专利名称：显示面及其制造方法
技术领域：
本发明涉及彩色显像管等等显示装置中用的显示面及其制造方法。
在阳极射线管和彩色电视接收机的阴极射线管荧光屏内面处，形成有呈红、蓝、绿色的发光颜色的点状或线条状等等形状的荧光体层。用电子束冲击该荧光体层，便可使荧光体层发光而显示出图像。为了能提高对比度，色纯度等等的图像显示特性，已有人对原有的荧光体层作了种种改进。例如，在阳极射线管荧光屏和荧光体层之间，可为附装有滤波器的荧光体层，且后者中设置有具有与荧光体层发光颜色相同的颜料层。这种附装有滤光器的荧光体层可分别吸收外部入射光中的不同颜色，如红色颜料吸收其中的绿色光和蓝色光，蓝色颜料吸收绿色光和红色光，而绿色颜料吸收蓝色光和红色光。因此，使用这种附装有滤光器的荧光体层，可提高显示装置的对比度、色纯度。
为了能衰减外部光反射成分，提高对比度，往往用形成有荧光体层的控制板基板，用作原有的光透射率较低的阴极射线荧光屏，所谓的色度基板和暗淡基板。由于这种附装有滤光器的荧光体层，具有可衰减外部光反射成分的滤光器的功能，所以能适用于光透射率良好的阴极射线管荧光屏。这种附装有滤光器的荧光体层为，比如说由特开平5-27008号公报所公开的那种荧光体层。然而，当将附装有滤光器的荧光体层用于光透射率良好的阴极射线管荧光屏，由于其黑色颜料粒子表面产生的光散射反射，又会出现黑底显示不出充分的黑色的新问题。
黑底是用，比如说0.5μm的石墨微粒形成的。而且，这种黑底一般是用下述方式形成的，即在相对应于阴极射线管荧光屏内面上的各种颜色的位置处形成保护层，在含有该保护层的整个区域中涂覆石墨微粒的分散液，并使其干燥，除去保护层及其上的石墨微粒。
本发明的第一目的，是通过形成可获得足够黑色的黑底的方式，获得对比度，色纯度和辉度良好的显示面。
本发明的第二目的，是提供一种制作形成有足够黑度的黑底的、对比度、色纯度和辉度良好的显示面的制作方法。
为了能解决上述问题，本发明的第一方面是提供一种显示面，它具有基板，和形成在基板上的呈点状和线条状的若干个孔洞的黑底，且前述黑底，是由含有平均粒径为0.01-0.2μm的颜料微粒的微粒颜料层，以及形成在前述微粒颜料层上的，含有平均粒径为0.2-5的黑色颜料粒子的黑色颜料层构成的叠层体。
本发明的第二方面是要提供一种显示面的制造方法，它具有在基板上涂覆、干燥保护层的保护用涂覆膜形成工序，用布线图案形成方式在保护用涂覆膜上形成若干个点状和线条状的保护层图案形成工序，用含有平均粒径为0.01-0.2μm的颜料微粒的溶液进行涂覆、干燥，以形成微粒颜料层的工序，在前述微粒颜料层上涂覆、干燥含有平均粒径为0.2-5μm的黑色颜料粒子的黑色颜料溶液，形成微粒颜料层和黑色颜料层的叠层体的工序，以及在前述叠层体上适当使用保护层分解剂，在分解保护层图案的同时，剥离保护层图案上的前述叠层体，在前述叠层体中形成若干个呈点状或线条状的孔洞的工序。
本发明的实施形式是若采用本发明第一方面，则可提供一种具有基板，形成在基板上的呈点状或线条状的若干个孔洞、含有平均粒径为0.2-5μm的黑色颜料的黑色颜料层的显示面，且在黑色颜料层和基板之间，设置有与黑色颜料层形状相同的、含有平均粒径为0.005-0.2μm的颜料微粒的微粒颜料层。
该显示面中的微粒颜料层和黑色颜料层的叠层体，形成有呈点状或线条状的若干个孔洞，基本上构成为黑底。黑色颜料层基本上由用于常规黑底的平均粒径为0.2-5μm大小的黑色颜料构成。微粒颜料层基本上由此黑色颜料粒子小的平均粒径为0.005-0.2μm的微粒构成。将平均粒径为0.2-5μm的黑色颜料直接形成在基板上时，会产生漫射反射，而呈白色。然而，平均粒径为0.005-0.2μm的颜料微粒具有防止反射效果，而不会产生表面反射，所以夹装有颜料微粒时，基板表面不会发生漫射反射。
