KR20030042040A - 메탈백이 붙여진 형광체층과 그 형성 방법 및 화상 표시장치 - Google Patents

메탈백이 붙여진 형광체층과 그 형성 방법 및 화상 표시장치 Download PDF

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KR20030042040A KR10-2003-7005943A KR20037005943A KR20030042040A KR 20030042040 A KR20030042040 A KR 20030042040A KR 20037005943 A KR20037005943 A KR 20037005943A KR 20030042040 A KR20030042040 A KR 20030042040A
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Abstract

본 발명의 메탈백이 붙여진 형광체층은 형광체층(2)과 메탈백층(3)이 접촉하고 있는 면적의 비율로, 30% 이상의 밀착도를 갖고 있다. FED에서, 발광 휘도의 열화(필름 버닝)를 억제하여, 휘도 특성을 개선할 수 있다. 또한, 메탈백층의 막 두께를 5∼100㎚로 하고, 광 투과율을 10% 이하로 함으로써, 반사성이 양호하고 고휘도의 표시를 얻을 수 있다. 이러한 메탈백이 붙여진 형광체층은 투광성 기판의 내면에 형성된 형광체층의 위에, 전사 필름을 이용하여 금속막을 전사함으로써 작성할 수 있다.

Description

메탈백이 붙여진 형광체층과 그 형성 방법 및 화상 표시 장치{FLUORESCENT MATERIAL LAYER WITH METAL BACK, METHOD OF FORMING THE FLUORESCENT MATERIAL LAYER, AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
종래부터, 음극선관(CRT)이나 필드 에미션 방식의 화상 표시 장치(FED) 등의 페이스 플레이트에서는 투광성 패널의 내면에 형성된 형광체층의 위(내면)에, 알루미늄(Al) 등의 메탈백층이 진공 증착 등의 방법으로 형성되어 있다. 메탈백층은 전자원으로부터 방출된 전자에 의해 형광체로부터 발생한 광 중에, 전자원의 방향으로 진행하는 광을 패널측으로 반사시킴으로써 휘도를 높임과 함께, 형광체층의 전위를 안정시키는 역할을 한다. 또한, 진공 엔벨로프 내에 잔류하는 가스의 전리에 의해 생기는 이온에 의해, 형광체층이 손상되는 것을 방지하는 기능도 갖고 있다.
일반적으로, FED에서는 전자선의 가속 전압이 500V∼10㎸로 CRT에 비하여 낮고, 전류값을 크게 하여 형광체를 발광시키고 있다. 그 때문에, 형광체의 발광 휘도가 전자선의 조사의 계속에 의해 대폭 저하되는, 소위 필름 버닝(film burning)이라는 현상이 생기고 있었다.
이러한 발광 휘도의 열화의 원인의 하나는 전자선의 조사에 의해 생긴 전하가 형광체층에 축적하기 때문이라고 생각된다. 그리고, 예를 들면 도 8에 도시한 바와 같이 알루미늄의 메탈백층을 형광체층에 형성함으로써, 메탈백층이 없는 경우에 비하여 휘도를 향상시킬 수 있는 것이 알려져 있다. 또한, 이러한 메탈백층에 의한 발광 휘도 열화의 억제 효과는 알루미늄막의 두께에 의해 거의 변하지 않는 것으로 되어 있다. 또, 도 8에서의 전자선 조사 조건은 애노드 전압 6㎸, 캐소드 전류 150㎂/㎠로 형광막에 대하여 스폿 고정 연속 조사이고, 진공도 10-5Pa에서 휘도를 측정한 것이다.
