(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性のパネルの内面にフィルタ層を所定のパターンで配列したカラーフィルタにおいて、
少なくとも1色の前記フィルタ層は、1×10-5Ω・m以下の電気抵抗率を有する酸化物半導体からなる酸化物マトリクス中に粒径が2.5〜35.0nmの範囲の金微粒子が分散、含有された薄膜からなることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記薄膜中で前記金微粒子の前記酸化物半導体に対する割合が、モル比で0.1〜8.0％の範囲であることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記酸化物半導体が、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化ルテニウム（ＲｕＯx）、酸化レニウム（ＲｅＯx）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）、酸化銅（Ｃｕ2Ｏ）、酸化銀（Ａｇ2Ｏ）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、および酸化タングステン（ＷＯx）から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
金微粒子と金属アルコキシドをそれぞれ含むコーティング液を、透光性のパネル上に塗布した後、乾燥し焼成することにより、1×10-5Ω・m以下の電気抵抗率を有する酸化物半導体からなる酸化物マトリクス中に粒径が2.5〜35.0nmの範囲の金微粒子が分散、含有された薄膜を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
前記コーティング液の調製工程が、有機溶媒に溶解したテトラクロロ金（III）酸四水和物の溶液に、酸性の水溶液を添加する工程と、前記工程で得られた溶液を、前記金属アルコキシドの溶液に加えて加水分解する工程とを有することを特徴とする請求項４記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項６】
前記酸化物半導体が、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化ルテニウム（ＲｕＯx）、酸化レニウム（ＲｅＯx）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）、酸化銅（Ｃｕ2Ｏ）、酸化銀（Ａｇ2Ｏ）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、および酸化タングステン（ＷＯx）から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項４または請求項５記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項７】
透光性のパネルと、前記パネルの内面にそれぞれ配設された光吸収層およびカラーフィルタと、前記カラーフィルタに対して前記パネルと反対側の背面側に配置された蛍光体層とを備え、前記カラーフィルタが、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のカラーフィルタであることを特徴とするカラー表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタとその製造方法、およびそれを備えたカラー陰極線管、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）のようなカラー表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラー陰極線管のようなカラー表示装置のフェースパネルの内面には、青、緑、赤の各色の蛍光体層が、ドット状やストライプ状に配列されて形成されており、この蛍光体層に電子ビーム等が衝突して蛍光体が各色に発光することにより、画像表示がなされている。
【０００３】
従来から、このようなカラー表示装置の輝度やコントラスト、発光色度の改善を目的として、蛍光体粒子の表面に、その発光色と同色の光を透過する各色の顔料粒子をコーティング（被覆）する方法、あるいは蛍光体層とフェースパネルとの間に、蛍光体層の発光色と同色の光を透過する各色の顔料層から構成されるカラーフィルタを設置する方法が採られている。
【０００４】