这种显示方面，通过在孔洞内设置，比如说用作彩色微粒颜料层的红、蓝、绿的的微粒颜料层，在其上设置可发出与各微粒颜料层颜色相同的光的荧光体层的方式，可以用作彩色阴极射线管显示面。
使用本发明的显示面的彩色阴极射线管，即使使用光透射率较高的基板，其黑底也不会呈白色，所以不会降低对比度，且可以提高其辉度。而且，由于微粒颜料层的效果，故可抑制显示面的外部光所反射，使对比度和色纯度良好。
本发明的第二方面，表示的是形成本发明第一方面的形成方法的一个实例，且该方法按下述顺序实施。首先，在基板上涂覆保护层，形成干燥后的保护涂覆膜，在保护涂覆膜上进行布线图案制作，形成呈若干点状或线条状的保护层图案。随后，涂覆、干燥含有平均粒径为0.005-0.2μm的颜料微粒的溶液，形成微粒颜料层。在所获得的微粒颜料层上，涂覆、干燥含有平均粒径为0.2-5μm的黑色颜料粒子的黑色颜料溶液，以形成微粒颜料层和黑色颜料层的叠层体。
若采用本发明，可以在具有按这种方式获得的叠层体的基板上，涂覆、干燥含有平均粒径为0.005-0.2μm的彩色颜料粒子的溶液，形成彩色颜料液涂覆膜，随后进行曝光、显像以形成布线图案，并在前述孔洞内按任意顺序形成彩色微粒颜料层。
而且，利用淤浆法，在彩色微粒颜料层上按任意顺序形成可发出与所获得的彩色微粒颜料层颜色相同的光的荧光体，使可以形成荧光面。
本发明所用的颜料微粒，可以是，比如说黑色颜料，彩色颜料和二氧化硅等等。
用作颜料微粒中的黑色颜料，可以是诸如金属氧化物等等，而彩色颜料可以是钴蓝，钴绿，氧化铁等等颜料。
在微粒颜料层中使用的不产生漫射的粒子粒径在200nm即0.2μm以下。可按下式求出会产生光漫射的粒径d。
d＝λ/2。
由于此时的可见光最短波长λ为400nm，将其代入，有d＝400nm/2＝200nm＝0.2μm。
因此，颜料微粒的平均粒径取为0.005-0.2μm，取为0.01-0.15μm更好些。平均粒径越小，其光学透明性越好，但从涂覆溶液的分散性考虑，平均粒径应大于0.005μm，最好应大于0.01μm，且其小于0.15μm时能确实抑制住光漫射。而且，颜料微粒和形成在其上的黑色颜料粒子的粒径比，最好在0.5以下。
若采用本发明，微粒颜料层可由涂覆、干燥含有颜料微粒的溶液的方式形成。该溶液为基本上由颜料微粒和分散剂构成的悬浊液，且可以添加有改善涂覆性用的界面活性剂，提高附着力的PVA、PVP等等的水溶性高分子，和丙烯悬浊液，或是胶质二氧化硅等等的无机微粒二氧化硅，氧化铝等等。
黑色颜料层也可使用含有同样的分散剂和添加剂的溶液。
若举例来说，分散剂可以是丙烯酸类，丙烯-苯乙烯类，丙烯共聚物，高分子多羧酸类等等材料。
保护层材料可以是铬酸盐/聚乙烯醇类，重氮基盐/聚乙烯醇类，スチバソル类，铬酸盐/酪肮类等等材料。
分解该保护层的保护层分解液可以是氨基磺酸，硫酸、硝酸等等的酸类，以及过氧化氢，过锰酸钾，过碘酸钾，过碘酸钠等过氧化物。
下面参考
本发明的技术效果。
黑底本来是为不使光透过的目的使用的。为增大光衰减效果，提高吸收效果，膜最好较厚。为使膜厚较厚而增加光吸收效果，可在黑底中使用粒径较大的颜料粒子。然而，若使用粒径较大的颜料粒了，粒子表面会产生较多的漫射光，当有外部光射入时，会出现因这种漫射反射所产生的画面白化，对比度下降等等问题。
图1(a)和(b)为用于说明本发明作用效果的模型性示意图。图1(a)为表示原有显示面中使用的黑底和基板的样式的模型图，图1(b)为表示本发明的显示面中的黑底和基板的样式的模型图。
如图1(a)所示，原有的显示面，是在基板1上形成有粒径较大的黑色颜料粒子2的薄层，则在，比如说由平板玻璃1上的、构成黑底2的颜料粒子2的表面，会相对于外部光3产生漫射反射4。
然而在图1(b)中，由于在平板玻璃1和颜料粒子2同夹有平均粒径小于颜料粒子2的超微粒子颜料层5，且因超微粒子颜料层5不产生漫射反射，其波光作用可大大减少颜料粒子2的漫射反射，所以这时的漫射反射4要比图1(a)所示的情况大大降低。
