專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及場致發(fā)射型顯示裝置(場致發(fā)射顯示器)等圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
一直以來，陰極射線管(CRT)和場致發(fā)射顯示器(FED)等圖像顯示裝置中，使用在熒光體層上形成Al等金屬膜的金屬敷層方式的熒光面。該熒光面的金屬膜(金屬敷層)的作用是將通過從電子源發(fā)射的電子使熒光體發(fā)出的光中朝向電子源側(cè)的光反射向面板一側(cè)從而提高輝度，并且賦予熒光體層導(dǎo)電性，起到陽極的作用。此外，具有避免殘留在圖像顯示裝置真空管殼內(nèi)的氣體電離產(chǎn)生的離子損傷熒光體層的功能。
然而，F(xiàn)ED中，具有熒光面的面板和具有電子發(fā)射元件的背板之間的間隙極窄，為1mm～數(shù)mm左右，由于在這狹小的間隙外加10kV左右的高電壓而形成強(qiáng)電場，所以電場集中于金屬敷層的周邊部位的銳角部分，從這里發(fā)生放電(真空電弧放電)。而且，如果發(fā)生這樣的異常放電，則瞬間通過大至數(shù)A到數(shù)百A的放電電流，由此陰極部位的電子發(fā)射元件和陽極部位的熒光面有可能被破壞或受損。
一直以來，以提高耐壓特性為目的，為了緩解發(fā)生上述放電時的破壞，將作為導(dǎo)電膜的金屬敷層分隔成若干塊，在交界部(下稱分隔部)設(shè)置間隙。(參考例如專利文獻(xiàn)1)近年來，在平板型圖像顯示裝置中，為了吸附從真空管殼的內(nèi)壁等放出的氣體，研究了在圖像顯示區(qū)域形成吸氣材料層的工藝，揭示了在金屬敷層上重疊形成鈦(Ti)、鋯(Zr)等具有導(dǎo)電性的吸氣材料的薄膜的結(jié)構(gòu)。(參考例如專利文獻(xiàn)2)但是，具有被分隔的金屬敷層的熒光面中，不僅分隔部的電阻值難以控制，而且分隔部兩側(cè)金屬敷層的端部呈現(xiàn)出尖銳的形狀，所以存在電場集中于銳角部分，容易發(fā)生放電的問題。
此外，具有這樣形成分隔部的金屬敷層的圖像顯示裝置中，在圖像顯示區(qū)域形成吸氣材料層時，必須抑制放電的發(fā)生，改善耐壓特性，使得分隔金屬敷層的效果不被破壞。
本發(fā)明是為了解決這些問題完成的，其目的在于提供耐壓特性大幅提高的，防止異常放電引起的電子發(fā)射元件和熒光面的破壞、劣化的，可以高輝度、高品質(zhì)地顯示的圖像顯示裝置。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開2000-311642號公報專利文獻(xiàn)2日本專利特開平9-82245號公報發(fā)明的揭示本發(fā)明的圖像顯示裝置的特征在于，具備面板、與所述面板相對配置的背板、形成于所述背板上的多個電子發(fā)射元件、形成于所述面板內(nèi)表面的通過從所述電子發(fā)射元件發(fā)射的電子射線發(fā)光的熒光面，所述熒光面具有光吸收層及熒光體層、形成于所述熒光體層上的具有分隔部的金屬敷層、形成于所述金屬敷層的分隔部上的跨著所述分隔部兩側(cè)的金屬敷層的高電阻被覆層、形成于所述高電阻被覆層上的耐熱性微粒層和以膜狀形成于所述金屬敷層上的以所述耐熱性微粒層分隔的吸氣劑層。
該圖像顯示裝置中，金屬敷層的分隔部可以位于光吸收層的上方。此外，高電阻被覆層可以具有1×103～1×1012Ω/□的表面電阻。此外，耐熱性微粒的平均粒徑可以采用5nm～30μm。另外，耐熱性微?？梢圆捎眠x自SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3的至少一種氧化物微粒。另外，吸氣劑層可以采用選自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W、Ba的金屬或以這些金屬中的至少一種作為主要成分的合金的層。
附圖的簡單說明

圖1是作為本發(fā)明的圖像顯示裝置的第1實施方式的FED的結(jié)構(gòu)的模式化截面圖。
