WO2005081281A1 - 画像表示装置およびその製造方法 - Google Patents

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metal
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Tsuyoshi Oyaizu
Hitoshi Tabata
Isamu Tsuchiya
Takeo Ito
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Kabushiki Kaisha Toshiba
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    • H01J2329/946—Means for maintaining vacuum within the vessel by gettering characterised by the position or form of the getter

Definitions

  • Image display device and method of manufacturing the same
  • the present invention relates to an image display device such as a field emission display (FED) and a method for manufacturing the image display device.
  • FED field emission display
  • image display devices such as cathode ray tubes (CRT) and FEDs use a metal-back phosphor screen in which a metal film is formed on a phosphor layer.
  • This type of metal film increases the brightness by reflecting the light that travels to the electron emission source side, out of the light emitted from the phosphor by the electrons emitted from the electron emission source, to the face plate side to increase the brightness. It is formed for the purpose of imparting conductivity to the phosphor layer and serving as an anode electrode.
  • a gap between a face plate having a phosphor screen (a phosphor layer and a metal back layer) and a rear plate having an electron-emitting device has an lmm—number. Due to the extremely small size of mm, there was a problem that electric discharge (vacuum arc discharge) was easily generated at the electric field concentrated portion between the face plate and the rear plate.
  • the metal back layer which is a conductive film, is divided into several blocks. To provide a gap. (For example, see Patent Document 1)
  • Patent Document 1 JP-A-2000-311642 (Page 2-3, Figure 3)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9 82245 (pages 2-4)
  • Patent Document 3 JP-A-2003-68237 (page 2-3)
  • the present invention has been made to solve these problems, and the withstand voltage characteristics have been greatly improved, and the destruction and deterioration of the electron-emitting device and the phosphor screen due to abnormal discharge have been prevented, and high brightness and high quality have been achieved. It is an object of the present invention to provide an image display device capable of displaying an image.
  • the image display device of the present invention has a phosphor screen including a light absorbing layer and a phosphor layer formed in a predetermined pattern on a glass substrate, and a metal back layer is formed on the phosphor screen.
  • An image display device comprising: a face plate formed on the substrate; and a rear plate having a large number of electron-emitting devices formed on a substrate, the rear plate being opposed to the face plate, wherein the metal back layer has a predetermined pattern.
  • the dividing portion includes a component for dissolving or oxidizing the metal material constituting the metal back layer and heat-resistant fine particles, and the surface has the heat-resistant fine particles.
  • a coating layer having unevenness due to the coating is formed, and a getter layer separated by the coating layer is formed on the metal back layer in a film shape.
  • the method for manufacturing an image display device includes a step of forming a phosphor screen in which a light absorbing layer and a phosphor layer are arranged in a predetermined pattern on the inner surface of the face plate; Forming a metal back layer thereon and forming a metal back layer; forming a vacuum envelope including the face plate; and forming electrons inside the vacuum envelope in opposition to the phosphor screen.
  • a step of disposing an emission source The method according to claim 1, further comprising: disposing or dissolving the metal film and a heat-resistant fine particle in a predetermined region on the metal back layer made of the metal film. Forming a layer, said coating layer
  • the removal of the metal film in the formed portion is characterized by having a step of increasing the resistance and a step of forming a getter layer by depositing a getter material on the coating layer.
  • the present invention by forming a pattern of a coating layer containing a component for dissolving or oxidizing a metal film and a heat-resistant fine particle on the metal back layer, the formed portion of the metal film is dissolved.
  • the metal getter layer is removed or made to have a high resistance to form an electrical cut off portion on the metal back layer, and the getter layer formed in a film on the metal back layer is cut off by the coating layer containing the heat-resistant fine particles. Therefore, the discharge current is suppressed, and the withstand voltage characteristics are improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a structure of an FED which is an embodiment of an image display device according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a face plate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an FED according to an embodiment of the present invention.
  • a metal back layer 2 is formed on a phosphor screen 1 and a face plate 3 having a getter layer (not shown) on the metal back layer 2, and a matrix on a substrate 4.
  • a rear plate 6 having an electron-emitting device (for example, a surface conduction electron-emitting device) 5 which is provided.
  • the face plate 3 and the rear plate 6 are separated from each other by a support frame 7 with a gap of 1 mm to several mm. And a spacer (not shown).
  • the face plate 3, the rear plate 6, and the support frame 7 are sealed with a bonding material such as frit glass (not shown). Then, to the face plate 3, the rear plate 6, and the support frame 7, A more vacuum envelope is formed, and the inside is evacuated. Further, a high voltage of 5 to 15 kV is applied to an extremely narrow gap between the face plate 3 and the rear plate 6.
  • Reference numeral 8 in the drawing indicates a glass substrate.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the structure of the face plate 3.
  • a light absorbing layer 9 having a predetermined pattern (for example, stripe shape) formed of a light absorbing material such as carbon is formed on the inner surface of a glass substrate 8 by a printing method, a photolithography method, or the like.
  • the pattern of the light absorbing layer 9 and the pattern of the phosphor layers 10 of three colors form the phosphor screen 1.
  • the phosphor layers 10 of each color can be formed by a spray method or a printing method. Also in the spraying method and the printing method, if necessary, the pattern lithography by the photolithography method can be used together.
  • the metal back layer 9 it is desirable that at least a portion of the metal back layer, which will be described later, beneath an electrically dividing portion has a surface resistance of 1 X 10 5 -1 10 12 ⁇ / port.
