JP2001229847A - 電界放射型ディスプレイ、これに用いられるアノード基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】良好な耐エッチング性を維持しつつ透明性を改
良したカラーフィルターを適用することにより、高コン
トラストを有し、良好な画質を表示することが可能なＦ
ＥＤを得る。 【解決手段】アノード用基板上と蛍光体層との間に、粒
径１．０μｍ以下の透明導電性微粒子コロイドと粒径
１．０μｍ以下の無機顔料コロイドを含む塗布層を焼成
して形成された所定のパターンを有するカラーフィルタ
ー層を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子顕微鏡、及び
電子ビーム露光装置等の電子源として用いられる冷電子
放出素子を用いた自発光型のフラットパネルディスプレ
イである電界放射ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、以下ＦＥＤという）及びこ
れに用いられるアノード基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷電子放出素子は、基本的に、電子を放
出する微小な先端形状を持った金属をそれを取り囲むよ
うに形成された電極、あるいは平面構造をした結晶薄膜
の上または下に電極を配置して構成される。このような
冷電子放出素子を用いたＦＥＤは、１画素に多数のエミ
ッタを配置することができるために、冗長度が非常に高
く、応答速度、発光効率の点で優れ、薄型、低消費電
力、及び高視野角といった特性を有し、近年注目されて
いる。

【０００３】一般的なＦＥＤパネルについて、その概念
図を図７に示す。

【０００４】図示するように、このＦＥＤパネルでは、
少なくとも観察側が透明となっている２枚の基板１０，
２０が対向して配置されている。

【０００５】そのうち観察側と反対のカソード用基板１
０上には、複数のカソード電極１１がストライプ状に形
成され、カソード電極１１上には、各々抵抗層１２、絶
縁層１５及びゲート電極１４が順次形成されている。さ
らに、絶縁層１５及びゲート電極１４に形成されたホー
ル１６内にエミッタコーン１３が形成され、このエミッ
タコーン１３の先端部分がゲート電極１４の開口から臨
んでおり、冷電子素子としてのカソード基板２００が形
成されている。

【０００６】また、カソード用基板１０に対向して観察
側に設けられているアノード用基板２０上には、アノー
ド電極２１及び複数のカソード電極１１にほぼ対向して
例えばストライプ状のＲ、Ｂ、Ｇのいずれかの色に発光
する蛍光体層２２が各々順に形成されてアノード基板３
００が構成されている。

【０００７】これらカソード基板及びアノード基板は、
内部を高真空に排気封止してＦＥＤパネルを構成してい
る。

【０００８】このＦＥＤパネルでは、カソード用基板１
０側に形成されたエミッタ１３とゲート１４間に電圧が
印加され、エミッタ１３の先端に電界を集中させる。こ
うしてエミッタ１３からは電子が放出し、アノード電極
２１との間の電界よってアノード電極２１上を覆って塗
布した蛍光体層２２に衝突する。ＦＥＤパネルは、この
ようにして蛍光体層２２を電子によって励起発光させ所
望の映像表示を行う自発光型の表示デバイスである。

【０００９】ところで、ＦＥＤに限らず自発光素子の必
要輝度は使用する環境の明るさで大きく異なり、輝度設
定が極めて重要になる。実験的には、輝度の設計基準値
は、室内用で３００ｃｄ/ｍ２以上、車載や屋外用で９
００ｃｄ/ｍ２で実用上支障のないことが多い。

【００１０】このＦＥＤでは、設定アノード電圧により
使用する蛍光体材料を区分しているが、特に、低電圧型
で利用できる蛍光体は未だ完成されていないこともあっ
て、十分な輝度を得られずにいる。また、通常、蛍光体
は体色が白であり、非点灯時に外光反射しやすく、セル
の点灯・非点灯でのコントラストも十分でない。このよ
うに、画質を向上させるためには、高輝度設計を行い、
コントラストを確保しなければならず、実用化への課題
は多いといわれている。

【００１１】こうした状況に対して、もし輝度を下げず
に非点灯時の外光反射を下げることができるなら、ＦＥ
Ｄの画質は著しく向上すると考えられる。輝度を増やす
より、反射率を低くしてコントラストを得るという方法
は、蛍光体の発光効率を上げることと同じ効果になるか
らである。

【００１２】これを実現するための手段としては、各セ
ルの視認側に蛍光体の発光色に対応した原色の赤、緑、
及び青色フィルター層を形成することが考えられる。こ
れらのフィルター層の形成は、蛍光体からの発光光はフ
ィルター層を通過して外部に出て行くが、外光の他の光
の成分はフィルタに吸収されるという原理に基づいてい
る。

【００１３】上記のフィルタに要求される特性は、蛍光
体発光の主要波長のみを透過させるよう光を散乱させ
ず、透明な事であり、また、パネル製造工程に劣化を生
じることなく対応できるといったことが挙げられる。こ
うした単一波長のみを透過する材料は工業的にまだ見当
たらないが、蛍光体の主要スペクトル以外の波長域に吸
収特性を持つ材料を用いることで、高コントラスト化の
達成が可能である。

【００１４】これには、例えば、４５０℃〜６００℃の
加熱処理工程において燃焼あるいは分解等の反応が起こ
らず、且つ良好な耐熱性を有し、パネル封止後、放出ガ
スがなく、アノード基板内面に形成可能な材料として無
機顔料を挙げられる。無機顔料は、着色力に乏しいもの
の顔料粒経や膜厚制御によって透明なフィルタが得ら
れ、外光反射の防止や蛍光体発光色の色バランスを補正
するなど視認性を向上できる。

【００１５】ＦＥＤにカラーフィルターを用いる場合、
点灯させる画素の走査や維持を目的に透明な電極を、カ
ラーフィルター上部に配線する事が考えられる。しかし
ながら、正常な駆動動作を行うためには、透明電極に断
線やピンホールを発生させないことが極めて肝要であ
る。そのためにカラーフィルター色素層には、耐熱性は
もとより電極パターン配線工程での耐エッチング性と基
板への密着性が要求される。