圖2是作為第1實施方式的FED的面板的結(jié)構(gòu)的放大截面圖。
實施發(fā)明的最佳方式以下，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。但是，本發(fā)明并不局限于以下的實施方式。
圖1是作為本發(fā)明的圖像顯示裝置的第1實施方式的FED的結(jié)構(gòu)的模式化截面圖。
在該FED中，具有帶金屬敷層的熒光面1的面板2和具有矩陣狀排列的如表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件這樣的電子發(fā)射元件3的背板4，介于支持框5和間隔物(圖示略)，隔著1mm～數(shù)mm的狹窄間隙相向地配置。面板2及背板4和支持框5通過如玻璃熔料這樣的接合材料(圖示略)封接。而且，由面板2及背板4和支持框5形成真空管殼，將內(nèi)部抽氣保持真空。此外，其結(jié)構(gòu)使得在面板2和背板4之間極窄的間隙上可以外加5～15kV的高電壓。圖中的符號6表示面板的玻璃基板，7表示背板的基板。
具有帶金屬敷層的熒光面1的面板2的結(jié)構(gòu)放大示于圖2。
如圖2所示，在玻璃基板6的內(nèi)表面，通過光刻法形成由黑色顏料構(gòu)成的指定圖案(例如條狀)的光吸收層8，在光吸收層8的圖案間，通過使用ZnS類、Y2O3類、Y2O2S類等熒光體溶液的涂漿法以指定的圖案形成紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)3色的熒光體層9。由光吸收層8和3色的熒光體層9形成熒光體屏幕S。各色熒光體層9的形成也可以通過噴涂法或印刷法進(jìn)行。在噴涂法或印刷法中，也可以根據(jù)需要結(jié)合光刻法形成圖案。
此外，在這樣構(gòu)成的熒光體屏幕S上形成如Al膜這樣的金屬膜構(gòu)成的金屬敷層10。形成金屬敷層10可以采用，例如在以旋涂法形成的硝化纖維素等有機(jī)樹脂構(gòu)成的薄膜上真空蒸鍍Al膜等金屬膜，再燒結(jié)并除去有機(jī)物的方法(涂漆法)。
此外，也可以使用下面所述的轉(zhuǎn)印薄膜，通過轉(zhuǎn)印法形成金屬敷層10。轉(zhuǎn)印薄膜具有在基膜上介于脫膜劑層(根據(jù)需要使用保護(hù)膜)依次層壓Al等金屬膜和粘合劑層的結(jié)構(gòu)。配置該轉(zhuǎn)印薄膜，使粘合劑層貼著熒光體層，進(jìn)行加壓處理。加壓方式有沖壓方式、輥壓方式等。通過加熱轉(zhuǎn)印薄膜同時進(jìn)行加壓，粘合金屬膜后剝?nèi)セ?，將金屬膜轉(zhuǎn)印到熒光體屏幕S上。
在本發(fā)明的實施方式中，為了提高耐壓特性，在金屬敷層10上形成分隔部10a，在分隔部10a設(shè)置間隙。為了得到高輝度的熒光面，較好是將金屬敷層10的分隔部10a設(shè)于光吸收層8上。
在金屬敷層10上形成分隔部10a可以采用，將以前述的涂漆法或轉(zhuǎn)印法在熒光面的整面形成的金屬膜，通過激光等的照射切斷或切除的方法，或者將同樣地在熒光面的整面形成的金屬膜通過涂布酸性或堿性的水溶液溶解除去的方法等。此外，也可以使用具有指定的負(fù)像圖案的開孔的金屬掩模，通過蒸鍍Al等金屬膜，一步形成具有分隔部10a的金屬敷層10。
接著，在這樣的金屬敷層10的分隔部10a上，跨著兩側(cè)的金屬敷層10的端部，以絲網(wǎng)印刷、噴涂等方法形成具有高電阻的高電阻被覆層11，通過該高電阻被覆層11以指定的電阻電氣連接金屬敷層10的分隔部10a。當(dāng)金屬敷層10的分隔部10a有多個時，較好是在所有的分隔部形成高電阻的高電阻被覆層11。
在這里，高電阻被覆層11的表面電阻值較好為1×103～1×1012Ω/□(square)。高電阻被覆層11的表面電阻不到1×103Ω/□時，由于被分隔的金屬敷層10之間的電阻過低，抑制放電和減低放電電流峰值的效果不夠充分，其結(jié)果是，無法充分發(fā)揮提高耐壓特性的效果。高電阻被覆層11的表面電阻超過1×1012Ω/□的情況下，被分隔的金屬敷層10之間的電氣連接不充分，從耐壓特性來看是不理想的。
