に示すように、露光用の光源（図示せず）によりフォトマスク４２を介して基板２１上に形成された感光層４１を露光する。フォトマスク４２は、遮光層２３形成用の所定パターンを有するマスクである。
【００４３】
その後、感光層４１を現像して選択的に除去し、図８に示すように、所定パターンの感光層４１を基板２１上に残す。次いで、所定パターンの感光層４１が形成された基板２１上の全面にカーボン剤（カーボンスラリー）を塗布する。塗布されたカーボン剤を乾燥及び焼成させ、リフトオフ法により感光層４１及びその感光層４１上のカーボン剤を除去する。これにより、図９に示すように、カーボン剤からなる遮光層２３が基板２１上に形成される。
【００４４】
次に、遮光層２３が形成された基板２１上に、図１０に示すように、赤、緑及び青の各発光層２２を形成する。具体的には、遮光層２３が形成された基板２１上の全面に感光性の赤色蛍光体スラリーを塗布し、赤色の発光層２２形成用のフォトマスクを介して露光し、その後、現像する。次いで、赤色の発光層２２を形成した基板２１上の全面に感光性の緑色蛍光体スラリーを塗布し、緑色の発光層２２形成用のフォトマスクを介して露光し、その後、現像する。さらに、赤色及び緑色の各色の発光層２２を形成した基板２１上の全面に感光性の青色蛍光体スラリーを塗布し、青色の発光層２２形成用のフォトマスクを介して露光し、その後、現像する。
【００４５】
次いで、各発光層２２上及び遮光層２３上に、図１１に示すように、表面が平坦である平坦層４３を形成する。平坦層４３としては、例えば樹脂層を形成する。樹脂層の形成方法としては、スプレー塗布法等を用いる。
【００４６】
その後、図１２に示すように、各発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１に対向する平坦層４３の一部分を除去する。平坦層４３の一部分を除去する除去方法としては、各発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１に対向する平坦層４３の一部分にレーザ光を照射し、平坦層４３の一部分を蒸発揮散させる。これにより、各発光層２２の表面の一部分が露出する。なお、発光層２２の表面は、蛍光体粒子等により凹凸を有する表面である。
【００４７】
最後に、各発光層２２上及び遮光層２３上に、一部分が除去された平坦層４３を介し、図１３に示すように、蒸着法又はスパッタ法により反射層２４を形成する。反射層２４としては、例えば、厚さが約１００ｎｍであるアルミニウム金属膜を形成する。この反射層２４は、平坦層４３の平滑表面に馴染むように付着して形成される。このとき、反射層２４の表面には、反射率が高い平坦部２４ａが形成され、同時に、低反射部２４ｂが凹凸状に形成される。これにより、平坦部２４ａ及び低反射部２４ｂを有する反射層２４が形成される。このように反射層２４の形成時に平坦部２４ａ及び低反射部２４ｂも形成されるので、反射層２４、平坦部２４ａ及び低反射部２４ｂを同一工程で形成することができる。このようにして、前面基板４が完成する。
【００４８】
なお、反射層２４の一部が欠損した低反射部２４ｂを形成する場合には（図５及び図６参照）、平坦層４３を形成した後、その平坦層４３上に蒸着法又はスパッタ法により反射層２４を形成する際に、図１４に示すように、少なくとも高エネルギー被照射領域Ｒ１に相当する位置の一部が蒸着源又はスパッタターゲットの陰になるように遮蔽物５１を設置することで、反射層２４の一部が欠損した低反射部２４ｂを形成することができる。さらに、反射層２４を形成した後、少なくとも高エネルギー被照射領域Ｒ１に相当する位置の一部に反射層２４を腐食することができる薬剤、例えば反射層２４がアルミニウム膜である場合には、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ性水溶液あるいは希塩酸等の酸性水溶液を付着させることにより反射層２４の一部を除去することによっても、反射層２４の一部が欠損した低反射部２４ｂを形成することができる。
【００４９】
次に、背面基板２を製造するため、ガラス基板やセラミック基板等の基板１１を用意する。基板１１の表面上にスパッタ成膜法及びフォトリソグラフィ法を用いて表面伝導型の複数の電子放出素子１２、すなわち複数の一対の素子電極１２ａを前面基板４上の各発光層２２に対応させて形成する。この一対の素子電極１２ａは、厚さが約５ｎｍであるＴｉ層と厚さが約１００ｎｍであるＮｉ層とを積層することで形成される。また、電子放出源となる素子電極１２ａ間には、パラジウム化合物が配置される。なお、一対の素子電極１２ａの間隔は約２０μｍに設定される。続いて、各電子放出素子１２が形成された基板１１上に、蒸着法によりＣｒ及びＣｕを形成し、フォトリソグラフィ法を用いて、各種の配線を有する配線層を形成する。
【００５０】