【００１６】このため、色素層上に低融点ガラス層によ
るオーバーコートを形成することが本出願人らにより特
開平１１−１８５６７４に提案されているが、このオー
バーコート材料には低融点ガラスフリットを用いている
ことからピンホールが発生し易く、上部の透明電極に断
線を招いていた。このような断線は、パネル封止後セル
点灯不良の原因となり、パネル製造の歩留りに影響を与
えていた。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その
第１の目的は、十分な輝度及び高コントラストを有し、
良好な画質を表示することが可能な電界放射型ディスプ
レイを提供することにある。

【００１８】また。本発明の第２の目的は、十分な輝度
及び高コントラストを有し、良好な画質を表示すること
が可能な電界放射型ディスプレイ用アノード基板を提供
することにある。

【００１９】さらに、本発明の第３の目的は、簡便な方
法で、十分な輝度及び高コントラストを有し、良好な画
質を表示することが可能な電界放射型ディスプレイ用ア
ノード基板を製造する方法を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１の基板、
該第１の基板上にカソード電極、絶縁層、ゲート電極を
順次成膜した積層基板に対して、前記ゲート電極及び絶
縁層にホールが設けられ、該ホール内に形成されるエミ
ッタを有する抵抗層、及び該隔壁上に設けられたゲート
電極を有するカソード基板と、該カソード基板と対向し
て設けられた、第２の基板、該第２の基板のカソード基
板側表面上に設けられたアノード電極層、該アノード電
極層上に設けられた粒径１．０μｍ以下の透明導電性微
粒子コロイドと粒径１．０μｍ以下の無機顔料コロイド
を含む塗布層を焼成して形成された所定のパターンを有
するカラーフィルター層、及び該カラーフィルター層上
に設けられた蛍光体層を含むアノード基板とを具備する
ことを特徴とする電界放射型ディスプレイを提供する。

【００２１】本発明は、第２に、エミッタとゲートとを
備えたカソード基板に対向して設けられる電界放射型デ
ィスプレイ用アノード基板であって、アノード用基板、
該基板上に設けられたアノード電極層、該アノード電極
層上に設けられた粒径１．０μｍ以下の透明導電性微粒
子コロイドと粒径１．０μｍ以下の無機顔料コロイドを
含む塗布層を焼成して形成された所定のパターンを有す
るカラーフィルター層、及び該カラーフィルター層上に
設けられ、該無機顔料の色と同様の発光色を有する蛍光
体層を具備することを特徴とするアノード基板を提供す
る。

【００２２】本発明は、第３に、その一表面にアノード
電極層が設けられた基板を用意し、該アノード電極層上
に、粒径１．０μｍ以下の透明導電性微粒子コロイドと
粒径１．０μｍ以下の無機顔料コロイドを含むペースト
を用いて、所定のパターンを有する塗布層を形成した
後、焼成し、フィルター層を形成する工程、及び該フィ
ルター層上に蛍光体層を形成する工程を具備することを
特徴とするアノード基板の製造方法を提供する。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明のＦＥＤは、第１の基板
と、この第１の基板上に設けられたカソード電極、カソ
ード電極上に設けられた抵抗層１２、絶縁層１５及びゲ
ート電極１４、絶縁層１５及びゲート電極１４に形成さ
れたホール内にエミッタコーン１３が形成され、このエ
ミッタコーン１３の先端部分がゲート１４の開口部から
臨んでいるカソード基板と、このカソード基板と対向し
て設けられ、第２の基板と、第２の基板のカソード基板
側表面上に設けられたアノード電極層と、アノード電極
層上に設けられた所定のパターンを有するカラーフィル
ター層と、カラーフィルター層上に設けられた蛍光体層
とを含むアノード基板とを具備し、このカラーフィルタ
ー層が、粒径１．０μｍ以下の透明導電性微粒子コロイ
ドと粒径１．０μｍ以下の無機顔料コロイドを含む塗布
層を焼成して形成されることを特徴とする。

【００２４】また、本発明のＦＥＤ用アノード基板は、
エミッタとゲートとを備えたカソード基板に対向して設
けられるもので、基板と、この基板上に設けられたアノ
ード電極層と、このアノード電極層上に設けられた所定
のパターンを有するカラーフィルター層と、カラーフィ
ルター層上に設けられ、無機顔料の色と同様の発光色を
有する蛍光体層とを具備し、このカラーフィルター層
が、粒径１．０μｍ以下の透明導電性微粒子コロイドと
粒径１．０μｍ以下の無機顔料コロイドを含むカラーフ
ィルター塗布層を焼成して形成されることを特徴とす
る。

【００２５】さらに、本発明の方法は、上述のＦＥＤ用
アノード基板を製造するための方法であって、その一表
面にアノード電極層が設けられた基板を用意し、このア
ノード電極層上に、所定のパターンを有するカラーフィ
ルター塗布層を形成した後、焼成し、フィルター層を形
成する工程、及びフィルター層上に蛍光体層を形成する
工程を具備し、このカラーフィルターは、粒径１．０μ
ｍ以下の透明導電性微粒子コロイドと粒径１．０μｍ以
下の無機顔料コロイドを含むペーストを用いて形成され
ることを特徴とする。

【００２６】本発明によれば、カラーフィルター塗布層
に、透明導電性微粒子として、粒径１．０μｍ以下のコ
ロイド粒子、無機顔料として粒径１．０μｍ以下のコロ
イド粒子を適用することにより、カラーフィルター層中
の透明導電性微粒子と無機顔料との凝集を防止し、より
透明性及び塗膜性の優れたカラーフィルター層が得られ
る。

【００２７】カラーフィルター層が透明性に優れている
と、蛍光体層の発光光を十分に透過することができるの
でＦＥＤ表示面における輝度が向上する。また、カラー
フィルターの色選択透過性がより効果的に行われ、表示
面のコントラストが向上する。