그러나, 종래부터의 메탈백층에서는 발광 휘도의 열화(필름 버닝)를 억제하는 효과가 충분하지 않고, 또한 메탈백층에 의해 전자선의 일부가 흡수됨으로써 휘도 저하가 생기기 때문에, 고휘도가 길게 지속하는 형광면을 실현할 수 없었다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 형광체의 발광 휘도 열화(필름 버닝)가 대폭 억제된 메탈백이 붙여진 형광체층과 그 형성 방법, 및 휘도 열화의 개선된 메탈백이 붙여진 형광체층을 구비하고, 고휘도의 표시가 가능한 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
〈발명의 개시〉
본 발명의 제1 양태는 청구항 1에 기재한 바와 같이, 메탈백이 붙여진 형광체층으로, 투광성 기판의 내면에 형성된 형광체층과, 이 형광체층의 위에 형성된메탈백층을 포함하고, 상기 형광체층에 대한 상기 메탈백층의 밀착도가 양층이 접촉되어 있는 면적의 비율로 30% 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 메탈백이 붙여진 형광체층에 있어서, 청구항 2에 기재한 바와 같이, 메탈백층의 두께가 5∼100㎚이고, 또한 이 메탈백층의 광 투과율이 10% 이하일 수 있다. 또한, 청구항 3에 기재한 바와 같이, 메탈백층 중 적어도 한쪽의 주면에, 무기계 미립자를 포함하는 개재층을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 양태는 청구항 4에 기재한 바와 같이, 메탈백이 붙여진 형광체층의 형성 방법으로, 투광성 기판의 내면에 형광체층을 형성하는 공정과, 베이스 필름과 그 위에 적층된 이형제층 및 금속막을 적어도 갖는 전사 필름을, 그 금속막이 상기 형광체층에 접착제층을 사이에 두고 접하도록 배치하고, 가압·접착하여 상기 금속막을 전사한 후, 상기 베이스 필름을 박리하는 메탈백층 형성 공정과, 상기 형광체층 상에 상기 메탈백층이 형성된 기판을 가열 처리하는 공정을 포함하고, 상기 형광체층과 상기 메탈백층과의 밀착도가 양층이 접촉하고 있는 면적의 비율로 30% 이상이 되도록, 상기 금속막을 전사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 메탈백이 붙여진 형광체층의 형성 방법에 있어서, 청구항 5에 기재한 바와 같이, 메탈백층 형성 공정에서, 형광체층 상에 전사 필름을 배치하기 전에, 당해 형광체층 상에 무기계 미립자를 포함하는 개재층을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 또한, 청구항 6에 기재한 바와 같이, 기판의 가열 처리 공정의 후에, 형광체층 상에 형성된 메탈백층의 위에, 무기계 미립자를 포함하는 개재층을 형성하는 공정을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 양태는 청구항 7에 기재한 바와 같이 화상 표시 장치에 있어서, 페이스 플레이트 상에, 청구항 1에 기재된 메탈백이 붙여진 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 이 화상 표시 장치에서는 청구항 8에 기재한 바와 같이, 페이스 플레이트 및 당해 페이스 플레이트와 대향 배치된 리어 플레이트를 구비하고, 또한 상기 리어 플레이트 상에 다수의 전자 방출 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 메탈백이 붙여진 형광체층에서는 메탈백층과 형광체층과의 밀착도가, 양층이 접촉하고 있는 면적의 비율로 30% 이상으로, 종래에 비하여 높아지고 있기 때문에, 형광체의 발광 휘도의 열화가 대폭 억제된다. 그리고, 이와 같이 메탈백층과 형광체층과의 밀착도가 높은 메탈백이 붙여진 형광체층의 형성에서는 전사 방식을 채용함으로써, 광 투과율이 매우 낮은, 즉 반사성이 높은 메탈백층을 얻을 수 있어, 고휘도로 고품질의 표시가 가능한 화상 표시 장치를 얻을 수 있다.
본 발명은 메탈백이 붙여진 형광체층과 그 형성 방법, 및 메탈백이 붙여진 형광체층을 구비한 화상 표시 장치에 관한 것이다.
도 1A∼도 1C는 각각 전사 방식에 의해 얻어진 메탈백이 붙여진 형광체층의 확대 단면도.
도 2A∼도 2C는 각각 도 1A∼도 1C에 도시한 메탈백이 붙여진 형광체층에서의 메탈백층의 표면 상태를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 3은 메탈백이 붙여진 형광체층에 대하여, 전자선 조사 시간과 조사 후의 휘도 유지율(상대 휘도)과의 관계를 나타내는 그래프.