このような蛍光体コーティング用やカラーフィルタ形成用の顔料としては、有機系や無機系の顔料の使用が考えられるが、顔料の持つ光学特性や耐熱性あるいは有毒性のために、使用することができる顔料が限られていた。すなわち、有機系顔料は、光学特性は良好であるが耐熱性が劣るため、熱処理工程を必要とする陰極線管をはじめとするカラー表示装置には用いることができなかった。また、無機系顔料のうちでカドミウム系の顔料は、光学特性および耐熱性が良好であるが、毒性を有するため用いることができなかった。従って、カラー表示装置のカラーフィルタ用顔料等には、光学特性はやや劣るものの、耐熱性に優れ、毒性のないベンガラ（Ｆｅ2Ｏ3）を用いざるを得なかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ベンガラは紫外線領域の波長の吸収が大きいという光学特性を有するため、蛍光体表面へのコーティングやカラーフィルタの設置により、蛍光体層の形成工程等において、フォトレジストの露光量が少なくなっていた。すなわち、フォトリソグラフィによる蛍光体層の形成において、フォトレジストの硬化のために照射される紫外線の一部を、ベンガラを含む蛍光体コーティング膜やカラーフィルタが吸収してしまうため、フォトレジストへの十分な紫外線照射が行われないという問題があった。従って、光学特性と耐熱性および無毒性に優れ、さらに蛍光体層の形成等の際にフォトレジストへの紫外線照射を阻害しないカラーフィルタ用材料が従来から求められている。
【０００６】
また、ベンガラ等の顔料の使用では、蛍光体層とブラックマトリクス（ＢＭ）との間に、絶縁性の蛍光体コーティング膜あるいはカラーフィルタが設置されるため、蛍光体層とＢＭとが電気的に絶縁される。その結果、蛍光体層が帯電し易くなり、表示装置の輝度が低下するという問題が発生していた。
【０００７】
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、光学特性、耐熱性および無毒性に優れ、かつ蛍光体層形成等の際のフォトレジストへの紫外線照射を阻害することがないカラーフィルタとその製造方法、およびそのようなカラーフィルタを備え、発光色度が良好で輝度やコントラスト等の表示特性に優れたカラー表示装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラーフィルタは、透光性のパネルの内面にフィルタ層を所定のパターンで配列したカラーフィルタにおいて、少なくとも1色の前記フィルタ層は1×10-5Ω・m以下の電気抵抗率を有する酸化物半導体からなる酸化物マトリクス中に粒径が2.5〜35.0nmの範囲の金微粒子が分散、含有された薄膜からなることを特徴としている。
【０００９】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、金微粒子と金属アルコキシドをそれぞれ含むコーティング液を、透光性のパネル上に塗布した後、乾燥し焼成することにより、1×10-5Ω・m以下の電気抵抗率を有する酸化物半導体からなる酸化物マトリクス中に粒径が2.5〜35.0nmの範囲の金微粒子が分散、含有された薄膜を形成することを特徴としている。
【００１０】
本発明のカラー表示装置は、透光性のパネルと、前記パネルの内面にそれぞれ配設された光吸収層およびカラーフィルタと、前記カラーフィルタに対して前記パネルと反対側の背面側に配置された蛍光体層とを備え、前記カラーフィルタが、上記した本発明のカラーフィルタであることを特徴としている。
【００１１】
本発明においては、酸化物マトリクス中に金微粒子を分散、含有させた薄膜をカラーフィルタに適用しているため、光学特性、耐熱性および無毒性に優れたカラーフィルタを得ることができる。なお、金微粒子単独では乾燥により粒子が凝集しあるいは粒成長して黒化してしまうが、金微粒子を酸化物のマトリクス中に均一に分散させることによって、金微粒子の粒径が微細なままに保たれ、黒化することなく可視光の選択的な吸収が維持される。このようなカラーフィルタは、粒径を制御された金微粒子と金属アルコキシド等を含むコーティング液を、透光性のパネル上に塗布した後に乾燥し、その後の熱処理工程で焼成することにより形成することができる。
【００１２】
そして、本発明のカラーフィルタにおいては、フィルタ薄膜中に分散・含有された金微粒子が、従来から赤色顔料として用いられてきたベンガラに比べて、紫外線領域の光の吸収が著しく少ないという光学特性を有する。そのため、蛍光体層等の形成の際のフォトレジストへの紫外線照射が阻害されず、十分な量の紫外線をフォトレジストに照射することができる。さらに、金微粒子分散のマトリクスを構成する酸化物として、電気抵抗値が低い金属酸化物（酸化物半導体）を用いているため、金微粒子を含むカラーフィルタに十分な導電性を付与することができる。その結果、蛍光体層とＢＭとの間の電気的接続が可能となり、蛍光体層の帯電による輝度低下を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態としての陰極線管用カラーフィルタの概略構成を示す断面図である。同図において、符号１はフェースプレートのガラスパネルを示し、このパネル１の内面には、ブラックマトリックスとして形成された光吸収層２とカラーフィルタ３がそれぞれ配設されている。カラーフィルタ３上には、青、緑、赤の各色の蛍光体層４が、ドット状やストライプ状に配列されて形成されている。