【００２８】また、カラーフィルター層が塗膜性が優れ
ていると、得られたカラーフィルター層中にピンホール
等の欠陥を生じにくくなり、透明電極の断線を防ぐこと
ができ、欠陥の少ないＦＥＤが得られる。

【００２９】このように、本発明によれば、表示面の輝
度が高く、かつ画像のコントラストが向上したＦＥＤが
得られる。

【００３０】透明導電性微粒子コロイド及び無機顔料微
粒子コロイドの平均粒径は１．０μｍを越えると、十分
な透明性及び塗膜性を得られなくなり、蛍光体の発光光
を十分に透過し得なくなる。透明導電性微粒子コロイド
及び無機顔料微粒子コロイドの好ましい平均粒径は、
０．００１ないし０．１μｍである。

【００３１】以下に、図面を参照し、本発明をより詳細
に説明する。

【００３２】図１は、本発明に係るＦＥＤパネルの一例
の構成を表す概略断面図を示す。

【００３３】図示するように、このＦＥＤパネルは、ア
ノード電極２１と蛍光体層２２の間に、蛍光体層２２の
発光色に相当する色のカラーフィルター層２３が形成さ
れた構成を有するアノード基板２００を用いる以外は、
図７に示すＦＥＤパネルと同様の構成を有する。

【００３４】図２は、本発明によるＦＥＤ用アノード基
板をＦＥＤパネルに用いた際に、ＦＥＤパネルの表示コ
ントラストが向上する原理を説明するための図で、アノ
ード基板の断面の一部分を拡大して示している。

【００３５】図２に示すように、本発明に係るアノード
基板は、アノード用基板２０、アノード用基板２０上に
形成されたアノード電極２１、カラーフィルター２３、
及び蛍光体層２２で構成されている。

【００３６】図中、２３Ｒは赤色を透過する赤色フィル
タを、２３Ｇは緑色を透過する緑色フィルタを示し、ま
た、２２Ｒは赤色発光蛍光体層を、２２Ｇは緑色発光蛍
光体層を示している。そして、ディスプレイとして２３
Ｒ及び２２Ｒが赤色画素に２３Ｇ及び２２Ｇが緑色画素
に各々相当する。

【００３７】赤色画素部２３Ｒ、２２Ｒにおいて、観察
側からの白太矢印で示す白色の外光Ｗを赤色光Ｒ、緑色
光Ｇ、青色光Ｂの３成分に分解して示すと、各色光はア
ノード用基板２０、アノード電極２１を透過し、赤色フ
ィルタ２３Ｒにて緑色光Ｇ及び青色光Ｂが吸収され、赤
色光Ｒは赤色フィルタ２３Ｒを透過して、赤色発光をす
る蛍光体層２２Ｒの表面に至る。

【００３８】この赤色発光をする蛍光体層２２Ｒの表面
で赤色光Ｒは反射され、黒太矢印で表す赤色の反射光
Ｒ’として観察側に反射してくる。

【００３９】一方、赤色画素に相当する赤色発光する蛍
光体層２２Ｒにおいては、冷陰極（図示せず）より放出
された電子ｅに励起されて赤色発光Ｒ”が放射される
が、この赤色発光Ｒ”は赤色フィルタ２３Ｒによって吸
収されることはなく、観察側に至る。従って、赤色の反
射光Ｒ’による、この赤色発光Ｒ”の純度への影響は僅
かなものになる。

【００４０】このような現象は、緑色画素部２３Ｇ、２
２Ｇ及び青色画素部（図示せず）に於いても同様であ
り、ディスプレイとしては反射光の現象によって、コン
トラスト比の向上した、また、各色の純度の向上した優
れた表示品質（視認性）を有するディスプレイとなる。

【００４１】ここで、通常蛍光体層２２Ｒ、２２Ｇは電
子ｅによる励起エネルギーのチャージアップ現象により
粒子表面層が帯電し、輝度低下をもたらす。個体に浸入
した電子（１次電子）は十分なエネルギーを持っている
と個体から２次電子が放出されるが、１次電子の数に対
する２次電子の数の比が１を越すと個体は正に帯電し、
１を下回れば負に帯電する。低電圧電子線を用いるＦＥ
Ｄ蛍光体の場合には負に帯電し、輝度低下が生じ易くな
る。

【００４２】従って、蛍光体にはある程度の電気伝導度
が要求される為、輝度に応じて蛍光体層表面にメタルバ
ックを行うことや、蛍光体層に透明導電性微粒子を構成
させるが、本発明ではカラーフィルターにも透明導電性
微粒子を構成させるため、従来カラーフィルターの上部
に設けなければならなかったアノード電極２１がアノー
ド用基板２０上（カラーフィルター下部）に直接形成で
きるようになり、種々の特性を向上できる。

【００４３】カラーフィルターに用いる透明導電性微粒
子としては、例えばＳｎＯ２、Ｓｂ原子ドープＳｎＯ
２、Ｐ原子ドープＳｎＯ２、Ｔｅ原子ドープＳｎＯ２、
Ｆ原子ドープＳｎＯ２、Ｓｂ原子ドープＳｎＯ２を被覆
したＢａＳＯ４等の酸化スズ系や、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｎ原
子ドープＩｎ２Ｏ３等の酸化インジウム系やＡｇ等の微
粒子を単独または種々混合して使用することができる。

【００４４】また、カラーフィルターのための色素材料
としては、耐熱性を有し、パネル封止後に放出ガスのな
い材料である無機顔料を用いる。一般に、無機顔料は有
機顔料よりも着色力に乏しいが顔料粒径、膜厚制御、蛍
光体層の発光色の色バランス補正などをすることで必要
な特性を得ることが可能である。