도 4는 전사 방식, 락커 방식, 에멀전 방식의 각 방식으로 형광체층 상에 각각 제작된 메탈백층에 대하여, 밀착도와 광 투과율과의 관계를 나타내는 그래프.
도 5는 메탈백층에 대하여 언더코트층 및/또는 오버코트층을 포함한 메탈백이 붙여진 형광체층에 대하여, 휘도 열화 특성을 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명의 메탈백이 붙여진 형광체층의 일 실시예를 나타내는 확대 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에서 제작된 메탈백이 붙여진 형광체층을 구비한 컬러 FED의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 8은 알루미늄 메탈백층이 있는 경우와 알루미늄 메탈백층이 없는 경우의 휘도 열화 특성의 차이를 나타내는 그래프.
〈발명을 실시하기 위한 최량의 형태〉
우선, 메탈백이 붙여진 형광체층에서의 메탈백층과 형광체층과의 밀착도와, 형광체의 발광 휘도의 열화(필름 버닝) 및 메탈백층의 광 투과율(반사성)과의 관련에 대하여, 이하에 설명하는 상세한 실험을 실시하였다.
처음에, 밀착도와 휘도 열화와의 관계를 이하에 설명한 바와 같이 하여 조사하였다. 즉, 공지의 방법으로 제작한 형광면 상에, 형광체층과의 밀착 상태가 다른 3종류의 알루미늄 메탈백층 a, b, c를 전사 방식에 의해 각각 형성하였다. 얻어진 메탈백이 붙여진 형광체층의 확대 단면을 도 1A∼도 1C에 각각 도시한다. 또한, 도 1A∼도 1C에 도시된 메탈백이 붙여진 형광체층에서의 메탈백층의 표면 상태를 각각 도 2A∼도 2C에 사시적으로 도시한다.
메탈백층이 형광체층에 접촉되어 있는 면적의 전체 표면적에 대한 비율을 밀착도로 하고, 메탈백층의 표면 상태를 나타내는 SEM 사진을 기초로 하여 밀착도를 산정하면, 도 1A 및 도 2A에 도시하는 메탈백층 a의 밀착도는 70∼100%, 도 1B 및 도 2B에 도시하는 메탈백층 b의 밀착도는 30∼69%, 도 1C 및 도 2C에 도시한 메탈백층 c의 밀착도는 30% 미만으로 되었다. 또, 이들 도면에서, 부호(1)는 유리 패널과 같은 투광성 기판, 부호(2)는 형광체 입자, 부호(3)는 알루미늄 메탈백층을 각각 나타내고 있다.
다음으로, 이들 메탈백이 붙여진 형광체층과, 메탈백층이 없고, 유리 패널과 형광체층 사이에 도통을 위한 ITO막이 형성된 형광면의 휘도 열화 특성을 조사하였다. 휘도 열화 특성의 측정에서는 가속 전압 10㎸, 전류 밀도 0.25㎂/㎟, 전면 래스터 신호에 의해 센터 휘도를 측정하고, 전자선 조사 시간과 조사 후의 휘도 유지율(상대 휘도)과의 관계를 구하였다. 측정 결과를 도 3에 도시한다. 또, 메탈백층 a, b, c를 갖는 메탈백이 붙여진 형광체층에 대한 측정 결과를 (a), (b), (c)로 나타내고, 메탈백층이 없는 형광면에 대한 측정 결과를 (d)로 나타낸다.
이들 그래프로부터, 동일한 형광체와 메탈백층을 사용한 경우라도, 메탈백층과 형광체층과의 밀착도를 높임으로써, 휘도 열화를 대폭 개선할 수 있는 것을 알 수 있다. 그 이유로서는 형광체층과 메탈백층과의 밀착도가 높을수록, 전자선 조사에 의해 형광체층에 생긴 전하가 메탈백층을 경유하여 외부로 빠지기 쉬워, 형광체층에 축적하기 어렵기 때문이라고 생각된다.