图2(a)和(b)是用于说明本发明最佳形式的作用效果的模型性示意图。图2(a)为表示原有显示面中用的另一种式样的黑底和基板的模式图。图2(b)为表示用于本发明显示面的黑底和基板的另一种式样的模型图，如图2(a)所示，原先存在有黑底1的内表面反射6，而如图2(b)所示，本发明用使超微粒子层5的膜厚为0.01-0.5μm方式，便可以抑制黑底1的内表面反射6。
图3(a)和(b)为说明本发明的另一最佳形式的作用效果的模型图。图3(a)为表示用于原有显示面中的又一种黑底实例和基板的式样的模型图。图3(b)为表示用于本发明的显示面的黑底和基板的又一种式样的模型图。
在图3(a)所示的显示面中，在整个阴极射线荧光屏1上形成有含有氧化硅类微粒的内表面反射防止膜7，并在该内表面反射防止膜7上形成有黑底的黑色颜料粒子2。该内表面反射防止膜7，利用的是反射光的干涉效果。如图3(a)中箭头6所示，在黑色颜料粒子2与内表面反射防止膜7相接触的分界部分，满足无反射条件，而在不与分界部分相接的大部分区域，则如箭头4所示，不满足无反射条件，会产生漫射。因此，对于设置有如图3(a)所示的内表面反射防止膜的显示面往往会对外部光产生大量漫射，而使对比度恶化。
在图3(b)所示的显示面中，黑底为由微粒颜料层8和形成在其上的黑色颜料层2构成的双层结构。在显示面中，如图3(b)中箭头6所示，在黑色颜料粒子2与微粒颜料层8相接的分界部分，因满足无反射条件，故具有不产生反射的效果。而在不相接的大部分区域中，如箭头4所示，不满足无反射条件，而会产生漫射，但微粒颜料层8具有可吸收这种漫射光的效果。这样，在按本发明最佳形式构造的显示面中，利用上述两种效果，便可良好地抑制外部光的反射，进而改善其对比度。
为获得非常黑的黑底，该膜应相当厚，为此，应使用不具有透明性的、粒径在0.2μm以上的黑色颜料粒子。在这儿，粒子不具有透明性，是指它不产生漫反射。当黑色颜料粒子大于5μm时，往往会产生，比如说孔洞脱落，热裂特性下降等等布线图案特性下降的问题。因此，设置在微粒颜料层上的黑色颜料层中使用的黑色颜料的平均粒径可为0.2-5μm。若从黑色和热裂特性的稳定性考虑，黑色颜料的平均粒径为0.4-2μm更好些。
由于本发明中使用的保护层分解液，具有可对微粒颜料层和黑色颜料层施加影响而剥离出保护层图案的性质，所以即使黑底为双层构造，也可以用原有的常规布线图案成形方式进行制作。
图1(a)和(b)为说明本发明的作用效果的模型图，其中图1(a)表示的为原有实例。图1(b)表示的为本发明的显示面。
图2(a)和(b)为说明本发明的另一种作用效果的模型图，其中图2(a)表示的为原有实例，图2(b)表示的为本发明的显示面。
图3(a)和(b)为说明本发明的又一种作用效果的模型图，其中图3(a)表示的为原有实例，图3(b)表示的为本发明的显示面。
图4(a)至(d)示出了本发明的方法的一实施例的工序图。
图5为表示原有的黑底的一个实例的示意图。
图6(a)至(c)为用于说明原有的黑底制造方法的一个实例的示意图。
图7为本发明的显示面中的荧光面的示意图。
在图中，1···基板2···黑色颜料层的颜料粒子5、8···微粒颜料层11···基板12···保护层布线图案13···第一微粒颜料层14···第二颜料层下面参考附图，详细地说明本发明。
图4(a)至(d)示出了本发明的方法的一实施例的工序图。
实施例1首先按下列组分准备光致抗蚀膜溶液。<光致抗蚀膜溶液>
聚乙烯吡咯烷酮 3重量％二叠氮类架桥剂 0.20重量％界面活性剂 0.01重量％硅烷类附着辅助剂0.01重量％纯水其余然后，涂覆、干燥这种光致抗蚀膜溶液，用高压水银灯通过遮屏对预定图案进行曝光，显影，在，比如说由平板玻璃构成的基板1上形成保护层(抗蚀膜)图案12(参见图4(a))。
