JP2004119394A - 多数の個別蛍光体液体粒子を受けるための窪みが形成され、その上に共形メタライゼーション層が配された画像表示面板 - Google Patents

Abstract

　【課題】　複数の異なる蛍光体物質の各々を、単一工程で付着することができる画像表示面板を提供する。
　【解決手段】　画像表示面板（１０１）には、離散した蛍光体液体粒子（droplets）を受けるための複数の凹部（窪み）（１０２）が形成され、その上に共形メタライゼーション層（１０７）が被覆される。多数回の連続する付着、マスキングおよび物質除去工程を行う必要なく、先に記載した蛍光体システムを面板上に分配することができ、蛍光体システムを構成する異なる蛍光物質（１０３，１０３ｂ，１０３ｃ）を単一工程で付着することができる。
　【選択図】　　　図２

Description

　本発明は、画像表示面板（ビューイングスクリーン）に関し、更に特定すれば、陰極ルミネセンス蛍光体画像表示ビューイングスクリーン(cathodoluminescent phosphor image display viewing screen)に関するものである。

　陰極ルミネセンス蛍光体ビューイングスクリーンは公知であり、例えば、テレビジョンやコンピュータ・モニタのような画像表示装置に広く用いられている。

　画像表示装置に一般的に用いられている蛍光体システム(phosphor system)には、複数の異なる蛍光物質を用いてフルカラー表示能力を実現したものが含まれる。

　例えば、各々赤色、緑色、または青色光子放出物質の個別の副画素蛍光体領域(discrete sub-pixel phosphor areas)を備える三色蛍光体システムは、異なる蛍光物質の付着、マスキング、およびパターニングを多数回行うことによって実現される。この多数回の付着、マスキング、およびパターニングのために、製造プロセスが非常に複雑化し、多量の時間、労力、およびコストが製造プロセスに加わることになる。

　陰極線管（ＣＲＴ）用蛍光画面は、通常、スラリ法(slurry method)によって付着される。三原色の蛍光体（即ち、赤、緑、青）の１つを含む溶液である、水溶性ＰＶＡおよび水溶性(NH4)2Cr202をスラリ状に作り、回転する水平平坦面（画面）上に分散させる。スラリが均等に行き渡るまで平面パネルを回転させ、次にこれをシャドウ・マスク(shadow mask)を介して露出させる。露出されない領域を水で洗い流す。このプロセスを他の各色について繰り返す。

　上述のスラリ・プロセスには、不均一な画面形成、洗浄中のピンホールの形成、クロスカラー汚染(cross-color contamination)、および粒子の凝固といったような問題がある。加えて、色のストライプの整列（alignment）も維持しなければならない。これが公知技術の一般的な欠点である。
特開昭５９−９８３４号公報 特開昭５４−１１１７５６号公報 実開昭５０−５１５６２号公報

　したがって、従来技術の欠点の少なくともいくつかを克服することができる、改良されたマルチカラー蛍光体システムを提供する手段が必要とされている。

　本発明の１つの目的は、公知技術の複雑な製造方法を必要としない蛍光体システムを備えた、画像表示面板を提供することである。

　本発明の他の目的は、複数の蛍光体物質分配手段(dispensing means)を採用することによって、複数の異なる蛍光体物質の各々を、単一の付着工程の一部として付着することができる、協同マルチカラー蛍光体システム(associated multi-color phosphor system)による、画像表示ビューイングスクリーンを提供することである。

　本発明の更に他の目的は、複数の凹状領域が形成され、各々に複数の異なる蛍光体物質の１つを規定量だけ受け入れる、陰極ルミネセンス画像表示ビューイングスクリーン面板を提供することである。

　上述のおよびその他の問題の少なくとも部分的な解決、ならびに上述のおよびその他の目的は、面板の主面に配置され選択的に配列された複数の凹状領域と、各々複数の凹状領域のいずれかに配された複数の蛍光体物質とを含み、単一の蛍光体物質付着工程を行うことによって、複数の個別的副画素(sub-pixel elements)から成るフルカラー・ビューイングスクリーンを提供することができる、マルチカラー画面表示ビューイングスクリーンを提供することによって実現される。

　本発明により、公知技術のような複雑な製造方法を必要としない、蛍光体システムを備えた画像表示面板が開示された。更に、複数の蛍光物質分配手段を用いることによって、単一の付着工程の一部として、複数の異なる蛍光物質の各々を付着（分配）させることができる、協同マルチカラー蛍光体システム(associated multi-colored phosphor system)を含む画像表示ビューイングスクリーンが開示された。また、各々複数の異なる蛍光物質の１つを規定量だけ受け入れる、複数の凹状領域が形成された、陰極ルミネセンス画像表示ビューイングスクリーン面板が開示された。

