JPH11224604A

JPH11224604A - 蛍光表示装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH11224604A
Application number: JP2310998A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nakanishi; 優行中西
Original assignee: Ise Electronics Corp
Current assignee: Noritake Itron Corp
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 1999-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】形成した蛍光体層が剥がれ難くなるようにす
る。【解決手段】フィルター１０４ａ上に、その透明電極
配線層１０８ａを介して蛍光体層１０４ｂが形成され、
その上にメタルバック（裏面反射層）１０４ｃが形成さ
れている。そして、この構成は、蛍光体層１０４ｂの母
体である蛍光体ペーストパターン２０４を、ＩＴＯペー
ストパターン２０８上に形成し、その後で同時に焼成す
ることで形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子線の衝撃に
よる蛍光体の発光を利用した蛍光表示装置およびその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光表示装置は、少なくとも一方が透明
な真空容器の中で、電子放出部から放出される電子を、
蛍光体に衝突させてその蛍光体を発光させ、その発光光
を利用する電子管である。この蛍光表示装置は、通常で
は、電子の働きを制御するためのグリッドを備えた３極
管構造のものが最も多く用いられている。そして、従来
では、電子放出部にフィラメントと呼ばれる陰極を用
い、ここより放出される熱電子を蛍光体に衝突発光させ
ていた。このような蛍光表示装置の中で、大画面ディス
プレイ装置の画素を構成する画像管がある。

【０００３】図５は従来の画像管の基本構成を示すもの
で、カラー表示が可能な大画面ディスプレイに用いられ
るものである。この画像管の構成に関して、その概略を
説明すると、まず、前面パネル１０１と背面パネル１０
２および４つの側板１０３とにより、内部が気密封止さ
れた真空容器１が形成されている。その前面パネル１０
１の内面には、三色Ｒ，Ｇ，Ｂの各々の発光部１０４，
１０５，１０６が単位画素としてマトリックス状に配置
されている（図５（ｂ））。

【０００４】それら発光部１０４，１０５，１０６は、
例えば、赤に発光する発光部１０４は、主に赤色の光を
透過するフィルター１０４ａと、電子線の衝撃により発
光する蛍光体層１０４ｂと、アルミニウムからなるメタ
ルバック（裏面反射層）１０４ｃとから構成されてい
る。また同様に、発光部１０５は、主に緑色の光を透過
するフィルター１０５ａと、電子線の衝撃により発光す
る蛍光体層１０５ｂと、メタルバック１０５ｃとから構
成されている。そして、発光部１０６は、主に青色の光
を透過するフィルター１０６ａと、電子線の衝撃により
発光する蛍光体層１０６ｂと、メタルバック１０６ｃと
から構成されている。また、この発光部１０４〜１０６
の形成領域においては、画素となる各発光部を分離する
ためのブラック層１０７が形成され、また、各蛍光体層
に接触して各蛍光体層に電位を与えるための電極配線１
０８が形成されている。

【０００５】一方、背面パネル１０２上には、各発光部
に対応して電子放出部１１０が形成されている。この電
子放出部１１０は、背面電極１１０ａとフィラメント１
１０ｂとグリッド電極１１０ｃとから構成されている。
また、フィラメント１１０ｃは、背面電極１１０ａ上に
所定間隔を開けて固定され、直径７〜２０μｍのタング
ステンの細線に、電子放出物質を塗布して形成してい
る。その電子放出物質としては、一般に、酸化バリウム
・酸化カルシウム・酸化ストロンチウムのいわゆる三元
酸化物から構成されている。また、それらを覆うよう
に、メッシュ部１１０ｄを有するグリッド電極１１０ｃ
が形成されている。

【０００６】ここで、各背面電極１１０ａは、フィラメ
ント１１０ｂの電位に対して負および０Ｖまたは数Ｖの
正電位を付与することにより、それらのフィラメント１
１０ｂから放出される電子ビームを制御している。そし
て、発光部１０４〜１０６と電子放出部１１０との間に
配置するように、電子加速電極１２０が形成されてい
る。この電子加速電極１２０には、図示していないが、
外部より外部端子を介して高電圧が印加されるようにな
っていて、電子放出部１１０から放出された電子を加速
して、蛍光体層１０４ｂ〜１０６ｂに衝突させるように
している。