另外，該高電阻被覆層11的圖案寬度采用比金屬敷層10的分隔部10a更大的寬度，使高電阻被覆層11完全覆蓋金屬敷層10的分隔部10a。同時，較好是采用比下層的光吸收層8小的寬度，避免使熒光面的發(fā)光效率下降。
構(gòu)成這樣的高電阻被覆層11的材料可以例舉例如分別含有耐熱性的無機(jī)微粒和低熔點玻璃的粘合性材料。
在這里，低熔點玻璃只有是熔點在580℃以下的、具有粘合性的玻璃材料，對種類沒有特別限定?？梢允褂美邕x自以組成式(SiO2·B2O3·PbO)、(B2O3·Bi2O3)、(SiO2·PbO)或(B2O3·PbO)表示的玻璃的至少一種。此外，對耐熱性的無機(jī)微粒的種類沒有特別限定，可以使用選自碳微粒和如Fe2O3、SiO2、Al2O3、TiO2、MnO2、In2O3、Sb2O5、SnO2、WO3、NiO、ZnO、ZrO2、ITO、ATO這樣的金屬等的氧化物的至少一種。為了使高電阻被覆層11可以精密地形成圖案，無機(jī)微粒的粒徑較好為5μm以下。此外，含有耐熱性的無機(jī)微粒和低熔點玻璃的高電阻被覆層11的厚度由于該被覆層本身不是放電的主要原因，所以沒有特別限定，較好為10μm以下。
另外，這樣的高電阻被覆層11所含低熔點玻璃對于無機(jī)微粒的重量比率較好為50重量％以上。低熔點玻璃與無機(jī)微粒的重量比率(低熔點玻璃/無機(jī)微粒)不到50重量％的情況下，可能會發(fā)生高電阻被覆層11的強(qiáng)度不足，無機(jī)微粒脫落，使耐壓特性劣化。
此外，在本發(fā)明的實施方式中，在前述的高電阻被覆層11上以絲網(wǎng)印刷等方法形成指定圖案的耐熱性微粒層12，從該耐熱性微粒層12的圖案上蒸鍍吸氣材料。只在沒有形成耐熱性微粒層12的區(qū)域形成吸氣材料的蒸鍍膜，結(jié)果在金屬敷層10上形成具有與耐熱性微粒層12相反圖案的膜狀的吸氣劑層13。由此，可以得到被耐熱性微粒層12的圖案分隔的膜狀的吸氣劑層13。
耐熱性微粒只要是具有絕緣性、且能耐受封接步驟等的高溫加熱的材料，可以不特別限定種類地使用。可以例舉例如SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物的微粒，可以使用其中1種或2種以上的組合。
此外，這些耐熱性微粒的平均粒徑較好為5nm～30μm，更好為10nm～10μm。微粒的平均粒徑不到5nm時，由于耐熱性微粒層12的表面幾乎不存在高低不平，從其上蒸鍍吸氣材料的情況下，在耐熱性微粒層12上也形成吸氣劑膜，從而難以在吸氣劑層13上形成分隔部。此外，微粒的平均粒徑超過30μm的情況下，耐熱性微粒層12本身無法形成。
在這里，形成耐熱性微粒層12的圖案的區(qū)域在高電阻被覆層11上，位于光吸收層的上方，因此具有耐熱性微粒吸收電子射線引起的輝度下降較少的優(yōu)點。此外，該耐熱性微粒層12的圖案的寬度在50μm以上，較好為150μm以上，并且較好是在光吸收層8的寬度以下。耐熱性微粒層12的圖案的寬度不到50μm時，吸氣劑膜的分隔效果不充分，在圖案寬度超過光吸收層8的寬度的情況下，由于耐熱性微粒層12使熒光面的發(fā)光效率下降，所以是不理想的。
構(gòu)成吸氣劑層13的吸氣材料可以使用選自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W、Ba的金屬或以這些金屬中的至少一種作為主要成分的合金。
通過蒸鍍吸氣材料形成吸氣劑層13后，為了防止吸氣材料的劣化，使吸氣劑層13一直保持在真空環(huán)境中。因此，在高電阻被覆層11上形成耐熱性微粒層12的圖案后，通過安裝真空管殼，將熒光面配置于真空管殼內(nèi)，在真空管殼內(nèi)進(jìn)行吸氣材料的蒸鍍步驟。
在本發(fā)明的實施方式中，在為了提高耐壓特性而分隔成若干塊的金屬敷層10的分隔部10a上，跨著兩側(cè)的金屬敷層10，設(shè)置表面電阻高的高電阻被覆層11，通過該高電阻被覆層11覆蓋金屬敷層10的端部。被分隔的金屬敷層10的端部常常成為大量的電氣突起部，但由于高電阻被覆層11將其完全覆蓋，所以抑制了放電的發(fā)生。而且，被分隔的金屬敷層10介于高電阻被覆層11以指定的電阻值(表面電阻1×103～1×1012Ω/□)連接，所以耐壓特性進(jìn)一步提高。