다음으로, 메탈백이 붙여진 형광체층의 밀착도와 메탈백층의 광 투과율(반사성)과의 관계를 메탈백층의 형성 방법과의 관련으로 조사하였다.
전사 방식, 락커 방식, 에멀전 방식의 세 가지의 방법에 의해, 밀착도가 70∼100%의 메탈백층 a, 밀착도가 30∼69%의 메탈백층 b, 밀착도가 30% 미만의 메탈백층 c를 각각 제작하였다. 계속해서, 이렇게 해서 세 가지 방식에 의해 형광체층 상에 각각 제작된 메탈백층에 대하여, 광 투과율을 각각 측정하였다. 측정 결과를 표 1 및 도 4에 각각 도시한다. 또, 표 1의 광 투과율의 평가에서는 광 투과율이 10% 이하를 ◎, 11∼30%을 ○, 31∼40%를 △, 40% 이상을 ×로 하였다.
a 밀착도 70∼100% b 밀착도 30∼69% c 밀착도 30% 미만
전사 방식 ◎ ◎ ◎
락커 방식 × △ ○
에멀전 방식 × △ ○
여기서, 상기 각 방식에서, 밀착도가 높은 메탈백이 붙여진 형광체층을 형성하기 위해서는, 이하에 설명하는 방법을 채용할 수 있다.
즉, 전사 방식에 의한 메탈백의 형성에서는 베이스 필름의 막 두께를 조정하는 등의 방법으로 전사 필름 전체의 가요성을 높임으로써, 메탈백층과 형광체층과의 밀착도를 향상시킬 수 있다. 또한, 전사 시에 사용하는 가열 압착용 고무 롤러의 고무 경도, 가열 온도나 가압력 등을 컨트롤함으로써, 밀착도를 조정할 수 있다. 가열 압착용 고무 롤러의 고무 경도를 통상보다 낮춤으로써, 고무 롤러를 전사 필름의 베이스 필름면에 의해 한층 더 밀접시켜, 메탈백층과 형광체층과의 밀착도를 높일 수 있다. 또한, 고무 롤러의 가열 온도 및/또는 가압력을 높임으로써, 고무 롤러를 전사 필름의 베이스 필름면에 의해 밀접시켜, 밀착도를 높일 수 있다.
락커법에 의한 메탈백층의 형성에서는 형광체층 상에 형성하는 얼음층을 얇게(리웨트량을 적게) 하여, 그 위에 형성되는 니트로셀룰로스 등의 락커제가 형광체층의 간극에 침입하기 쉬워, 메탈백층과 형광체층과의 밀착도를 높일 수 있다. 또한, 락커막의 두께를 얇게 함으로써, 메탈백층의 밀착도를 높일 수도 있다.
에멀전법에 의한 메탈백이 붙여진 형광체층의 형성에서는 에멀전 도포 시의 형광체층의 온도를 낮게 함으로써, 또는 가열 조건을 가볍게 함으로써 에멀전막의 두께를 얇게 하여, 형광체층과 메탈백층과의 밀착도를 높일 수 있다.
표 1 및 도 4로부터, 이하에 설명하는 것을 알 수 있다. 즉, 전사 방식에 의해 메탈백층을 형성한 경우에는 메탈백층과 형광체층과의 밀착도를 높이더라도, 메탈백층의 광 투과율의 증대가 생기기 어렵고, 따라서 반사성이 저하되기 어렵다.
핀 홀에 의한 형광체의 박리를 방지하고, 또한 반사성의 저하에 따른 휘도의 저하를 억제하기 위해서는 메탈백층의 광 투과율을 40% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이하로 억제할 필요가 있지만, 전사 방식에 의한 메탈백층의 형성에서는 밀착도를 30% 이상으로 높인 경우라도, 광 투과율이 10% 이하로 매우 낮은, 즉 반사성이 높은 메탈백층을 얻을 수 있다.
