JP2001126613A - スクリーン電極の製造方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルミング層の上面に形成する金属膜の火
膨れやムラ、剥がれの発生の抑制や付着性を向上させる
スクリーン電極の製造方法を提供する。 【解決手段】 蛍光体層３とブラックマトリクス２（黒
色部材）が所定のパターンにより形成されたガラス基板
１に、分解除去可能なフィルミング層４を前記蛍光体層
３上と前記ブラックマトリクス２上とで異ならせた状態
（フィルミング層４の厚みや塗布の有無等）で形成し、
その後金属膜５の形成を行い、さらにフィルミング層４
を分解除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーン電極の
製造方法及びスクリーン電極を利用する画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置には液晶表示装置や
ＥＬ表示装置のように蛍光体を用いないものもあるが、
ＣＲＴやＰＤＰ（プラズマディスプレイ）、ＦＥＤ（電
界放出型デイスプレイ）等においては、一般にモノクロ
の場合には１色の蛍光体を、カラー画像を表示する場合
に加色法による３色に対応した蛍光体を用い、フェース
プレートのガラス基板上に該蛍光体を塗布して、電子線
や紫外線でその蛍光体を励起させて画像表示することが
多い。

【０００３】電子の加速電圧を高くすることの可能なＣ
ＲＴや、ＦＥＤにおいては、蛍光体の帯電を防ぎ、且つ
蛍光体の発光を有効に利用する目的で、蛍光体層上に金
属膜を具備させている。この場合、ピンホールの少ない
金属膜をムラなく形成することが、表示品位を高めるた
めに必要となる。

【０００４】この金属膜の形成方法について、図１０を
用いて説明する。

【０００５】１はガラス基板であり、蛍光体層３上及び
ブラックマトリクス２がまず形成される。金属膜５の形
成方法としては、樹脂によるフィルミング層４を蛍光体
層３上及びブラックマトリクス２上に塗布し、これによ
り蛍光体層３及びブラックマトリクス２上の凹凸を平坦
化し（図１０（ａ））、この後金属膜５をフィルミング
層４の上に蒸着形成する（図１０（ｂ））。

【０００６】その後、フィルミング層４を熱分解除去さ
せて金属膜５を得る方法が一般的である（図１０
（ｂ））。

【０００７】このような金属膜５を有し、電子線が照射
されるスクリーン電極となるフェースプレート７に、フ
ィルミング層４を形成させる方法としては、以下に示す
２種類の方法に大別出来る。

【０００８】第一の方法は、コロイダルシリカ、界面活
性剤などを含んだ水溶液を蛍光体層３、ブラックマトリ
クス２が形成されたガラス基板１上に塗布し、まず、蛍
光体層３やブラックマトリクス２上の凹凸部を湿潤し、
平坦化させる。

【０００９】その後、ポリメタクリレートを主成分とし
た樹脂を可塑剤とともにトルエン、キシレン等の非極性
溶媒中に溶解させ、これを先程、水溶液を塗布した蛍光
体層３及びブラックマトリクス２面上にスプレー塗布
し、スピンコートにより延伸させたのち、水分と溶剤成
分を乾燥除去する方法である（特開平０７−１３０２９
１号公報）。

【００１０】第二の方法は、アクリレートレジンコポリ
マーの水溶エマルジョンを蛍光体層３面、及びブラック
マトリクス２上に直接スプレー塗布し、スピンコートに
より延伸させることでフィルミング層４を形成する方法
である（ＵＳＰ第３５８２３９０号）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第一、第二の方法には、次の様な問題を伴う。

【００１２】１）フェースプレート（ガラス基板）上に
形成されるブラックマトリクスは、外光の反射を防ぎ、
且つ黒表示輝度を低減（コントラストの向上）すること
目的として形成・配置されている。

【００１３】このブラックマトリクスの高さは、一般的
に５μｍ以下で形成される。そのため、ブラックマトリ
クスと蛍光体層の高さを比べると、ブラックマトリクス
面の方が低く（薄く）形成されている。

【００１４】この様な表面凹凸をもつ基板上に、フィル
ミング層をスプレー塗布、スピンコートにより形成する
と、凹部であるブラックマトリクス上に、フィルミング
層が厚く形成されてしまう。この為、金属膜形成後のフ
ィルミング層の熱分解除去工程により、ブラックマトリ
クス上の金属膜が火膨れる（図１０（ｂ）の左側のよう
に破裂したり膨れたりしてしまう状態）という問題が発
生しやすい。

【００１５】２）また、フィルミング層の熱分解除去
を、金属膜の火膨れなく行なえた場合においても、金属
膜はブラックマトリクス上の厚いフィルミング層を介し
て形成されていた為、金属膜はブラックマトリスクから
浮いた状態で形成されてしまう。

【００１６】この為、金属膜に高圧電圧を印加すること
により、金属膜と対向する電子放出素子基板との間に大
きなクーロンカが生じると、金属膜の脱落が生じるなど
信頼性を大きく低下させてしまう問題があった。

