JP2011228051A - 蛍光体膜の製造方法、並びに、蛍光体膜を備える発光基板の製造方法および該製造方法を用いたディスプレイの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 焼成時に、蛍光体粒子が浮き上がったりすることで、蛍光体膜の表面形状に意図しない突起が形成されたり、蛍光体膜中に望まない空隙が発生することを抑制する。
【解決手段】 蛍光体粒子を含む蛍光体膜の製造方法であって、蛍光体粒子と有機樹脂とを含む前駆体層に押当て部材を押し当てる工程と、前記前駆体層に前記押当て部材を押し当てた状態で、前記前駆体層を前記有機樹脂の熱分解温度以上に加熱する工程と、を含むことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は蛍光体膜を有するディスプレイの製造方法、特にはＰＤＰやＦＥＤなどのフラットパネルディスプレイに用いられる蛍光体膜を備える発光基板の製造方法に関する。

蛍光体膜を備える発光基板を具備するフラットパネルディスプレイとしてはＰＤＰ、ＦＥＤが知られている。特許文献１には、蛍光体粒子とバインダーと溶剤とを含む蛍光体ペーストを塗布し、乾燥させた後に、焼成することで形成した蛍光体膜を、プレス成型することが開示されている。また、乾燥させた蛍光体ペーストを、焼成する前に、プレス成型することも開示されている。

特開２００２−２１６６２４

しかしながら特許文献１に記載されている方法では、焼成時に発生するバインダーの分解ガスによって蛍光体粒子が浮き上がったりすることで、蛍光体膜の表面形状に意図しない突起が形成されたり、蛍光体膜中に望まない空隙が発生する場合があった。

また、ＦＥＤなどの電子線を蛍光体膜に照射する形態のディスプレイでは、蛍光体膜の上にメタルバックと呼ばれる非常に薄い導電性膜を形成する場合があり、蛍光体膜の表面形状には平滑さが求められる。蛍光体膜の平滑性が損なわれると、蛍光体膜の上に形成するメタルバックに意図しない孔や突起が生じる場合がある。その結果、メタルバックと電子放出素子との間に印加される高い電界によって、放電が生じるなどして高輝度な画像を安定して表示することが困難になる場合があった。

本発明は、蛍光体粒子を含む蛍光体膜の製造方法であって、蛍光体粒子と有機樹脂とを含む前駆体層と押当て部材とを接触させる工程と、前記前駆体層に前記押当て部材を接触させた状態で、前記前駆体層を前記有機樹脂の熱分解温度以上に加熱する工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明は、蛍光体粒子を含む蛍光体膜を備える発光基板の製造方法であって、基板に設けられた、蛍光体粒子と有機樹脂とを含む前駆体層と、押当て部材とを接触させる工程と、前記前駆体層に前記押当て部材を接触させた状態で、前記前駆体層を前記有機樹脂の熱分解温度以上に加熱する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、焼成時に発生する蛍光体粒子の浮き上がりを抑制することができる。また、突起や空隙が蛍光体膜に発生することを抑制することができる。その結果、表面の平滑性に優れる蛍光体膜を形成することができる。また、高輝度な画像を安定して表示できるディスプレイを得ることができる。

電界放出ディスプレイパネルの模式図 実施形態の一例を示す図 焼成工程の変形例を示す図 別の実施形態を示す図 別の実施形態を示す図 別の実施形態を示す図 別の実施形態を示す図 ブラックマトリクスの一部の平面模式図

以下に本発明の製造方法について、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）の発光基板を例に、その実施形態について説明する。尚、各図において共通の符号を用いている部材は、同じ部材を指す。

図１（Ａ）はＦＥＤ１０の斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面模式図である。ＦＥＤ１０は、内部が高真空に維持された気密容器１０を備える。

図１（Ａ）に示すように、気密容器１０は、それぞれが矩形状のガラス板からなる前面基板１１と背面基板１２を備えており、これらの基板は１〜２ｍｍのギャップを置いて対向配置されている。前面基板１１および背面基板１２の厚みは、０．５ｍｍ〜３ｍｍであり、好ましくは２ｍｍ以下である。前面基板１１および背面基板１２の周縁部同士を矩形枠状の側壁１３を介して接合し、前面基板１１と背面基板１２との間を１０^−４Ｐａ程度以下の高真空に維持することで、偏平な矩形状の真空容器１０が構成されている。尚、前面基板１１と背面基板１２との間（空間）は、所定の間隔に維持されている。その間隔としては、例えば、２００μｍ以上３ｍｍ以下、より実用的な範囲としては、１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。側壁１３は、例えば、ガラスや金属で構成することができる。また、例えば、低融点ガラスや低融点金属等のシール機能を備える接着剤を接着部材２３として用いることができる。接着部材２３が、前面基板１１および背面基板１２と側壁１３とを接着することにより、前面基板１１の周縁部と背面基板１２の周縁部とが封着され、これらの基板同士が接合されている。ここでは、接合部材を側壁１３と接着部材２３とから構成したが、前面基板１１と背面基板１２との間に維持する間隔によっては、側壁１３を省略することもできる。即ち、接合部材は、前面基板１１と背面基板１２との間に維持する空間を、取り囲み且つ気密に保持すると共に、前面基板１１と背面基板１２とを接合することができれば、その構造は限定されるものではない。

背面基板１２の前面基板１１側の面上には、複数の電子放出素子１８がマトリックス状に配列されており、複数の電子放出素子１８の各々は、不図示の走査配線と変調配線とに接続されている。なお、電子放出素子１８としては、例えば、従来公知の表面伝導型電子放出素子や電界放出型電子放出素子などを適用することができる。また、走査配線と変調配線の端部は、図１（Ａ）の符号２１に示すように、真空容器１０の外部に引出されている。