  • the separated portion of the metal back layer is connected with the above-described resistance value. growing. If the surface resistance of the light absorbing layer 9 is less than IX 10 5 ⁇ , the electrical resistance between the separated metal back layers becomes too low, so that the discharge is prevented and the peak value of the discharge current is suppressed. The dividing effect cannot be obtained sufficiently. If the surface resistance of the light absorbing layer 9 exceeds 1 ⁇ 10 12 ⁇ , the electrical connection between the separated metal back layers becomes insufficient, which is not preferable in terms of withstand voltage characteristics.
  • a metal back layer 2 made of a metal film such as an A1 film is provided on the phosphor screen 1 composed of the pattern of the light absorbing layer 9 and the pattern of the phosphor layers 10 of three colors. Is formed.
  • a metal film such as an A1 film is vacuum-deposited on a thin layer of an organic resin such as trocellulose formed by a spin method, followed by a heat treatment (baking). ⁇ The method of decomposing and removing organic components (lacquer method) can be adopted. Further, as shown below, the metal back layer 2 can be formed by a transfer method using a transfer film.
  • the transfer film has a structure in which a metal film such as A1 and an adhesive layer are sequentially laminated on a base film via a release agent layer (a protective film if necessary).
  • This transfer film is arranged so that the adhesive layer is in contact with the phosphor screen, and is subjected to a pressing treatment while heating.
  • the pressing method includes a stamp method, a roller method, and the like. In this way, the transfer film is pressed while being heated, the metal film is adhered, and the force base film is peeled off, whereby the metal film is transferred onto the phosphor screen.
  • a metal back layer is formed by performing a heat treatment (baking) to decompose and remove organic components.
  • an electrically dividing portion 11 is formed in a predetermined pattern on the metal back layer 2 thus formed.
  • the dividing portion 11 of the metal knock layer 2 be provided on the light absorbing layer 9.
  • the dividing portion 11 includes a coating layer 12 containing a component that dissolves or oxidizes A1, which is a metal constituting the metal back layer 2 (hereinafter, referred to as a metal dissolving and oxidizing component), and heat-resistant fine particles. Are formed.
  • examples of the metal-dissolving component include an acidic substance having a pH of 5.5 or less or an alkaline substance having a pH of 9 or more.
  • examples of the acidic substance include hydrochloric acid, nitric acid, dilute sulfuric acid, phosphoric acid, oxalic acid, and acetic acid, and are used in the form of an aqueous solution.
  • examples of the alkaline substance include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, sodium carbonate, and the like, which are used as an aqueous solution. It is to be noted that the case where the coating layer 12 formed in the division portion 11 contains these substances directly and generates these substances by heating is also included.
  • the heat-resistant fine particles may be used without particular limitation as long as they have insulating properties and can withstand high-temperature heating such as a sealing step.
  • Fine particles of oxidized products such as 1 O and Fe O are mentioned, and one or two or more of these are combined.
  • the average particle size of the heat-resistant fine particles is preferably in the range of 5 nm to 30 ⁇ m, more preferably 10 nm to 10 / zm.
  • the average particle size of the heat-resistant fine particles is less than 5 nm, almost no irregularities are formed on the surface of the coating layer 12.
  • the getter film is also formed on the coating layer 12, so that it is difficult to form a cut portion in the getter layer. If the average particle size of the heat-resistant fine particles exceeds 30 m, the formation of the coating layer 12 itself becomes impossible.
  • a method of applying a liquid containing a metal-dissolved oxidizing component and a heat-resistant fine particle, respectively, by an inkjet method or a spray method using a mask having an opening pattern is applied. is there.
  • a paste obtained by adding a binder resin, a solvent, or the like to this liquid may be screen-printed.
  • the region where the coating layer 12 containing the metal-dissolved and oxidized components and the heat-resistant fine particles is formed is the dividing portion 11 of the metal back layer 2 and is located above the light absorbing layer 9.
  • the width of the pattern of the coating layer 12 is not less than 50 m, more preferably not less than 150 m, and not more than the width of the light absorbing layer 9. If the pattern width of the coating layer 12 is less than 50 / zm, the effect of dividing the getter film cannot be sufficiently obtained, and if the pattern width exceeds the width of the light absorbing layer 9, the coating layer 12 This is not preferable because it reduces the luminous efficiency of the surface.
  • a solution or paste containing the metal dissolution component and the heat-resistant fine particles is applied to a predetermined region on the metal back layer 2 (for example, above the light absorbing layer 9), and is subjected to a heat treatment (baking).
  • a heat treatment baking
  • the metal film of the metal back layer 2 is dissolved or increased in resistance by the metal dissolving component contained in the liquid or the paste, and is electrically divided.
  • the coating layer 12 derived from the paste application layer is formed. Since the coating layer 12 contains heat-resistant fine particles as a main component, fine irregularities corresponding to the diameter of the heat-resistant fine particles are formed on the surface of the coating layer 12.
  • a getter material is vapor-deposited on the coating layer 12 containing the heat-resistant fine particles and having the unevenness on the surface. Then, only in the region where the coating layer 12 is not formed, the vapor deposition layer of the getter material is formed on the film, and as a result, the film-like getter layer 13 having a pattern that is inverted with respect to the pattern of the coating layer 12 is formed. It is formed on the back layer 2. Thus, a film-like getter layer 13 divided by the pattern of the coating layer 12 containing the heat-resistant fine particles is formed.
  • the getter material a metal selected from Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, W, Ba, or An alloy containing at least one of these metals as a main component can be used.