이에 대하여, 락커법 또는 에멀전법에 의한 메탈백층의 형성에서는 메탈백층과 형광체층과의 밀착도가 높아지면, 메탈백층의 핀 홀이 급격하게 증가해 반사성의 저하와 그에 기인한 휘도 저하가 생긴다. 또한, 메탈백층의 막 두께를 높임으로써 핀 홀을 줄일 수 있지만, 그 경우는 밀착도가 저하되어 휘도 열화가 생긴다. 따라서, 락커법 또는 에멀전법에서는 밀착도가 30∼70%이면 비교적 양호한 반사성을 갖는 메탈백층을 형성할 수 있지만, 밀착도가 70% 이상으로 매우 높고, 또한 광투과율이 10% 이하로 매우 낮아, 반사성이 높은 메탈백층을 얻는 것이 어려운 것을 알 수 있다.
또한, 이하에 설명하는 실험을 행하고, 메탈백층에 대한 언더코트층 및 오버코트층의 유무와, 형광체의 휘도 열화와의 관계를 조사하였다.
즉, 전사 필름을 이용한 알루미늄 메탈백층의 형성 공정에서, 전사 필름을 배치하기 전에, 청색 형광체(ZnS:Ag, Al)를 단색으로 전체적으로 형성한 형광체층 상에, 콜로이드 실리카액을 도포하는 등의 방법으로, 실리카로 이루어지는 언더코트층을 형성하거나, 가열 처리(베이킹)를 행한 후의 메탈백층의 위에, 마찬가지로 하여 실리카로 이루어지는 오버코트층을 형성하였다. 그리고, 표 2에 나타내는 구성을 갖는 메탈백이 붙여진 형광체층(e)∼(h)를 각각 형성하였다.
다음으로, 이들 메탈백이 붙여진 형광체층에 대하여, 가속 전압 10㎸, 전류 밀도 0.25㎂/㎟, 전면 래스터 신호에 의해 센터 휘도를 측정하였다. 그리고, 전자선 조사 시간과 조사 후의 휘도 유지율(상대 휘도)과의 관계를 구하였다. 측정 결과를 표 2 및 도 5에 각각 도시한다.
(e) (f) (g) (h)
언더코트층 있음 있음 없음 없음
오버코트층 있음 없음 있음 없음
휘도 열화율 -6% -8% -10% -27%
이들 측정 결과로부터, 메탈백층과 형광체층 사이에 언더코트층을 형성하거나, 메탈백층의 위에 오버코트층을 형성함으로써, 휘도 열화 특성을 개선할 수 있어, 양방의 층을 형성함으로써 휘도 열화를 현저히 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 그 이유는 언더코트층에 대해서는 형광체층과 메탈백층 사이에 형성된 언더코트층이 개재가 되어, 형광체 입자 사이의 간극을 매립하므로, 메탈백층과 형광체층 사이의 밀착도가 높아져, 그 결과 휘도 열화가 억제되는 것이라고 생각된다. 또한, 오버코트층에 대해서는 메탈백층 상에 형성된 오버코트층이 개재함으로써, 메탈백층이 형광체층에 의해 압박되므로, 밀착도가 향상하여 휘도 열화가 개선되는 것이라고 생각된다.
이러한 개재층인 언더코트층 및 오버코트층을 구성하는 재료로는, 예를 들면 인산 알루미늄, SiO2, Al2O3, TiO2등의 무기 화합물계의 미립자를 예로 들 수 있다. 이들 개재층은 콜로이드 실리카, 물 유리, 인산계 접착제, 커플링제 등을 도포하는 등의 방법으로 형성할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명한다. 또, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것이 아니다.
도 6은 본 발명의 메탈백이 붙여진 형광체층의 하나의 실시 형태를 나타내는 단면도이다. 이 메탈백이 붙여진 형광체층은 FED의 일부를 이루는 것으로, 메탈백이 붙여진 형광체층을 포함하는 페이스 플레이트와, 기판 상에 전계 방출형 또는 표면 전도형의 전자 방출 소자가 다수 배치된 리어 플레이트가 소정의 간격을 두고 대향 배치되어, 내부를 진공으로 밀봉하여 화상 표시 장치가 구성되어 있다.
