JP3904291B2 - 接着性ケイ酸塩層を有するディスプレースクリーン - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、金属酸化物、例えばインジウムドープトスズ酸化物（ＩＴＯ）の透明電極層及び蛍光体層を有するガラス表面板を含んでなるディスプレースクリーン、特にフラットディスプレースクリーンに関する。
【０００２】
通常のディスプレースクリーンにおいて、ガラス表面板の内表面には、１又は複数の構造化された蛍光体層が被覆されており、これら蛍光体層の各々はドット又はストライプのパターンに従った蛍光体を有している。カラーのディスプレイスクリーンの場合には、パターンは垂直のストライプ又は三角形に配列したドットの三つ組によって形成される。該三つ組の各々は、三原色である赤、青及び緑色のうちの１色を放つ蛍光体のドットを有している。これらの蛍光体層は、フォトリソグラフ処理によって設けられる。蛍光体層は、励起電子を除去する作用をする薄肉のアルミニウム層によって被覆される。
【０００３】
フラットディスプレースクリーンの場合、アルミニウム層を透明電極層によって置き換えた構造がしばしば用いられ、この透明電極層はガラス表面板上に設けられ、透明電極層上に蛍光体層が設けられている。透明電極層は、一般に、数ｎｍ〜数μｍの厚さを有する、インジウムドープトスズ酸化物（ＩＴＯ）又は他の金属酸化物の透明な導電層から成る。
【０００４】
通常のディスプレースクリーンにおいては、ガラス表面に前処理を行い、ガラス表面板のガラス表面及び蛍光体層間が十分な接着強度をもって強固に連結されるようにする。この前処理は一般に２つの工程から成っている。第一のプロセス工程において、ガラス表面を希フッ化水素酸によりエッチング処理し、該表面を清浄にすると共に表面活性の接着基、例えばシラノール基(-Si-OH)又はシロキサン基(-Si-O-Si-)を得る。第二のプロセス工程において、希ポリビニルアルコール溶液から構成されるいわゆる予備被膜を設ける。
【０００５】
ＩＴＯ被覆ガラス表面の場合には、そのような前処理は望ましい効果を与えない。何故なら酸化ケイ素と異なり、酸化スズは接着性の表面活性基を形成しないからである。このことは、他の金属酸化物の被膜にも当てはまることであり、これらも接着性の表面活性基を形成することがない。
【０００６】
ドイツ国特許公開第３６００６３０号明細書において、通常のディスプレースクリーンの製造方法が記載されており、ここにおいて、まずＰＶＡ含有接着性被膜をガラス表面板に被着し、しかる後にホトプリント処理を行い、蛍光体スクリーンを前記接着性被膜上に設けるが、このとき該接着性被膜は、約0.05〜1.5 重量％、特に0.08〜0.8重量％のポリビニルアルコールと、約0.1 〜２重量％ 、特に 0.5〜1.5重量％ のシリカゾルとを含有する水溶液により設ける。しかし、このプロセスは、インジウムドープトスズ酸化物又は他の金属酸化物の透明電極層を含まない通常のディスプレースクリーンに関するものである。
【０００７】
従って、本発明の目的は、金属酸化物の透明電極層および蛍光体層を有するガラス表面板を具えたディスプレースクリーンであって、透明電極層及び蛍光体層間の大きな接着力を特徴とするディスプレースクリーンを提供することにある。
【０００８】
本発明によれば、この目的は、透明電極層と蛍光体層との間に設けたアルカリケイ酸塩の接着性中間層によって達成される。
【０００９】
そのような接着性中間層のために、透明電極層と蛍光体層との間の強い接着が得られる。アルカリケイ酸塩層は、極めて薄肉の透明層が得られるように製造することができる。ディスプレースクリーンの製造プロセスにおいて、該アルカリケイ酸塩層は、非常に良好なぬれ性と初期接着性を特徴とする。
【００１０】
本発明の範囲内において、アルカリケイ酸塩は好ましくはナトリウム含有ケイ酸塩である。ケイ酸ナトリウムの接着性中間層は、非常に良好な初期接着性を特徴とすることが見出された。
アルカリケイ酸塩に対し、メタケイ酸ナトリウムNa₂SiO₃ の使用が特に望ましい。メタケイ酸ナトリウムは水に対する溶解性が極めて高く、わずかにアルカリ性であるに過ぎないため、ＩＴＯ層及び蛍光体層に化学的な影響を与えない。
【００１１】
或いは又、使用されるアルカリケイ酸塩が、メタケイ酸カリウムK₂SiO₃であることも好ましい。メタケイ酸カリウムは、フォトリソグラフ処理工程中にＵＶ光に強く暴露されたとしても暗色に変化しない。
【００１２】
本発明のこれらのおよび他の観点を、以下に記載する態様を参照して説明し明らかなものとする。
【００１３】
本発明の接着剤中間層は、アルカリケイ酸塩、例えばNa₄SiO₄ 、K₄SiO₄、Na₂Si₂O₅、K₂Si₂O₅のような単量体オルトケイ酸塩、又はより好ましくは例えばNa₂SiO₃ およびK₂SiO₃のような鎖状メタケイ酸塩から構成される。
【００１４】