此外，因為在這樣的高電阻被覆層11上形成耐熱性微粒層12的圖案，通過該耐熱性微粒層12分隔呈膜狀形成于金屬敷層10上的吸氣劑層13，所以不會破壞金屬敷層10的分隔效果，確保良好的耐壓特性。此外，通過該被分隔的吸氣劑層13，對真空管殼內(nèi)放出的氣體進(jìn)行充分的吸附。
因此，在如FED這樣的平面型圖像顯示裝置中，放電的發(fā)生被抑制，而且發(fā)生放電時放電電流的峰值被壓低。而且，放電能量的最大值被減低，從而防止了電子發(fā)射元件和熒光面的破壞、損傷和劣化。此外，在實施方式的FED中，金屬敷層10的分隔部10a限定于對應(yīng)光吸收層8的區(qū)域，在其上設(shè)置高電阻被覆層11及耐熱性微粒層12，所以金屬敷層10的反射效果幾乎沒有減弱。而且，通過形成高電阻被覆層11及耐熱性微粒層12，不會使發(fā)光效率下降，從而得到高輝度的顯示。
下面，對將本發(fā)明適用于圖像顯示裝置的具體實施例進(jìn)行說明。
實施例在玻璃基板上通過光刻法形成由黑色顏料構(gòu)成的條狀的光吸收層(圖案寬100μm)后，在光吸收層之間，用涂漿法形成紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)3色的熒光體層，通過光刻法形成圖案。形成光吸收層之間條狀的3色的熒光體層依次排列的熒光面。
接著，在該熒光面上用轉(zhuǎn)印方式形成金屬敷層。即，將在聚酯樹脂制的基膜上介于脫膜劑層層壓Al膜，其上再涂布形成粘合劑層而成的Al轉(zhuǎn)印薄膜，按照使粘合劑層貼著熒光面的狀態(tài)配置，從上方加熱輥加熱、加壓，使它們粘合。接著，剝離基膜，將Al膜粘合到熒光面上后，對Al膜進(jìn)行加壓處理。由此，得到具有轉(zhuǎn)印了金屬敷層的熒光面的基板A。
接著，將該基板A的溫度保持在50℃，使用在對應(yīng)光吸收層上的位置具有開孔的金屬掩模，在Al膜上涂布含有磷酸、乙二酸的酸性糊料(pH5.5以下)后，以450℃的溫度進(jìn)行焙燒10分鐘。通過涂布酸性糊料和焙燒，溶解涂布部位的Al膜，在Al膜構(gòu)成的金屬敷層上形成條狀的分隔部(寬度80μm)。由此，制得具有被分隔的金屬敷層的基板B。
接著，在基板B的金屬敷層的分隔部上，絲網(wǎng)印刷具有以下組成的高電阻糊料后，在450℃加熱燒結(jié)(焙燒)，分解·除去有機(jī)成分，跨著金屬敷層的分隔部的兩側(cè)，形成圖案寬90μm，厚5.0μm的高電阻被覆層。測定該高電阻被覆層的表面電阻值，表面電阻值為1×109Ω/□。由此，得到在金屬敷層的分隔部上形成高電阻被覆層的基板C。
〔高電阻糊料的組成〕碳微粒(粒徑50nm)20重量％低熔點玻璃材料(SiO2·B2O3·PbO) 10重量％樹脂(乙基纖維素)7重量％溶劑(丁基卡必醇乙酸酯) 63重量％接著，在基板C的高電阻被覆層上絲網(wǎng)印刷具有以下組成的二氧化硅糊料，形成圖案寬度100μm，厚7.0μm的二氧化硅微粒層。由此，得到在高電阻被覆層上再形成二氧化硅微粒層的基板D。
〔二氧化硅糊料的組成〕二氧化硅微粒(粒徑3.0μm) 40重量％樹脂(乙基纖維素) 6重量％溶劑(丁基卡必醇乙酸酯) 54重量％接著，將這樣得到的基板D用作面板，用常規(guī)方法制作FED。首先，將在基本上以矩陣狀形成多個電子發(fā)射元件的電子發(fā)生源固定在背面的玻璃基板上，制作背板。接著將所述基板D作為面板，將該面板和背板介于支持框和間隔物相向配置，用玻璃熔料封接。面板和背板的間隙為2mm。
接著，將管殼內(nèi)抽真空后，向面板內(nèi)表面蒸鍍Ba，在二氧化硅微粒層上蒸鍍Ba。其結(jié)果，作為吸氣材料的Ba堆積在二氧化硅微粒層上，但沒有形成同樣的膜，而在金屬敷層上沒有形成二氧化硅微粒層的區(qū)域形成均一的Ba蒸鍍膜。而且，形成由二氧化硅微粒層分隔的膜狀的Ba吸氣劑層。然后，進(jìn)行封固等必要的處理，從而完成FED。