【００１７】３）また、上記した問題を解決する為に、
ブラックマトリクス上に塗布されたフィルミング層をフ
ォトリソグラフィー法により除去する方法が提案されて
いるが、その場合、工程が複雑化しコストが向上する問
題や、金属膜がブラックマトリクス表面の凹凸により連
続膜になりにくい問題がある。

【００１８】４）また、上記した問題を解決する為に、
ブラックマトリクスを蛍光体と同一の高さに形成するこ
とが考えられるが、その場合、ブラックスマトリクスの
形成にコストが余計に掛かることや、ブラックスマトリ
クスの形成工程の歩留りが低下するなどの問題が発生す
る。

【００１９】５）また、蛍光体面上の凹凸や、蛍光体面
とブラックマトリクス面の段差のある面へのスピンコー
トは、必ず平坦部と段差部にて回転方向に依存する濃淡
ムラが発生し、表示品位を低下させる問題が発生する。

【００２０】６）また、スピンコート法を用いる為、塗
布液の大部分が廃却され材料の無駄が多い問題がある。
これは、ゼロエミッションといった時代の要求に反して
おり好ましいものではない。

【００２１】７）また、スピンコート法を用いる為、金
属膜が必要な蛍光体部以外にもフィルミング層を塗布す
るため、必要以上にフィルミング層の熱分解除去工程が
長くなる問題がある。

【００２２】本発明は、上記した従来技術の問題を解決
するものであり、その目的とするところは、フィルミン
グ層の上面に形成する金属膜の火膨れやムラ、剥がれの
発生を抑制すること、また、蛍光体層やブラックスマト
リクス層に対し金属膜を強固に付着させることを可能に
したスクリーン電極の製造方法を提供すること、また、
このスクリーン電極を備えた画像形成装置を提供するこ
とである。

【００２３】

【課題を解決する為の手段】上記目的を達成するために
本発明のスクリーン電極の製造方法にあっては、蛍光体
層と黒色部材が所定のパターンにより形成された基板
に、分解除去可能なフィルミング層を形成した後、金属
膜の形成を行い、さらに前記フィルミング層を分解除去
するスクリーン電極の製造方法において、前記フィルミ
ング層を前記蛍光体層上と前記黒色部材上とで異ならせ
たことを特徴とする。

【００２４】前記フィルミング層の膜厚が、前記黒色部
材上よりも前記蛍光体層上において厚く形成されている
ことも好適である。

【００２５】前記前記蛍光体層上と前記黒色部材上の両
方に前記フィルミング層を形成する工程と、前記蛍光体
層上に前記フィルミング層を形成する工程と、の２つの
工程を有することも好適である。

【００２６】前記フィルミング層は、前記蛍光体層上の
みに形成され、前記黒色部材上には形成されないことも
好適である。

【００２７】前記フィルミング層は、印刷法により前記
蛍光体層上または前記黒色部材上の少なくとも１方に塗
布形成されることも好適である。

【００２８】前記フィルミング層の複数回の印刷を行な
い、前記蛍光体層上と前記黒色部材上に塗布形成される
フィルミング層の膜厚を異ならせたことも好適である。

【００２９】前記フィルミング層は、ポリメタクリレー
ト系、又はセルロース系、又はアクリル系の樹脂材料の
いずれかを、当該樹脂の融点以下の温度の沸点を有する
有機溶剤に溶解させたフィルミング剤を用いて形成され
ることも好適である。

【００３０】前記蛍光体層は、ポリメタクリレート系、
又はセルロース系、又はアクリル系の樹脂材料のいずれ
かを、当該樹脂の融点以下の温度の沸点を有する有機溶
剤に溶解させた樹脂ペーストに蛍光体を混合した蛍光体
剤を用いて形成されることも好適である。

【００３１】前記蛍光体層は、印刷法により形成される
ことも好適である。

【００３２】加熱することで行われる前記蛍光体層の樹
脂材料の分解除去及び前記フィルミング層の分解除去
を、前記フィルミング層の形成後に同時に行なうことも
好適である。

【００３３】前記前記蛍光体層及び前記フィルミング層
の樹脂材料がほぼ同一の材料であることも好適である。

【００３４】画像形成装置にあっては、上記記載のスク
リーン電極の製造方法により製造されるスクリーン電極
と、前記スクリーン電極に対して対向配置され、該スク
リーン電極へ電子を放出する電子源と、を備えることを
特徴とする。

【００３５】前記スクリーン電極に形成された金属膜
を、前記電子源から放出された電子を制御するための制
御電極として用いることも好適である。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、本発明
に係わる方法により金属膜を形成した蛍光体を有する画
像表示装置の全体構成について説明する。

【００３７】図７は画像形成装置の表示パネルの一例を
示す模式図であり、図８は図７の画像形成装置に使用さ
れる蛍光体層の模式図である。図７において、１５はリ
アプレート、７は基板としてのガラス基板１の内面に蛍
光体層３と金属膜５等が形成されたフェースプレート
（スクリーン電極）である。