  • the getter layer 13 is always kept in a vacuum atmosphere in order to prevent deterioration of the getter material. Therefore, after forming a pattern of the coating layer 12 containing heat-resistant fine particles and the like on the metal back layer 2, the phosphor screen 1 is disposed in the vacuum envelope by assembling the vacuum envelope, and the vacuum screen is enclosed. It is desirable to perform a getter material deposition process in the vessel.
  • the pattern of the coating layer 12 containing the component for dissolving or oxidizing the metal (A1) film and the heat-resistant fine particles is formed on the metal back layer 2.
  • the metal film is dissolved / removed or the resistance is increased, and the electrical separation part 11 is formed in the metal back layer 2, and the coating layer 12 formed in the separation part 11 forms a vapor deposition on the metal back layer 2. Since the obtained film-like getter layer 13 is divided, good withstand voltage characteristics are ensured without formation of the getter layer 13 impairing the dividing effect of the metal back layer 2.
  • the surface resistance of the light absorption layer 9 located below the division 11 is controlled to a predetermined value, and the divided metal back layer 2 is electrically connected with this resistance. As a result, the pressure resistance is further improved.
  • a desired breakdown voltage characteristic can be obtained only by forming the covering layer 12 having a single structure, so that the number of steps is reduced, the production efficiency is greatly improved, and the characteristic is improved. It is possible to obtain an image display device having a stable and favorable characteristic with a small variation in the above. Furthermore, the number of treatments on the metal back layer 2 is reduced, and damage to the metal back layer 2 is minimized, so that formation of a new discharge trigger can be prevented, and a good breakdown voltage can be obtained. Characteristics can be maintained.
  • the divided portion 11 of the metal back layer 2 is limited to a region corresponding to the light absorbing layer 9, and a coating layer 12 containing heat-resistant fine particles is formed in this region. Therefore, the reflection effect of the metal back layer 2 is hardly reduced, and the luminous efficiency is not reduced by the formation of the coating layer 12, so that a high-luminance display can be obtained.
  • Example 1 a specific example in which the present invention is applied to an FED will be described.
  • a carbon paste having the following composition was screen-printed on a glass substrate, and then heated and baked at 450 ° C. for 30 minutes to decompose and remove organic components, thereby forming a striped light absorbing layer.
  • the surface resistance of the light absorbing layer was measured and found to be 1 ⁇ 10 7 ⁇ / port.
  • three color phosphor layers of red (R), green (G), and blue ( ⁇ ) are formed by a slurry method, and three stripe-shaped phosphor layers are adjacent to each other between the light absorbing layers.
  • the phosphor screen arranged as described above was formed.
  • a metal back layer was formed on the phosphor screen by a transfer method. That is, an A1 transfer film in which an A1 film is laminated on a polyester resin base film via a release agent layer, and an adhesive layer is applied thereon, and the adhesive layer is formed of a phosphor It was placed so as to be in contact with the screen, and was heated and pressed by a heating roller from above, and brought into close contact. Next, after the base film was peeled off and the A1 film was adhered on the phosphor screen, the A1 film was subjected to press treatment and baking treatment, respectively. Thus, a substrate A having the metal back layer transferred and formed on the phosphor screen was obtained.
  • a paste containing an acid and a silica component having the following composition (hereinafter referred to as “acid-silica paste”) was applied to the light on the A1 film.
  • heat treatment was performed at 450 ° C for 30 minutes.
  • Acetic acid aqueous solution (pH 5.5 or less) 30wt%
  • an FED was produced by a conventional method using the thus obtained substrate B (a substrate having a coating layer containing fine silica particles formed at the cut portion of the metal back layer) as a face plate.
  • substrate B a substrate having a coating layer containing fine silica particles formed at the cut portion of the metal back layer
  • an electron emission source having a large number of surface conduction electron-emitting devices formed in a matrix on a substrate was fixed to a rear glass substrate to produce a rear plate.
  • the rear plate and the face plate (substrate B) were opposed to each other via a support frame and a spacer, and sealed with a frit glass.
  • the gap between the face plate and the rear plate was 2 mm.
  • Ba was vapor-deposited toward the inner surface of the face plate, and Ba was vapor-deposited on the coating layer containing silica fine particles as a main component.
  • Ba as a getter material is deposited on the coating layer containing silica fine particles as a main component, but a uniform film is not formed. In a region where no coating layer was formed, a uniform deposited film of Ba was formed. Then, a film-shaped Ba getter layer separated by a coating layer containing silica fine particles as a main component was formed. After that, necessary processing such as sealing was performed to complete the FED.
  • a light-absorbing layer having a surface resistance of 1 ⁇ 10 " ⁇ square was formed on a glass substrate. A plate was made and the FED was completed.
  • a face plate was manufactured as described below, and an FED was completed in the same manner as in Example 1 using the face plate. That is, as in Example 2, after forming a light absorbing layer (surface resistance value 1 ⁇ 10 14 ⁇ 10 port) using a black pigment paste on a glass substrate, a metal back layer was formed on the phosphor screen. . Then, acetic acid aqueous solution ( ⁇ 5. 5 hereinafter) and ⁇ (E chill cellulose) and solvent screen (butyl carbitol ⁇ cetearyl over G) force consisting acid paste at a position corresponding to the light-absorbing layer on the A1 film After coating by printing, baking was performed at 450 ° C for 30 minutes to form cut portions.
  • a silica paste having the following composition was screen-printed on the lower coating layer, and baked at 450 ° C. for 30 minutes.
  • a substrate was obtained in which the silica particle layer was formed on the lower layer of the high-resistance coating.
  • an FED was completed in the same manner as in Example 1.