次に、背面基板２と前面基板４とを支持枠３を介してガラスフリット等の接合材により接合する。このとき、背面基板２と前面基板４とは支持枠３を介して接合材により高温下で接合されるため、前面基板４の平坦層４３は蒸発して除去され、微少な空間３１（図４参照）が形成される。接合材としては、例えばガラスフリットや融点が１２０〜４００゜Ｃ程度の低融点金属材料等を用いる。この低融点金属材料としては、インジウム（Ｉｎ）、インジウム−金系の低融点合金、錫（Ｓｎ）系高温はんだ、鉛（Ｐｂ）系高温はんだ、亜鉛（Ｚｎ）系高温はんだ、錫−鉛系標準はんだ及びろう材等が挙げられる。
【００５１】
背面基板２と前面基板４とを支持枠３を介して接合した後、背面基板２、支持枠３及び前面基板４により囲まれた空間を排気して真空にする。なお、背面基板２、支持枠３及び前面基板４の接合後に排気を行う場合には、接合時の雰囲気の圧力は常圧／減圧のいずれであってもよい。また、雰囲気を構成する気体は、大気であっても、あるいは窒素ガスや希ガス（例えばＡｒガス）を含む不活性ガスであってもよい。
【００５２】
このように本実施の形態の製造方法によれば、基板２１上に発光層２２を形成し、形成した発光層２２上に、発光層２２により発生した光を反射する反射層２４、及び電子線の高エネルギー密度部が照射される発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１に対向する低反射部２４ｂを形成することによって、製造工程数を抑えて、発光層２２、反射層２４及び低反射部２４ｂを有する前面基板４を製造することができ、その結果として、製造上の歩留まりの向上を実現することができる。
【００５３】
特に、発光層２２上の反射層２４に低反射部２４ｂを形成することによって、発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１に対向する部分の反射層２４の反射率が下げられ、発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１からの取り出し光量は抑えられるので、発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１の輝度は低くなる。これにより、高エネルギー被照射領域Ｒ１の輝度低下が目立たなくなり、発光層２２全体の輝度低下速度は低減するので、発光層２２全体の輝度が高エネルギー被照射領域Ｒ１の輝度低下に伴って引きずられ早く低下するように知覚されることを防止し、画像表示装置１の信頼性を向上させることができる。
【００５４】
また、低反射部２４ｂを反射層２４の表面に凹凸状に形成することから、発光層２２の表面の凹凸を利用する処理や平坦層４３の表面を荒らす処理のような簡単な処理により低反射部２４ｂを形成することができ、その結果として、製造上の歩留まりの向上を実現することができる。
【００５５】
また、発光層２２上に平坦層４３を形成し、発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１に対応する平坦層４３の一部分を除去し、その一部分を除去した平坦層４３上及び発光層２２上に反射層２４を形成することによって、反射層２４の形成時に低反射部２４ｂも形成されるので、反射層２４と低反射部２４ｂとを同一工程で形成することが可能になり、製造工程数の削減を実現することができる。
【００５６】
また、発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１に対向する平坦層４３の一部分にレーザ光を照射することによって、発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１に対向する平坦層４３の一部分を除去することから、レーザ光により希望する箇所を容易に除去することが可能になるので、簡単に発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１に対向させて平坦層４３の一部分を除去することができ、その結果として、容易に反射層２４に低反射部２４ｂを形成することができる。
【００５７】
