JP2006032294A

JP2006032294A - 蛍光面の形成方法

Info

Publication number: JP2006032294A
Application number: JP2004213432A
Authority: JP
Inventors: Takashi Chigusa; 尚千草
Original assignee: Matsushita Toshiba Picture Display Co Ltd
Current assignee: MT Picture Display Co Ltd
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】簡便に且つ安定して蛍光体膜の形状を良化させることができ、その結果、White Uniformityが改善された蛍光面を形成する。
【解決手段】感光性材料として少なくともポリビニルアルコール又はポリビニルピロリドンを含有し、架橋剤として重クロム酸アンモニウム又は重クロム酸ナトリウムを含有する感光剤を含んだ蛍光体スラリーを塗布し、露光し、現像して所定パターンの蛍光体膜を形成する。ここで、現像をアルカリ液を用いて行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示パネルの内面に赤、青、緑の３色の蛍光体膜を具備する表示装置の蛍光面の形成方法に関する。

近年、カラー表示装置は画像表示面の全面が均一なペーパーホワイトになるようないわゆるWhite Uniformityの改善が望まれている。

この対策として、ブラックマトリクスのストライプ形状や青色、緑色、赤色の各色が設置されるホールの形状を調整したり、各蛍光体膜のホール形状やストライプ形状を調整したりする方法などが発案されている。

特許文献１には、水溶性のアジド化ポリマーを感光剤として用い、温純水を用いた現像工程の中間又は終了後にアルカリ水でリンスすることにより、ブラックマトリクスのホール形状を良化できることが開示されている。

また、特許文献２には、蛍光体懸濁液を塗布し、露光した後に、加温水又は加温霧を吹き付け、その後、本現像を行うことにより、蛍光体膜の形状を改善できることが開示されている。
特開平５−５４７９８号公報特開平７−１４５１０号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、ブラックマトリクスの形状を良化させることはできるが、蛍光体膜のホール形状やストライプ形状を良化させることはできない。

また、特許文献２の方法では、加温水の温度管理や、加温霧の制御が難しいため、所望する形状の蛍光体膜を安定して得ることは容易ではない。

本発明は上記の従来の問題を解決し、簡便に且つ安定して蛍光体膜の形状を良化させることができ、その結果、White Uniformityが向上した蛍光面を提供することを目的とする。

本発明の蛍光面の形成方法では、感光性材料として少なくともポリビニルアルコール又はポリビニルピロリドンを含有し、架橋剤として重クロム酸アンモニウム又は重クロム酸ナトリウムを含有する感光剤を含んだ蛍光体スラリーを塗布し、露光し、現像して所定パターンの蛍光体膜を形成する。そして、前記現像をアルカリ液を用いて行うことを特徴とする。

本発明によれば、簡便に且つ安定して良好な形状及びサイズの蛍光体膜を得ることができる。その結果、White Uniformityに優れた画像表示が可能な蛍光面を形成することができる。

カラー表示装置の表示パネルの内面に形成される蛍光面（蛍光体スクリーン）は、垂直方向に延びた多数の光吸収層ストライプ（以下、ブラックストライプという）からなるいわゆるブラックマトリックスを備えたブラックマトリックス型が主流である。この蛍光面は、表示パネルの内面に、最初に開口（ホール）を有するブラックマトリックスを形成し、次いで、該開口内に緑、青、赤の各色の蛍光体膜を順に形成することにより得られる。

以下に、これを詳述する。

最初にブラックマトリックスの形成工程を説明する。

ガラス製の表示パネルの内面に紫外線により感光するレジストをスピン法により塗布し、乾燥させる。これにシャドウマスクを介して紫外線を照射して感光させ、パターニングを行う。

次に温純水又は純水をスプレーして非感光部を除去する。

次に黒鉛などを主成分とする黒色塗料を、スピン法により表示パネルの内面に塗布し、乾燥させる。

その後、過酸化水素などをスプレーし、硬化したレジスト膜からなる感光部とその上に付着している黒色塗料膜とを剥離除去する。

かくして、所定位置に開口を有するブラックマトリックスが形成される。以下、ブラックマトリックスが形成された表示パネルを「ＢＭ済みパネル」と呼ぶ。

次に、蛍光体膜の形成工程を説明する。

ＢＭ済みパネルの内面に、感光性材料として少なくともポリビニルアルコール又はポリビニルピロリドンを含有し、架橋剤として重クロム酸アンモニウム又は重クロム酸ナトリウムを含有する感光剤と、所望する色の蛍光体とを含んだ蛍光体スラリーを塗布し、乾燥させて、蛍光体スラリー層を形成する。