  • the FEDs obtained in Examples 1 and 2 have higher initial discharge voltage and withstand voltage characteristics (maximum withstand voltage) than those of the comparative example, It can be seen that the device has stable and good characteristics with small variations in the current value.
  • the divided portion of the metal back layer has a light absorbing layer having a surface resistance of 1 ⁇ 10 7 ⁇ / port. Since the connection is made via the connection, the discharge current value is greatly suppressed.
  • the discharge current is suppressed and the image display apparatus excellent in withstand voltage characteristics can be obtained.
  • This image display device is particularly suitable for FED. Also, since the number of steps is reduced as compared with the conventional case, the manufacturing efficiency is greatly improved, and furthermore, stable and favorable characteristics are obtained with small variations in characteristics.

Landscapes

  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Description

明 細 書
画像表示装置およびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、フィールドェミッションディスプレイ (FED)などの画像表示装置と、画像 表示装置を製造する方法に関する。
背景技術
[0002] 従来から、陰極線管（CRT)や FEDなどの画像表示装置では、蛍光体層の上に金 属膜を形成したメタルバック方式の蛍光面が用いられている。この方式の金属膜 (メタ ルバック層）は、電子放出源から放出された電子によって蛍光体から発せられた光の うちで、電子放出源側に進む光をフェースプレート側へ反射して輝度を高めること、 および蛍光体層に導電性を付与しアノード電極の役割を果たすことなどを目的として 形成されている。
[0003] そして、 FEDなどの薄型の画像表示装置では、蛍光面（蛍光体層およびメタルバッ ク層）を有するフェースプレートと電子放出素子を有するリアプレートとの間のギャップ (間隙）が lmm—数 mmと極めて狭いため、フェースプレートとリアプレートとの間の 電界集中部に放電 (真空アーク放電)が発生しやすいという問題があった。
[0004] 従来から、耐圧特性の向上を目的として、また前記した放電が発生した場合のダメ ージを緩和するために、導電膜であるメタルバック層をいくつかのブロックに分断し、 分断部に間隙を設けることが行われていた。（例えば、特許文献 1参照）
[0005] しかし、分断されたメタルバック層を有する画像表示装置では、分断部の抵抗値を 制御することが難しいば力りでなぐ分断部の両側のメタルバック層端部が尖鋭な形 状を呈するため、この鋭角部分に電界が集中し、放電が発生するという問題があった
[0006] また近年、平板型画像表示装置において、真空外囲器の内壁などから放出される ガスを吸着するために、ゲッタ材の層を画像表示領域内に形成することが検討されて おり、メタルバック層の上に、チタン (Ti)、ジルコニウム (Zr)などの導電性を有するゲ ッタ材の薄膜を重ねて形成した構造が提案されている。（例えば、特許文献 2参照） [0007] そして、このようにメタルバック層上にゲッタ層を有する画像表示装置において、放 電の発生を抑制し耐圧特性を改善するために、積層構造のオーバーコート層を設け ることにより、ゲッタ層を分断した構造が提案されている。（例えば、特許文献 3参照）
[0008] しかし、特許文献 3に記載された画像表示装置では、オーバーコート層の形成工程 が煩雑であるば力りでなぐ安定した良好な耐圧特性を実現することが難し力つた。 特許文献 1 :特開 2000-311642公報 (第 2-3頁、図 3)
特許文献 2：特開平 9 82245号公報 (第 2 - 4頁）
特許文献 3：特開 2003-68237号公報 (第 2-3頁）
発明の開示
[0009] 本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、耐圧特性が大幅に改善 され、異常放電による電子放出素子や蛍光面の破壊、劣化が防止され、高輝度、高 品位の表示が可能な画像表示装置を提供することを目的とする。