また、輝度低下速度低減の効果は、低反射部２４ｂの反射率が、反射層２４、すなわち平坦部２４ａの反射率の４／５以下でも得られるが、反射率をさらに低下させることで、さらに発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１の輝度を抑えることにつながり、より輝度低下速度を低減させることができる。例えば、平坦層４３を形成した後、その平坦層４３上に蒸着法又はスパッタ法により反射層２４を形成する際に、少なくとも高エネルギー被照射領域Ｒ１に相当する位置の一部が蒸着源またはスパッタターゲットの陰になるように遮蔽物５１を設置することで、反射層が形成されない低反射部２４ｂを形成したり、いったん反射層２４を形成した後、少なくとも高エネルギー被照射領域Ｒ１に相当する位置の一部に、反射層２４を腐食することができる薬剤、例えば反射層２４がアルミニウム膜である場合には水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ性水溶液あるいは希塩酸等の酸性水溶液を付着させることによりその一部を除去することもできる。この方法によって、低反射部２４ｂを形成する場合にも、発光層２２を形成する蛍光体全体の輝度劣化速度を低減させることができる。さらに、この場合には、反射層２４と基板２１で囲まれた領域に電子線照射で発生すると推定されるガスを抜くことにも寄与でき、より効果的である。
【００５８】
また、蒸着法又はスパッタ法等によって反射層２４を形成する際に、蒸着源またはスパッタターゲットに対して遮蔽物５１を設置するだけで、低反射部２４ｂを形成することができる。あるいは、反射層２４を形成した後、所定位置に薬剤を付着させるだけで低反射部２４ｂを形成することができる。このように反射層２４を部分的に形成しない場合の効果も、高エネルギー被照射領域Ｒ１全域に渡るとより効果的であるが、全く反射層２４を形成しないと発光効率が極端に低下し、画像表示装置１としての必要発光量に満たない場合もある。このような場合には、図５に示すように、例えば蛍光体粒子系程度の小さな領域であって反射層２４を形成しない領域を高エネルギー被照射領域Ｒ１に対し、本発明の実施の形態を満たす反射率になる条件範囲で略均等に配置すればよい。
【００５９】
［他の実施の形態］
なお、本発明の実施の形態においては、低反射部２４ｂを反射層２４と同一材料により反射層２４の発光層２２側の表面に凹凸状に形成しているか、または反射層２４の一部を欠損させることによって低反射部２４ｂを形成しているが、これに限るものではなく、例えば、図１５及び図１６に示すように、低反射部２４ｂを反射層２４と他の材料であって反射層２４より低い反射率を有する材料により形成するようにしてもよい。この材料としては、チタン、バリウム及びクロム等を用いることができる。この場合には、用いる材料を変えることにより簡単に低反射部２４ｂの反射率を変更することが可能になるので、所望する反射率を有する低反射部２４ｂを容易に形成することができる。
【００６０】
図１５に示すような前面基板４では、低反射部２４ｂは発光層２２と反射層２４との間に設けられている。このような前面基板４を製造する製造工程では、図１２に示すような各発光層２２及び遮光層２３が形成された基板２１上に、一部分が除去された平坦層４３を介して反射層２４より低い反射率を有する金属層を形成し、その金属層をフォトリソグラフィ法等により部分的に除去し、複数の低反射部２４ｂを形成する。その後、各低反射部２４ｂ及び平坦層４３上に蒸着法又はスパッタ法により反射層２４を形成する。これにより、図１５に示すような前面基板４が完成する。
【００６１】
図１６に示すような前面基板４では、低反射部２４ｂは、反射層２４に形成された貫通孔５２内に設けられている。このような前面基板４を製造する製造工程では、図１１に示すような平坦層４３が形成された基板２１上にフォトリソグラフィ法等により、各発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１に対向する複数の貫通孔５２を有する反射層２４を形成する。その後、反射層２４の各貫通孔５２内にフォトリソグラフィ法等により低反射部２４ｂを形成する。これにより、図１６に示すような前面基板４が完成する。
【００６２】
また、本発明の実施の形態においては、電子放出素子１２として表面伝導型の電子放出素子を用いているが、これに限るものではなく、例えばスピント型やカーボンナノチューブ型の電子放出素子を用いるようにしてもよい。
【００６３】
また、本発明の実施の形態においては、蛍光体粒子により発光層２２を形成しているが、これに限るものではなく、他の発光体により発光層２２を形成するようにしてもよい。
【００６４】
また、本発明の実施の形態においては、１つの画素（発光層２２）に１つの電子放出素子１２を対応させて設けているが、これに限るものではなく、例えば１つの画素に複数の電子放出素子１２を対応させて設けるようにしてもよい。
【００６５】
また、本発明の実施の形態においては、各発光層２２をマトリクス状に設けているが、これに限るものではなく、例えばストライプ状に設けるようにしてもよい。同様に、本実施の形態においては、遮光層２３をマトリクス状に設けているが、これに限るものではなく、例えばストライプ状に設けるようにしてもよい。
【００６６】