【００３８】１６は支持枠であり、該支持枠１６には、
リアプレート１５、フェースプレート７がフリットガラ
ス等を用いて接続されている。１７は外囲器であり、例
えば大気中或いは窒素中で、４００〜５００℃の温度範
囲で１０分間以上焼成することで封着して構成される。

【００３９】外囲器１７は、上述の如く、フェースプレ
ート７、支持枠１６、リアプレート１５で構成される。
また、フェースプレート７とリアプレート１５の間に、
スペーサーと呼ばれる不図示の支持体を設置することに
より、大気圧に対して十分な強度を持つ外囲器１７を構
成することもできる。

【００４０】図８は、蛍光体層３を示す模式図である。
蛍光体層３は、モノクロームの場合は蛍光体層３のみで
構成することができる。カラーの蛍光体層３の場合は、
蛍光体層３の配列により、ブラックストライプ１１（図
９（ａ））、或いはブラックマトリクス２（図９
（ｂ））等と呼ばれる黒色部材と蛍光体層３とから構成
することができる。

【００４１】ブラックストライプ１１、ブラックマトリ
クス２を設ける目的は、カラー表示の場合、必要となる
三原色の蛍光体層３間の塗り分け部を黒くすることで混
色等を目立たなくすることと、蛍光体層３における外光
反射によるコントラストの低下を抑制することにある。

【００４２】ブラックストライプ１１、ブラックマトリ
クス２の材料としては、通常用いられている黒鉛を主成
分とする材料の他、光の透過及び反射が少ない材料を用
いることができる。

【００４３】蛍光体層３の内面側には、通常金属膜５が
設けられる。金属膜５を設ける目的は、蛍光体層３の蛍
光体の発光のうち内面側への光をガラス基板１側へ鏡面
反射させることにより輝度を向上させること、電子ビー
ム加速電圧を印加するための制御電極（加速電極）とし
て作用させること、外囲器内で発生した負イオンの衝突
によるダメージから蛍光体層３を保護すること等であ
る。

【００４４】また、金属膜５は、電極としての役割も持
つ為、連続膜である必要がある。金属膜５は、蛍光体層
３の作製後、蛍光体層３の内面側表面の平滑化処理（通
常、「フィルミング」と呼ばれる）を行ない、その後Ａ
ｌを真空蒸着等を用いて堆積させることで作製できる。

【００４５】また、フェースプレート７には、さらに蛍
光体層３の導電性を高めるため、蛍光体層３の外面側に
透明電極（不図示）を設けても良い。

【００４６】前述の封着を行なう際、カラーの場合は各
色蛍光体層３と後述する電子源としての電子放出素子１
８とを対応させる必要があり、十分な位置合わせが不可
欠となる。

【００４７】図７に示した画像形成装置は、例えば以下
のようにして製造される。外囲器１７内は、前述の安定
化工程と同様に、適宜加熱しながらイオンポンプ、ソー
プションポンプ等のオイルを使用しない排気装置により
不図示の排気管を通じて排気し、１×１０^-5Ｐａ程度の
真空度の有機物質の十分に少ない雰囲気にした後、封止
がなされる。

【００４８】外囲器１７の封止後の真空度を維持するた
めに、ゲツター処理を行なうこともある。これは、外囲
器１７の封止を行なう直前或いは封止後に、抵抗加熱或
いは高周波加熱等を用いた加熱により、外囲器１７内の
所定の位置に配置されたゲツター（不図示）を加熱し、
蒸着膜を形成する処理である。

【００４９】ゲッターは通常Ｂａ等が主成分であり、該
蒸着膜の吸着作用により、例えば１×１０^-5Ｐａ以上の
真空度を維持するものである。

【００５０】ここで、表面伝導型の電子放出素子１８の
フォーミング処理以降の工程は適宜設定できる。

【００５１】次に電子放出素子１８の構成について説明
する。リアプレート１５には、電子放出素子１８がＮ×
Ｍ個形成されている。前記電子放出素子１８は、Ｍ本の
行方向配線１９とＮ本の列方向配線２０により単純マト
リクス配線されている。

【００５２】図９は、電子放出素子１８の素子構成を示
している。図中、１５はリアプレート、２１と２２は素
子電極、２３は導電性薄膜、２４は導電フォーミング処
理により形成した電子放出部、２５は通電活性化処理に
より形成した薄膜である。

【００５３】素子電極２１、２２に所定の電圧を印加し
金属膜５に高電圧を印加することにより、電子放出部２
４から電子が放出されて金属膜５に到達する。

【００５４】次に本実施の形態に係る蛍光体面の形成方
法について説明する。図１は、本実施の形態により製造
されるフェースプレート７の断面構成を模式的に示す図
である。

【００５５】図２は、本実施形態に係るフェースプレー
ト７の製造方法を工程順に示す概略断面図である。

【００５６】まず、図２（ａ）に示すように、ガラス基
板１上にブラックマトリクス２を印刷法又はフォトリソ
グラフィー法により形成する。ブラックスマトリクス２
は、上記したように、蛍光体層３の混色等を目立たなく
することと、蛍光体層３とガラス基板１における外光反
射によるコントラストの低下を抑制することにあり、通
常黒鉛を主成分とする材料が使われる。