[0010] 本発明の画像表示装置は、ガラス基板上に所定のパターンで形成された光吸収層 と蛍光体層とから成る蛍光体スクリーンを有し、該蛍光体スクリーン上にメタルバック 層が形成されたフェースプレートと、基板上に形成された多数の電子放出素子を有 し、前記フェースプレートと対向配置されたリアプレートとを備えた画像表示装置であ り、前記メタルバック層が所定のパターンで形成された電気的分断部を有するととも に、この分断部に、前記メタルバック層を構成する金属材料を溶解または酸化する成 分と耐熱性微粒子をそれぞれ含み、表面に前記耐熱性微粒子に起因する凹凸を有 する被覆層が形成されており、かつ前記メタルバック層上に、前記被覆層により分断 されたゲッタ層が膜状に形成されていることを特徴とする。
[0011] また、本発明の画像表示装置の製造方法は、フェースプレート内面に、光吸収層と 蛍光体層とが所定のノターンで配列された蛍光体スクリーンを形成する工程と、前記 蛍光体スクリーン上に金属膜を形成しメタルバック層を形成する工程と、前記フエ一 スプレートを含む真空外囲器を形成する工程と、前記真空外囲器内に前記蛍光体ス クリーンと対向して電子放出源を配置する工程とを備えた画像表示装置の製造方法 において、前記金属膜から成るメタルバック層上の所定の領域に、該金属膜を溶解 または酸化する成分と耐熱性微粒子をそれぞれ含む被覆層を形成し、該被覆層が 形成された部分の前記金属膜を除去ある!ヽは高抵抗化する工程と、前記被覆層の 上力ゝらゲッタ材を蒸着し、ゲッタ層を形成する工程を有することを特徴とする。
[0012] 本発明においては、メタルバック層上に、金属膜を溶解または酸化する成分と耐熱 性微粒子をそれぞれ含む被覆層のパターンが形成されることにより、形成された部分 の金属膜が溶解 '除去されあるいは高抵抗化され、メタルバック層に電気的分断部が 形成されるとともに、メタルバック層上に膜状に形成されたゲッタ層が、前記した耐熱 性微粒子を含む被覆層により分断されるので、放電電流が抑制され、耐圧特性が向 上する。
[0013] また、単一構造の被覆層を形成するだけで、所望の耐圧特性を得ることができるの で、従来に比べて工程数が削減されて製造効率が大幅に向上するうえに、特性のば らつきが小さぐ安定した良好な特性を有する画像表示装置が得られる。さらに、メタ ルバック層上での処理回数が低減されるので、メタルバック層の受ける損傷が最小限 に抑えられ、新たな放電トリガーの形成が防止される。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明に係る画像表示装置の一実施形態である FEDの構造を模式的に示す 断面図である。
[図 2]本発明の一実施形態におけるフェースプレートを拡大して示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
[0015] 次に、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、本発明は以下の実施 形態に限定されるものではな 、。
[0016] 図 1は、本発明の一実施形態である FEDの構造を模式的に示す断面図である。
[0017] この FEDは、蛍光体スクリーン 1上にメタルバック層 2が形成され、かつその上にゲ ッタ層（図示を省略。）を有するフェースプレート 3と、基板 4上にマトリックス状に配列 された電子放出素子 (例えば、表面伝導型電子放出素子） 5を有するリアプレート 6と を有しており、フェースプレート 3とリアプレート 6とは、 1mm—数 mmの間隙を隔て、 支持枠 7およびスぺーサ（図示を省略。）を介して対向配置されている。フェースプレ ート 3並びにリアプレート 6と支持枠 7とは、フリットガラスのような接合材（図示を省略。 )により封着されている。そして、フェースプレート 3およびリアプレート 6と支持枠 7とに より真空外囲器が形成され、内部が真空排気されている。また、フェースプレート 3とリ ァプレート 6との間の極めて狭い間隙に、 5— 15kVの高電圧が印加されるように構成 されている。なお、図中符号 8はガラス基板を示す。
[0018] フェースプレート 3の構造を、図 2に拡大して示す。図 2において、ガラス基板 8の内 面に、カーボンなどの光吸収性物質力 成り所定のパターン (例えばストライプ状)を 有する光吸収層 9が、印刷法やフォトリソ法などにより形成されており、この光吸収層 9のパターンの間に、赤（R)、緑（G)、青（B)の 3色の蛍光体層 10力 ZnS系、 Y O
2 3 系、 Y O S系などの蛍光体液を用いたスラリー法により所定のパターンで形成されて
2 2
いる。そして、このような光吸収層 9のパターンと 3色の蛍光体層 10のパターンにより 、蛍光体スクリーン 1が形成されている。
[0019] なお、各色の蛍光体層 10は、スプレー法や印刷法により形成することもできる。ス プレー法や印刷法においても、必要に応じてフォトリソ法によるパターユングを併用 することができる。
[0020] 光吸収層 9において、少なくとも後述するメタルバック層の電気的分断部の下層に 位置する部分は、 1 X 105— 1 Χ 1012Ω /口の表面抵抗を有することが望ましい。こ のような表面抵抗を有する領域の上にメタルバック層の電気的分断部が形成された 構造では、メタルバック層の分断部が前記した抵抗値で接続されるので、耐圧特性 の向上効果が大きくなる。光吸収層 9の表面抵抗が I X 105ΩΖ口未満の場合には 、分断されたメタルバック層の間の電気抵抗が低くなりすぎるため、放電の防止およ び放電電流のピーク値の抑制という分断効果が十分に得られない。光吸収層 9の表 面抵抗が 1 X 1012ΩΖ口を超える場合には、分断されたメタルバック層間の電気的 接続が不十分となり、耐圧特性の観点力 好ましくない。