【００１５】
カラーフィルタ３は、各色のフィルタ層が、蛍光体層４の発光色と同色の光を透過するように、光吸収層２の所定形状（例えば円形ドット状）のホールに規則的に配列・形成されている。そして、このカラーフィルタ３においては、少なくとも1色のフィルタ層が、酸化物マトリクス中に金微粒子が分散された薄膜（以下、金コロイド分散酸化物マトリクス薄膜と記す）となっている。ここで、金微粒子の粒径は2.5〜35.0nmの範囲とすることが好ましい。より好ましい粒径の範囲は10.0〜30.0nmであり、さらに望ましくは10.0〜25.0nmである。
【００１６】
このような金微粒子が分散・含有されるマトリクスを構成する酸化物としては、可視光に対して透明である酸化物を用いることが好ましい。
【００１７】
さらに、マトリックスを構成する酸化物には、1×10-5Ω・m以下の電気抵抗率を有する酸化物（半導体）が使用される。そのような酸化物半導体としては、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化ルテニウム（ＲｕＯx）、酸化レニウム（ＲｅＯx）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）、酸化銅（Ｃｕ2Ｏ）、酸化銀（Ａｇ2Ｏ）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、および酸化タングステン（ＷＯx）等を挙げることができる。
【００１８】
金コロイド分散酸化物マトリクス薄膜中で、金微粒子の酸化物マトリクスに対する割合は、ＳｉＯ2に対してはモル比で1.0〜8.0％の範囲であることが好ましい。より好ましい割合は1.5〜6.0％であり、さらに望ましい割合は1.5〜4.5％である。また、金微粒子の前記した酸化物半導体に対する割合は、モル比で0.1〜8.0％であることが好ましい。
【００１９】
このようなフィルタ層（金コロイド分散酸化物マトリクス薄膜）は、例えば以下のようにして作製される。まず、コーティング液（金コロイド分散液）を調製する。すなわち、有機溶媒に溶解したテトラクロロ金（III）酸四水和物（ＨＡｕＣｌ4・4Ｈ2Ｏ）の溶液に、酸を添加して得られた塩化金酸の溶液を、酸化物マトリクスの形成材料の溶液に添加した後、40℃で2時間程度還流し加水分解することにより、金コロイド分散液を得る。
【００２０】
このとき、溶媒としてはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールをはじめとするアルコール系溶媒や、セロソルブ系溶媒、メチルエチルケトンをはじめとするケトン系溶媒を用いることができる。また、テトラクロロ金（III）酸四水和物の溶液に添加する酸としては、塩酸、硝酸等の無機酸や、酢酸等の有機酸を用いることができる。さらに、酸化物マトリクスの形成材料としては、チタンテトラエトキシドやスズテトラエトキシドのような前記した酸化物半導体を構成する金属を含むアルコキシドを用いることができる。
【００２１】
このようにして調製されたコーティング液（金コロイドと酸化物マトリクスの形成材料を含む分散液）を、スピンコート法やディップコート法等により、パネルの上に塗布し乾燥した後、焼成することによって、フィルタ層（金コロイド分散酸化物マトリクス薄膜）が得られる。また、公知のフォトリソ法によりパターニングを行うことができる。すなわち、前記金コロイド分散液に、適宜選択される感光性成分を加えてコーティング液を調製し、このコーティング液をパネルに塗布・乾燥し、シャドウマスクを介して所定の位置に露光し現像することにより、パターニングされたフィルタ層を形成することができる。また、別にフォトレジスト塗膜を積層・形成する2層式のフォトリソ法により、パターニングを行うことも可能である。
【００２２】
次に、このようなカラーフィルタを有するカラー表示装置の実施例として、カラー陰極線管、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、およびプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）について、図面に基づいて説明する。
【００２３】