도면에서, 부호(11)는 유리 기판을 나타내고, 이 유리 기판(11)의 내면에 형광체 입자(12a)로 이루어지는 층(형광체층)(12)이 형성되고, 그 위에 알루미늄(Al)등의 메탈백층(13)이 형성되어 있다. 이 메탈백층(13)의 형광체층(12)에 대한 밀착도는 메탈백층(13)이 형광체층(12)에 접촉하고 있는 면적의 전체 표면적에 대한 비율로 산정하여, 30% 이상, 보다 바람직하게는 70% 이상으로 되어 있다. 또한, 메탈백층(13)은 5∼100㎚의 두께를 갖고, 또한 광의 투과율이 10% 이하로 되어 있다.
이러한 메탈백이 붙여진 형광체층은 메탈백층(13)과 형광체층(12)과의 밀착도가 매우 높아지므로, 전자선 조사에 의해 형광체층(12)에 생긴 전하가 메탈백층(13)을 거쳐 외부로 빠져나가기 쉽고, 형광체층(12)에 축적하기 어렵기 때문에, 형광체의 발광 휘도의 열화(필름 버닝)가 생기기 어렵다. 또한, 메탈백층(13)의 광 투과율이 10% 이하로 낮고, 반사성이 높기 때문에, 고휘도를 달성할 수 있다.
이 메탈백이 붙여진 형광체층은 전사 필름을 이용하는 전사 방식으로 형성할 수 있다. 즉, 유리 기판 상에 통상적인 방법에 의해 형성된 형광체층 상에, 베이스 필름의 위에, 이형제층, 금속막 및 접착제층이 순서대로 적층하여 형성된 전사 필름을 접착제층이 형광체층에 접하도록 배치한다. 그리고, 가열 압착용 고무 롤러를 이용하여 가압 처리를 행한다. 가압부를 구성하는 고무의 경도는 20∼100도로 하고, 롤러를 40∼250℃로 가열하여 1∼100㎏/㎠ 정도의 가압력으로 조정하여 처리를 행한다. 계속해서, 베이스 필름을 떼어낸 후, 금속막 등의 전착된 형광면을 450℃ 정도의 온도로 가열 소성하여(베이킹 처리), 잔류하는 유기분을 제거한다. 이상의 공정을 거쳐, 형광체층과의 밀착도가 높은 메탈백층이 완성된다.
다음으로, 본 발명을 FED에 적용한 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
실시예 1
우선, 유리 기판 상에, 적색 형광체(Y2O3S계;평균 입경 약 4㎛), 녹색 형광체(ZnS:Cu, Al;평균 입경 약 4㎛), 청색 형광체(ZnS:Ag, Al;평균 입경 약 4㎛)를 각각 슬러리법에 의해 도포·건조하고, 포트리소법을 이용하여 패터닝을 행하여, 형광체층을 형성하였다. 그 위에, 물 유리의 1% 용액을 도포하여 건조하여, 프리코트층(언더코트층)을 형성하였다.
다음으로, 베이스 필름(예를 들면, 두께 20㎛의 폴리에스테르 수지 필름) 상에, 이형제층, 알루미늄막(막 두께 50㎚) 및 접착제층을 순서대로 적층하여 형성한 전사 필름을 상술한 형광체층의 위에 배치하고, 고무 롤러(고무 경도 70도, 표면 온도 200℃)를 이용하여, 가압력 500㎏/㎠로 가열 전사를 행하였다. 다음으로, 베이스 필름을 박리한 후, 450℃의 온도로 가열 소성하여 유기분을 제거하였다. 이렇게 해서, 유리 기판의 내면에 메탈백이 붙여진 형광체층이 형성된 페이스 플레이트를 완성하였다. 얻어진 메탈백층의 막 두께는 70㎚이고, 메탈백층과 형광체층과의 밀착도를 SEM 사진에 의해 산정하면, 약 70%이었다.