前面基板１１の背面基板１２側の面上には、マトリックス状に配列された電子放出素子１８に対応してマトリックス状に配列された複数の発光部１５１を含む蛍光体膜１５が設けられている。各発光部１５１は、対応する電子放出素子から放出された電子の照射を受けて発光するものであって、複数の蛍光体粒子を含む。図１（Ｂ）では、Ｙ方向には、同じ色に発光する発光部が並んでいるが、Ｘ方向（図１（Ｂ）の紙面に対して垂直方向）には、赤色に発光する発光部と、青色に発光する発光部と、緑色に発光する発光部とが、所定の順序で繰り返し配置されている。また、隣り合う発光部１５１の間には、一般にブラックマトリックスと呼ばれる、遮光体１７が設けられている。ブラックマトリックスは、図８にその一部の平面模式図を示すが、各発光部に対応する開口部を備える。このように、ブラックマトリクスが設けられた場合には、蛍光体膜１５は、発光部１５１に加えて遮光体１７も含むことになる。また、発光部１５１と前面基板１１との間には、更にカラーフィルターを設ける場合もある。

各発光部１５１は、画素（ピクセル）または絵素（サブピクセル）に相当する。また蛍光体膜１５の背面基板１２側には、例えば、アルミニウムを主成分としアノード電極として機能するメタルバック２０が設けられている。更に、メタルバック２０の背面基板１２側には、ゲッター膜２２が形成される場合がある。表示動作時、メタルバック２０には所定のアノード電圧が印加される。アノード電圧としては、例えば８ｋＶから２０ｋＶの範囲の中から選択される。

背面基板１２と前面基板１１の間には、これらの基板に作用する大気圧を支持するため、多数の細長い板状のスペーサ１４が配置されている。前面基板１１および背面基板１２の長手方向（長辺方向）を第１方向Ｘ、これと直交する方向（幅方向又は短辺方向）を第２方向Ｙとした場合、板状のスペーサ１４は第１方向Ｘに延びている。言い換えると、板状のスペーサ１４の長手方向１１０が、第１方向Ｘとなる。そして、多数の板状のスペーサ１４は、第２方向Ｙに所定の間隔を置いて配設されている。第２方向Ｙにおける間隔としては、例えば１ｍｍ〜５０ｍｍとすることができる。スペーサ１４は細長いガラスの板やセラミックスの板から構成することができる。また、必要に応じて、上記の板の表面に、高抵抗膜を配置したり、凹凸を設けたりする場合もある。スペーサ１４は、その幅（第２方向Ｙにおける長さ）に比べて高さ（Ｚ方向における長さ）が数倍から十数倍大きく、また、その長さ（第１方向Ｘにおける長さ）は、高さに比べて数十倍から数百倍大きい。尚、気密容器１０の大きさが小さいなどの場合には、スペーサ１４を設けないこともある。

上記した気密容器１０を備えるディスプレイでは、画像を表示する場合、メタルバック２０を介して蛍光体膜１５にアノード電圧を印加する。また、同時に、電子放出素子１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して発光体へ衝突させる。これにより、電子を放出した電子放出素子に相対する発光部１５１を選択的に励起して発光させ、画像を表示することができる。

ＦＥＤの場合には、上述したように、前面基板１１の、背面基板１２側の面に蛍光体膜が設けられているので、前面基板１１が発光基板となる。一方で、背面基板１２は電子放出基板と呼ぶ場合がある。また、ＰＤＰでは、ＦＥＤの背面基板１２に相当する位置に設けられる基板に蛍光体膜が設けられるので、ＦＥＤの背面基板１２に相当する位置に設けられる基板が発光基板となる。このように、本発明における発光基板とは、蛍光体膜が設けられた基板を指す。

次に、図２（ａ）〜図２（ｆ）を用いて、上述したＦＥＤにおける蛍光体膜１５の製造方法の一例を以下に説明する。尚、図２（ａ）〜図２（ｆ）では、蛍光体膜１５を構成する一つの画素（絵素）に注目し、その製造過程における断面の様子を模式的に示している。

（工程１）塗布層形成工程
まず、前述した前面基板１１として透明基板（例えばガラス基板）の上に、複数の蛍光体粒子２と有機樹脂と溶剤とを含む蛍光体ペーストを塗布し、塗布層４を形成する（ 図２（ａ））。尚、図には示していないが、基板１１の表面には、開口部を備えるブラックマトリックスが施されていても良い。その場合、塗布層４は、ブラックマトリックスの各開口部内に設けられる。また、ブラックマトリックスの各開口部には、カラーフィルター膜が設けられる場合がある。その場合には、塗布層４は、ブラックマトリックスの各開口部内部であって、且つ、カラーフィルター膜の上に設ける。ここで用いられる蛍光体ペーストは、複数の蛍光体粒子、バインダー樹脂、溶剤、添加剤等からなる従来公知の組成物を適用することができる。また塗布方法としては、印刷法、インクジェット法等、従来公知の方法を用いることができる。

（工程２）乾燥工程
次に、塗布層４を乾燥させることにより、塗布層４に含まれる溶剤を除去し、複数の蛍光体粒子２と有機樹脂５（及びその他の固形成分）とからなる前駆体層６を形成する（図２（ｂ））。ここで行なわれる乾燥の条件や方法は従来公知の方法を用いることができる。また、その他の固形成分とは、従来公知の結着材、界面活性剤、増粘剤等からなる有機や無機の種々の添加剤であり、これらは用いても用い無くても良い。