カラー陰極線管は、図２（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示すように、透光性のパネルであるガラスパネル７とファンネル８とネック９とからなる外囲器を有している。パネル７の内面には、蛍光体スクリーン１０が設けられ、さらにその内側に、蛍光体スクリーン１０に対向してシャドウマスク１１が配置されている。一方、外囲器のネック９内には電子ビーム１２を放出する電子銃１３が配設されている。
【００２４】
また、ファンネル８の内側には、電子銃１３から放出される電子ビーム１２を外部磁界から遮蔽するインナーシールド１４が配置されている。ファンネル８の外側には、発生する磁界で電子ビーム１２を偏向させる偏向装置１５が配置されている。蛍光体スクリーン１０は、マトリクス状に形成された光吸収層１６と、そのホール部に規則的に配列・形成された各色の蛍光体層１７とから構成され、蛍光体層１７とパネル７との間には、蛍光体層１７の発光色に対応した色のフィルタ層１８を有するカラーフィルタ１９が設けられている。
【００２５】
本発明のカラー表示装置の第２の例であるフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）は、図３に示すように、電子放出側基板２０と発光側基板２１とが互いに平行に対向配置されて形成された真空外囲器２２を有している。電子放出側基板２０では、シリコン基板２３上に多数のキャビティ２４を有する二酸化シリコン膜２５が形成されており、その上にはモリブデンやニオブ等からなるゲート電極２６が形成されている。キャビティ２４の内部のシリコン基板２３上には、モリブデンからなるコーン状の電子放出素子２７が形成されている。
【００２６】
また、発光側基板２１においては、ガラスパネル２８の電子放出素子２７と対向する面に、光吸収層と各色の蛍光体層とから構成される蛍光体スクリーン１０が形成されている。蛍光体層とガラスパネル２８との間には、蛍光体層の発光色に対応したカラーフィルタ（図示を省略）が設けられている。さらに、ガラスパネル２８等の重量並びに大気圧によってシリコン基板２３に加わる荷重を支えるために、電子放出側基板２０と発光側基板２１との間には、支持部材２９が配設されている。
【００２７】
さらに、本発明のカラー表示装置の第３の例であるＡＣ型ＰＤＰは、図４に示すように、背面基板３０と前面基板３１とが互いに平行に対向して配置されており、両者は背面側ガラス基板３０ａ上に配設された複数のセル障壁３２により一定の間隔に保持されている。そして、前面基板３１では、ガラス基板３１ａの内面に光吸収層１６とカラーフィルタ１９が配置され、その上には維持電極である透明電極３３とバス電極である金属電極３４とで構成される複合電極３５が形成されている。また、複合電極３５を覆って誘電体層３６が形成され、さらにその上に保護層３７が形成されている。一方、背面側ガラス基板３０ａの前面には、複合電極３５と直交するように、アドレス電極３８がセル障壁３２の間に位置して形成されており、さらにアドレス電極３８上を覆うように、蛍光体層１７が設けられている。
【００２８】
次に、前記した実施形態でカラーフィルタのフィルタ層として用いられる金コロイド分散酸化物マトリクス薄膜の特性を図に基づいて説明する。まず、金微粒子（コロイド）の粒径を変化させ、金コロイド分散酸化物マトリクス薄膜の光透過率スペクトルを測定し、このスペクトルのボトム波長（吸収率が最大である波長）を求めた。こうして得られた金コロイドの粒径と金コロイド分散シリカ（ＳｉＯ2）マトリクス薄膜の光学特性（吸収最大波長）との関係を図５に示す。
【００２９】
このグラフから、金コロイドの粒径が小さいほど、スペクトルボトム波長（吸収最大波長）が短波長側にシフトして、得られる薄膜の色が赤み（ピンク色）がかり、特に粒径が2.5nmよりも小さいと、スペクトルボトム波長が著しく短波長側となるため、得られる薄膜が黄色みを帯び、かつ着色力が不足することが確認された。また、金コロイドの粒径が大きいほど、スペクトルボトム波長は長波長側にシフトし、得られる薄膜の色が青紫色になることが確認された。
【００３０】
次に、このような金コロイド分散シリカマトリクス薄膜のカラーフィルタを有するカラー表示装置において、金コロイドの粒径を変化させ、赤色発光の色度特性を測定した結果を、従来からの赤色顔料であるベンガラを使用して形成された赤色フィルタ層の特性と共に図６に示す。図６に示す色度図から、粒径25.0nmまでは金コロイドの粒径を大きくすると、発光色度のｙ値が減少すると共にｘ値が増加し、赤の色度特性が向上することが確認された。しかし、25.0nmを超えてさらに金コロイドの粒径を大きくすると、逆に色度のｙ値が増加すると共にｘ値が減少し、色度特性が劣化することが確認された。