【００５７】ブラックマトリクス２の表面には２μｍ程
度の細かい凹凸がある。また、ブラックスマトリクス２
は通常平均５μｍの高さで形成されている。

【００５８】そして図２（ｂ）のように、青色、緑色、
赤色の３色の蛍光体層３を所定の位置にそれぞれパター
ニング形成する。パターニングの方法としては、例えば
スクリーン印刷法が考えられる。この場合、蛍光体層３
にポリメタクリレート系、又はセルロース系、又はアク
リル系の樹脂を、当該樹脂の融点以下の温度に沸点を有
する有機溶剤に溶解させた樹脂ペーストを混合した、蛍
光体剤を使い、スクリーン印刷により塗布する。

【００５９】また、蛍光体剤には、蛍光体層３同志や蛍
光体層３とガラス基板１との接着機能をもつ例えばスル
ホン酸ナトリウムを官能基として有するアニオン系界面
活性剤の希薄溶液を混ぜても良い。

【００６０】次に、蛍光体剤内に含まれる有機溶剤を乾
燥除去する。この工程は、１色の蛍光体層３をパターニ
ング形成した後にそれぞれ行なっても良いし、３色の蛍
光体層３をパターニング形成した後にまとめて行なって
も良い。当然、３色の蛍光体べーストをまとめて乾燥し
た方がスループットは短縮出来るが、蛍光体剤は流動し
やすいため混色等の問題が起りやすい。

【００６１】また、この際の乾燥方法としては、ホット
プレートや、温風やセラミックヒータ等を利用した温度
槽、ベルト炉などの使用が考えられる。

【００６２】蛍光体剤の乾燥条件としては、例えば有機
溶剤にメンタノールを使用した場合については、基板温
度１００℃、１０分程度である。

【００６３】続いて図２（ｃ）を使い、フィルミング層
４の形成方法について説明する。フィルミング層４を形
成するためのフィルミング剤は、ポリメタクリレート
系、又はセルロース系、又はアクリル系の樹脂材料を、
当該樹脂材料の融点以下の温度に沸点を有する有機溶剤
に溶解させることにより調合している。

【００６４】また、このフィルミング剤に、蛍光体粒子
同志や蛍光体粒子とガラス基板１との接着機能を持たせ
る目的で、例えばスルホン酸ナトリウムを官能基として
有するアニオン系界面活性剤の希薄溶液を混ぜても良
い。

【００６５】このフィルミング剤を蛍光体層３上にスク
リーン印刷やオフセット印刷などの印刷法を用いて塗布
する。この場合、前記フィルミング剤の塗布量を、前記
ブラックマトリクス上よりも前記蛍光体層３上の方を多
くすることが重要となる。これは、ブラックマトリクス
２と蛍光体層３では、必要とするフィルミング剤の塗布
量が違うからである。

【００６６】すなわち、約２μｍの凹凸をもつブラック
マトリクス２と、約直径６μｍの蛍光体粒子の積層より
構成されている蛍光体層３とでは、後者の方が平坦部を
形成する為に必要とするフィルミング剤の量は多くな
る。

【００６７】フィルミング剤の塗布方法としては、例え
ば、前記フェースプレート７上のブラックマトリクス２
と蛍光体層３の両方にフィルミング剤をべ夕印刷する工
程と、フェースプレート７上の蛍光体層３の部分のみに
フィルミング剤をパターン印刷する工程により行なう方
法がある。

【００６８】また、オフセット印刷により、１回の印刷
でブラックマトリクス２と蛍光体層３の両方にフィルミ
ング剤を塗布し、且つブラックマトリクス２上よりも蛍
光体層３上の方がフィルミング剤の塗布量を多くするこ
とも可能である。

【００６９】また、前記フィルミング剤を、蛍光体層３
上のみにパターン印刷し、ブラックマトリクス２上には
印刷しない方法もある。この場合は、ブラックマトリク
ス２の表面の凹凸が極力小さくなる様に工夫し、後述す
る金属膜５がブラックマトリクス２上で不連続膜になら
ないようにしなければならない。

【００７０】本実施例では、蛍光体剤及びフィルミング
剤（フィルミング剤）の樹脂バインダとして、ポリメタ
クリレート系、又はセルロース系、又はアクリル系を選
択している。

【００７１】これらの樹脂は、比較的低温で解重合また
は焼失することから、後述する熱分解除去工程を比較的
低温、短時間で為しうる事ができ、蛍光体層３に与える
衝撃の低減化やスループットを向上出来る。

【００７２】また、ブラックマトリクス２上にフィルミ
ング剤を薄く塗布する、もしくは、ブラックマトリクス
２上にフィルミング剤を塗布しないことにより、ブラッ
クマトリクス２が蛍光体層３よりも低く形成されている
ブラックマトリクス２上において、後述する熱分解除去
工程による金属膜５の火膨れや剥がれの発生を抑制する
ことができる。