此外，作為比較例1，使用具有被分隔的金屬敷層的基板B作為面板，與實施例同樣地依常規(guī)方法制作FED。此外，在比較例2中，使用在金屬敷層的分隔部上形成高電阻被覆層的基板C作為面板，與實施例同樣地依常規(guī)方法制作FED。另外，在比較例3中，在具有被分隔的金屬敷層的基板B的分隔部上不形成高電阻被覆層，而直接形成二氧化硅微粒層，使用這樣的基板作為面板制作FED。
用常規(guī)方法測定實施例和比較例1～3分別得到的FED的耐壓特性(放電電壓和放電電流)。測定結(jié)果如表1所示。
〔表1〕

由表1可知，因為實施例所得的FED中，在金屬敷層的分隔部上形成高電阻被覆層，再在其上形成二氧化硅微粒層并分隔Ba吸氣劑膜，所以與不具有這樣的結(jié)構(gòu)的比較例1～3的FED相比，放電電壓顯著提高，而且放電電流值被大幅抑制。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，采用本發(fā)明可以得到大幅提高耐壓特性的、防止異常放電引起的電子發(fā)射元件和熒光面的破壞、劣化的圖像顯示裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)高輝度、高品質(zhì)的顯示。
權(quán)利要求
1.圖像顯示裝置，其特征在于，具備面板、與所述面板相對配置的背板、形成于所述背板上的多個電子發(fā)射元件、形成于所述面板內(nèi)表面的通過從所述電子發(fā)射元件發(fā)射的電子射線發(fā)光的熒光面，所述熒光面具有光吸收層及熒光體層、形成于所述熒光體層上的具有分隔部的金屬敷層、形成于所述金屬敷層的分隔部上的跨著所述分隔部兩側(cè)的金屬敷層的高電阻被覆層、形成于所述高電阻被覆層上的耐熱性微粒層和以膜狀形成于所述金屬敷層上的以所述耐熱性微粒層分隔的吸氣劑層。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征還在于，所述金屬敷層的分隔部位于所述光吸收層的上方。
3.如權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示裝置，其特征還在于，所述高電阻被覆層具有1×103～1×1012Ω/□的表面電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征還在于，所述耐熱性微粒的平均粒徑為5nm～30μm。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征還在于，所述耐熱性微粒為選自SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3的至少一種氧化物微粒。
6.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征還在于，所述吸氣劑層為選自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W、Ba的金屬或以這些金屬中的至少一種作為主要成分的合金的層。
全文摘要
該圖像顯示裝置具備內(nèi)表面形成熒光面的面板(6)和具有多個電子發(fā)射元件的背板，熒光面具有光吸收層(8)及熒光體層(9)、形成于該熒光體層上的具有分隔部(10a)的金屬敷層(10)、形成于該金屬敷層的分隔部上的跨著兩側(cè)的金屬敷層的高電阻被覆層(11)、形成于該高電阻被覆層上的耐熱性微粒層(12)和以膜狀形成于該金屬敷層上的以所述耐熱性微粒層分隔的吸氣劑層(13)。在FED這樣的圖像顯示裝置中，可以提高耐熱特性，防止異常放電引起的電子發(fā)射元件和熒光面的破壞、劣化，實現(xiàn)高輝度、高品質(zhì)的顯示。
文檔編號H01J29/28GK1784762SQ200480012008
公開日2006年6月7日 申請日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月9日
發(fā)明者小柳津剛, 田畑仁, 土屋勇, 伊藤武夫 申請人:株式會社東芝