【０００７】ここで、一例としてＲの発光部１０４部分
の製造に関して簡単に説明する。まず、図６（ａ）に示
すように、前面パネル１０１上に主に赤色の光を透過す
るフィルター１０４ａを形成する。ついで、図６（ｂ）
に示すようにブラック層１０７を形成し、図６（ｃ）に
示すように黒鉛ペーストを用いたスクリーン印刷などに
より電極配線１０８を形成し、図６（ｄ）に示すよう
に、蛍光体層１０４ｂを形成する。

【０００８】そして、蛍光体層１０４ｂ表面を含むほぼ
全域にラッカー塗膜を形成するなどによるフィルミング
処理をした後、蒸着もしくはスパッタ法によりアルミニ
ウム膜を形成し、これらを焼成してラッカー膜を分解蒸
発させることで、図６（ｅ）に示すように、メタルバッ
ク１０４ｃを形成するようにしている。一方で、図５
（ａ）に示したように、背面パネル１０２に電子放出部
１１０を形成し、そして、側板１０３，電子加速電極１
２０および他の電極などの部品を組み立て、真空容器を
構成した後、真空排気するなどのことにより画像管が完
成する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の画像管においては、蛍光体層がフィルタから剥
がれやすいという問題があった。これは、蛍光体層とフ
ィルタとの接着性が非常に低いからである。まず、蛍光
体層の形成においては、蛍光体ペーストをスクリーン印
刷などにより所定のパターンに形成した後、これを乾燥
して焼成することで、蛍光体ペースト中のビークルを分
解・蒸発させ、所定の領域に蛍光体層を形成するように
している。しかし、この焼成の時に蛍光体層が部分的に
剥がれてしまうことがある。

【００１０】また、蛍光体層を形成した後、この表面に
アルミニウムなどによるメタルバックを形成している
が、これは、蛍光体層の発光光を反射する裏面反射膜と
して、また蛍光体層への電圧印加のために形成するもの
である。したがって、メタルバックの蛍光体層側の面
は、なるべく鏡面状態とした方がよい。このため、前述
したように、メタルバックを形成する前処理として、蛍
光体層表面にラッカー塗膜を形成してある程度平滑な表
面状態を形成しておくようにしている。ここで、このラ
ッカー塗膜はなるべく薄く形成するため、蛍光体層表面
にまず水の層を形成し、この上にラッカー塗膜を塗布す
るようにしている。しかしながら、その水の層を形成す
る段階においても、蛍光体層が部分的に剥がれてしまう
ことがある。

【００１１】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、形成した蛍光体層が剥が
れ難くなるようにすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の蛍光表示装置
は、少なくとも一部が透光性を有する表示面を有して内
部が真空排気された外囲器と、その表示面の内側に形成
された光学フィルターと、その光学フィルター上に形成
された導電性を有する透明な中間層と、光学フィルター
上に中間層を介して形成された所定の電位が印加される
蛍光体層と、蛍光体層表面に形成された金属膜からなる
裏面反射層と、外囲器内部に配置されて蛍光体層に対し
て電子を放出する電子放出部と、蛍光体層と電子放出部
との間に配置されて電子放出部より放出された電子を加
速するための電子加速電極とから構成されるようにし
た。したがって、この蛍光表示装置では、蛍光体層が光
学フィルターと直接には接触せずに形成されている。ま
た、この発明の蛍光表示装置の製造方法は、表示面上の
所定位置に光学フィルターを形成し、光学フィルター上
に焼成すると透明になり導電性を有する材料からなる第
１の層を形成し、第１の層上に焼成すると蛍光体層とな
る第２の層を形成する。その後、第１の層および第２の
層を同時に焼成して光学フィルター上に第１の層よりな
る中間層を介して蛍光体層を形成する。そして、蛍光体
層表面に金属膜からなる裏面反射層を形成するようにし
た。この結果、蛍光体層は、光学フィルターに中間層を
介して接着固定される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。実施の形態１始めに、この発明の第１の実施の形態について説明す
る。図１は、この実施の形態１における蛍光表示装置
（画像管）の、特に発光部１０４部分の構成を示す断面
図である。図１に示すように、この画像管においては、
前面パネル（表示面）１０１上（真空容器内側）には、
画素となる各発光部を分離するための絶縁性を有するブ
ラック層１０７に区画された領域に、例えば、主に赤色
の光を透過するフィルター（光学フィルター）１０４ａ
が形成されている。