【００７３】また、ブラックマトリクス２上にフィルミ
ング剤を薄く塗布する、もしくは、ブラックマトリクス
２上にフィルミング層４を塗布しないことにより、金属
膜５は、ブラックマトリクス２に強固に付着することが
でき、この金属膜５に高圧電圧を印加することにより、
金属膜５と対向する電子放出素子側との間に大きなクー
ロンカが生じても、金属膜５の脱落を抑制し、信頼性を
高めることが出来る。

【００７４】また、ブラックマトリクス２上にフィルミ
ング剤を薄く塗布する、もしくは、ブラックマトリクス
２上にフィルミング剤を塗布しないことにより、フィル
ミング剤の塗布量を必要最小限にする事ができ、後述す
る熱分解除去工程を比較的低温、短時間で為しうる事が
できる。

【００７５】また、フィルミング剤の樹脂バインダー
を、蛍光体剤に使用した樹脂バインダーと同一材料とす
ることで、フィルミング剤が蛍光体層３に良好になじ
み、ムラの無い均一なフィルミング層４を得ることが出
来る。

【００７６】また、蛍光体剤及びフィルミング剤に使う
有機溶剤の沸点は、使う樹脂バインダーの融点未満とす
ることが望ましい。

【００７７】例えば、樹脂バインダーとしてエチルセル
ロースを選択した場合は、その融点（１５７℃）以下に
沸点を有する有機溶剤としては酢酸イソブチル、酢酸エ
チル、酪酸エチル、酪酸イソプロピル、メンタノール、
アセチルメチルカルビトール、イソ吉草酸エチル、トル
エン等が挙げられる。

【００７８】但し、必ずしもこれらの有機溶剤に限定さ
れるものではない。また、フィルミング剤を印刷法によ
り塗布することで、例えば６０インチ以上の大型基板に
対しても、蛍光体層３上に均一性の高いフィルミング層
４を得ることが出来る。これにより、フィルミング層４
の上部に蒸着形成する金属膜５を、均一性の高い膜とす
る事ができる。

【００７９】次に、塗布されたフィルミング剤内に含ま
れる有機溶剤を乾燥除去する。この際の乾燥方法として
は、ホットプレートや、温風やセラミックヒータ等を利
用した温度槽、ベルト炉などの使用が考えられる。ま
た、この乾燥条件は蛍光体剤の乾燥条件と同様に、使う
有機溶剤により異なり、例えば有機溶剤に酢酸エチルを
使用する場合は、上記した転燥装置を使用せずに常温に
３０秒程度放置するだけで良いが、有機溶剤にメンタノ
ールを使用する場合は、基板温度１００℃、１０分程度
を必要とする。

【００８０】この様にして形成されたフィルミング層４
の上に、図２（ｄ）に示すように所望の金属を蒸着する
ことにより金属膜５を形成する。その後、蛍光体層３を
形成する際の蛍光体剤内に含まれていた樹脂バインダ
ー、及びフィルミング層４を熱分解除去する。

【００８１】この熱分解により生じるガスは、金属膜５
に形成されているピンホール６から抜けでる。これによ
り、図２（ｅ）に示すように、蛍光体層３上、及びブラ
ックマトリクス２上に金属膜５を形成することが出来
る。

【００８２】尚、この金属膜５の反射効果を高める為に
は、蛍光体層３上の金属膜５のピンホール６を少なく
し、光反射効率を高めることが重要となる。そのために
は、蛍光体層３上に塗布されるフィルミング剤の量を調
整し、蛍光体層３上部に形成されるフィルミング層４の
平坦性を高めることになるが、フィルミング剤の塗布量
が多すぎると、図３に示すように、金属膜５にピンホー
ル６が形成されないため、フィルミング層４の熱分解除
去時に金属膜５に火膨れや剥がれ等の問題が生じる。

【００８３】逆に、図４に示すように、フィルミング剤
の塗布量が少ないと、金属膜５は大量のピンホール６が
形成されてしまい、金属膜５の反射効果が十分に発揮さ
れず、発光効率が低下するなどの問題が生じる。

【００８４】以上説明したように本実施例によれば、フ
ィルミング剤はスクリーン印刷やオフセット印刷などの
印刷法を使い塗布される為、フィルミング剤はブラック
マトリクス２上と蛍光体層３上のそれぞれに適量塗布さ
れる。

【００８５】これにより、ブラックマトリクス２が蛍光
体層３よりも低く形成されている場合においても、ブラ
ックマトリクス２上にフィルミング剤が溜り厚膜を形成
することがなく、フィルミング剤の熱分解除去工程によ
る金属膜５の火膨れや剥がれの発生を抑制することがで
きる。

【００８６】また、ブラックマトリクス２上にフィルミ
ング層４が溜り厚膜を形成することがないため、金属膜
５は、ブラックマトリクス２と金属膜５は、強固に付着
することができ、この金属膜５に高圧電圧を印加するこ
とで、金属膜５と対向する電子放出素子１８側との間に
大きなクーロンカが生じても、金属膜５の脱落を抑制
し、信頼性を高めることが出来る。