次に、シャドウマスクを介して蛍光体スラリー層に紫外線を照射して露光を行う。

次に、蛍光体スラリー層の現像を行う。本発明では、アルカリ液を用いて、蛍光体スラリー層のうち未硬化（未露光）の部分を除去する。

これにより、ブラックストライプ間の開口内に蛍光体膜を形成することができる。

蛍光体スラリーに含有させる蛍光体の色を青、緑、赤に変えて上記の蛍光体膜の形成工程を繰り返すことにより、カラー表示が可能な蛍光面を形成することができる。

図１に、このようにして得られた蛍光面の概略断面図を示す。表面パネル２の内面に、ブラックマトリックスを構成するブラックストライプ２１が多数形成されている。隣り合うブラックストライプ２１の間の領域に、赤色蛍光体膜２３Ｒ，緑色蛍光体膜２３Ｇ，青色蛍光体膜２３Ｂが順に繰り返し形成されている。

次に、蛍光体スラリー層の露光工程に内在する問題を図２を用いて説明する。図２において、２２はＢＭ済みパネルの内面に形成された蛍光体スラリー層、５はシャドウマスク、１０は蛍光体スラリー層２２を露光するための紫外線光である。シャドウマスク５の開口（電子ビーム通過孔）５ａの開口幅はブラックストライプ２１の配列ピッチにほぼ一致しており、ブラックストライプ２１の非形成領域（ホール）に開口５ａが対向するように、シャドウマスク５は蛍光体スラリー層２２に対して離間して配置される。シャドウマスク５を介して蛍光体スラリー層２２に向かって紫外線光１０を照射すると、開口５ａを通過した紫外線光１０で照射された蛍光体スラリー層２２の部分のみが感光され、硬化する。

このとき、開口５ａを通過した紫外線光１０には、開口５ａの通過の前後で進行方向を変えずに直進する光（直進光）１０ａに加えて、開口５ａを通過する際に回折などにより進行方向を変える光（屈曲光）１０ｂが存在する。直進光１０ａが照射される本照射領域３１内で蛍光体スラリー層２２が受ける単位面積あたりのエネルギーは、本照射領域３１の両側の屈曲光１０ｂが照射される半照射領域３２内で蛍光体スラリー層２２が受ける単位面積あたりのエネルギーよりも大きい。従って、蛍光体スラリー層２２のうち、本照射領域３１内の部分を所望する程度に硬化（本硬化）させると、その両側の半照射領域３２内の部分も同時にわずかに硬化（半硬化）してしまう。

その後、現像工程において、未硬化の蛍光体スラリー層２２を除去する。

ところが、従来の純水を用いた現像工程では、半照射領域３２内の半硬化した蛍光体スラリー層２２を完全に除去することができず、図３に示すように、蛍光体膜２３が隣り合うブラックストライプ２１間からはみ出して形成されてしまう。また、蛍光体膜２３の両端縁の直線性が悪く、蛍光体膜２３の幅の均一性が悪化する。

図３に示すような蛍光体膜２３のはみ出しを防止するためには、図２に示す露光工程において半照射領域３２内の蛍光体スラリー層２２が硬化しないように露光量を少なく（即ち、紫外線光１０の積算光量を少なく）すればよいと考えられる。ところが、実際には露光量の調整が難しく、例えば本照射領域３１内の蛍光体スラリー層２２を十分に硬化させることができず、その結果、図４に示すように蛍光体膜２３が形成されるべき蛍光体ストライプ２１間の全領域に蛍光体膜２３を均一に形成することができず、膜抜け（ピンホール）２３ａが生じてしまう場合がある。また、図３の場合と同様に、蛍光体膜２３の両端縁の直線性が悪く、蛍光体膜２３の幅の均一性が悪化する。

また、露光量を少なくするのではなく、現像工程において蛍光体スラリー層２２に噴き付ける純水の水圧を増大させると、図２に示す半照射領域３２内の半硬化した蛍光体スラリー層２２のみならず、本照射領域３１内の本硬化した蛍光体スラリー層２２までも除去されてしまい、図４に示すように蛍光体膜２３に膜抜け（ピンホール）２３ａが生じてしまう。