【００１４】ここで、この実施の形態１では、そのフィ
ルター１０４ａ上全面およびブラック層１０７一部にか
けて、透明電極配線層１０８ａが形成されているように
した。この透明電極配線層１０８ａは、導電性を有する
透明な材料であるＩｎ₂ Ｏ₃：Ｓｎ（ＩＴＯ）から構成
すればよい。そして、フィルター１０４ａ上に、その透
明電極配線層１０８ａを介して蛍光体層１０４ｂが形成
され、その上にメタルバック（裏面反射層）１０４ｃが
形成されているようにした。なお、蛍光体層１０４ｂに
は、透明電極配線層１０８ａにより電位が与えられる構
成となる。

【００１５】また、図５に示したように、前面パネル１
０１には他にも同様の構成で発光部１０５，１０６が形
成されている。また、図５と同様に、真空容器を構成す
る背面パネルがあり、その上には各発光部に対応して電
子放出部が形成され、発光部と電子放出部との間に配置
するように電子加速電極が形成されている。なお、透明
電極配線層１０８ａは、ブラック層１０７上の全域にか
けて形成されていてもよく、すべての発光部（蛍光体
層）に共通な電位が与えられる状態となっていてもよ
い。このように、フィルター１０４ａ上に、直接ではな
く、透明電極配線層１０８ａを介して蛍光体層１０４ｂ
を形成するようにした。この結果、この実施の形態１に
よれば、蛍光体層１０４ｂは、フィルター１０４ａ表面
に比較してより高い接着性を有する透明電極配線層１０
８ａ上に形成されるので、蛍光体層１０４ｂの剥がれが
抑制されるものとなる。

【００１６】以下、その発光部１０４部分の製造に関し
て説明する。まず、図２（ａ）に示すように、前面パネ
ル１０１上に主に赤色の光を透過するフィルター１０４
ａを形成する。このフィルター１０４ａを構成する材料
としては、例えば、弁柄（Ｆｅ₂Ｏ₃）からなる顔料を用
いる。そして、その顔料を分散したペーストを、スクリ
ーン印刷法により所定のパターンに印刷し、これを乾燥
・焼成することで、フィルター１０４ａが形成できる。

【００１７】ここで、スクリーン印刷法は、機能性材料
の粉体をビークル（vehicle）と呼ばれる液体と混合し
て分散させて流動性を与えた「ペースト」を、メッシュ
スクリーンマスクを通して基板上に所定のパターンに印
刷する技術である。そして、この後、例えば、焼成する
ことなどによりビークルを分解・揮散させ、ペースト中
に分散している機能性材料すなわち顔料の粉体を、印刷
したパターン形成部に固着する。なお、ビークルは、通
常では、有機高分子を有機溶剤に溶解したものなどの、
粘性のある液体である。だいたい、大気中で４００〜４
５０℃で加熱することにより除去できるものを用いる。
代表的なビークルとしては、エチルセルロースをテルピ
ネオールに溶かしたものが用いられている。

【００１８】ついで、図２（ｂ）に示すようにブラック
層１０７を形成する。このブラック層１０７は、黒色絶
縁ペーストを、スクリーン印刷法により所定の位置に印
刷し、これを乾燥・焼成することで形成する。黒色絶縁
ペーストとしては、鉛硼硅酸ガラスの粉末と、耐熱性顔
料などの黒色無機材料粉末およびビークルとなどからな
るペーストを用いればよい。また、焼成条件は５６０〜
６００℃程度である。