다음으로, 기판 상에 표면 전도형 전자 방출 소자를 매트릭스 형상으로 다수 형성한 전자 발생원을 리어 플레이트에 고정한 후, 이 리어 플레이트를 상기 페이스 플레이트에, 지지 프레임을 통하여 플릿 글래스에 의해 밀봉 부착하였다. 그 후, 배기, 밀봉 등 필요한 처리를 실시하여, 도 7에 도시한 구조를 갖는 10형 컬러FED를 완성하였다. 또, 도면 중 부호(14)는 고압 단자, 부호(15)는 리어 플레이트, 부호(16)는 기판, 부호(17)는 표면 전도형 전자 방출 소자, 부호(18)는 지지 프레임, 부호(19)는 페이스 플레이트, 부호(20)는 메탈백이 붙여진 형광체층을 각각 나타낸다.
실시예 2
형광체층 상에 프리코트층을 형성하지 않고, 직접 메탈백층의 전사를 행한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 메탈백이 붙여진 형광체층을 형성하고, FED 표시 장치를 완성하였다. 메탈백층의 막 두께는 70㎚이고, 메탈백층과 형광체층과의 밀착도는 약 40%이었다.
다음으로, 실시예 1 및 실시예 2에서 각각 얻어진 FED에 대하여, 형광체의 휘도 열화 특성을 가속 전압 10㎸, 전류 밀도 0.25㎂/㎟로 래스터법에 의해 측정하였다. 10시간 조사 후의 휘도 유지율(상대 휘도)은 실시예 1에서는 95% 이상이고, 휘도 열화가 현저하게 억제되는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 2에서는 청색 형광체층에서 약 78%의 휘도 유지율을 나타내고, 충분한 휘도 열화 개선 효과가 얻어졌다. 또한, 어느 실시예라도, 메탈백층의 광 투과율은 5% 정도이고, 핀 홀이 적어 반사성이 양호한 것이 확인되었다.
실시예 3
실시예 1과 마찬가지로 형성한 형광체층의 위에, 락커법에 의해 메탈백층(알루미늄막)을 형성하였다. 메탈백층이 형광체층의 입자 사이에 침입하기 쉽도록, 락커막의 두께를 통상의 1/2(약 0.5㎛)로 하고, 그 위에 막 두께 100㎚의 알루미늄막을 진공 증착에 의해 형성하였다. 얻어진 메탈백층의 형광체층과의 밀착도는 70%이었다.
다음으로, 이렇게 해서 내면에 메탈백이 붙여진 형광체층이 형성된 페이스 플레이트를 이용하여, FED를 완성하였다. 그리고, 이 FED에 대하여, 형광체의 휘도 열화 특성을 가속 전압 10㎸, 전류 밀도 0.25㎂/㎟로 래스터법에 의해 측정한 바, 10시간 조사 후의 휘도 유지율(상대 휘도)은 85%이고, 충분한 휘도 열화의 개선 효과가 보이었다. 그러나, 메탈백층의 광 투과율은 약 45%로 높아, 반사성의 저하에 의한 휘도 저하가 보이었다.
또한, 비교예 1로서, 락커막의 두께를 종래대로 1㎛로 하여, 그 위에 막 두께 100㎚의 알루미늄막을 증착에 의해 형성한 후, 실시예 3과 마찬가지로 하여 FED를 제작하였다. 얻어진 FED에서, 메탈백층의 형광체층과의 밀착도는 약 20%이었다. 이 FED의 10시간 조사 후의 휘도 유지율은 60%이고, 휘도 열화의 개선 효과가 충분하지 않았다. 또한, 메탈백층의 광 투과율도 약 30%로 비교적 높고, 반사성이 충분하다고는 할 수 없었다.
실시예 4∼6
두께가 5㎛, 10㎛, 30㎛, 50㎛의 폴리에스테르 수지 필름을 각각 베이스 필름으로서 갖는 전사 필름을 사용하여, 실시예 2와 마찬가지로 하여 형광체층 상에 막 두께 70㎚의 알루미늄막을 전사·형성하였다. 가열 압착용 고무 롤러의 가열 온도는 200℃로 하였다.