（工程３）押当て部材配置工程
次に、前駆体層６の表面に押当て部材７を接触させる（図２（ｃ））。ここで、「接触させる」とは、「押し当てる」または「当接させる」と言い換えることができる。

このとき、押し当て部材７が前駆体層６の表面を全て覆ってしまうと、後述する焼成工程において前駆体層６に含まれる有機樹脂が熱分解する過程で生成される分解ガスが放出されるための経路が閉ざされてしまう可能性がある。そのため、分解ガスが放出されるための経路を確保することが望ましい。そこで、前駆体層６の表面の一部（典型的には周辺部）を開放した状態で（前駆体層６の表面の一部は押当て部材７が接触せずに）、前駆体層６の残る表面に押当て部材７を接触させる（即ち、前駆体層６の残る表面を押当て部材７で覆う）。

押当て部材７の材質は、後述する焼成工程における焼成温度に対する耐熱性を備えるもの、焼成温度で変形しない剛性を備えるもの、であることが求められる。たとえば、金属やセラミックスが好適に選択される。また、押当て部材７の、前駆体層６に接触する、押し当て部７１の材質は、前駆体層６からの離型性と、耐熱性を兼ね備えた材質が良く、金属、金属間化合物、金属酸化物、金属窒化物等の中から適宜選択される。たとえば高温度で酸化劣化が少ないＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂ、Ｐｔ、Ｗ、ＷＣ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＢＮ等の中から選択することが好ましい。

また押当て部材７の形状は、図２（ｃ）に示される形状に限定されるものではない。また、押当て部材７の、前駆体層６に接触させる、押し当て部７１の形状も、図２（ｃ）に示すように平板状に限らない。例えば、図７（ａ）や図７（ｄ）などに示す様に、最終的に得たい蛍光体膜１５（発光部１５１）の表面形状に応じて適宜設定することができる。但し、押し当て部材７の押し当て部７１には、すくなくとも分解ガスで持ち上がらない程度の剛性が必要である。金属やセラミックスを押し当て部７１の材料として用いる場合には、押し当て部７１の厚さはおよそ１００μｍ以上あればよい。また押し当て部７１の表面粗さは、最終的に得られる蛍光体膜１５の表面を平滑にできれば良いが、実用的には、前駆体層６に含まれる複数の蛍光体２の平均粒径の２０％以下の表面粗さＲａが必要である。一般に、ディスプレイの用途に用いられる蛍光体２の平均粒径は２μｍ〜１０μｍであるため、表面粗さＲａは０．４μｍ〜２μｍ以下である事が好ましい。なお、本発明において、「平均粒径」は、中位径（メジアン径、すなわち粒子径分布の中央値ｄ_５０）によって定義され、球相当径に基づく粒子径分布（粒度分布）から統計的に求められる値である。粒子径分布は、動的光散乱法またはレーザー回折散乱法を用いて計測することができる。粒子径については、ＪＩＳ Ｚ８９０１−２００６を参照することができる。また、「表面粗さ」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１によって定義される算術平均粗さＲａを用いて評価することができる。

また、ここでは、蛍光体膜１５を構成する一つの画素（絵素）に注目して説明しているが、蛍光体膜１５には、多数の画素（絵素）が存在する。従って、前駆体層６に押し当て部材７を接触させる操作８は、複数の画素（複数の絵素）に対応する複数の前駆体層６に対して同時に行うことが好ましい。従って、複数の画素（複数の絵素）の各々を構成する前駆体層６に対する押し当て部７１同士を支持部７２で連結した形態であることが好ましい。また、各画素（各絵素）と押し当て部７１との相対位置を調整する機能が必要である。そのため、例えば、押当て部材７の周辺部等に各画素（各絵素）と押当て部材７との相対位置を調整するための相対位置調整機構を備えていることが好ましい。

また、後述する焼成工程において押し当て部材７は前駆体層６の焼成温度まで加熱され、その後、冷却される。そのため、押当て部材７と前駆体層６との相対位置のずれが抑制される機能、具体的には、基板１１の熱膨張・収縮に追従する機能が相対位置調整機構には求められる。そのため、例えば、基板１１の材料の熱膨張率と押当て部材７の材料の熱膨張率は、同等であること好ましい。

従って、基板１１と押当て部材７は、同じ材料、具体的には、同じガラス材料を用いると良い。また押当て部材７の前駆体層６への接触圧力は、ゼロまたは低圧が良く、後述する焼成工程において前駆体層６の表面形状を規定することができれば良い。特に積極的に押し当て部材７を前駆体層６に対して加圧して接触させる必要は無く、押当て部材７を各画素（各絵素）の前駆体層６に載せる程度、即ち、押当て部材７の自重で接触圧力を賄うこともできる。あるいは連結した押当て部材の周辺部等に設置した高さ調整機構により、高さを規定することで前駆体層６への押し当て部材７の接触圧力の制御を行っても良い。

なお、接触圧力とは、押当て部材７の押し当て部７１と接触する、前駆体層６の接触面に対して垂直な方向から、接触面を押した時に当該接触面に生ずる、単位面積あたりの荷重（圧力）を示す。