【００１９】ついで、図２（ｃ）に示すように、ＩＴＯ
ペーストパターン２０８を形成する。このＩＴＯペース
トパターン２０８の形成は、まずＩＴＯペーストをスク
リーン印刷法により所定の位置に印刷し、これを乾燥す
る。このＩＴＯペーストとしては、例えば、Ｉｎ（Ｃ₇
Ｈ₁₅ＣＯＯ）₃などの有機Ｉｎ化合物とＳｎ（Ｃ₇Ｈ₁₅Ｃ
ＯＯ）₃などの有機Ｓｎ化合物の溶剤混合液に、ビーク
ルを混ぜて増粘したものを用いればよい。なお、ＩＴＯ
ペーストパターン２０８は、空気中３５０℃程度で焼成
することで、有機化合物が分解して透明なＩＴＯとな
る。

【００２０】次に、図２（ｄ）に示すように、ＩＴＯペ
ーストパターン２０８上に、蛍光体ペーストパターン２
０４を形成する。この蛍光体ペーストパターン２０４
は、蛍光体ペーストを、スクリーン印刷法により所定の
位置に印刷し、これを乾燥することで形成する。そし
て、ＩＴＯペーストパターン２０８および蛍光体ペース
トパターン２０４を同時に４００℃程度で焼成すること
で、図２（ｅ）に示すように、透明な透明電極配線層１
０８ａ上に、蛍光体層１０４ｂが形成された状態とな
る。

【００２１】ここで、蛍光体ペーストパターン２０４を
形成するための蛍光体ペーストとしては、発光の妨げと
ならないように、通常では、固着用の無機バインダーが
使用されていない。したがって、蛍光体粉末とビークル
とからその蛍光体ペーストは構成されている。このた
め、前述したように、焼成したときやその後などビーグ
ルが無くなった状態では、蛍光体層が剥がれやすいもの
となってしまう。しかしながら、この実施の形態１で
は、前述したように、まず、蛍光体層１０４ｂの母体で
ある蛍光体ペーストパターン２０４を、ＩＴＯペースト
パターン２０８上に形成するようにした。そして、その
後で焼成するようにしたので、蛍光体層１０４ｂが、よ
り強い接着力を有した状態で透明電極配線層１０８ａ表
面に形成された状態が得られる。

【００２２】この後、蛍光体層１０４ｂ表面を含むほぼ
全域にラッカー塗膜を形成するなどによるフィルミング
処理をした後、蒸着もしくはスパッタ法によりアルミニ
ウム膜を形成し、これらを焼成してラッカー膜を分解蒸
発させることで、図２（ｆ）に示すように、メタルバッ
ク１０４ｃを形成する。一方で、図５（ａ）に示した背
面パネル１０２に電子放出部１１０を形成し、そして、
側板１０３，電子加速電極１２０および他の電極などの
部品を組み立て、真空容器を構成した後、真空排気する
などのことにより、図５に示した画像管とほぼ同様に、
この実施の形態１における画像管が完成する。

【００２３】以上示したように、この実施の形態１によ
れば、蛍光体層１０４ｂは、より高い接着性を有する透
明電極配線層１０８ａ上に形成するようにしたので、蛍
光体層１０４ｂ形成後における蛍光体層１０４ｂの剥が
れが抑制されるものとなる。また、その蛍光体層１０４
ｂの形成において、まず、蛍光体層１０４ｂの母体であ
る蛍光体ペーストパターン２０４を、ＩＴＯペーストパ
ターン２０８上に形成し、その後で同時に焼成するよう
にした。この結果、蛍光体層１０４ｂは透明電極配線層
１０８ａ上により強固に接着するようになるので、蛍光
体層１０４ｂ形成後における蛍光体層１０４ｂの剥がれ
がよりよく抑制されるものとなる。

【００２４】また、従来では、図５にも示したように、
電極配線１０８により各蛍光体層に電位を印加するよう
にしていた。これに対してこの実施の形態１において
は、透明電極配線層１０８ａにより各蛍光体層に電位を
印加するようにしている。すなわち、この実施の形態１
では、剥がれ防止と電位の印加とを透明電極配線層１０
８ａのみで行うようにしているので、従来の構成に比較
して工数を増加させることがない。