【００８７】

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳し
く説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素
の置換や設計変更がなされたものをも包含する。

【００８８】（実施例１）ガラス基板１を洗浄後、黒色
顔料ペーストを用いて、縦方向に幅０．１ｍｍ、ピッチ
０．２９ｍｍ、ライン数２４０本、横方向に幅０．３ｍ
ｍ、ピッチ０．６５ｍｍ、ライン数７２０本のマトリク
スパターンをスクリーン印刷し、図３に示すように開口
部の面積が縦０．３ｍｍ×横０．１９ｍｍ、パターンの
高さは約５μｍよりなるブラックマトリクス２を形成す
る。

【００８９】この後、このガラス基板１を約４５０℃、
３０分の条件でベーキングすることにより、ブラックマ
トリクス２をガラス基板１に付着させる。続いて、エチ
ルセルロース：メンタノール：ビチルカルビトールアセ
テートを１５：７５：１５の割合で攪拌溶解したビヒク
ルを２５ｇと、蛍光体を１００ｇ、メンタノール５０ｇ
を加え、攪拌した蛍光体剤を赤色、青色、緑色の各色に
対して作り、前記ブラックマトリクス２の開口部にスク
リーン印刷により塗布する。

【００９０】この後、このガラス基板１を約１００℃、
１０分の条件で加熱し、蛍光体べースト内の有機溶剤を
乾燥させる。尚、この様にして形成した蛍光体層３の厚
みは、約１５μｍである。

【００９１】続いて、エチルセルロース１５０ｇ、メン
タノール７５０ｇ、ビチルカルビトールアセテート１５
０ｇを約８０℃に加熱しながら攪拌溶解したフィルミン
グ剤を、ベタのスクリーン印刷版を使い、ブラックスト
ライプ２上と蛍光体層３上の両方に塗布した。この後、
このガラス基板１を約１００℃、１０分の条件で加熱
し、フィルミング剤内の有機溶剤を乾燥させる。

【００９２】さらに、今後は、同じフィルミング剤をこ
の蛍光体層３の上のみにスクリーン印刷する。この時の
スクリーン印刷版は、ガラス基板１上の蛍光体層３部に
合わせて開口部が設けられている。

【００９３】すなわち、スクリーン印刷版には、縦０．
３ｍｍ×横０．１９、ピッチ縦０．６ｍｍ、横０．２９
ｍｍ、の開口部（矩形形状）が縦２４０×横７２０ケ設
けられており、その各々の開口部が蛍光体層３部にアラ
イメントされ、フィルミング印刷を行なう。

【００９４】この後、前回と同様にフィルミング剤内の
有機溶剤を乾燥させる。フィルミング剤は図５に示すよ
うに、蛍光体層３部においては、蛍光体粒子の間隙を埋
めた上で、蛍光体層３の上部にフィルミング剤による平
坦部を形成し、ブラックマトリクス２上では、非常に薄
いフィルミング層４を形成している。

【００９５】尚、この時のフィルミング剤の塗布量は、
ベタ印刷は１０μｍ（厚み）、スクリーン（パターン）
印刷は３０μｍ（厚み）であり、乾燥後は約１／１０の
厚みのフィルミング層４となる。

【００９６】すなわち、ブラックマトリクス２上には１
μｍのフィルミング層４が形成され、蛍光体層３の中に
は４μｍ（厚み）相当のフィルミング層４が塗布された
ことになる。

【００９７】続いて、このフィルミングの平坦部の上面
に、１０００Åのアルミニウム膜を蒸着する。

【００９８】最後に、ガラス基板１をベルト炉に投入
し、２℃／分の昇温速度で４５０℃まで加熱したのち、
この温度を３０分維持する。これにより、蛍光体剤に含
まれている樹脂材料と、フィルミング剤をガス化（熱分
解）除去する。

【００９９】この時、ブラックマトリクス２上は、非常
に薄いフィルミング層４を介して金属膜５が形成されて
いる為、フィルミング剤の除去後においても金属膜５は
ブラックマトリクス２に強固に付着する。

【０１００】このようにして得られた金属膜５は、蛍光
体層３上においてはピンホール６が少なく、均一に形成
されており、フェースプレート７としての発光効率、均
一性ともに良好であった（図６参照）。

【０１０１】また、ブラックマトリクス２上において
は、金属膜５が強固に付着しているため、この金属膜５
に１５ｋＶの高電圧を印加しても、金属膜５と対向する
電子放出素子の基板との間に発生するクーロン力により
金属膜５が脱落することが無かった。

【０１０２】（実施例２）ガラス基板１上に、ブラック
マトリクス２、及び蛍光体層３を、実施例１と同様の方
法にて製作する。続いて、実施例１と同様のフィルミン
グ剤を、この蛍光体層３の上のみにスクリーン印刷し
た。