【００３１】
図５および図６に示す測定結果から、金コロイドの粒径は2.5〜35.0nmであることが好ましく、より好ましくは10.0〜30.0nmであり、さらに望ましくは10.0〜25.0nmであることが分かった。すなわち、図５に示すグラフから、得られる薄膜に着色効果が認められ、カラーフィルタとして使用可能な金コロイドの粒径範囲が2.5〜35.0nmであり、特に金コロイドの粒径が10.0〜30.0nmのとき、赤色フィルタとして使用可能であることが分かった。また、図６に示すグラフから、赤色発光の色度特性について改善効果のある金コロイドの粒径範囲が10.0〜25.0nmであることが分かった。
【００３２】
また、金コロイド分散液を調製する際の、テトラクロロ金（III）酸四水和物とテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）とのモル比と、得られる金コロイドの粒径との関係を図７に示す。粒径が前記範囲にある金コロイドを得るためには、テトラクロロ金（III）酸四水和物とＴＥＯＳとのモル比は1.0〜8.0％であることが好ましく、より好ましくは1.5〜6.0％であり、さらに望ましくは1.5〜4.5％であることが、このグラフから確かめられた。なお、金コロイド分散液中でのテトラクロロ金（III）酸四水和物とＴＥＯＳとのモル比が、そのまま形成される膜中での金微粒子とシリカ（ＳｉＯ2）とのモル比となるので、金コロイド分散酸化物マトリクス薄膜中での金微粒子のＳｉＯ2に対する割合（モル比）も、前記したように1.0〜8.0％であることが好ましく、より好ましくは1.5〜6.0％、さらに望ましくは1.5〜4.5％である。
【００３３】
このような金コロイド分散酸化物（例えばシリカ）マトリクス薄膜の分光透過率スペクトルを、ベンガラを用いて形成されたフィルタ層の透過率スペクトルと共に図８に示す。金コロイド分散酸化物マトリクス薄膜の紫外線波長域の光透過率は、ベンガラから構成されるフィルタ層の紫外線波長域の透過率に対して、約5倍に増大しており、前者の薄膜ではベンガラからなるフィルタ層に比べて、紫外線波長域の吸収が大幅に減少していることが確認された。
【００３４】
このような効果を明らかにするために、カラー表示装置のカラーフィルタとして、ベンガラを含む薄膜および金コロイド分散シリカマトリクス薄膜をそれぞれ用いた場合に、蛍光体層形成工程において必要とされるフォトレジストへの紫外線照射量（露光量）を表１に示す。
【００３５】
【表１】
0004000044.tif 000002
【００３６】
表１から金コロイド分散酸化物マトリクス薄膜を用いることにより、蛍光体層形成の際のフォトレジストへの必要な露光量が減少し、露光工程での生産性が向上することが確認された。
【００３７】
次に、金コロイド分散酸化物マトリクス薄膜を用いたカラーフィルタの導電性と、それを備えたカラー陰極線管の輝度特性とをそれぞれ測定した。測定結果を表２に示す。なお、カラー陰極線管の製造は、次のようにして行った。すなわち、予めブラックマトリックス（ＢＭ）が形成されたフェースパネルを用意し、その内面にカラーフィルタとして金コロイド分散酸化物マトリクス薄膜を形成し、あるいはベンガラを用いてフィルタ層を形成し、さらにその上にスラリー法により蛍光体層を形成した後、公知の方法で組み立ててカラー陰極線管を得た。
【００３８】
【表２】
0004000044.tif 000003
【００３９】
表２から金コロイドが適切な金属酸化物のマトリクス中に分散された薄膜で形成したカラーフィルタを用いることにより、従来のベンガラで形成したカラーフィルタを用いたものに比べて、表面抵抗値が大幅に減少し、その結果カラー陰極線管の輝度が向上することが確認された。
【００４０】
なお、本発明は主に赤色フィルタに適用されるが、金コロイドの粒径を制御することにより、光透過スペクトルのボトム波長が変化するので、黄色系から青緑系までさまざまな光学特性を有するカラーフィルタを得ることが可能である。
【００４１】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００４２】
参考例１
以下に示す手順で、金コロイド分散シリカマトリクス薄膜形成用のコーティング液Ａを調製した。すなわち、テトラクロロ金（III）酸四水和物（ＨＡｕＣｌ4・4Ｈ2Ｏ）2.000gをエタノール7.990gに溶解し、これに35％の塩酸（ＨＣｌ）3.613gに水0.601gを加えた酸の水溶液を滴下し、塩化金酸の溶液を得た。次いで、得られた溶液を、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）18.066gのエタノール溶液に滴下した後、40℃で2時間程度還流し加水分解することにより、コーティング液Ａ（金コロイド分散液）を得た。