【００４５】赤色無機顔料としては、例えば酸化第二鉄
系、アントラキノン系があげられる。緑色無機顔料とし
ては、例えばＴｉＯ２−ＣｏＯ−ＮＩＯ−ＺｎＯ系、Ｃ
ｏＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｃｒ２Ｏ３−ＴｉＯ２系、ＣｏＯ−
Ａｌ２Ｏ３−Ｃｒ２Ｏ３系、塩素化フタロシアニングリ
ーン系、及び臭素化フタロシアニングリーン系があげら
れる。青色顔料としては、例えばアルミン酸コバルト
系、フタロシアニンブルー系等がある。また、黒色顔料
としては、例えばＦｅＣｒ２Ｏ４、ＣｕＭｎ２Ｏ４を始
めとするＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ等の複合酸化物が使用でき
る。

【００４６】カラーフィルターペースト用コロイド溶液
の調製には、例えばまず酸化スズ或いは酸化インジウム
と無機顔料を酸性溶液中へ投入し、加熱処理を行う。こ
のとき、酸化スズ或いは酸化インジウムと無機顔料の比
率は無機顔料に対し透明導電性微粒子が２０〜３００重
量部であることが好ましい。２０重量部以下ではカラー
フィルター２３が負に帯電するチャージアップ現象が生
じ輝度が低下してしまう傾向がある。一方、３００重量
部以上ではカラーフィルター自身の分光特性に変化を生
じ輝度低下や表示コントラストに対する効果が低下して
しまう傾向がある。

【００４７】酸性溶液に使用される酸としては、例えば
酒石酸、乳酸などのようなオキシカルボン酸、塩酸、硫
酸などの鉱酸、シュウ酸のようなカルボン酸等が使用可
能である。ゾル化を効率良く得るためには酸濃度は１０
重量％以上であることが好ましく、１０重量％以下にす
るとコロイド化が難しくなる傾向がある。

【００４８】コロイド化のために行う加熱処理温度は、
好ましくは７０〜１８０℃で設定可能であるが、高温に
なるに従い、液体を保持するための加圧処理を要する傾
向がある。また、同時に、酸水溶液中の透明導電性微粒
子と無機顔料が一次粒子の状態で液中に馴染むように撹
拌や、サントミル、ボールミル、及びビーズミルなどの
分散を伴う系にすると、更に効率を高めることができ
る。本発明によれば、コロイド化を行うことにより、透
明導電性微粒子及び無機顔料の凝結、凝集又は２次粒子
の結合を著しく低下せしめ、コロイド状態まで安定に分
散することが可能になる。

【００４９】次いで、得られたコロイド溶液をイオン交
換処理で脱酸した後、カラーフィルター用バインダ樹脂
を溶解できる親水性有機溶媒で置換できる。親水性有機
溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパ
ノール、ブタノール、エチレングリコール、トリメチレ
ングリコール、グリセリンなどのアルコール類、メタノ
ールアミン、エタノールアミン、モルホリン等のアミン
類、ジメチルホルムアミド、Ｎ-メチル-２-ピロリドン
等のアミド類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、
テトラヒドロフラン等のエーテル類、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン等のケトン類等があげられ
る。

【００５０】この後、カラーフィルター用バインダー樹
脂を加え分散を行い、カラーフィルター用ペーストを得
ることができる。

【００５１】透明導電性微粒子と無機顔料からなるコロ
イドに対するバインダー樹脂の配合比率は、コロイド固
形分がバインダー樹脂に対して５重量％以上あることが
好ましい。５重量％未満では、基材上に形成したカラー
フィルターの定着性に劣る傾向がある。

【００５２】バインダー樹脂としては、エチルセルロー
ス系樹脂、ポリエーテルスルフォン系樹脂、ポリスルフ
ォン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ブチラール樹脂、メラ
ミン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹
脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、アルキド系樹
脂、ポリエステル系樹脂、ビニル系樹脂、塩化ビニル系
樹脂、及び紫外線硬化樹脂などカラーフィルターペース
トに使用する親水性有機溶媒から適宜選択して使用する
ことができる。

【００５３】なお、導電性微粒子材料と無機顔料をコロ
イド化せずにバインダー樹脂に分散させてカラーフィル
ターペーストとして用いると、導電性微粒子と無機顔料
の表面活性が非常に高いため、導電性微粒子同士或いは
透明導電性微粒子と無機顔料とが極めて強い結合を有
し、凝集あるいは凝結を呈し、一次粒子まで粉砕、分散
するために多大な困難を伴う。この為、透明性が損なわ
れ、カラーフィルターが表面や内部で散乱して曇りを生
じ、蛍光体の輝度を低下させる。

【００５４】なお、前述してきた酸性溶液をアルカリ溶
液に変えて、ゾル化を得ても良い。

【００５５】本発明にかかるアノード基板上にアノード
電極を形成する方法としては、常法に従って、基板上面
に、例えばＩＴＯ膜（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄ
ｅ）をスパッタ法によって成膜し、任意のレジストパタ
ーンをマスクとして塩化第二鉄と塩酸を混合したエッチ
ング液でエッチング除去し、配線できる。

【００５６】透明導電性微粒子及び無機顔料から構成さ
れるカラーフィルター画素のパターニング方法として
は、印刷法において所望パターンの開口部を有するスク
リーン版上にカラーフィルター印刷ペーストを供給し、
かつ柔軟性のあるスキージでこすって、上記開口部から
カラーフィルターペーストを押し出して基板上に印刷す
るスクリーン印刷法や、所望パターンの溝を形成した金
属板のパターン溝部分にのみカラーフィルターペースト
を充填し、充填されたカラーフィルターペーストをブラ
ンケットに転移させた後、ブランケット上のカラーフィ
ルターペーストを基板に転写させる平版オフセット印刷
法等を用いることができる。

【００５７】さらに、フォトリソグラフィー法として
は、透明導電性微粒子及び無機顔料からなるペーストを
適当な感光性樹脂と混練した後、基板上に塗布し、これ
を所定のフォトマスクを用いて露光し、しかる後現像し
てパターニングする方法や、顔料及び透明導電性微粒子
からなるペーストを基板上に塗布した後、このフィルタ
膜上に感光性樹脂を塗布、これを所定のフォトマスクを
用いて露光し、しかる後現像およびエッチングを行いパ
ターニングする方法、或いは光粘着性を有する樹脂を基
板上に塗布し、所定のフォトマスクを用い露光し、フィ
ルタパターン状に付着させる部分のみ粘着性をもたせ、
しかるのち顔料及び透明導電性微粒子からなるペースト
を噴霧し、粘着層上に固着させることによりパターニン
グする方法等を用いることができる。