また上述の低圧とは、後述の実施例で説明するガラス厚み０．７ｍｍの押当て部材７の自重圧力程度の圧力を指す。具体的には、０．３ＫＰａ（実施例の寸法計算から、ガラス比重＝２．５の時、接触圧力＝０．００２８７５Ｋｇ／ｃｍ^２＝０．２７ＫＰａ）以下の圧力を指す。一般のセラミックスの加圧焼結法の圧力（ホットプレス法：約５０ＭＰａ、ガス圧焼結法：０．２ＭＰａ〜１０ＭＰａ、熱間静水圧焼結法／ＨＩＰ法：１００ＭＰａ 〜３００ＭＰａ）と比べると、極低圧の分類といえる。

尚、本工程において、押当て部材７（押し当て部７１）は前駆体層６に直接接触させるが、接触圧力はゼロ以上に設定される。接触圧力がゼロで前駆体層６に押当て部材７（押し当て部７１）が直接接触している状況は、前駆体層６に押当て部材７（押し当て部７１）が添えられている状況とも言える。しかし、本発明においては、このような状況も、押し当て部材７（押し当て部７１）を前駆体層６に接触させている（押し当てている）状態の範疇である。尚、このような接触状態であっても、後述する焼成工程において、従来技術のように蛍光体粒子２が浮き上がったとしても、その浮き上がり量を押当て部材７（押し当て部７１）によって制限することができる。その結果、発光部１５１（蛍光体膜１５）の表面を所定の形状に制御することができる。

また、ここでは、前駆体層６に向けて押し当て部材７を移動させて前駆体層６に押し当て部材７を接触させる（押し当てる）態様を説明した。しかし、逆に、押し当て部材に向けて前駆体層を移動させて前駆体層６を押し当て部材７に接触させる（押し当てる）態様とすることもできる。また、前駆体層６および押し当て部材７の双方を移動させて前駆体層６と押し当て部材７とを接触させる（押し当てる）態様とすることもできる。

（工程４）焼成工程
前駆体層６を、前駆体層６に含まれる有機樹脂５の熱分解温度以上に加熱し、有機樹脂５を熱分解除去する（図２（ｄ））。この時、有機樹脂５が熱分解することで生じる分解ガス９は、意図的に設けた分解ガスの放出経路（図２（ｄ）の例では前駆体層６の周辺部）から放出される。一般に、上記熱分解温度は４００℃〜５５０℃の範囲で設定される。また焼成時間としては、３０分〜３００分の範囲で適宜設定される。尚、ここでは、工程３と工程４とを分けて記載したが、工程３と工程４とを同時に行う態様もあり得る。例えば、焼成工程における昇温を開始してから押し当て部材７を前駆体層６へ接触させる態様もある。但し、その場合には、有機樹脂５の熱分解温度に達する前に押し当て部材７を前駆体層６へ接触させておくことが好ましい。また、勿論、押し当て部材７を前駆体層６へ接触させてから、その状態を維持したまま、本工程における昇温を開始する態様が、位置合わせの精度の観点からは、もっとも好ましい。

（工程５）押し当て部材除去工程
焼成工程が終了後（典型的には室温まで冷却した後に）、押当て部材６を基板１１の上から取り外して、蛍光体膜１５を構成する発光部１５１を得る（図１（ｅ））。尚、有機樹脂５が十分に熱分解除去されていれば、工程４の途中で、押し当て部材６を基板１１の上から取り外してもよい。

（工程６）メタルバック形成工程
一般にはアルミニウム膜からなるメタルバック２０を発光部１５１（蛍光体膜１５）の上に形成する（図１（ｆ））。メタルバック形成工程は、従来公知の手法を採用することができる。典型的には、主にアクリル系樹脂から構成されたラッカーを乾燥させてなる樹脂膜（平坦化膜）を発光部１５１（蛍光体膜１５）の上に形成し、当該樹脂膜の上にアルミニウム膜を蒸着し、その後、樹脂膜を熱分解除去する焼成工程を行う。樹脂膜が熱分解除去されることにより、メタルバック２０であるアルミニウム膜が発光部１５１（蛍光体膜１５）の上に載置される。

以上の工程により、所定の表面形状を備える蛍光体膜１５の上に平滑なメタルバック２０が設けられた、前面基板１１を得ることができる。

また、上記した前駆体層６の焼成工程において、前駆体層６に含まれる有機樹脂５の分解ガス９を充分に除去することが重要であり、そのための変形例について図３（ａ）〜図３（ｄ）を用いて以下に説明する。

図３（ａ）〜図３（ｄ）で示すいずれの形態においても、基板１１の上に開口を有するブラックマトリクス１３を設け、その開口部に設けた前駆体層６の焼成工程中の様子を示している。そのため、各図においては、焼成中（熱分解中）の前駆体層に符号１０を付し、焼成前の前駆体層６とは区別して示している。

図３（ａ）は、熱分解中の前駆体層１０の側面方向に分解ガス９が放出される経路を設けた態様を示しており、図２（ｄ）で示した形態とブラックマトリクス１３が図示されているか否かの差がある程度で、実質的には大差がない。

図３（ｂ）は、隔壁１４がブラックマトリクス１３の上または隣り合う前駆体層６同士の間に設けられている場合の例であり、この場合は、分解中の前駆体層１０の上面の周辺部を図に示すように覆わず（開放して）、上方に分解ガスが放出される経路を設けている。このようにすることで、分解ガス９を確実に放出させる事が出来る。