【００４３】
次に、このコーティング液Ａ（金コロイド分散液）に、適宜選択された感光剤を加えて赤色フィルタ用コーティング液を調製した。そして、この赤色フィルタ用コーティング液と、公知の方法で調製した青色顔料（例えば、アルミン酸コバルト（Ａｌ2Ｏ3−ＣｏＯ））を含む青色フィルタ用コーティング液、および緑色顔料（例えば、ＴｉＯ2−ＮｉＯ−ＣｏＯ−ＺｎＯ）を含む緑色フィルタ用コーティング液をそれぞれ用いて、公知のフォトリソ法によりパターニングを行うことにより、ＢＭが形成されたフェースパネルにカラーフィルタを形成した。
【００４４】
この後、従来の方式によりカラー陰極線管を製造した。すなわち、青色蛍光体（ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ）、緑色蛍光体（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）、および赤色蛍光体（Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ）を、それぞれＰＶＡ、ＡＤＣおよび界面活性剤と共に水中に混入し撹拌して、各色の蛍光体スラリーを調製した。これら各色の蛍光体スラリーを、上記したカラーフィルタを形成したフェースパネル上に塗布・乾燥し、シャドウマスクを介して所定の位置に露光し現像することにより、各色の蛍光体層を形成した。
【００４５】
こうして形成された蛍光体層上にメタルバック層を形成した後、ファンネルを封着し、電子銃を設置した後、管内を排気することにより、カラーフィルタを備えたカラー陰極線管を完成した。なお、前記した金コロイド分散液の塗布層は、封着および排気工程での熱処理により、赤色フィルタ層として有用な金コロイド分散シリカマトリクス薄膜となる。また、比較例１として、従来からの赤色顔料であるベンガラを使用して赤色フィルタ層を形成し、同様にしてカラーフィルタを備えたカラー陰極線管を製造した。
【００４６】
こうして参考例１および比較例１でそれぞれ得られたカラー陰極線管について、赤色発光の色度特性および輝度、コントラストの表示特性をそれぞれ測定した。測定結果を表３に示す。
【００４７】
参考例２
参考例１で用いたコーティング液Ａ（金コロイド分散液）に、適宜選択された感光剤を加えて調製された赤色フィルタ用コーティング液を使用して、参考例１と同様にしてフェースプレート（ガラスパネル）上にフィルタパターンを形成した。さらにこのパネルを用いて、カラーフィルタを備えたフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）を製造した。
【００４８】
すなわち、このフェースプレート（ガラスパネル）上に、参考例１と同様にして青色蛍光体層、緑色蛍光体層および赤色蛍光体層を、それぞれ所定の位置にパタ−ニングして形成し、その上にメタルバック層を形成した後、このフェースプレートを予め電子放出素子が形成された背面基板（リアプレート）と封着し、排気することにより、ＦＥＤを完成した。また、比較例２として、従来からの赤色顔料であるベンガラを使用して赤色フィルタ層を形成し、同様にしてカラーフィルタを備えたＦＥＤを製造した。
【００４９】
こうして参考例２および比較例２でそれぞれ得られたＦＥＤについて、赤色発光の色度特性および輝度、コントラストの表示特性をそれぞれ測定した。測定結果を表３に示す。
【００５０】
参考例３
参考例１で用いたコーティング液Ａ（金コロイド分散液）に適宜選択された感光剤を加えて調製された赤色フィルタ用コーティング液を使用して、参考例１と同様にして、前面側のガラス基板の内面にフィルタパターンを形成し、さらにこの基板を前面基板として用いて、カラーフィルタを備えたプラズマディスプレイを製造した。
【００５１】
すなわち、青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体を、それぞれテルピネオールおよびエチルセルロースと共に混合し撹拌したペーストを準備し、これらの蛍光体ペーストを予め障壁の形成されたガラス基板の所定の位置にスクリーン印刷で形成することにより、蛍光体パターンを有する背面基板を得た。そして、この背面基板を上記したカラーフィルタを形成した前面基板と組み合わせることにより、プラズマディスプレイを完成した。また、比較例３として、従来からの赤色顔料であるベンガラを使用して赤色フィルタ層を形成し、同様にしてカラーフィルタを備えたプラズマディスプレイを製造した。
【００５２】
こうして参考例３および比較例３でそれぞれ得られたプラズマディスプレイについて、赤色発光の色度特性および輝度、コントラストの表示特性をそれぞれ測定した。測定結果を表３に示す。