[0021] そして、このような光吸収層 9のパターンと 3色の蛍光体層 10のパターンにより構成 された蛍光体スクリーン 1の上には、 A1膜のような金属膜から成るメタルバック層 2が 形成されている。メタルバック層 2を形成するには、例えばスピン法で形成された-ト ロセルロース等の有機樹脂からなる薄層の上に、 A1膜などの金属膜を真空蒸着し、 さらに加熱処理 (ベーキング)を行 ヽ有機分を分解'除去する方法 (ラッカー法)を採 ることがでさる。 [0022] また、以下に示すように、転写フィルムを使用した転写法により、メタルバック層 2を 形成することもできる。転写フィルムは、ベースフィルム上に離型剤層（必要に応じて 保護膜)を介して A1等の金属膜と接着剤層が順に積層された構造を有している。こ の転写フィルムを、接着剤層が蛍光体スクリーンに接するように配置し、加熱しながら 押圧処理を施す。押圧方式としては、スタンプ方式、ローラー方式などがある。こうし て転写フィルムを加熱しながら押圧し、金属膜を接着して力 ベースフィルムを剥ぎ 取ることにより、蛍光体スクリーン上に金属膜が転写される。転写後、加熱処理 (ベー キング)を行い有機分を分解'除去することにより、メタルバック層が形成される。
[0023] 本発明の実施形態では、こうして形成されたメタルバック層 2に、電気的な分断部 1 1が所定のパターンで形成されている。なお、高輝度の蛍光面を得るために、メタル ノ ック層 2の分断部 11は光吸収層 9の上に設けることが望ましい。そして、分断部 11 には、メタルバック層 2を構成する金属である A1を溶解または酸ィ匕する成分 (以下、 金属溶解'酸化成分と示す。 )と耐熱性微粒子とをそれぞれ含む被覆層 12が形成さ れている。
[0024] ここで、金属溶解'酸ィ匕成分としては、 pHが 5. 5以下の酸性物質または pHが 9以 上のアルカリ性物質が挙げられる。酸性物質としては、塩酸、硝酸、希硫酸、リン酸、 シユウ酸、酢酸などが例示され、水溶液の状態で使用される。また、アルカリ性物質と しては、水酸化ナトリウム、水酸ィ匕カリウム、水酸ィ匕カルシウム、炭酸ナトリウムなどが 例示され、水溶液として使用される。なお、分断部 11に形成される被覆層 12が、これ らの物質を直接含有しているだけでなぐ加熱によりこれらの物質を生成する場合も 含むものとする。
[0025] 耐熱性微粒子としては、絶縁性を有し、かつ封着工程などの高温加熱に耐えるもの であれば、特に種類を限定することなく使用することができる。例えば SiO , TiO , A
2 2
1 O , Fe Oなどの酸ィ匕物の微粒子が挙げられ、これらの 1種または 2種以上を組み
2 3 2 3
合わせて使用することができる。
[0026] また、耐熱性微粒子の平均粒径は、 5nm— 30 μ mとすることが望ましぐより好まし くは 10nm— 10 /z mの範囲とする。耐熱性微粒子の平均粒径が 5nm未満では、被 覆層 12表面に凹凸がほとんど形成されない。その結果、後述するように、メタルバッ ク層 2上にゲッタ材の蒸着膜を形成した場合に、被覆層 12上にもゲッタ膜が成膜され るため、ゲッタ層に分断部を形成することが難しくなる。また、耐熱性微粒子の平均粒 径が 30 mを超える場合には、被覆層 12の形成自体が不可能になる。
[0027] 被覆層 12を形成する方法としては、金属溶解'酸化成分と耐熱性微粒子をそれぞ れ含む液を、インクジェット方式、または開口パターンを有するマスクを用いたスプレ 一方式により塗布する方法がある。また、この液にバインダ榭脂、溶媒等を添加して ペースト状にしたものを、スクリーン印刷することもできる。
[0028] ここで、金属溶解 ·酸化成分と耐熱性微粒子を含む被覆層 12を形成する領域は、 メタルバック層 2の分断部 11であり、光吸収層 9の上方に位置するので、耐熱性微粒 子の電子線吸収による輝度低下が少ないという利点がある。そして、この被覆層 12 のパターンの幅は、 50 m以上より好ましくは 150 m以上で、光吸収層 9の幅以下 とすることが望ましい。被覆層 12のパターン幅が 50 /z m未満では、ゲッタ膜を分断す る効果が十分に得られず、またパターン幅が光吸収層 9の幅を超えた場合には、被 覆層 12が蛍光面の発光効率を低下させるため、好ましくない。
[0029] 金属溶解 ·酸ィ匕成分と耐熱性微粒子を含む液またはペーストをメタルバック層 2上 の所定の領域 (例えば、光吸収層 9の上方）に塗布し、加熱処理 (ベーキング)を施す ことで、液またはペーストに含まれる金属溶解'酸ィ匕成分により、メタルバック層 2の金 属膜が溶解あるいは高抵抗化されて電気的に分断されるとともに、この分断部 11に 、前記液またはペーストの塗布層に由来する被覆層 12が形成される。この被覆層 12 には主成分として耐熱性微粒子が含まれて ヽるので、この耐熱性微粒子の径に相当 する微細な凹凸が被覆層 12の表面に形成される。
[0030] さらに、本発明の実施形態では、このように耐熱性微粒子を含み表面に凹凸を有 する被覆層 12の上から、ゲッタ材の蒸着などが行われている。そして、被覆層 12が 形成されていない領域にのみ、ゲッタ材の蒸着層が膜上に形成される結果、被覆層 12のパターンに対して反転するパターンを有する膜状のゲッタ層 13が、メタルバック 層 2上に形成される。こうして、耐熱性微粒子を含む被覆層 12のパターンにより分断 された膜状のゲッタ層 13が形成される。
[0031] ゲッタ材としては、 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, W, Baから選ばれる金属、またはこれ らの金属の少なくとも一種を主成分とする合金を使用することができる。また、ゲッタ 材の蒸着によりゲッタ層 13が形成された後は、ゲッタ材の劣化を防ぐため、常にゲッ タ層 13が真空雰囲気に保持されるようにする。したがって、メタルバック層 2上に耐熱 性微粒子等を含む被覆層 12のパターンを形成した後、真空外囲器を組立てることに より蛍光体スクリーン 1を真空外囲器内に配置し、真空外囲器内でゲッタ材の蒸着工 程を行うことが望ましい。