다음으로, 이렇게 해서 내면에 메탈백이 붙여진 형광체층이 형성된 페이스플레이트를 이용하여, FED를 완성하였다. 그리고, 메탈백층과 형광체층과의 밀착도를 산정하였다. 또한, 이들 FED에 대하여, 형광체의 휘도 열화 특성을 가속 전압 10㎸, 전류 밀도 0.25㎂/㎟로 래스터법에 의해 측정하였다. 이들 측정 결과를 표 3으로 나타낸다.
실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 2
베이스 필름의 막 두께(㎛) 5 10 30 50
밀착도(%) 90 85 70 20
휘도 유지율(%) 95 90 88 70
표 3으로부터, 실시예 4∼실시예 6에서 얻어진 FED는 메탈백층과 형광체층과의 밀착도가 30% 이상으로 높아지므로, 전자선 조사에 의한 형광체의 휘도 열화가 생기기 어렵고, 충분히 높은 휘도 유지율을 갖는 것을 알 수 있었다. 이에 대하여, 비교예 2에서 얻어진 FED는 메탈백층과 형광체층과의 밀착도가 20%로 낮아지므로, 전자선 조사에 의해 형광체의 휘도 열화가 생기기 쉽고, 휘도 유지율이 낮게 되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 메탈백이 붙여진 형광체층에서는 메탈백층과 형광체층과의 밀착도를 높임으로써, 형광체의 발광 휘도의 열화를 대폭 억제할 수 있다. 그리고, 밀착도가 높은 메탈백이 붙여진 형광체층의 형성에서는 전사 방식을 채용함으로써, 광 투과율이 매우 낮은, 즉 반사성이 높은 메탈백층을 얻을 수 있어, 고휘도로 고품질의 표시가 가능한 화상 표시 장치를 얻을 수 있다.

Claims (8)

  1. 투광성 기판의 내면에 형성된 형광체층과, 이 형광체층의 위에 형성된 메탈백층을 갖는 메탈백이 붙여진 형광체층으로서,
    상기 형광체층에 대한 상기 메탈백층의 밀착도가, 양층이 접촉되어 있는 면적의 비율로 30% 이상인 것을 특징으로 하는 메탈백이 붙여진 형광체층.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메탈백층의 두께가 5∼100㎚이고, 또한 이 메탈백층의 광 투과율이 10% 이하인 것을 특징으로 하는 메탈백이 붙여진 형광체층.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 메탈백층 중 적어도 한쪽의 주면에, 무기계 미립자를 포함하는 개재층을 갖는 것을 특징으로 하는 메탈백이 붙여진 형광체층.
  4. 투광성 기판의 내면에 형광체층을 형성하는 공정과,
    베이스 필름과 그 위에 적층된 이형제층(離型劑層) 및 금속막을 적어도 갖는 전사 필름을, 그 금속막이 상기 형광체층에 접착제층을 사이에 두고 접하도록 배치하고, 가압·접착하여 상기 금속막을 전사한 후, 상기 베이스 필름을 박리하는 메탈백층 형성 공정과,
    상기 형광체층 상에 상기 메탈백층이 형성된 기판을 가열 처리하는 공정
    을 포함하고,
    상기 형광체층과 상기 메탈백층과의 밀착도가, 양층이 접촉하고 있는 면적의 비율로 30% 이상이 되도록, 상기 금속막을 전사하는 것을 특징으로 하는 메탈백이 붙여진 형광체층의 형성 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 메탈백층 형성 공정에서, 상기 형광체층 상에 상기 전사 필름을 배치하기 전에, 당해 형광체층 상에 무기계 미립자를 포함하는 개재층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈백이 붙여진 형광체층의 형성 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 기판의 가열 처리 공정의 후에, 상기 형광체층 상에 형성된 상기 메탈백층의 위에, 또한 무기계 미립자를 포함하는 개재층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈백이 붙여진 형광체층의 형성 방법.
  7. 페이스 플레이트 상에, 제1항에 기재된 메탈백이 붙여진 형광체층을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 페이스 플레이트 및 당해 페이스 플레이트와 대향 배치된 리어 플레이트(rear plate)를 구비하고, 상기 리어 플레이트 상에 다수의 전자 방출 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
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