【００５８】また、透明導電性微粒子と無機顔料からな
るペーストを公知の樹脂を用いて液体又は粉体の状態で
トナー化し、これを予め潜像を形成したセレン等の感光
体に付着させた後、基板に転写することによりパターン
形成する電子写真法を用いることができる。

【００５９】また、透明導電性微粒子と無機顔料からな
るペーストをアルキド樹脂等と共に水中で分散した電着
塗料を作製し、これに予めパターニングされたＩＴＯ膜
等の透明導電膜が設けられた基板を浸漬し、通電するこ
とにより透明導電膜上にパターン形成する電着法を用い
ても良い。この場合、パターン形成後はパネル構造上こ
れをアノード電極として代用可能である。

【００６０】蛍光体層の形成においては、従来より知ら
れているポリビニルアルコールと重クロム酸塩との混合
水溶液に蛍光体粉末を分散したスラリーを用いて、紫外
線により露光部を硬化させ、未露光部の現像除去を繰り
返し、複数の蛍光体層を形成するフォトリソグラフィー
技術を用いたスラリー法や、低温蒸発性を有する樹脂、
例えばエチルセルロース或いはブチラール樹脂などに蛍
光体を混合してペースト化を行い、所定の開口を有する
スクリーン版等で選択的に塗布形成する方法等を用いる
ことができる。

【００６１】好ましく使用される蛍光体のうち、低い加
速電圧でエミッタから電子線を受けて励起発光する蛍光
体としては、例えばＳｒＴｉＯ_３：Ｐｒ等の赤色発光蛍
光体、例えばＺｎＧａ_２Ｏ_４：Ｍｎ、ＺｎＯ：Ｚｎ等の
緑色発光蛍光体、Ｙ_２ＳｉＯ _５：Ｃｅ、ＺｎＧａ
_２Ｏ_４、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｃｅ、ＢａＧａ₂Ｓ₄：Ｃｅ、Ｚ
ｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｃｌ等の青色発光蛍光体が挙げら
れる。

【００６２】一方、高電圧でエミッタから電子線を受け
励起発光する蛍光体としては、現在ＣＲＴで使われてい
るものが利用でき、例えばＹ_２Ｏ_３：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ
_３Ｓ：Ｅｕ赤色発光蛍光体、ＺｎＳ：Ａｕ、(ＺｎＣｄ)
Ｓ：Ｃｕ緑色発光蛍光体、ＺｎＳ：Ａｇ青色発光蛍光体
等が挙げられる。

【００６３】この高電圧駆動を行うＦＥＤパネルにカラ
ーフィルターを用いる場合は、必要輝度を下げても表示
コントラストが得られるなどのメリットを活かせるの
で、電圧依存性のある輝度を低下させる設計を行い、低
消費電力化を図れる。従って、特に車載の場合には実用
範囲の駆動を実現できる。

【００６４】

【実施例】以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明
する。

【００６５】実施例１ 本発明に係るアノード基板の一例を以下のようにして作
成した。

【００６６】アノード電極の作成 まず、アノード用基板としてガラス基板２０を用意し、
ガラス基板２０の一主面上にＩＴＯ膜（Ｉｎｄｉｕｍ
Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）をスパッタ法によって成膜した。
次に、ＩＴＯ膜上にレジストパターンを形成し、これを
マスクとして塩化第二鉄と塩酸を混合したエッチング液
でアノード電極２１としての透明電極を配線した。

【００６７】カラーフィルターの作成 次に、カラーフィルター用青色ペーストを以下のように
調製した。

【００６８】ＳｎＯ_２微粉末（山中化学（株））３００
重量部、及び青色顔料（大日精化（株）製：「ＴＭカラ
ー＃３４８０」）３００重量部を予め混合・粉砕してお
き、８０℃に加熱された硝酸水溶液中に５時間かけてボ
ールミルを行いながら投入し、ゾルを得た。

【００６９】酸性水溶液に対する青色顔料微粒子とＳｎ
Ｏ_２微粒子の添加量は２０重量部とした。このゾルから
コロイド粒子を濾別し、脱酸処理し、メタノール／エチ
レングリコール（重量比５０／５０）の混合溶媒で置換
した。得られたコロイド粒子の粒径は０.０３μｍであ
った。

【００７０】次いで、得られた青色ペースト用コロイド
２０重量部とエチルセルロース２０重量部とを、メタノ
ール／エチレングリコール（重量比５０／５０）の混合
溶媒６０重量部に加え、ビーズミル分散を行い、カラー
フィルター用青色ペーストを得た。

【００７１】得られた青色顔料ペーストを用い、３００
メッシュのスクリーン印刷版を使用して、ガラス基板２
０上に配線したアノード電極２１に重なるように、縦３
５０μｍ、横１５０μｍの大きさの青色フィルター塗布
層２３Ｂを各々形成した。

【００７２】青色顔料の代わりに緑色顔料（（株）Ｔ＆
Ｄ ＣＥＲＡＴＥＣ製：「Ｄ−１１６９９」）を使用す
る以外は上述の青色ペーストと同様にして、緑色ペース
トを得た。得られた緑色ペーストを用い、同様にして、
緑色フィルター塗布層２３Ｇを形成した。

【００７３】青色顔料の代わりに赤色顔料（（株）Ｔ＆
Ｄ ＣＥＲＡＴＥＣ製：「Ｄ−４１４」）を使用する以
外は上述の青色ペーストと同様にして、赤色ペーストを
得た。得られた赤色ペーストを用い、同様にして、赤色
フィルター塗布層２３Ｇを形成した。