随后，按下述组分准备含有呈微粒状的第一颜料和形成在其上的第二颜料的溶液。<含有第一颜料微粒的溶液>
第一颜料粒子Cu，Fe，Mn的氧化物(平均粒径为0.05μm) 1.0重量％分散剂聚丙烯酸共聚体的氨盐(デイスベツクGA-40(アライド·コロイド社出品))1.0重量％纯水余量<含有第二颜料粒子的溶液>
第二颜料粒子石墨(平均粒径为1μm(日本アチソン社出品)) 15重量％纯水余量在基板11和保护层图案12上涂覆干燥含有第一颜料微粒的溶液，形成如图4(b)所示的，膜厚为0.1μm的第一微粒颜料层13。随后，在第一微粒颜料层13上涂覆干燥含有第二颜料粒子的溶液，如图4(c)所示，形成膜厚为2μm的第二颜料层14。
然后，涂覆由10％的氨基磺酸构成的保护层分解液，并剥离保护层图案12，如图4(d)所示，形成第一微粒颜料层13和第二颜料层14的叠层构造的图案。
(实施例2)用除微粒颜料层13的膜厚取为0.6μm之外，其它与第一实施例全同的方式，形成黑底。
(实施例3)含有颜料微粒的溶液，按与实施例1不同的下述组分制备。
<含有微粒的溶液>
第一颜料微粒氧化铁(平均粒径为0.01μm) 1.0重量％分散剂聚丙烯酸共聚体的氨盐(デイスベツクGA-40(アライド·コロイド社制造)1.0重量％纯水余量使用含有该第一颜料微粒的溶液，在其它均与实施例1相同的条件下，形成黑底。
(实施例4)含有第一颜料微粒的溶液，按与实施例1中不同的下述组分制备。
<含有第一颜料微粒的溶液>
第一颜料微粒钴盐 2.0重量％(平均粒径为0.03μm)分散剂聚丙烯酸共聚体的氨盐(デイスベツクGA-40(アライド·コロイド社制造))2.0重量％纯水 余量使用含有该第一颜料微粒的溶液，在该第一微粒颜料层13的膜厚为0.2μm之外的均与实例1相同的条件下，形成黑底。
(比较例1)图5为表示原有的黑底的一个实例的示意图。为与其它实施例相比较，这儿是如图5所示，在基板11上形成包含有由平均粒径为1μm的石墨构成的颜料粒子的，膜厚为2μm的颜料层31的布线图案，而构成黑底。
(比较例2)图6(a)至(c)为说明黑底制造工序的一个实例的示意图。涂覆、干燥与实施例1中用过的相同的光致抗蚀膜溶液，用高压水银灯通过遮屏对预定图案进行曝光、湿影，如图6(a)所示，在，比如说由平板玻璃构成的基板11上，形成保护层图案12。
然后，将和实施例1中相同的含有第一颜料微粒的溶液和含有第二颜料粒子的溶液按1∶2的比例制成混合溶液，在基板11和保护层图案12上涂覆、干燥这种溶液，形成如图6(b)所示的、膜厚为2μm的颜料层21。
用与实施例1相同的保护膜分解液进行涂覆，并剥离掉保护层图案12，如图6(c)所示，形成颜料层21的布线图案，从而制成所预期的黑底。
对上述各例，进行相对于外部光的漫射反射和基板11的内表面反射的研究，其结果如下。
表1
在表中，漫射反射、内表面反射大为改善的标为○，有所改善的标为△，与原来程度相同甚至更差的标为×。
如表1所示，在实施例1-4中，因存在有含有平均粒径为0.01-0.2μm的微粒的微粒颜料层13，故如图1(a)所示，没有相对于外部光的漫射反射，且这一点与微粒颜色无关。特别是在实施例1、3、4中，由于微粒颜料层13的膜厚在0.1-0.4μm范围内，故还可如图2(a)所示，抑制基板11的内表面反射。在比较例2中，因在颜料层21内混合有微粒和黑色颜料粒子，所以虽和比较例1相比，可改善漫射反射及内表面反射，但仍比实施例1、3、4的效果差。其原因在于在基板11和黑色颜料粒子间并非整个地存在有颜料微粒。
在实施例1-4中，通过保护层分解液的作用，并不是单个地在微粒颜料层13和黑色颜料层14上形成布线图案，而是一次在微粒颜料层13和黑色颜料层14的叠层构造上形成图案。