【００２５】ところで、上述では、透明電極配線層１０
８ａをフィルターと蛍光体層との間に配置するようにし
たが、これに限るものではない。次に示すように構成し
てもよい。すなわち、例えば、図３に示すように、ま
ず、発光部１０４において、前面パネル１０１上のブラ
ック層１０７に区画された領域にフィルター１０４ａを
配置し、この上に、導電性を有する透明な材料であるＩ
ＴＯ膜３０８を介して蛍光体層１０４ｂを配置する。そ
して、少なくとも蛍光体層１０４ｂ側面には接触するよ
うに従来と同様に電極配線１０８を形成し、その上にメ
タルバック１０４ｃを形成するようにしてもよい。

【００２６】実施の形態２次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。
図４は、この実施の形態２における蛍光表示装置（画像
管）の発光部の構成を示す断面図である。図４に示すよ
うに、この画像管においては、前面パネル１０１上の所
定の領域に、主に赤色の光を透過するフィルター１０４
ａが形成されている。そして、この実施の形態３では、
そのフィルター１０４ａを覆うように、例えばＳｉＯ₂
などからなる透明な材料で保護膜４０８を備えるように
した。なお、この保護膜４０８は、例えば、前面パネル
１０１全域に形成するようにしてもよい。

【００２７】また、その上に、画素となる各発光部を分
離するためのブラック層１０７が形成されている。そし
て、前述した実施の形態１と同様に、フィルター１０４
ａ上部の保護膜４０８上およびブラック層１０７一部に
かけて、透明電極配線層１０８ａが形成されているよう
にした。そして、フィルター１０４ａ上に、保護膜４０
８および透明電極配線層１０８ａを介して蛍光体層１０
４ｂが形成されているようにした。なお、蛍光体層１０
４ａを覆うように、メタルバック（裏面反射雄）１０４
ｃが形成されているようにした。この結果、この実施の
形態２によれば、前述した実施の形態１と同様に、蛍光
体層１０４ｂは、直接フィルター１０４ａ上に形成せ
ず、保護膜４０８および透明電極配線層１０８ａを介し
て形成するようにしたので、剥がれ難くなる。

【００２８】ところで、上記実施の形態１，２において
は、発光部１０４（図５）を例にとり説明したが、これ
に限るものではなく、他の発光部１０５，１０６におい
ても同様に適用できるものである。なお、発光部１０４
においては、主に赤色の光を透過するフィルター１０４
ａを用いているため、いかに説明するように、上述した
実施の形態１，２により黒化不良を防止できるという効
果も有している。

【００２９】前述したように、赤色の光を透過するフィ
ルターとして弁柄（Ｆｅ₂Ｏ₃）を用いている場合、他の
部品の組み立てや真空容器形成などにおける還元性雰囲
気における高温の処理で、Ｆｅ₂Ｏ₃が還元されてＦｅ₃
Ｏ₄となり黒化してしまうことがある。しかしながら、
例えば、図１に示すように、透明電極配線層１０８ａが
形成されていれば、フィルター１０４ａが還元性雰囲気
に触れることが抑制されるので、黒化不良が抑制でき
る。この黒化不良の抑制に関しては、上記実施の形態２
の構成が特に有効である。