[0032] 本発明の実施形態においては、メタルバック層 2上に、金属 (A1)膜を溶解または酸 化する成分と耐熱性微粒子をそれぞれ含む被覆層 12のパターンが形成されることに より、金属膜が溶解 ·除去あるいは高抵抗化され、メタルバック層 2に電気的分断部 1 1が形成されるとともに、この分断部 11に形成された被覆層 12により、メタルバック層 2上に蒸着形成された膜状のゲッタ層 13が分断されているので、ゲッタ層 13の形成 によりメタルバック層 2の分断効果が損なわれることがなぐ良好な耐圧特性が確保さ れる。
[0033] また、分断部 11の下層に位置する光吸収層 9の表面抵抗値が、所定の値に制御さ れており、分断されたメタルバック層 2がこの抵抗値で電気的に接続されるので、耐 圧特性がさらに向上している。
[0034] さらに、単一構造の被覆層 12を形成するだけで、所望の耐圧特性を得ることができ るので、従来に比べて工程数が削減され製造効率が大幅に向上するうえに、特性の ばらつきが小さぐ安定した良好な特性を有する画像表示装置を得ることができる。ま たさらに、メタルバック層 2上での処理回数が低減され、メタルバック層 2の受ける損 傷が最小限に抑えられるので、新たな放電トリガーの形成を防止することができ、良 好な耐圧特性を維持することができる。
[0035] また、実施形態の FEDでは、メタルバック層 2の分断部 11が、光吸収層 9に対応す る領域に限定され、この領域に耐熱性微粒子などを含む被覆層 12が形成されるの で、メタルバック層 2の反射効果がほとんど低減されないうえに、被覆層 12の形成に よる発光効率の低下が生じず、高輝度の表示が得られる。
実施例
[0036] 次に、本発明を FEDに適用した具体的実施例について説明する。 [0037] 実施例 1
ガラス基板上に、以下の組成を有するカーボンペーストをスクリーン印刷した後、 450 °Cで 30分間加熱焼成して有機分を分解'除去し、ストライプ状の光吸収層を形成し た。この光吸収層の表面抵抗値を測定したところ、 1 Χ 107 Ω /口であった。次いで、 赤 (R)、緑 (G)、青 (Β)の 3色の蛍光体層をスラリー法により形成し、光吸収層の間に ストライプ状の 3色の蛍光体層がそれぞれが隣り合うように配列された蛍光体スクリー ンを形成した。
[0038] [カーボンペーストの組成]
カーボン粒子 30wt%
榭脂（ェチルセルロース） 7wt%
溶媒（ブチルカルビトールアセテート） 63wt%
[0039] 次に、この蛍光体スクリーンの上に転写方式によってメタルバック層を形成した。す なわち、ポリエステル榭脂製のベースフィルム上に離型剤層を介して A1膜が積層さ れ、その上に接着剤層が塗布'形成された A1転写フィルムを、接着剤層が蛍光体ス クリーンに接するように配置し、その上から加熱ローラーにより加熱 '加圧して密着さ せた。次いで、ベースフィルムを剥がして蛍光体スクリーン上に A1膜を接着した後、 A 1膜にプレス処理およびべ一キング処理をそれぞれ施した。こうして蛍光体スクリーン 上にメタルバック層が転写 ·形成された基板 Aが得られた。
[0040] 次に、この基板 Aの温度を 50°Cに保持し、以下の組成を有する酸およびシリカ成 分を含むペースト（以下、酸'シリカペーストと示す。）を、 A1膜上の光吸収層上に対 応する位置にスクリーン印刷した後、 450°Cで 30分間加熱処理 (ベーキング）を行つ た。
[0041] [酸'シリカペーストの組成]
酢酸水溶液 (PH5. 5以下） 30wt%
シリカ微粒子（粒径 3. O ^ m) 20wt%
榭脂（ェチルセルロース） 4wt%
溶媒（ブチルカルビトールアセテート） 46wt%
[0042] 酸'シリカペーストの塗布とその後のベーキングにより、ペースト塗布部の A1膜が溶 解され、 Al膜からなるメタルバック層にストライプ状の分断部が形成されるとともに、こ の分断部を覆うようにシリカ微粒子を主成分として含む被覆層が形成された。
[0043] 次に、こうして得られた基板 B (メタルバック層の分断部にシリカ微粒子を含む被覆 層が形成された基板)をフェースプレートとして使用し、常法により FEDを作製した。 まず、基板上に表面伝導型電子放出素子をマトリクス状に多数形成した電子放出源 を背面ガラス基板に固定し、リアプレートを作製した。次いで、このリアプレートと前記 フェースプレート (基板 B)とを支持枠およびスぺーサを介して対向配置し、フリットガ ラスにより封着した。フェースプレートとリアプレートとの間隙は 2mmとした。次いで、 真空排気後、フェースプレート内面に向けて Baを蒸着し、シリカ微粒子を主成分とし て含む被覆層の上に Baを蒸着した。
[0044] その結果、シリカ微粒子を主成分として含む被覆層上には、ゲッタ材である Baが堆 積はするが、一様な膜は形成されなカゝつたのに対して、メタルバック層上の被覆層が 形成されていない領域には、 Baの均一な蒸着膜が形成された。そして、シリカ微粒 子を主成分として含む被覆層により分断された膜状の Baゲッタ層が形成された。そ の後、封止など必要な処理を施し FEDを完成した。
[0045] 実施例 2
カーボン粒子の代りに黒色顔料を含むペーストを使用することにより、ガラス基板上 に 1 X 10"ΩΖ口の表面抵抗値を有する光吸収層を形成した。それ以外は実施例 1 と同様にしてフェースプレートを作製し、 FEDを完成した。
[0046] また、比較例として、以下に示すようにしてフェースプレートを作製し、そのフェース プレートを用い実施例 1と同様にして FEDを完成した。すなわち、実施例 2と同様に、 ガラス基板上に黒色顔料ペーストを使用して光吸収層（表面抵抗値 1 X 1014ΩΖ口 )を形成した後、蛍光体スクリーン上にメタルバック層を形成した。次いで、酢酸水溶 液 (ρΗ5. 5以下）と榭脂（ェチルセルロース）および溶媒 (ブチルカルビトールァセテ ート）力 成る酸ペーストを A1膜上の光吸収層上に対応する位置にスクリーン印刷に より塗布した後、 450°Cで 30分間べ一キングを行い、分断部を形成した。