【００７４】上述のようにして、青、緑、赤色の各フィ
ルター塗布層２３Ｂ，２３Ｇ，２３Ｒを形成したガラス
基板２０を空気中、５８０℃で１０分間焼成し、カラー
フィルターを得た。この焼成により、青、緑、赤色ペー
スト中のエチルセルロース及びメタノール/エチレング
リコール等の有機成分は、蒸発又は燃焼するため、結果
として除去される。

【００７５】上記のようにして得られた各カラーフィル
ター２３Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒの分光透過率を測定し、そ
の波長と透過率との関係を表すグラフ図を図３に示す。
図中、３０１は赤色、３０２は緑色、及び３０３は青色
カラーフィルターの分光透過率を各々示す。

【００７６】蛍光体層の作成 次に、赤色発光蛍光体としてＳｒＴｉＯ_３：Ｐｒ ５重
量部を高感度水溶性フォトレジスト材（三洋化成（株）
製：「サンレジナーＢＭＲ−２００」）５０重量部に加
え、これを三本ロールミルで練り合わせ、赤色発光蛍光
体層形成用感光性ペースト材を得た。得られた感光性ペ
ースト材を使用して３００メッシュのスクリーン印刷版
を使用して、赤色発光蛍光体塗布層を形成した。

【００７７】得られた赤色発光蛍光体塗布層を所定の条
件で乾燥した後、所望のパターンを有するフォトマスク
を用い、超高圧水銀灯で１５０ｍＪ／ｃｍ２の露光後、
純水で現像することにより、赤色フィルタ層に重なるよ
うに縦３５０μｍ、横１５０μｍの赤色発光蛍光体層２
２Ｒを形成した。

【００７８】赤色発光蛍光体の代わりに、ＺｎＧａ_２Ｏ
_４：Ｍｎ緑色発光蛍光体を用いる以外は赤色発光蛍光体
層２２Ｒと同様にして、緑色フィルター２３Ｇ上に緑色
発光蛍光体層２２Ｇを形成した。

【００７９】赤色発光蛍光体の代わりに、Ｙ_２Ｓｉ
Ｏ_５：Ｃｅ青色発光蛍光体を用いる以外は赤色発光蛍光
体層２２Ｒと同様にして、青色フィルター２３Ｂ上に青
色発光蛍光体２２Ｂで形成した。

【００８０】得られた各蛍光体層２２Ｒ、２２Ｂ、２２
Ｇを５８０℃で１０分間焼成した。

【００８１】なお、蛍光体フォトレジスト材中の有機成
分は、この焼成工程で蒸発又は燃焼するため結果として
除去される。

【００８２】以上のようにして、ストライプ状のカラー
フィルター及び蛍光体層の代わりに、規則正しく配列さ
れた矩形状のカラーフィルター及び蛍光体層が設けられ
ている以外は図１のアノード基板１００と同様の構成を
有するアノード基板を得た。

【００８３】得られたアノード基板を、ストライプ状の
隔壁１５，１６の代わりに、格子状の隔壁が設けられる
以外は図１のカソード基板２００と同様の構成を有する
カソード基板と位置合わせして、内部雰囲気を１×１０
^-5Ｐａとして封止し、画素ピッチ０.６０ｍｍ、有効表
示面積１２インチ、６４０×４８０ドットのＦＥＤパネ
ルを作成した。

【００８４】得られたＦＥＤパネルについて、赤色、緑
色及び青色発光蛍光体層を、アノード電圧６００Ｖ、ア
ノード電流密度８０ｍＡ／ｃｍ２、ゲート電圧１００Ｖ
で同時に発光させその白色ピーク及び表示コントラスト
を調べた。

【００８５】得られた結果について表１に示す。

【００８６】実施例２ アノード電極２１上にカラーフィルター２３Ｒ、２３
Ｇ、２３Ｂを形成する前に、少なくともこのカラーフィ
ルターパターン間に相当する位置に格子状のブラックマ
トリックス（以下ＢＭという）（２３ＢＭ）が形成され
る以外は実施例１と同様にして図４に示す電界放射型ア
ノード基板４００を得た。

【００８７】この２３ＢＭは、アノード電極２１上に、
金属クロム、酸化クロムをスパッタ法で積層構造で形成
し、フォトリソグラフィー技術ピッチ０.２０ｍｍ即ち
青、緑、青色カラーフィルターパターン間に幅５０μｍ
のＢＭパターン２３ＢＭをフォトプロセスで作製した。

【００８８】この後、実施例１と同様にして、カラーフ
ィルター２３Ｂ、２３Ｇ、及び２３Ｒを形成したガラス
基板の分光透過率特性は図３と同様であった。

【００８９】得られたアノード基板を用いて、実施例１
と同様にしてＦＥＤパネルを組立、その白色ピーク及び
表示コントラストを調べた。

【００９０】得られた結果について表１に示す。

【００９１】実施例３ カラーフィルターに混合する導電性微粉末を、ＳｎＯ_２
微粉末の代わりにＳｎ原子ドープＩｎ_２Ｏ_３にした以外
は実施例１と同様にしてＦＥＤを作製した。

【００９２】得られたアノード基板を用いて、実施例１
と同様にしてＦＥＤパネルを組立、その白色ピーク及び
表示コントラストを調べた。

【００９３】得られた結果について表１に示す。

【００９４】比較例１ カラーフィルター２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂを形成せず、
かつストライプ状の蛍光体層の代わりに、規則正しく配
列された矩形状の蛍光体層を形成する以外は実施例１と
同様にして、図５に示す構造を有するアノード基板５０
０を得た。

【００９５】このアノード基板５００を、ストライプ状
の隔壁の代わりに、その周囲を囲む格子状の隔壁が設け
られている以外は、図７と同様の構造を有するカソード
基板と組み立てることにより、ＦＥＤパネルを得た。