【００５３】
【表３】
0004000044.tif 000004
【００５４】
表３から明らかなように、参考例１、２、３のそれぞれにおいて、対応する比較例１、２、３に比べてコントラストが向上しており、さらに赤色発光の色度が顕著に改善されていることが分かる。
【００５５】
実施例１
以下に示す手順で、金コロイド分散ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）マトリクス薄膜形成用のコーティング液Ｂを調製した。すなわち、テトラクロロ金（III）酸四水和物（ＨＡｕＣｌ4・4Ｈ2Ｏ）2.000gをエタノール10.00gに溶解した溶液に、硝酸インジウムＩｎ（ＮＯ3）3 23.66gをエタノール37.00gに溶解した溶液を滴下し、得られた溶液をさらにテトラ-t（ターシャリ）-ブトキシスズ3.31gをエタノール10.00gに溶解した溶液に滴下した後、40℃で2時間程度還流し加水分解することにより、コーティング液Ｂ（金コロイド分散液）を得た。
【００５６】
次に、このコーティング液Ｂを用い、参考例１と同様にして、カラーフィルタを備えたカラー陰極線管を製造した。このとき、前記コーティング液Ｂの塗布層は、封着および排気工程での熱処理により、赤色フィルタ層としての有用な金コロイド分散ＩＴＯマトリクス薄膜となる。
【００５７】
こうして実施例１で得られたカラーフィルタを備えたカラー陰極線管について、赤色発光の色度特性および輝度、コントラストの表示特性をそれぞれ測定した。測定結果を前記した比較例１のカラー陰極線管の特性と並べて表４に示す。
【００５８】
実施例２
実施例１で調製した金コロイド分散ＩＴＯマトリクス薄膜形成用のコーティング液Ｂを用い、参考例２と同様にしてカラーフィルタを備えたフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）を製造した。この実施例２で得られたカラーフィルタを備えたＦＥＤについて、赤色発光の色度特性および輝度、コントラストの表示特性をそれぞれ測定した。測定結果を前記した比較例２のＦＥＤの特性と並べて表４に示す。
【００５９】
【表４】
0004000044.tif 000005
【００６０】
表４から明らかなように、実施例１、２では対応する比較例１、２に比べて輝度が顕著に改善されていることが分かる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、光学特性、耐熱性および無毒性に優れたカラーフィルタを得ることができると共に、そのようなカラーフィルタを備え、発光色度特性や輝度・コントラストの表示特性に優れたカラー表示装置を得ることができる。従って、産業上の価値が極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態による陰極線管用カラーフィルタの概略構成を示す断面図である。
【図２】  本発明のカラー表示装置の第１の例であるカラー陰極線管を示す図であって、（ａ）は全体の概略構成を示す断面図、（ｂ）は蛍光体スクリーンの拡大断面図である。
【図３】  本発明のカラー表示装置の第２の例であるＦＥＤの概略構成を示す断面図である。
【図４】  本発明のカラー表示装置の第３の例であるＰＤＰの概略構成を示す断面図である。
【図５】  本発明における金コロイドの粒径と金コロイド分散シリカマトリクス薄膜の光学特性（吸収最大波長）との関係を示すグラフである。
【図６】  本発明のカラー表示装置における金コロイドの粒径と赤色発光の色度特性との関係を示すグラフである。
【図７】  テトラクロロ金（III）酸四水和物とテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）とのモル比と得られる金コロイドの粒径との関係を示すグラフである。
【図８】  金コロイド分散シリカマトリクス薄膜とベンガラを用いて形成されたフィルタ層の分光透過率スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
１……ガラスパネル，２……光吸収層，３………カラーフィルタ，４……蛍光体層，１０……蛍光体スクリーン，１８………フィルタ層
【図１】
0004000044.tif 000006
【図２】
0004000044.tif 000007
【図３】
0004000044.tif 000008
【図４】
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【図５】
0004000044.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
0004000044.tif 000013