【０１０３】この時のスクリーン印刷版は、カラス基板
１上の蛍光体層３部に合わせて開口部が設けられてい
る。すなわち、スクリーン印刷版には、縦０．３ｍｍ×
横０．１９ｍｍ（矩形形状）、ピッチ縦０．６ｍｍ、横
０．２９ｍｍ、の開口部が縦２４０×横７２０ケ設けら
れており、その各々の開口部が蛍光体層３部にアライメ
ントされ、フィルミング層４の印刷（パターン印刷）を
行なう。

【０１０４】この後、このガラス基板１を約１００℃、
１０分の条件で加熱し、フィルミング剤内の有機溶剤を
乾燥させる。フィルミング剤は実施例１と同様に、蛍光
体粒子の間隙を埋めた上で、蛍光体層３の上部にフィル
ミング層４による平坦部を形成している。

【０１０５】尚、フィルミング剤の塗布量は、約４０μ
ｍ程度であり、これは乾燥後、４μｍ（厚み）の膜厚と
なる。

【０１０６】続いて、このフィルミング層４による平坦
部の上面に、金属膜５としての１０００Åのアルミニウ
ム膜を蒸着する。

【０１０７】最後に、ガラス基板１をベルト炉に投入
し、２℃／分の昇温速度で４５０℃まで加熱したのち、
この温度を３０分維持する。これにより、蛍光体剤に含
まれている樹脂材料と、フィルミング剤をガス化（熱分
解）除去し、蛍光体層３上に金属膜５を形成する。

【０１０８】このようにして得られた金属膜５は、蛍光
体層３上においてはピンホール６が少なく、均一に形成
されており、フェースプレートとしての発光効率、均一
性ともに良好であった。

【０１０９】また、ブラックマトリクス２上においては
直接、ブラックマトリクス２に金属膜５が蒸着されてい
るため、この金属膜５に１５ｋＶの高電圧を印加して
も、金属膜５と対向する電子放出素子の基板との間に先
生するクーロン力により金属膜５が脱落することが無か
った。

【０１１０】（実施例３）ガラス基板１上に、ブラック
マトリクス２、及び蛍光体層３を、実施例１と同様の方
法にて製作する。

【０１１１】続いて、エチルセルロース１００ｇ、酢酸
エチル３００ｇ、ビチルカルビトールアセテート１００
ｇを約６０℃に加熱しながら攪拌溶解したフィルミング
剤を、この蛍光体層３の上のみにスクリーン印刷する。

【０１１２】印刷に使用するスクリーン版は実施例２と
同様のものである。この後、このガラス基板１を常温で
３０秒ほど放置し、フィルミング剤内の有機溶剤（酢酸
エチル）を十分蒸発させる。

【０１１３】フィルミング剤は、蛍光体層３の表層部の
間隙のみを埋めた上で、蛍光体層３の上部にフィルミン
グ層４による平坦部を形成している（不図示）。尚、乾
燥後のフィルミング層４の膜厚は、約２μｍである。

【０１１４】ここで、フィルミング剤の溶媒に酢酸エチ
ルを使用するメリットについて説明する。酢酸エチル
は、蒸発速度が極めて早い性質をもつため、溶媒として
酢酸エチルを使用したフィルミング剤は、蛍光体層３上
に印刷塗布されると、フィルミング剤が蛍光体層３の中
に沈み込む前に、酢酸エチルが蒸発して樹脂バインダー
（エチルセルロース）の薄膜を形成することが出来る。

【０１１５】これにより、溶媒の乾燥工程を省略するこ
とが出来る。また、薄膜によるフィルミング層４を形成
することで、後述するフィルミング剤の熱分解除去工程
を比較的短時間で行なうことが出来る。

【０１１６】続いて、このフィルミング層４による平坦
部の上面に、金属膜５としての１０００Åのアルミニウ
ム膜を蒸着する。

【０１１７】最後に、ガラス基板１をベルト炉に投入
し、４℃／分の昇温速度で４５０℃まで加熱したのち、
この温度を３０分維持する。これにより、蛍光体剤に含
まれている樹脂材料と、フィルミング剤をガス化（熱分
解）除去し、蛍光体層３上に金属膜５を形成する。

【０１１８】この熱分解工程に有する時間は、実施例１
に比べて短時間で行なうことが可能である。

【０１１９】このようにして得られた金属膜５は、蛍光
体層３上においてはピンホール６が少なく、均一に形成
されており、フェースプレート７としての発光効率、均
一性ともに良好であった。

【０１２０】また、ブラックマトリクス２上においては
直接、ブラックマトリクス２に金属膜５が蒸着されてい
るため、この金属膜５に１５ｋＶの高電圧を印加して
も、金属膜５と対向する電子放出素子の基板との間に発
生するクーロン力により金属膜５が脱落することが無か
った。

【０１２１】

【発明の効果】上記のように説明された本発明による
と、金属膜よりも先に形成されるフィルミング層が、蛍
光体層上あるいは黒色部材のそれぞれに対して適切な厚
み（塗布されない場合も含む）となるように塗布され、
フィルミング層の分解除去における金属膜の火膨れや剥
がれ等の損傷を抑制することが可能となる。