【００３０】なお、上記実施の形態では、透明電極配線
層１０８ａに、導電性を有する透明な材料としてＩｎ₂
Ｏ₃ ：Ｓｎ（ＩＴＯ）を用いるようにしたが、これに限
るものではない。導電性を有する透明な材料として、Ｓ
ｎＯ₂ ：Ｓｂ膜を用いるようにしてもよい。このＳｎＯ
₂ ：Ｓｂ膜は、例えば、ＳｎＣｌ₂ を加熱した基板上に
スプレーすることなどで形成でき、ネサ（ＮＥＳＡ）膜
ともいわれている。また、他にも、Ｃｄ₂ＳｎＯ₄膜や、
ＺｎＯ膜を用いるようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明では、少
なくとも一部が透光性を有する表示面を有して内部が真
空排気された外囲器と、その表示面の内側に形成された
光学フィルターと、その光学フィルター上に形成された
導電性を有する透明な中間層と、光学フィルター上に中
間層を介して形成された所定の電位が印加される蛍光体
層と、蛍光体層表面に形成された金属膜からなる裏面反
射層と、外囲器内部に配置されて蛍光体層に対して電子
を放出する電子放出部と、蛍光体層と電子放出部との間
に配置されて電子放出部より放出された電子を加速する
ための電子加速電極とから構成されるようにした。した
がって、この蛍光表示装置では、蛍光体層が光学フィル
ターと直接には接触せずに形成されている。このため、
形成した蛍光体層が剥がれ難くなるという効果を有す
る。また、この発明の蛍光表示装置の製造方法は、表示
面の上の所定位置に光学フィルターを形成し、光学フィ
ルター上に焼成すると透明になり導電性を有する材料か
らなる第１の層を形成し、第１の層上に焼成すると蛍光
体層となる第２の層を形成する。その後、第１の層およ
び第２の層を同時に焼成して光学フィルター上に第１の
層よりなる中間層を介して蛍光体層を形成する。そし
て、蛍光体層表面に金属膜からなる裏面反射層を形成す
るようにした。この結果、蛍光体層は、光学フィルター
に中間層を介して接着固定される。したがって、この発
明によれば、形成した蛍光体層がより剥がれ難くなると
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この実施の形態１における蛍光表示装置（画
像管）の、特に発光部の構成を示す断面図である。

【図２】発光部１０４部分の製造に関して説明するた
めの断面図である。

【図３】実施の形態１における他の構成例である蛍光
表示装置（画像管）の発光部の構成を示す断面図であ
る。

【図４】実施の形態２における蛍光表示装置（画像
管）の発光部の構成を示す断面図である。

【図５】従来の画像管の基本構成を示す断面構成図で
ある。

【図６】従来の図５に示した画像管におけるＲの発光
部１０４部分の製造方法を説明するための断面図であ
る。

【符号の説明】

１０１…前面パネル（表示面）、１０４…発光部、１０
４ａ…フィルター、１０４ｂ…蛍光体層、１０４ｃ…メ
タルバック（裏面反射層）、１０７…ブラック層、１０
８ａ…ＩＴＯ電極配線層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一部が透光性を有する表示面
を有して内部が真空排気された外囲器と、前記表示面の内側に形成された光学フィルターと、前記光学フィルター上に形成された導電性を有する透明
な中間層と、前記光学フィルター上に前記中間層を介して形成された
所定の電位が印加される蛍光体層と、前記蛍光体層表面に形成された金属膜からなる裏面反射
層と、前記外囲器内部に配置されて前記蛍光体層に対して電子
を放出する電子放出部と、前記蛍光体層と前記電子放出部との間に配置されて前記
電子放出部より放出された電子を加速するための電子加
速電極とから構成されたことを特徴とする蛍光表示装
置。
【請求項２】請求項１記載の蛍光表示装置において、絶縁物から構成された透明な保護膜が前記中間層下に前
記光学フィルターを覆うように形成されたことを特徴と
する蛍光表示装置。
【請求項３】請求項１または２記載の蛍光表示装置に
おいて、前記蛍光体層は前記中間層を介して所定の電位が印加さ
れることを特徴とする蛍光表示装置。
【請求項４】少なくとも一部が透光性を有する表示面
を有して内部が真空排気された外囲器の中で、裏面反射
層を備えて前記表示面に形成されて所定の電位が印加さ
れた蛍光体層に、電子放出部から放出される電子を電子
加速電極で加速して衝突させて前記蛍光体層を発光させ
る蛍光表示装置の製造方法において、前記表示面の上の所定位置に光学フィルターを形成する
第１の工程と、前記光学フィルター上に焼成すると透明になり導電性を
有する材料からなる第１の層を形成する第２の工程と、前記第１の層上に焼成すると前記蛍光体層となる第２の
層を形成する第３の工程と、前記第１の層および第２の層を同時に焼成し、前記光学
フィルター上に前記第１の層よりなる中間層を介して前
記蛍光体層を形成する第４の工程と、前記蛍光体層表面に金属膜からなる裏面反射層を形成す
る第５の工程とを備えたことを特徴とする蛍光表示装置
の製造方法。