また、本発明の実施の形態においては、平坦層４３の一部分を除去して発光層２２の凹凸表面を露出させることによって、反射層２４に低反射部２４ｂを形成しているが、これに限るものではなく、例えば、平坦層４３の一部分を荒らすことにより、図１７に示すように、反射層２４の表面に凹凸を形成して低反射部２４ｂを形成するようにしてもよく、また、発光層２２の高エネルギー被照射領域Ｒ１に対向させて平坦層４３に、所定の表面粗さを有する面を押し付けることにより、反射層２４に低反射部２４ｂを形成するようにしてもよい。
【００６７】
また、本発明の実施の形態においては、感光性の蛍光体スラリーを用いてフォトリソグラフィ法により各色の発光層２２を形成しているが、これに限るものではなく、例えばスクリーン印刷法によって各発光層２２を形成するようにしてもよく、また、沈降法によって形成するようにしてもよい。この沈降法は、蛍光体粒子が分散された溶媒中に基板２１を置き、その基板２１上に蛍光体粒子を沈降体積させることによって、発光層２２を形成する方法である。
【００６８】
また、本発明の実施の形態においては、反射層２４をアルミニウム金属により形成しているが、これに限るものではなく、例えば、バリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニッケル及びクロム等の金属、あるいはこれらを含んだ金属により形成するようにしてもよい。
【００６９】
また、本発明の実施の形態においては、電子線の高エネルギー密度部は、電子線の平均エネルギー密度の１．５倍以上のエネルギー密度を有しているが、これに限るものではない。さらに、電子線の最大エネルギー密度は、電子線の平均エネルギー密度の３倍以上であるが、これに限るものではない。加えて、電子線のエネルギーは４ｋｅＶ乃至１５ｋｅＶであるが、これに限るものではない。
【００７０】
また、本発明の実施の形態においては、各層の形成方法及び各種の形成材料は例示であり、これに限るものではない。
【００７１】
最後に、本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の一形態に係る画像表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す画像表示装置が備える前面基板の概略構成を示す平面図である。
【図３】図２に示す前面基板の発光層の電子線被照射領域と電子線のエネルギー密度分布との関係を示す模式図である。
【図４】図２に示す前面基板の概略構成を示すＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】図１に示す画像表示装置が備える前面基板の別の概略構成を示す平面図である。
【図６】図５に示す前面基板の概略構成を示すＸ−Ｘ線断面図である。
【図７】図２及び図４に示す前面基板の製造工程を示す第１の工程断面図である。
【図８】第２の工程断面図である。
【図９】第３の工程断面図である。
【図１０】第４の工程断面図である。
【図１１】第５の工程断面図である。
【図１２】第６の工程断面図である。
【図１３】第７の工程断面図である。
【図１４】図５及び図６に示す前面基板の製造工程を示す工程断面図である。
【図１５】図２に示す前面基板の変形例の概略構成を示すＸ−Ｘ線断面図である。
【図１６】図２に示す前面基板の他の変形例の概略構成を示すＸ−Ｘ線断面図である。
【図１７】図２に示す前面基板の他の変形例の概略構成を示すＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１      画像表示装置
２      放出基板（背面基板）
４      発光基板（前面基板）
１２    電子放出素子
２１    基板
２２    発光層
２４    反射層
２４ａ  低反射部
４３    平坦層
５１    遮蔽物
Ｒ１    高エネルギー被照射領域
【図１】
2007027063.tif 000003
【図２】
2007027063.tif 000004
【図３】
2007027063.tif 000005
【図４】
2007027063.tif 000006
【図５】
2007027063.tif 000007
【図６】
2007027063.tif 000008
【図７】
2007027063.tif 000009
【図８】
2007027063.tif 000010
【図９】
2007027063.tif 000011
【図１０】
2007027063.tif 000012
【図１１】
2007027063.tif 000013
【図１２】
2007027063.tif 000014
【図１３】
2007027063.tif 000015
【図１４】
2007027063.tif 000016
【図１５】
2007027063.tif 000017
【図１６】
2007027063.tif 000018
【図１７】
2007027063.tif 000019