図３及び図４に示すような蛍光体膜２３が形成されると、表示画面のWhite Uniformityが悪化してしまう。

本発明者らは、シャドウマスク５を非密着型マスクとして使用する露光工程には、図２を用いて説明した上記の問題が不可避的に内在していることを見出した。そして、この問題を解決するべく鋭意検討した結果、露光工程に続く現像工程においてアルカリ液を用いることでこの問題を解決できることを見出して本発明を完成した。

アルカリ液は、現像工程において従来使用されていた純水に比べて現像能力（即ち、蛍光体スラリー層２２の除去能力）に優れる。従って、アルカリ液を用いて現像を行うと、未硬化状態の蛍光体スラリー層２２のみならず、図２に示す半照射領域３２内の半硬化状態の蛍光体スラリー層２２をも除去することができる。但し、本照射領域３１内の本硬化状態の蛍光体スラリー層２２までは除去することはできない。その結果、本照射領域３１内のみに蛍光体膜２３を形成することができ、表示画面のWhite Uniformityを改善できる。

また、このような本発明によれば、露光工程における露光量（即ち、紫外線光１０の積算光量）の許容誤差範囲を緩和することが可能になる。

本発明では、露光工程における露光量は多い方が好ましく、具体的には、紫外線光１０の積算光量が３０Ｊ／ｃｍ²以上であることが好ましい。このような従来の基準では過露光と判断されるような光量で本照射領域３１内の蛍光体スラリー層２２を確実に硬化させることにより、図４に示すような蛍光体膜２３の膜抜け２３ａの発生を確実に防止できる。

アルカリ液の種類については特に制限はないが、そのｐＨが１０以上であることが好ましい。このような強いアルカリ性を示すアルカリ液を用いることにより、図２に示す半照射領域３２内の半硬化状態の蛍光体スラリー層２２を残渣なく除去することが容易になる。

（実施例Ｉ）
ＢＭ済みパネルにＰＶＡ（ポリビニルアルコール）及びＡＤＣ（重クロム酸アンモニウム）からなる感光結合剤と緑色蛍光体とを主成分とするＧｒｅｅｎ蛍光体スラリを、スピン法により表示パネルの内面に塗布し乾燥して蛍光体スラリ層を形成した。次に、紫外線によりシャドウマスクを介してこの蛍光体スラリ層を露光した。このときの積算光量は２５Ｊ／ｃｍ²であった。

この後、蛍光体スラリ層に圧力３ｋｇ／ｃｍ²の温純水を２０秒間スプレーして現像し、蛍光体膜を形成した。

露光時の積算光量及び現像時の水圧を種々に変えて同様に蛍光体膜を形成した。

得られた各蛍光体膜について、サイズ及び形状を観察し評価した。

蛍光体膜のサイズは蛍光体膜の幅（大きさ）を評価する指標であり、以下の基準により４段階に判断した。即ち、図５に示すように、形成された帯状の蛍光体膜２３の端縁２３ｂが、蛍光体膜２３の端に配されたブラックストライプ２１上に常にあるとき、「サイズＯＫ」とした。蛍光体膜がブラックストライプを覆い、ブラックストライプを超えて隣の別色の蛍光体膜が形成されるべき領域にはみ出しているとき（図３参照）、「サイズ大」とした。但し、「サイズ大」に該当するもののうち、蛍光体膜が表示パネルの内面のほぼ全面を覆っているとき、特に「全面かぶり」とした。一方、蛍光体膜がブラックストライプを覆っておらず、本来蛍光体膜が形成されるべき一対のブラックストライプ間の領域内に、蛍光体膜の非形成部分が存在するとき（図４参照）、「サイズ小」とした。「サイズＯＫ」のみが合格である。

蛍光体膜の形状は蛍光体膜の端縁の直線性を評価する指標であり、以下の基準により４段階に判断した。即ち、図５に示すように、蛍光体膜２３の端縁２３ｂの変動量Ｆｍａｘをブラックストライプ２１の幅Ｗ_BSと比較し、Ｆｍａｘ≦Ｗ_BSのとき「３」とした。但し、Ｆｍａｘ≦Ｗ_BSである場合のうち、蛍光体膜２３の端縁がほぼ直線と見なせるとき（Ｆｍａｘ≒０）は「４」とした。一方、Ｆｍａｘ＞Ｗ_BSのとき「２」とした。また、上記のサイズの評価において「全面かぶり」と判断され、蛍光体膜２３の端縁を確認することができない場合は「１」とした。形状は「３」又は「４」が合格である。