[0047] その後、メタルバック層の分断部の上に、以下に示す組成のカーボンペーストをス クリーン印刷した。そして、 450°Cで 30分間加熱焼成して有機分を分解 '除去し、被 覆下層を形成した。この被覆下層の表面抵抗値を測定したところ、 1 Χ 107 Ω /口で めつに。
[0048] [カーボンペーストの組成]
カーボン粒子 30wt%
榭脂（ェチルセルロース） 7wt%
溶媒（ブチルカルビトールアセテート） 63wt%
次に、この被覆下層の上に、以下の組成を有するシリカペーストをスクリーン印刷し 、 450°Cで 30分間べ一キングを行った。こうして高抵抗の被覆下層の上にシリカ粒子 層が積層して形成された基板を得た。そして、この基板をフ ースプレートとし、実施 例 1と同様にして FEDを完成した。
[0050] [シリカペーストの組成]
シリカ粒子 (粒径 3. O ^ m)
低融点ガラス粒子（SiO ·Β Ο -PbO)
2 2 3
榭脂（ェチルセルロース）
溶媒（ブチルカルビトールアセテート）
[0051] こうして実施例 1, 2および比較例でそれぞれ得られた FEDの放電電圧および放電 電流を、常法により測定した。また、実施例 1, 2および比較例の FEDを同一仕様で それぞれ 10個づっ作製し、放電電流のばらつきを測定'評価した。測定結果を表 1 に示す。
[0052] [表 1]
Figure imgf000012_0001
表 1から明らかなように、実施例 1, 2で得られた FEDは、比較例の FEDに比べて、 初回放電電圧および耐圧特性 (最大耐電圧）の値が高くなつているうえに、放電電流 値のばらつきが小さぐ安定した良好な特性を有することがわかる。特に、実施例 1の FEDは、メタルバック層の分断部が 1 X 107 Ω /口の表面抵抗を有する光吸収層を 介して接続されて ヽるので、放電電流値が大幅に抑制されて ヽる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、放電電流が抑制され耐圧特性に優れた画像表示装置を得ること ができる。この画像表示装置は、特に FEDに好適する。また、従来に比べて工程数 が削減されるので、製造効率が大幅に向上し、さらに、特性のばらつきが小さく安定 した良好な特性が得られる。

Claims

請求の範囲
[1] ガラス基板上に所定のパターンで形成された光吸収層と蛍光体層とから成る蛍光 体スクリーンを有し、該蛍光体スクリーン上にメタルバック層が形成されたフェースプ レートと、基板上に形成された多数の電子放出素子を有し、前記フェースプレートと 対向配置されたリアプレートとを備えた画像表示装置であり、
前記メタルバック層が所定のパターンで形成された電気的分断部を有するとともに 、この分断部に、前記メタルバック層を構成する金属材料を溶解または酸化する成分 と耐熱性微粒子をそれぞれ含み、表面に前記耐熱性微粒子に起因する凹凸を有す る被覆層が形成されており、かつ前記メタルバック層上に、前記被覆層により分断さ れたゲッタ層が膜状に形成されていることを特徴とする画像表示装置。
[2] 前記メタルバック層の電気的分断部が、前記光吸収層の上に位置することを特徴と する請求項 1記載の画像表示装置。
[3] 前記メタルバック層を構成する金属材料を溶解または酸化する成分が、 pH5. 5以 下の酸性物質または PH9以上のアルカリ性物質であることを特徴とする請求項 1また は 2記載の画像表示装置。
[4] 前記光吸収層にお 、て、少なくとも前記メタルバック層の電気的分断部の下層に位 置する部分が、 1 X 105— 1 X 1012ΩΖ口の表面抵抗を有することを特徴とする請求 項 2または 3記載の画像表示装置。
[5] 前記耐熱性微粒子の平均粒径が、 5nm— 30 μ mであることを特徴とする請求項 1 乃至 4の 、ずれか 1項記載の画像表示装置。
[6] 前記耐熱性微粒子が、 SiO , TiO , Al O , Fe O力も選ばれる少なくとも 1種の
2 2 2 3 2 3
酸ィ匕物の粒子であることを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれ力 1項記載の画像表 示装置。
[7] 前記ゲッタ層力 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, W,Baから選ばれる金属の層、またはこ れらのうちの少なくとも 1種の金属を主成分とする合金の層であることを特徴とする請 求項 1乃至 6のいずれか 1項記載の画像表示装置。
[8] フ ースプレート内面に、光吸収層と蛍光体層とが所定のパターンで配列された蛍 光体スクリーンを形成する工程と、 前記蛍光体スクリーン上に金属膜を形成しメタルバック層を形成する工程と、 前記フェースプレートを含む真空外囲器を形成する工程と、
前記真空外囲器内に前記蛍光体スクリーンと対向して電子放出源を配置する工程 とを備えた画像表示装置の製造方法にお!、て、
前記金属膜から成るメタルバック層上の所定の領域に、該金属膜を溶解または酸 化する成分と耐熱性微粒子をそれぞれ含む被覆層を形成し、該被覆層が形成され た部分の前記金属膜を除去あるいは高抵抗ィ匕する工程と、
前記被覆層の上力 ゲッタ材を蒸着し、ゲッタ層を形成する工程を有することを特 徴とする画像表示装置の製造方法。
前記ゲッタ層を形成する工程で、前記メタルバック層上の前記被覆層の非形成領 域に、膜状のゲッタ層を形成することを特徴とする請求項 8記載の画像表示装置の 製造方法。
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