【０１２２】また、黒色部材上にフィルミング層が溜り
厚膜を形成することがないため、金属膜は、黒色部材上
に強固に付着することができ、金属膜の脱落を抑制す
る。

【０１２３】従って、スクリーン電極の製造工程の安定
化及び歩留まり向上と、このスクリーン電極を利用した
画像形成装置の信頼性と画像形成品質の向上を図ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スクリーン電極の断面構成を示す図。

【図２】スクリーン電極の製造方法を説明する図。

【図３】スクリーン電極の製造における問題を説明する
図。

【図４】スクリーン電極の製造における問題を説明する
図。

【図５】フィルミング剤の塗布状態を説明する図。

【図６】フィルミング剤を除去した状態を説明する図。

【図７】画像形成装置の全体構成を示す模式図。

【図８】黒色部材と蛍光体層の形態を示す平面図。

【図９】電子放出素子の素子構成を模式的に示す図。

【図１０】従来技術におけるスクリーン電極の製造方法
を説明する図。

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２ ブラックマトリクス ３ 蛍光体層 ４ フィルミング層 ５ 金属膜 ６ ピンホール ７ フェースプレート（スクリーン電極） １１ ブラックストライプ １５ リアプレート １６ 支持枠 １７ 外囲器 １８ 電子放出素子（電子源） １９ 行方向配線 ２０ 列方向配線 ２１，２２ 素子電極 ２３ 導電性薄膜 ２４ 電子放出部 ２５ 薄膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猿田 尚志郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H113 AA01 AA03 BA05 BA10 BA17 BB09 BB22 BC02 BC09 BC10 CA15 CA17 CA32 DA21 DA41 DA43 FA10 FA29 FA36 5C028 CC02 5C036 BB02 BB04 EF01 EF08 EG02 EG36 EH04

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光体層と黒色部材が所定のパターンに
   より形成された基板に、分解除去可能なフィルミング層
   を形成した後、金属膜の形成を行い、さらに前記フィル
   ミング層を分解除去するスクリーン電極の製造方法にお
   いて、 前記フィルミング層を前記蛍光体層上と前記黒色部材上
   とで異ならせたことを特徴とするスクリーン電極の製造
   方法。
2. 【請求項２】 前記フィルミング層の膜厚が、前記黒色
   部材上よりも前記蛍光体層上において厚く形成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン電極の
   製造方法。
3. 【請求項３】 前記前記蛍光体層上と前記黒色部材上の
   両方に前記フィルミング層を形成する工程と、 前記蛍光体層上に前記フィルミング層を形成する工程
   と、 の２つの工程を有することを特徴とする請求項１に記載
   のスクリーン電極の製造方法。
4. 【請求項４】 前記フィルミング層は、前記蛍光体層上
   のみに形成され、前記黒色部材上には形成されないこと
   を特徴とする請求項１に記載のスクリーン電極の製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記フィルミング層は、印刷法により前
   記蛍光体層上または前記黒色部材上の少なくとも１方に
   塗布形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れか１項に記載のスクリーン電極の製造方法。
6. 【請求項６】 前記フィルミング層の複数回の印刷を行
   ない、前記蛍光体層上と前記黒色部材上に塗布形成され
   るフィルミング層の膜厚を異ならせたことを特徴とする
   請求項５に記載のスクリーン電極の製造方法。
7. 【請求項７】 前記フィルミング層は、ポリメタクリレ
   ート系、又はセルロース系、又はアクリル系の樹脂材料
   のいずれかを、当該樹脂の融点以下の温度の沸点を有す
   る有機溶剤に溶解させたフィルミング剤を用いて形成さ
   れることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に
   記載のスクリーン電極の製造方法。
8. 【請求項８】 前記蛍光体層は、ポリメタクリレート
   系、又はセルロース系、又はアクリル系の樹脂材料のい
   ずれかを、当該樹脂の融点以下の温度の沸点を有する有
   機溶剤に溶解させた樹脂ペーストに蛍光体を混合した蛍
   光体剤を用いて形成されることを特徴とする請求項１乃
   至７のいずれか１項に記載のスクリーン電極の製造方
   法。
9. 【請求項９】 前記蛍光体層は、印刷法により形成され
   ることを特徴とする請求項８に記載のスクリーン電極の
   製造方法。
10. 【請求項１０】 加熱することで行われる前記蛍光体層
    の樹脂材料の分解除去及び前記フィルミング層の分解除
    去を、前記フィルミング層の形成後に同時に行なうこと
    を特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のス
    クリーン電極の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記前記蛍光体層及び前記フィルミン
    グ層の樹脂材料がほぼ同一の材料であることを特徴とす
    る請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のスクリーン
    電極の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれか１項に記
    載のスクリーン電極の製造方法により製造されるスクリ
    ーン電極と、 前記スクリーン電極に対して対向配置され、該スクリー
    ン電極へ電子を放出する電子源と、 を備えることを特徴とする画像形成装置。
13. 【請求項１３】 前記スクリーン電極に形成された金属
    膜を、前記電子源から放出された電子を制御するための
    制御電極として用いることを特徴とする請求項１２に記
    載の画像形成装置。