評価結果を表１にまとめて示す。

本実施例Ｉでは、温純水を用いて現像を行っているので、露光時の積算光量及び現像時の水圧をどのように変えても、サイズ及び形状がともに合格の蛍光体膜を得ることはできなかった。

（実施例II）
ｐＨ１２の苛性ソーダ水を圧力３ｋｇ／ｃｍ²で２０秒間スプレーして現像した以外は実施例Ｉと同様にして蛍光体膜を形成した。

実施例Ｉと同様に露光時の積算光量及び現像時の水圧を種々に変えて同様に蛍光体膜を形成した。

得られた各蛍光体膜について、実施例Ｉと同様にサイズ及び形状を観察し評価した。

評価結果を表２にまとめて示す。

本実施例IIでは、アルカリ液を用いて現像を行っているので、露光時の積算光量及び現像時の水圧に関わらず、サイズ及び形状がともに良好な蛍光体膜を得ることができた。

また、露光の積算光量が３０Ｊ／ｃｍ²以上、好ましくは３３Ｊ／ｃｍ²以上のときに、形状が一層改善された。

（実施例III）
露光後のパネルをｐＨ１２の苛性ソーダ水に１０秒間浸漬し、その後、蛍光体スラリ層に圧力３ｋｇ／ｃｍ²の温純水を２０秒間スプレーして現像した以外は実施例Ｉと同様にして蛍光体膜を形成した。

実施例Ｉと同様に露光時の積算光量及び現像時の温純水の水圧を種々に変えて同様に蛍光体膜を形成した。

評価結果を表３にまとめて示す。

本実施例IIIでは、アルカリ液を用いて現像を行っているので、露光時の積算光量及び現像時の水圧に関わらず、サイズ及び形状がともに良好な蛍光体膜を得ることができた。

（実施例IV）
露光後のパネルをｐＨ１０の炭酸ナトリウム水溶液に１０秒間浸漬し、その後、蛍光体スラリ層に圧力３ｋｇ／ｃｍ²の温純水を２０秒間スプレーして現像した以外は実施例Ｉと同様にして蛍光体膜を形成した。

評価結果を表４にまとめて示す。

本実施例IVでは、アルカリ液を用いて現像を行っているので、露光時の積算光量及び現像時の水圧に関わらず、サイズ及び形状がともに良好な蛍光体膜を得ることができた。

（実施例Ｖ）
架橋剤としてＡＤＣの代わりにＳＤＣ（重クロム酸ナトリウム）を用いる以外は実施例Ｉと同様にしてＧｒｅｅｎ蛍光体スラリを調製した。この蛍光体スラリを用いて実施例Ｉ〜IVと同様に蛍光体膜を形成して評価したところ、実施例Ｉ〜IVと同じ結果を得た。

（実施例VI）
感光性材料としてＰＶＡの代わりにＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）を用いる以外は実施例Ｉと同様にしてＧｒｅｅｎ蛍光体スラリを調製した。この蛍光体スラリを用いて実施例Ｉ〜IVと同様に蛍光体膜を形成して評価したところ、実施例Ｉ〜IVと同じ結果を得た。

本発明の利用分野は特に制限はないが、例えばカラー陰極線管に利用することができる。

本発明により得られた蛍光面の一例の概略断面図蛍光体スラリー層の露光工程を示した断面図従来の現像工程を経て得られた蛍光体膜の一例の断面図従来の現像工程を経て得られた蛍光体膜の別の例の断面図蛍光体膜の評価基準を説明するための正面図

符号の説明

２表面パネル
５シャドウマスク
１０紫外線光
２１ブラックストライプ
２２スラリー層
２３蛍光体膜
３１本照射領域
３２半照射領域

Claims

感光性材料として少なくともポリビニルアルコール又はポリビニルピロリドンを含有し、架橋剤として重クロム酸アンモニウム又は重クロム酸ナトリウムを含有する感光剤を含んだ蛍光体スラリーを塗布し、露光し、現像して所定パターンの蛍光体膜を形成する蛍光面の形成方法であって、
前記現像をアルカリ液を用いて行うことを特徴とする蛍光面の形成方法。
前記露光の積算光量が３０Ｊ／ｃｍ²以上である請求項１に記載の蛍光面の形成方法。
前記アルカリ液のｐＨが１０以上である請求項１に記載の蛍光面の形成方法。