図３（ｃ）は、焼成工程中に、強制的に酸素ガスまたは酸素を含むガス１５を、熱分解中の前駆体層１０に供給することにより、早く確実に有機樹脂５を分解させる態様である。酸素ガスまたは酸素を含むガスを供給する方法としては、例えば画素毎（絵素毎）に酸素ガスまたは酸素を含むガスを供給するノズルと、ガスを吸入するノズルを設ける方法が挙げられる。また、大気圧よりも低い圧力に維持されたチャンバー内で焼成工程を行い、当該焼成工程中に酸素ガスまたは酸素を含むガスをチャンバー内に供給する方法も挙げられる。あるいは、上記チャンバー内の減圧操作と、酸素ガスまたは酸素を含むガスの供給操作とを繰り返す方法を用いることもできる。これらの方法により、前駆体層６の表面を押し当て部材で覆った状態で焼成工程を行っても、有機樹脂５の熱分解を十分に行うことができ、且つ分解ガス９を確実に放出させる事が出来る。

また、図３（ｄ）に示す様に、押当て部材７を多孔質材料１６で構成することにより、押し当て部材７の内部の空隙を通じて分解ガス９を放出させる態様とすることもできる。この場合、多孔質材料の内部では多数の空隙同士が連通しており、この連通して形成された孔（連通孔）が分解ガス９の放出経路として機能する。この場合、焼成工程中に発生した分解ガス９は、熱分解中の前駆体層１０の側面からのみならず、押当て部材７（１６）の連通孔を通って、外部に放出される。特に熱分解中の前駆体層１０の中央部付近から発生した分解ガス９は図３（ａ）の態様に比べて放出され易い。ここで用いられる多孔質材料１６としては、表面粗さＲａが前述の条件を満たし、且つ、上述した連通孔を有する金属、セラミックスであれば良い。たとえば連通孔の径が数１０ｎｍ〜数１００ｎｍの多孔質ガラス（日本板硝子（株）製、ＰＣ−ＰＬシリーズ）や、真空チャック用の素材（日本タングステン（株）製）等を用いることができる。

ディスプレイの発光部（画素または絵素）の数は百万個を超える。そのため、ディスプレイに用いられる蛍光体膜を形成する場合には、多数の前駆体膜６が同一の基板の上に並べて設けられる。従って、一度に多数の前駆体膜６に対して前述した押当て部材配置工程と焼成工程とを行うことが製造コストおよび製造時間を低減する上で必要である。そこで、複数の画素（複数の絵素）に対応した押当て部材７の一例について、図４（ａ）〜図４（ｃ）を用いて以下に説明する。

まず、ディスプレイの前面基板１１と同じ材料からなる、押当て部材７の支持部７２を構成する基板３１の上に焼成工程の温度に耐え得るガラスフリット層３２を設ける（図４（ａ））。ガラスフリット層３２は、ガラスフリットを含有するペーストを、ペーストの乾燥及び焼成後に押当て部材の高さとなる厚みで基板３１上に塗布し、乾燥、焼成を行うことで得ることができる。

次に、ガラスフリット層３２の上にドライフィルムレジストを貼付け、露光、現像しパターニングされたドライフィルムレジスト３３を形成する（図４（ｂ））。この時、パターニングされたドライフイルムレジスト３３は、各画素（各絵素）に対応するように設けられる。

次に、パターニングされたドライフィルムレジスト３３をマスクとしたサンドブラスト処理をガラスフリット層３２に対して行なう。その後、サンドブラスト処理後に残ったドライフィルムレジスト３３を剥離することにより、各画素（各絵素）毎に対応して設けられた複数の押し当て部７１を有する押し当て部材７を形成する（図４（ｃ））。

以上の工程は、例えば従来公知のＰＤＰの隔壁（リブ）を形成する方法で用いられている手法を適用することができる。

その後、ドライフイルムレジスト３３を剥離した後に押当て部材７の表面（押し当て部７１の表面）に、離型性を向上させるため、Ｃｒ膜をスパッタ法等により成膜しておくことが好ましい。

そして、図４（ａ）〜図４（ｃ）で作成した各押し当て部７１を対応する前駆体層６に載せ（図４（ｄ））、前述した焼成工程を行うことにより、多数の蛍光体膜（発光部）を同時に形成することができる。この態様では、基板１１と同材質の基板３１を使用しているため、焼成工程時の基板１１と押当て部材７の熱膨張差に起因した位置ずれを抑制することが出来る。

また、ディスプレイが大きくなるにつれて、各発光部に対応する押し当て部７１を同時に形成することが困難な場合には、幾つかのブロックに分けて、押し当て部を形成することもできる。以下では、押当て部材７を複数の押当て部材ブロック７Ａを組み合わせて形成する場合における、押当て部材７の製造工程およびその構成の一例を、図５（ａ）〜図５（ｂ）を用いて説明する。

まずガラスと線膨張率が近い合金材料を、切削加工やエッチング加工することで所定形状の押し当て部材ブロック７Ａを作成する（図５（ａ））。押し当て部材ブロック７Ａは、押当て部材７の単位ユニットである。押し当て部材ブロック７Ａは複数の押し当て部７１を備える。ガラスと線膨張率が近い合金材料としては、インバー（３４〜３８％Ｎｉ、残部Ｆｅからなる）や４２６合金（３８〜４４％Ｎｉ、４〜８％Ｃｒおよび残部Ｆｅからなる）などを用いることができる。

この押当て部材ブロック７Ａの大きさは、特に制限はないが、焼成工程における、基板１１と押当て部材ブロック７Ａの熱膨張量の差を考慮して決定することが好ましい。例えば横９００ｍｍ×縦６００ｍｍ程度の大きさのディスプレイでは、押当て部材ブロック７Ａを６個作成すればよい。