　図１を参照すると、主面１０５を有し実質的に光学的に透明な画像表示面板１０１（以後「面板」と呼ぶ）を含む、画像表示ビューイングスクリーン１００の側面図が描かれている。面板１０１には、主面１０５から面板１０１に向かって延びる、複数の窪み即ち凹部１０２が形成されている。凹部１０２は、例えば、シート状物質の形成の間に成型(molding)する、またはシート形成後に微細加工を行う等の１つによって実現される。これらの形成法は例としてあげたものに過ぎず、いかなる意味においても限定を示すものではない。１つの可能性は、Corning Inc.によって製造される光学加工可能なガラス(photomachineable glass)である。この物質を用いると、４ミル程の孔を、±１ミルの中央線許容度(centerline tolerance)で形成することができる。他の選択肢には、安価なドライ・マスク(dry mask)によるウエット・エッチングがある。いずれの場合でも、各凹部１０２の直径が深さよりも大幅に長ければ、凹部１０２の形成には問題がない。一般的に、凹部１０２の深さは、励起電子ビームを処理するために必要とされる蛍光体の密度によって決定される。これは、典型的に、１ないし１０ミクロン程度である。

　蛍光物質１０３を凹部１０２内に付着し、実質的に凹部１０２を充填し、面板１０１の表面上に、相対的に大きさが均一な蛍光体ドットを形成する。蛍光物質１０３を凹部１０２に分配するために用いられる技法の１つは、１つまたは複数の分配用チップ(dispensing tips)（図示せず）を用い、１つ以上の所望の凹部１０２に近付け、測定された量の液体蛍光物質をその中に投与する。液体蛍光物質は、蛍光物質１０３を粘性媒体に分散させることによって形成される。分配用チップは、皮下注射針(hypodermic needle)と同様に動作するが、前者は通常パルス型圧力源によって作動され、各分配用チップに正確な量の液体蛍光物質を分配させる点が異なる。このプロセスを利用すると、液体蛍光物質は、別個にまたは一度にいくつでも、各凹部１０２内に注入または分配される。例えば、凹部１０２が行状態に配列されている場合、一度に１行以上の凹部を充填することができる。また、異なる色の蛍光体が用いられる場合は、同様な色を含む全ての凹部を最初に充填し、次に第２色を充填する等、という処理が可能である。凹部１０２の窪み形状(dimpled shape)によって、相互汚染(cross-contamination)の恐れがなく、適切に配列された状態で異なる蛍光物質１０３を保持することが保証される。

　一旦凹部１０２全てを充填したなら、面板１０１を注意深く乾燥用炉またはその他の設備に入れ、液体蛍光物質から余分な水分を蒸発させることによって、蛍光物質１０３のみが残り面板１０１の凹部１０２に接着する。また、液体蛍光物質を化学的に固定することも、例えばフォトレジストを用いることによって、可能である。

　共形メタライゼーション層(conformal metallization layer)１０７を蛍光物質１０３上に被覆し、主面１０５の露出部分を導電性アノードとして機能させ、蛍光物質１０３に入射する電子を捕獲すると共に、反射層としても機能させ、電子入射の結果蛍光物質１０３に発生する光子エネルギを方向付ける。凹部１０２には高いアスペクト比は望ましくない。その理由は、製造が更に難しくなるだけでなく、連続した共形メタライゼーション層１０７を面板１０１の全表面１０５上に形成することが望ましいからである。共形メタライゼーション層１０７は、例えば、従来のＣＲＴ画面のように、蒸着によって被覆され、典型的にアルミニウム薄膜を含む。例えば、図１に示すように、凹部１０２を徐々に傾斜する縁を有する窪みとして形成する場合、共形メタライゼーション層１０７は、鋭い角でも被覆し損なうことなく連続層として凹部１０２上に被覆することができる。