【００９６】得られたＦＥＤパネルについて、赤色、緑
色及び青色発光蛍光体層を、アノード電圧６００Ｖ、ア
ノード電流密度８０ｍＡ／ｃｍ２、ゲート電圧１００Ｖ
で同時に発光させその白色ピーク及び表示コントラスト
を調べた。

【００９７】得られた結果について表１に示す。

【００９８】比較例２ アノード用基板２０上に直接アノード電極を形成せず、
カラーフィルター２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂと、蛍光体層
２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂとの間に光透過性絶縁層２４と
アノード電極２１を順に形成し、かつ各カラーフィルタ
ーに導電性微粒子を添加しないこと以外は、実施例１と
同様にして、図６に示すようなアノード基板電界放射型
アノード基板を製造した。

【００９９】カラーフィルター用青色顔料ペーストとし
ては青色顔料（大日精化（株）製：「ＴＭカラー＃３４
８０」）５部をエチルセルロース（関東化学（株）製）
のα−テルピネオール（関東化学（株）製）５重量％溶
液５０部に加え、これを三本ロールミルで練り合わせた
ものを用いた。

【０１００】緑色顔料ペーストとしては、青色顔料を緑
色顔料（（株）Ｔ＆ＤＣＥＲＡＴＥＣ製：「Ｄ−１１６
９９」）に変える以外は全く上述の青色顔料ペーストと
同様にして得た。

【０１０１】赤色顔料ペーストとしては、青色顔料を赤
色顔料（（株）Ｔ＆ＤＣＥＲＡＴＥＣ製：「Ｄ−４１
４」）に変える以外は全く上述の青色顔料ペーストと同
様にして得た。

【０１０２】光透過性絶縁層２４は、カラーフィルター
２３Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒを形成した後、光透過性を有す
る絶縁層２４として、ゾル−ゲル法によるシリカコート
材（日本曹達（株）製：「アトロンＮＳｉ−３１０」）
１０部をエチルセルロース（関東化学（株）製）の２−
（２−エトキシエトキシ）エタノール（関東化学（株）
製）１０重量溶液１０部に加え、十分混合した塗布液を
使用して、３００メッシュのスクリーン印刷版を用い基
板全面を被覆するように塗布層を形成した。

【０１０３】得られた塗布層を空気中５８０℃で１０分
間焼成することにより、アノード用基板上に光透過性の
絶縁層２４を形成し、カラーフィルター２３Ｂ、２３
Ｇ、２３Ｒ上に固着させた。

【０１０４】次いで、アノード用基板の光透過性を有す
る絶縁層２４上面に、ＩＴＯ膜をスパッタ法によって成
膜し、レジストパターンをマスクとしてエッチングを行
いアノード電極２１を配線した。

【０１０５】得られたＦＥＤパネルについて、赤色、緑
色及び青色発光蛍光体層を、アノード電圧６００Ｖ、ア
ノード電流密度８０ｍＡ／ｃｍ２、ゲート電圧１００Ｖ
で同時に発光させその白色ピーク及び表示コントラスト
を調べた。

【０１０６】得られた結果について下記表１に示す。

【０１０７】

【表１】

【０１０８】表１から分かるように本発明に係るカラー
フィルターを設けた実施例１のＦＥＤにおいて、ＦＥＤ
パネルは、カラーフィルターを設けない比較例１のＦＥ
Ｄに比べ輝度は僅かに低下するが、外光下でのコントラ
スト比が大きく向上し、視認性の高い映像表示を提供す
ることが可能となった。同時に、アノード電極２１の断
線に伴うパネル内の点灯不良個所は無い為、製造歩留ま
りの向上を格段に図る事ができた。

【０１０９】しかしながら、比較例１では、フィルタを
設けたＦＥＤに比べ白ピーク輝度は僅かに高いが、明室
内での蛍光体層による反射光が大きくコントラスト比は
小さな、視認性の劣るものであった。

【０１１０】また、実施例２において、カラーフィルタ
ーを設けたＦＥＤは、比較例１のカラーフィルターを設
けないＦＥＤに比べ輝度は僅かに低下するが、外光下で
のコントラスト比が大きく向上し、視認性の高い映像表
示を提供することが可能となる。同時に、アノード電極
２１の断線に伴うパネル内の点灯不良個所は無い為、製
造歩留まりの向上を格段に図ることができた。

【０１１１】また、実施例３のカラーフィルターを設け
たＦＥＤは、比較例１のカラーフィルターを設けないＦ
ＥＤに比べ、輝度は僅かに低下するが、外光下でのコン
トラスト比が大きく向上でき、視認性の高い映像表示を
提供することが可能となった。また、アノード電極２１
の断線に伴うパネル内の点灯不良個所は無く、製造歩留
まりの向上を格段に図ることができた。

【０１１２】また、比較例２に係るアノード基板では、
カラーフィルター２３の段差に伴い光透過性を有する絶
縁層２４にピンホールが存在しているのを確認できた。
また、このピンホールからはアノード電極配線の際のエ
ッチング液がカラーフィルター２３へ浸透し、変色を招
いた。更に、絶縁層２４のピンホールがアノード電極の
配線位置にある領域では、アノード電極が断線している
事を確認できた。比較例２は、フィルタの変色及びアノ
ード電極の断線によるセル不点灯の欠陥不良があるため
に白ピーク輝度及び明室内でのコントラスト比が低下
し、本来の表示特性を損なうものであった。パネル製造
の収率は低く、歩留まりに問題が残っていた。

【０１１３】以上のように、本発明にかかるカラーフィ
ルターを設けたＦＥＤは、カラーフィルターを設けない
ＦＥＤに比べ白ピーク輝度は僅かに低下するが、一般的
なテレビの観視条件である明室内でのコントラスト比が
大きく向上し、表示品質（視認性）の優れたＦＥＤとな
った。

【０１１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いる
と、アノード用基板上に、優れた透明性を有するカラー
フィルターを形成することができるので、蛍光体の発光
を効率よく透過して、表示面における輝度低下を抑制
し、コントラスト及び色純度を向上させ、視野角が広
く、不点灯欠陥のない、視認性に優れた良好な画像を表
示することが可能な電界放射型ディスプレイ用アノード
基板が容易に得られる。