次に、図５（ｂ）に示す様に、上記した押当て部材ブロック７Ａを、前面基板１１と同じ材料からなる、押し当て７の支持部として機能する基板３１に耐熱性の接着剤で接着し、複数の押当て部材ブロック７Ａからなる押当て部材７を形成する。図５（ｂ）では、４つの押当て部材ブロック７Ａを並べているが、この図はあくまで模式図であり、押当て部材ブロック７Ａの数は前述したように、ディスプレイの大きさなどを考慮して適宜選択される。またここで用いられる石英基板３１の厚さは、自重で変形しない（自重で垂れ下がらない）程度の剛性を有する厚みが必要である。

そして、このようにして作成した押し当て部材７は、図５（ｃ）に示す様に、高さ調整機構３７を基板１１と基板３１との間に設けることによって、基板３１をその周辺部で支えながら、前駆体層６に押し当てられる。そして、この状態で前述した焼成工程以降の各工程を行うことにより、蛍光体膜を形成することが出来る。ここでは、高さ調整機構３７を基板１１と基板３１との間に設けた例を説明したが、高さ調整機構３７の位置およびその構成は、上記例に限定されるものではない。基板１１に対して（前駆体層６に対して）押し当て部材７を所定の位置に調整することができれば、その構成や位置に特に制限はない。

次に、図６（ａ）〜図６（ｅ）を用いて、画素間（絵素間）に隔壁１４が設けられた場合における、押当て部材７の構成およびその製造方法の一例を説明する。図６（ａ）は押し当て部材７を上から見た際の平面模式図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した押し当て部材７のｂ−ｂ線における断面模式図である。

図６（ａ）に示す様に、焼成工程時に分解ガス９の放出経路となる開口部４２を複数備える板状の、押当て部材７の支持部７２を作成する。そして、板状の支持部７２の上に、図４を用いて説明したものと同様にして、複数の押当て部７１を、図６（ｂ）に示すように、開口４２の脇に位置するように作成する。

そして、このようにして作成した押し当て部材７を、図６（ｃ）の隔壁１４間に前駆体層６を有する基板１１の上に、図６（ｄ）に示す様に、載せることによって、前駆体層６に各押し当て部７１が押し当てられる。この時、隔壁１４は、支持部７２（押し当て部７１）の基板１１からの高さを調整する役割をするように、押当て部７１の支持部７２からの高さを設定する事が重要である。また、焼成工程の際には、図６（ｄ）に示す様に、有機樹脂５の分解ガス９は、あらかじめ作成しておいた開口部４２を通って排出される。この方法によれば図５（ｃ）に示した高さ調整機構３７が不要で、より均一な押当てが可能である。

また図６（ｅ）には、蛍光体膜１５を構成する緑色発光部１５１Ｇ、赤色発光部１５１Ｒ、青色発光部１５１Ｂのそれぞれが互いに異なる膜厚である場合の一例を示す。このような場合には、焼成工程の基本的な構成は図６（ｄ）と同様であるが、各色の発光部１５１に応じて高さの異なる押当て部（７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂ）を形成すればよい。これによれば、複数の前駆体層６が異なる膜厚であっても、各前駆体層６に対して押当て部７１を所定の位置に配置することが可能となる。

図７（ａ）〜図７（ｃ）には、表面が平坦でない形状の押し当て部７１を用いた場合の一例を示す。図７（ａ）に示す様な湾曲面（前面基板１１に向かって凹形状）をもつ押当て部材５１を用いれば、焼成工程中に、分解中の前駆体層１０の表面形状は、押当て部７１の面形状に倣う様になる。その結果、表面が湾曲面に近い形状を有する発光部１５１（蛍光体膜１５）を作ることが出来る（図７（ｂ））。この発光部１５１（蛍光体膜１５）の表面に前述した従来公知の手法を用いて、メタルバック２０を形成することによって、湾曲面を有する発光部１５１（蛍光体膜１５）とその表面に湾曲面を有するメタルバックとを前面基板１１に設けることができる。その結果、発光部１５１から発せられた光のうち、前面基板１１から離れる方向に進行した光を前面基板１１側に効率的に反射させることが可能となる。

また、図７（ｄ）に、本発明の製造方法をプラズマディスプレイに用いられる発光基板の蛍光体膜の製造方法に適用した場合の例を示す。ここでも、蛍光体膜１５を構成する一つの画素（絵素）に注目し、その製造過程における断面の様子を模式的に示している。

図７（ｄ）に示す様な台形状断面をもつ押当て部７１を用い、バリヤリブ１４で囲まれた領域内に設けられた前駆体膜６に押し当てた状態で前述した焼成工程を行うことで、分解中の前駆体層１０は押当て部材７１の表面形状に倣う様になる。その結果、図７（ｅ）のように、表面が逆台形状に近い断面形状を有する発光部１５１（蛍光体膜１５）を作ることが出来る。尚、図７（ｄ）および図７（ｅ）において、５３はアドレス電極である。アドレス電極５３と発光部１５１（蛍光体膜１５）との間には、ここでは説明の簡略化のために示していないが、一般には、誘電体層を設ける。

これにより発光部１５１の表面形状を所望の設計形状に制御した蛍光体膜を有する発光基板を備えたプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の製造が可能となる。その結果、発光特性に優れたＰＤＰを得ることができる。

以下、具体的な実施例について説明する。

（実施例１）
まず、図４を用いて本実施例の押当て部材７の作成方法を説明する。

酸化ビスマス系のガラスフリット・ペースト（（株）ノリタケカンパニーリミテド製、ＮＰ７７５３）を、青板ガラス（線膨張率：８×１０^−６／℃）からなる基板３１の上に、焼成後の膜厚が１００μｍになるようにスリットコーターにて塗布した。尚、基板３１の寸法は３００ｍｍ×２４０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍであり、この基板３１は、押し当て部材７の支持部７２に相当する。