可以实施例1-4的黑底为基础，如图7所示，按通常的方式，在形成蓝色颜料层41，绿色颜料层42和红色颜料层43之后，再分别在蓝色颜料层41，绿色颜料层42和红色颜料层43上，形成与其相应的蓝色荧光体层44，绿色荧光体层45和红色荧光体层46，从而获得所期望的附装有滤光器的荧光体层。
使用由这种方式制得的附装有滤光器的荧光体层的彩色阴极射线管，由于改善了黑底，故可获得优异的对比度和色纯度。
在这儿，是以适用于附装有滤光器的荧光体层的实例来说明本发明的，但本发明并非仅限于此，不言而喻，本发明也适用于无滤光器的荧光体层等等。
由以上说明可知，若采用本发明，通过在通常粒径的黑色颜料层和基板间设置微粒颜料层的方式，可抑制对外部光的漫射反射和内表面反射，从而可使黑底非常黑。由于黑底呈足够的黑色，所以其光吸收效果良好，从而可获得高对比度的显示面。
将这种黑底用在高光透射率的基板上，而形成显示面时，可以抑制外部光反射，获得良好的色纯度，同时不会使对比度下降，从而能获得高辉度的图像。
权利要求
1.一种具有基板，形成在前述基板上的、有呈点状或线条状的若干个孔洞的黑底的显示面，其特征在于前述黑底为由含有平均粒径为0.005-0.2μm的颜料微粒的微粒颜料层13，以及形成在前述微粒颜料层上的、含有平均粒径为0.2-5μm的黑色颜料粒子的黑色颜料层构成的叠层体。
2.如权利要求1所述的显示面，其特征在于前述孔洞呈矩形，圆形等形状。
3.如权利要求1所述的显示面，其特征在于前述颜料微粒的平均粒径为0.01-0.15μm。
4.如权利要求1所述的显示面，其特征在于前述微粒颜料层的膜厚为0.01-0.5μm。
5.如权利要求1所述的显示面，其特征在于前述颜料微粒是由黑色颜料粒子，彩色颜料粒子和氧化硅类粒子中选出的至少一种。
6.如权利要求1所述的显示面，其特征在于前述颜料微粒的平均粒径和前述黑色颜料粒子平均粒径的粒径比小于0.5。
7.一种显示面制造方法，它具有下述工序，在基板11上涂覆、干燥保护层的形成保护涂覆膜的工序，在保护涂覆膜上用图案形成方式形成若干个呈点状或线条状的保护层图案，涂覆、干燥含有平均粒径为0.005-0.2μm的颜料微粒的溶液而形成微粒颜料层13的工序，在前述微粒颜料层上涂覆、干燥含有平均粒径为0.2-5μm的黑色颜料粒子的黑色颜料溶液而形成黑色颜料层，从而获得微粒颜料层和黑色颜料层14的叠层体的工序，在前述叠层体上适当使用保护层分解剂，分解保护层图案同时剥离保护层图案上的叠层体，从而在前述叠层体中形成若干个呈点状或条状的孔洞的工序。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于前述孔洞呈矩形、圆形等形状。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于前述颜料微粒的平均粒径为0.01-0.15μm。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于前述微料颜料层的膜厚为0.05-0.5μm之间。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于前述颜料微粒是由黑色颜料粒子，彩色颜料粒子和氧化硅类粒子中选出的至少一种。
全文摘要
本发明的目的是使显示面的黑底非常地黑，从而提高其对比度特性。其解决方式是，使形成在基板1上的黑底，由黑色颜料粒子2构成的层和形成在其基板侧的微粒颜料层5构成。形成在基板侧的微粒颜料层，因粒径较小而不会对外部光产生漫射反射，且由于黑色颜料粒子可衰减漫射反射光6，故可以提高对比度特性。
文档编号H01J9/227GK1130300SQ9511316
公开日1996年9月4日 申请日期1995年12月25日 优先权日1994年12月26日
发明者伊藤武夫, 松田秀三, 田中肇, 中泽知子 申请人:株式会社东芝