　図２は、図１を参照して上述した画像表示ビューイングスクリーンの部分的上面図である。図１において既に識別した構造には、同様の参照番号が付けられている。図２は、更に、異なる蛍光物質１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの複数の離散領域が、複数の選択的に配列された凹状領域(preferentially oriented recessed regions)のいくつかに選択的に配置されて、異なる蛍光物質パターンが形成され、これを用いてマルチカラー画像表示が実現される。複数の異なる蛍光物質１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃから成る各セットは、面板の画素を形成し、各画素の異なる蛍光物質は、当技術では公知の態様で協同し、仮想的にあらゆる所望の色を生成することができる。本開示では、説明の都合上、３つの異なる蛍光物質が線状に配列されたものとして示されているが、これらは三角形等のような、他の密集合(close group)にも形成可能であることは理解されよう。複数の凹状領域１０２を設け、続いて、例えば微小ノズル物質分配システム(a system of micro-nozzle material dispensers)のような複数の蛍光物質分配手段を用いて、蛍光物質１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃを複数の凹状領域の各々に選択的に分配することによって、マスキング、パターニング、または物質除去工程を必要とせずに、全蛍光体システムを単一工程で形成することができる。

　用途によっては、複数の画素以外の予め規定されたパターンに、凹状領域を形成することが望ましい場合があることも理解されよう。例えば、ある特定用途では、マルチカラー画像を形成しない、凹状領域即ち異なる蛍光物質領域を形成することが望ましいことがある。面板は、あるメッセージのための赤色領域、他の情報のための緑色領域、更に他の情報のための青色領域を含む等とすることもできる。このような特定用途では、画面は、異なる(different and dis-similar)蛍光物質を異なる領域に有する複数の凹状領域を含むが、各凹状領域は、マルチカラー画素を形成する複数の凹状領域ではなく、１つの画素を形成する。

　面板製造のための処理が容易になることの他に、窪みのある面板の他の利点は、フィールド放出エミッタのような、個々のエミッタに基づく大面積平面パネル表示装置に応用できることである。この場合、蛍光物質のための励起源は、ＣＲＴにおけるような１つの電子銃ではなく、多くの個別エミッタ(discrete emitter)を含む。窪みのある面板は、各副画素（例えば、１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ）を、１つのエミッタまたは１組のエミッタに整合させることができる。特に、面板上の画素に対応する同様のパターン（例えば、線状、三角形状、円状）でエミッタも製造する場合、こうすることができる。

　テレビジョンやコンピュータ・モニタのような画像表示装置のための画像表示面板（ビューイングスクリーン）に適用できる。

本発明による画像表示面板を、その一部を取り除いて示す簡略側面図。 図１に描画した画像表示面板を、その一部を取り除いて示す斜視図。

符号の説明

　１０１　画像表示面板
　１０２　凹部
　１０３，１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ　蛍光物質
　１０５　主面
　１０７　共形メタライゼーション層

Claims (8)