その後、基板３１上のペーストを１２０℃で１０分乾燥させさせた。次にラミネータ装置を使用してドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）３３を貼付し、露光用クロムマスクを所定の位置に位置合わせし露光し、ＤＦＲの現像液、リンスのシャワー処理、及び乾燥を施した。これにより開口幅が１４０μｍ、ピッチが２１０μｍのストライプ状のドライフィルムレジスト３３からなるサンドブラスト用マスクを形成した（図４（ｂ））。

次に、ＳＵＳ粒を砥粒としたサンドブラスト法により、乾燥させたガラスフリット・ペースト層３３の、ＤＦＲ３３の開口に露出している部分を除去した。更に、ＤＦＲ３３を剥離液のシャワー処理にて剥離し、洗浄を行った後、残っているガラスフリット・ペースト層３３を５３０℃で焼成し、押当て部材７を作成した（図４（ｃ））。

次に離型性を押し当て部７１に付与するために、スパッタ装置で押当て部７１の表面にＣｒ膜を１５０ｎｍコーティングした。

押当て部７１の表面粗さを測定したところ、Ｒａ＝０．２μｍであり、平滑であることを確認した。

一方、寸法が３００ｍｍ×２４０ｍｍ×厚さ２ｍｍであり、基板３１と同じ材料からなる、ガラス基板１１の表面に、厚さ２μｍの黒色のコバルト顔料系材料からなるブラックマトリックスをフォトリソグラフィ法を用いて形成した。尚、図８にその一部の平面図を模式的に示すように、ブラックマトリクスは、横（図１のＸ方向における長さ）１４０μｍ×縦（図１のＹ方向における長さ）２００μｍの開口部を複数備えている。また、開口部同士の短ピッチ（図１のＸ方向におけるピッチ）を２１０μｍであり、開口部同士の長ピッチ（図１のＹ方向におけるピッチ）を６３０μｍとした。尚、図８はブラックマトリックスの一部の平面模式図である。

次に、平均粒径５．０μｍのＺｎＳ系青色蛍光体（市販のＰ２２蛍光体）４５重量％、エチルセルロース樹脂２５％、ブチルカルビトールアセテート３０重量％の組成からなる青色蛍光体ペーストを用意した。そして、ブラックマトリクスの各開口部に、青色蛍光体ペーストを、スクリーン印刷した後に、１３０℃で１０分間乾燥することにより、ブラックマトリクスの各開口部に前駆体層６を備える基板１１を用意した。前駆体層６の平均膜厚は１１μｍであった。

次に、予め作成した押当て部材７の各押し当て部７１が対応する前駆体層６の上に載置されるように、不図示のマイクロメーターと基準面ＳＵＳブロックからなるＸＹ位置決め機構を用いて位置合せを行ない、押当て部材７を前面基板１１の上に載せた（図４（ｄ））。このときの接触圧力は、基板３１を構成するガラスの比重≒押し当て部７１を構成するガラスフリットの比重≒２．５として計算すると、０．２７４ＭＰａである。

次に、押当て部材７を前面基板１１の上に載せたまま、焼成炉にて、前駆体層に含まれる樹脂の熱分解温度以上の温度である４５０℃で１００分間の焼成工程を行なった。

そして、冷却後、押当て部材７を前面基板１１の上から外し、複数の発光部１５１とブラックマトリックスを含む蛍光体膜１５を有する前面基板１１を得た。

形成された蛍光体膜１５の一部（発光部１５１）を切り出し、電子顕微鏡により表面および断面の観察を行なったところ、平滑な表面形状を備える発光部１５１を有する蛍光体膜１５が形成されていることが確認された。また、蛍光体膜１５の平均膜厚（発光部１５１の平均膜厚）は１０μｍであった。

次に、平坦化剤（ラッカー）としてアクリルエマルジョンを蛍光体膜１５の全面にスプレーコート法にて塗布した後、乾燥させ、蛍光体膜１５の上に樹脂膜を形成した。そして、メタルバック２０となるアルミニウム膜を１００ｎｍの厚みで樹脂膜の上に蒸着した。最後に、４５０℃１００分間で焼成することにより、樹脂膜を熱分解除去し、各々の発光部１５１を連続的に覆う（蛍光体膜１５を覆う）メタルバック２０を形成した（図２（ｆ））。

形成されたメタルバック２０の表面粗さを測定したところ、Ｒａ＝０．４５μｍと平滑な面が形成されていることを確認した。さらにメタルバック２０の表面の顕微拡大画像の画像処理からメタルバックのピンホール率は２．８％と低い値を示した。

そして、蛍光体膜１５の発光輝度測定用の電子銃付き真空チャンバー内に前面基板１１を入れ、メタルバック２０に１０ＫＶの電位を印加し、電流密度５．５ｍＡ／ｃｍ^２の条件で電子線を照射した。その状態で、前面基板１１の表面側（蛍光体膜１５が配置された側とは反対側）から観測される発光輝度を輝度計（（株）トプコン製 ＴＯＰＣＯＮ 分光放射計 ＳＲ−３）で測定したところ、８１０ｃｄ／ｍ^２であった。

（比較例１）
まず、実施例１と同様に、ブラックマトリックスと前駆体層６とを形成した前面基板１１を用意した。

次に、実施例１とは異なり、押当て部材７を使用せずに、実施例１と同条件の焼成工程を行なった。その後、室温まで冷却して、複数の発光部１５１とブラックマトリックスを含む蛍光体膜１５を有する前面基板１１を得た。