接着性中間層を製造する方法は、一般的には、該中間層上に位置せしめる蛍光体層を製造するフォトリソグラフ方法によって左右されることになる。好ましくは、フォトリソグラフ方法で用いられる水溶性ポリマーをまたアルカリケイ酸塩層に対する中間バインダーとしても使用する。蛍光体は、ポリビニルアルコール／重クロム酸アンモニウムのフォトレジストの懸濁液の形態で一般に設けられ、しかる後、それらは光分解により構造化される。この場合、アルカリケイ酸塩の接着性中間層も又、ポリビニルアルコールおよび水の溶液から設ける。
【００１５】
或いは又、ＰＶＡ／ＡＤＣフォトレジスト系の代わりに、他の水溶性感光性ポリマー、例えば架橋をもたらす発色性側鎖を有するＰＶＡ誘導体を含む他のフォトレジスト系を用いることもできる。このようなポリマーの例としては、スチルバゾリウム基を有するポリビニルアルコール（ＰＶＡ−ＳＢＱ）、スチリル−キノリニウム基を有するポリビニルアルコール、スチリル−ジメチルチアゾリウム基を有するポリビニルアルコール、Ｎ−（１−ピリジニオ）ベンズアミド酸基を有するポリビニルアルコール（ＰＤＡ−ＰＢ）、ポリビニルシンナメート、ポリビニルアジドベンズアセタール及び高分子アジド等がある。この場合、アルカリケイ酸塩層は、蛍光体層を形成するのに用いるのと同じ水溶性の感光性ポリマーにより被着するのが好ましい。ＩＴＯ表面に初期接着をもたらす、中間の重合体がアルカリケイ酸塩と感光性ポリマーとの間に形成される。
【００１６】
或いは又、アルカリケイ酸塩の接着性中間層は、ディスプレースクリーンの最終的なバーンイン処理を行う間にバーンアウトする別の有機ポリマーバインダーによって被着することもできる。
【００１７】
アルカリケイ酸塩の接着性中間層を含んでなる、本発明に係るディスプレーは、
インジウムドープトスズ酸化物（ＩＴＯ）又は他の金属酸化物の透明電極層をガラス表面板に被覆する工程と、
この電極層の表面を清浄にする工程と、
アルカリケイ酸塩と、水溶性感光性ポリマー又は有機ポリマーバインダーとを含む水溶液（この水溶液は10:1〜1:10の範囲の重量比でポリマーとアルカリケイ酸塩とを含んでなる）を、浸漬被覆、噴霧、ロール塗布、スピンオンコーティング又は印刷により、設ける工程と、
遠心分離により過剰の溶液を除去する工程と、
４０℃で乾燥する工程と、
湿式化学フォトリソグラフ処理、例えばパッチコーティング、フローコーティング等により、１又はそれ以上の蛍光体層を製造する工程と、
４０℃で乾燥する工程と、
ＵＶ光に暴露する工程と、
例えば加圧下ですすぐことにより暴露された層を現像する工程と、
４０℃で乾燥する工程と、および
４００℃で被膜をバーンインし、この際に有機ポリマーをバーンアウトする工程と
により製造する。
【００１８】
アルカリケイ酸塩の接着性中間層は、極めて容易に湿潤化されうるもので、基板に対する蛍光体層の初期接着性が著しく改善されたものとなる。そのおかげで、引き続くフォトリソグラフ処理において（この処理において蛍光体材料を設ける）、例えば現像した蛍光体層をすすぎ落とす間に、蛍光体のドット又はラインの接着強度に悪影響を与えることなく、ホトレジスト、すなわち一般にポリビニルアルコール−重クロム酸アンモニウム（ＰＶＡ−ＡＤＣ）の量を減少させることができる。通常のＰＶＡ−ＡＤＣの量の１０％まで減少させることが可能である。
【００１９】
また、このことにより、完成したディスプレースクリーンの被膜における、ＡＤＣから形成されるCr₂O₃ を含む「デッド(dead)」層の量が著しく減少することにもなる。これらの「デッド」層は、発光することなく電子を吸収する。従って、本発明により被覆したディスプレイスクリーンは、Cr₂O₃ の含量が減少したものとなっており、従来技術によるディスプレースクリーンよりも低い励起電圧で動作しうるものとなっている。
【００２０】
実施例
ディスプレースクリーンの製造は、１７″ガラス表面板であって、その上に約１００ｎｍ厚のＩＴＯ層をスパッタリングにより設けた２ｍｍ厚のガラス板から構成されるガラス表面板に基づいて行う。電極層を有するこの表面板を、脱イオン水で１時間洗う。0.1重量％のＰＶＡと、10％ＰＶＡ溶液の0.1重量％ Na₂SiO₃ と、10％Na₂SiO₃ ・５H₂O 水溶液とからなるコーティング溶液を調製し接着性中間体層として用いる。このコーティング溶液の50mlを、スピンコーティングにより200rpmで被着する。このようにして被覆した表面板を40℃で10分間乾燥する。引続き、パッチコーティング処理を行い、ここにおいて順次に黒−マトリックス層、緑、赤および青色の蛍光体層を設け、露光し、現像する。最後に、これら層を400 ℃でバーンインし、この処理において有機バインダーＰＶＡをバーンアウトさせる。

Claims (4)

1. インジウムドープトスズ酸化物（ＩＴＯ）又は他の金属酸化物の透明電極層と、蛍光体層と、該透明電極層及び該蛍光体層間に設けられているアルカリケイ酸塩の接着性中間層とを有するガラス表面板を具えたディスプレースクリーン。
2. 前記アルカリケイ酸塩が、ナトリウム含有ケイ酸塩である、請求項１記載のディスプレースクリーン。
3. 前記アルカリケイ酸塩が、メタケイ酸ナトリウムNa₂SiO₃ である、請求項１記載のディスプレースクリーン。
4. 前記アルカリケイ酸塩が、メタケイ酸カリウムK₂SiO₃である、請求項１記載のディスプレースクリーン。