【０１１５】また、本発明によれば、アノード用基板上
に、優れた透明性を有するカラーフィルターを形成する
ことができるので、蛍光体の発光を効率よく透過して、
表示面における輝度低下を抑制し、コントラスト及び色
純度を向上させ、視野角が広く、不点灯欠陥のない、視
認性に優れた良好な画質を有する電界放射型ディスプレ
イが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＦＥＤパネルの一例の構成を表す
概略断面図

【図２】本発明に係るＦＥＤパネルの表示コントラスト
が向上する原理を説明するための図

【図３】本発明に係るアノード基板の各カラーフィルタ
ーの分光透過率を表すグラフ図

【図４】本発明に係るＦＥＤパネルの他の一例に用いら
れるアノード基板を表す概略断面図

【図５】従来のアノード基板の一例を表す概略断面図

【図６】従来のアノード基板の他の一例を表す概略断面
図

【図７】従来のＦＥＤパネルの一例を表す概略断面図

【符号の説明】

１０…カソード用基板 １１…カソード電極 １２…抵抗層 １３…エミッタ １４…ゲート １５…絶縁層 １６…ホール ２０…アノード用基板 ２１…アノード電極 ２２…蛍光体層 ２２Ｒ…赤色発光をする蛍光体層 ２２Ｇ…緑色発光をする蛍光体層 ２２Ｂ…青色発光をする蛍光体層 ２３…カラーフィルター ２３Ｒ…赤色フィルタ ２ＧＲ…緑色フィルタ ２３Ｂ…青色フィルタ ２３ＢＭ…ブラックマトリックスパターン ２４…光透過性の絶縁層 １００，３００，４００，５００…アノード基板 ２００…カソード基板

フロントページの続き (72)発明者 塚本 健人 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 野村 裕司 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 浪川 衛 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 内藤 康之 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 Ｆターム(参考） 5C028 HH14 5C036 CC20 EF01 EF06 EG02 EG28

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基板、該第１の基板上にカソード
   電極、絶縁層、ゲート電極を順次成膜した積層基板に対
   して、前記ゲート電極及び絶縁層にホールが設けられ、
   該ホール内に形成されるエミッタを有する抵抗層、及び
   該隔壁上に設けられたゲート電極を有するカソード基板
   と、 該カソード基板と対向して設けられた、第２の基板、該
   第２の基板のカソード基板側表面上に設けられたアノー
   ド電極層、該アノード電極層上に設けられた粒径１．０
   μｍ以下の透明導電性微粒子コロイドと粒径１．０μｍ
   以下の無機顔料コロイドを含む塗布層を焼成して形成さ
   れた所定のパターンを有するカラーフィルター層、及び
   該カラーフィルター層上に設けられた蛍光体層を含むア
   ノード基板とを具備することを特徴とする電界放射型デ
   ィスプレイ。
2. 【請求項２】 前記透明導電性微粒子は、ＳｎＯ_２、Ｓ
   ｂ原子ドープＳｎＯ _２、Ｐ原子ドープＳｎＯ₂、Ｔｅ原
   子ドープＳｎＯ_２、Ｆ原子ドープＳｎＯ_２、及びＳｂ原
   子ドープＳｎＯ_２被覆ＢａＳＯ_４、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｓｎ原
   子ドープＩｎ _２Ｏ_３、及びＡｇからなる群から選択され
   る少なくとも１種の微粒子を含有することを特徴とする
   請求項１に記載の電界放射型ディスプレイ。
3. 【請求項３】 エミッタとゲートとを備えたカソード基
   板に対向して設けられる電界放射型ディスプレイ用アノ
   ード基板であって、 アノード用基板、 該基板上に設けられたアノード電極層、 該アノード電極層上に設けられた粒径１．０μｍ以下の
   透明導電性微粒子コロイドと粒径１．０μｍ以下の無機
   顔料コロイドを含む塗布層を焼成して形成された所定の
   パターンを有するカラーフィルター層、及び該カラーフ
   ィルター層上に設けられ、該無機顔料の色と同様の発光
   色を有する蛍光体層を具備することを特徴とするアノー
   ド基板。
4. 【請求項４】 前記透明導電性微粒子は、ＳｎＯ_２、Ｓ
   ｂ原子ドープＳｎＯ _２、Ｐ原子ドープＳｎＯ_２、Ｔｅ原
   子ドープＳｎＯ_２、Ｆ原子ドープＳｎＯ_２、及びＳｂ原
   子ドープＳｎＯ_２被覆ＢａＳＯ_４、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｓｎ原
   子ドープＩｎ _２Ｏ_３、及びＡｇからなる群から選択され
   る少なくとも１種の微粒子を含有することを特徴とする
   請求項３に記載のアノード基板。
5. 【請求項５】 その一表面にアノード電極層が設けられ
   た基板を用意し、該アノード電極層上に、粒径１．０μ
   ｍ以下の透明導電性微粒子コロイドと粒径１．０μｍ以
   下の無機顔料コロイドを含むペーストを用いて、所定の
   パターンを有する塗布層を形成した後、焼成し、フィル
   ター層を形成する工程、及び該フィルター層上に蛍光体
   層を形成する工程を具備することを特徴とするアノード
   基板の製造方法。
6. 【請求項６】 前記透明導電性微粒子は、ＳｎＯ_２、Ｓ
   ｂ原子ドープＳｎＯ _２、Ｐ原子ドープＳｎＯ_２、Ｔｅ原
   子ドープＳｎＯ_２、Ｆ原子ドープＳｎＯ_２、及びＳｂ原
   子ドープＳｎＯ_２被覆ＢａＳＯ_４、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｓｎ原
   子ドープＩｎ _２Ｏ_３、及びＡｇからなる群から選択され
   る少なくとも１種の微粒子を含有することを特徴とする
   請求項５に記載のアノード基板の製造方法。