形成された蛍光体膜１５の一部（発光部１５１）を切り出し、電子顕微鏡により表面および断面の観察を行なったところ、蛍光体膜（発光部１５１）の表面の所々に浮き、突起が確認された。

次に、実施例１と同様にして、蛍光体膜の上にメタルバック２０を形成し、メタルバック２０の表面粗さを測定したところ、Ｒａ＝０．６８μｍと、実施例１および実施例２よりも大きな表面粗さを備えていることを確認した。

さらに本比較例で形成したメタルバックの表面の顕微拡大画像の画像処理からメタルバックのピンホール率は４．２％と、ピンホールも実施例１よりも大きい値を示した。

そして、本比較例で作成した前面基板１１に対して、実施例１と同様に発光輝度の測定を行ったところ、７８０ｃｄ／ｍ^２であり、実施例１、２より大きく輝度が低下することが確認された。

（実施例２）
本実施例では、実施例１で作成した前面基板１１を用いて、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すＦＥＤ１０を作成した。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、本実施例では、背面基板１２の上に、前面基板１１の各画素（各絵素）に１対１で対応するように、各画素（各絵素）と同数の表面伝導型電子放出素子１８をマトリックス状に形成した。

そして、複数の表面伝導型電子表出素子１８の各々と接続するように、Ｙ方向に延在する不図示の変調配線を形成し、その後、電子放出素子１８の各々と接続するように、Ｘ方向に延在する不図示の走査配線を形成した。尚、走査配線と変調配線の各交差部には、絶縁層を設けて、走査配線と変調配線との電気的な絶縁を形成した。走査配線、変調配線、絶縁層は、本実施例では、感光性の印刷ペーストを背面基板１２の上に印刷後、乾燥、露光、現像、焼成、の各工程を行うことで形成した。

そして、背面基板１２の上に、高さが１．７ｍｍの板状のスペーサ１４を接着剤によって固定し、更に、背面基板１２の上に、矩形枠状の側壁１３をガラスフリット２３によって固定した。

その後、真空チャンバー中で、実施例１で作成した前面基板１１と背面基板１２との間に板状のスペーサ１４と側壁１３を挟むようにして前面基板１１と背面基板１２とを対向させた。その後、真空チャンバーの内部を１０^−５Ｐａに維持した状態で、前面基板１１と背面基板１２とをインジウム２３により接合することで、内部が高真空に維持された、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すＦＥＤ１０を１００個形成した。

本実施例で作成した全てのＦＥＤ１０のメタルバック２０に１０ｋＶを印加して、各電子放出素子１８から電子を放出させて画像を表示させたところ、放電と見られる現象は確認されず、長期に渡って良好な画像を得ることができた。

（比較例２）
本比較例では、比較例１で作成した前面基板１１を用いて、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すＦＥＤ１０を実施例３と同様に１００個作成した。本比較例で作成したＦＥＤ１０のメタルバック２０に１０ｋＶを印加して、各電子放出素子１８から電子を放出させて画像を表示させたところ、放電に起因すると見られる発光現象が観測されるＦＥＤ１０が多数存在した。それらのＦＥＤ１０は実施例３のような長期に渡って良好な画像を得ることができなかった。

１１ 前面基板
２ 蛍光体粒子
６ 前駆体層
７ 押当て部材
１２ メタルバック

Claims (8)

1. 蛍光体粒子を含む蛍光体膜の製造方法であって、
   蛍光体粒子と有機樹脂とを含む前駆体層と押当て部材とを接触させる工程と、
   前記前駆体層と前記押当て部材とを接触させた状態で、前記前駆体層を前記有機樹脂の熱分解温度以上に加熱する工程と、
   を含むことを特徴とする蛍光体膜の製造方法。
2. 前記接触させる工程は、前記前駆体層の表面の一部と前記押し当て部材とを接触させて前記前駆体層の表面の前記一部を前記押し当て部材で覆う工程であることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体膜の製造方法。
3. 前記押し当て部材が多孔質材料で構成されており、前記加熱する工程によって前記有機樹脂が熱分解することで発生するガスが、前記押し当て部材の内部を通って放出されることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光体膜の製造方法。
4. 蛍光体粒子を含む蛍光体膜を備える発光基板の製造方法であって、
   基板に設けられた、蛍光体粒子と有機樹脂とを含む前駆体層と、押当て部材とを接触させる工程と、
   前記前駆体層と前記押当て部材とを接触させた状態で、前記前駆体層を前記有機樹脂の熱分解温度以上に加熱する工程と、
   を含むことを特徴とする発光基板の製造方法。
5. 前記加熱する工程の後に、前記蛍光体粒子の上にメタルバックを形成する工程を更に有することを特徴とする請求項４に記載の発光基板の製造方法。
6. 前記接触させる工程は、前記前駆体層の表面の一部と前記押し当て部材とを接触させて前記前駆体層の表面の前記一部を前記押し当て部材で覆う工程であることを特徴とする請求項５に記載の発光基板の製造方法。
7. 前記押し当て部材が多孔質材料で構成されており、前記加熱する工程によって前記有機樹脂が熱分解することで発生するガスが、前記押し当て部材の内部を通って放出されることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の発光基板の製造方法。
8. 蛍光体膜を備える発光基板に対向するように、電子を放出する複数の電子放出素子を有する電子放出基板を配置し、その後、前記発光基板と前記電子放出基板とを接合してなるディスプレイの製造方法であって、
   前記蛍光体膜を備える発光基板が請求項５に記載の製造方法によって製造されることを特徴とするディスプレイの製造方法。