1. 　画像表示面板（１０１）であって：
   　主面（１０５）；および
   　予め規定されたパターンを得るように配列され、前記面板内に延びる複数の均一な大きさの凹状領域（１０２）；
   　を具備し、前記凹状領域の各々はシート状物質の形成の間における成形またはシート形成後における微細加工のいずれかにより窪みとして形成され、前記窪みとして形成された前記凹状領域の各々はある直径、ある深さおよび徐々に傾斜する縁部を有し、かつ各々の窪みの前記直径は前記深さよりも大幅に大きく；かつ前記面板はさらに複数の異なる蛍光物質を含み、前記複数の異なる蛍光物質の内の１つの蛍光物質が各々の凹状領域に配置されていることを特徴とする画像表示面板。
2. 　画像表示面板（１０１）であって：
   　主面（１０５）；および
   　予め規定されたパターンを得るように配列された複数の均一な大きさの凹状領域（１０２）；
   　を具備し、前記複数の凹状領域は前記主面に配列される複数の画素（１０３ａ，ｂ，ｃ）を形成するように配列され、前記面板内に延び、各画素は１組の前記複数の凹状領域を含み、前記凹状領域の各々はシート状物質の形成の間における成形またはシート形成後における微細加工のいずれかにより窪みとして形成され、前記窪みとして形成された前記凹状領域の各々はある直径、ある深さおよび徐々に傾斜する縁部を有し、かつ各々の窪みの前記直径は前記深さよりも大幅に大きく；かつ前記面板はさらに複数の異なる蛍光物質を含み、前記複数の異なる蛍光物質の内の１つの蛍光物質が各々の凹状領域に配置されていることを特徴とする画像表示面板。
3. 　さらに、前記面板の主面および各凹状領域に配された前記異なる蛍光物質を実質的に被覆する導電材料の共形層を具備することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示面板。
4. 　マルチカラー画像表示ビューイングスクリーンであって：
   　主面（１０５）を有する面板（１０１）；
   　前記面板の主面上に配され、該面板内に延びる、複数の均一な大きさの選択的に配列された凹状領域（１０２）であって、前記凹状領域の各々はシート状物質の形成の間における成形またはシート形成後における微細加工のいずれかにより窪みとして形成され、前記窪みとして形成された前記凹状領域の各々はある直径、ある深さおよび徐々に傾斜する縁部を有し、かつ各窪みの前記直径は前記深さよりも大幅に大きいもの；
   　複数の異なる蛍光物質（１０３）であって、単一工程の蛍光物質付着を行うことによって、複数の個別副画素から成るフルカラービューイングスクリーンが形成されるように、前記複数の異なる蛍光物質の内の１つの蛍光物質が前記複数の凹状領域の内の幾つかに配されているもの；および
   　前記面板の主面および各凹状領域に配された前記異なる蛍光物質を実質的に被覆する導電材料の共形層；
   　を具備することを特徴とするマルチカラー画像表示ビューイングスクリーン。
5. 　平面パネル表示装置であって：
   　（ａ）画像表示面板（１０１）であって：
   　　　主面（１０５）；
   　　　前記画像表示面板の主面上に配され、前記画像表示面板内に延びる、複数の均一な大きさの選択的に配列された凹状領域（１０２）であって、前記凹状領域の各々はシート状物質の形成の間における成形またはシート形成後における微細加工のいずれかにより窪みとして形成され、前記窪みとして形成された前記凹状領域の各々はある直径、ある深さおよび徐々に傾斜する縁部を有し、かつ各窪みの前記直径は前記深さよりも大幅に大きいもの；および
   　　　複数の異なる蛍光物質（１０３）であって、単一工程の蛍光物質付着を行うことによって、複数の個別副画素から成るフルカラービューイングスクリーンが形成されるように、前記複数の異なる蛍光物質の内の１つの蛍光物質が前記複数の凹状領域の内の幾つかに配されているもの；
   を備えた前記画像表示面板；および
   　（ｂ）前記個別副画素の各々にそれぞれ対応して設けられた単数または複数の個別エミッタ；
   　を具備することを特徴とする平面パネル表示装置。
6. 　画像表示面板を製造する方法であって：
   　主面（１０５）を有する面板（１０１）を用意する段階；
   　前記面板の主面に複数の均一な大きさの凹状領域（１０２）を形成する段階であって、前記凹状領域は前記面板内に延び、前記凹状領域の各々はシート状物質の形成の間における成形またはシート形成後における微細加工のいずれかにより窪みとして形成され、前記窪みとして形成された前記凹状領域の各々はある直径、ある深さおよび徐々に傾斜する縁部を有し、かつ各窪みの前記直径は前記深さよりも大幅に大きく、前記複数の均一な大きさの凹状領域は予め規定されたパターンが得られるように配列される、前記段階；および
   　複数の異なる蛍光物質の内の１つの蛍光物質が各々の凹状領域に配置されるように単一工程の蛍光物質付着を行なうことにより前記複数の異なる蛍光物質を前記凹状領域に配置する段階；
   　を具備することを特徴とする画像表示面板を製造する方法。
7. 　画像表示面板を製造する方法であって：
   　主面（１０５）を有する面板（１０１）を用意する段階；
   　前記面板の主面に複数の均一な大きさの凹状領域（１０２）を形成する段階であって、前記複数の凹状領域は前記主面に配列される複数の画素（１０３ａ，ｂ，ｃ）を形成するように配列され、前記面板内に延び、各画素は１組の前記複数の凹状領域を含み、前記凹状領域の各々はシート状物質の形成の間における成形またはシート形成後における微細加工のいずれかにより窪みとして形成され、前記窪みとして形成された前記凹状領域の各々はある直径、ある深さおよび徐々に傾斜する縁部を有し、かつ各窪みの前記直径は前記深さよりも大幅に大きく、前記複数の均一な大きさの凹状領域は予め規定されたパターンが得られるように配列される、前記段階；および
   　複数の異なる蛍光物質の内の１つの蛍光物質が各々の凹状領域に配置されるように単一工程の蛍光物質付着を行なうことにより前記複数の異なる蛍光物質を前記凹状領域に配置する段階；
   　を具備することを特徴とする画像表示面板を製造する方法。
8. 　さらに、前記面板の主面および各凹状領域に配された前記異なる蛍光物質を実質的に被覆する導電材料の共形層を形成する段階を具備することを特徴とする請求項６または７に記載の画像表示面板を製造する方法。
   

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