专利名称：荧光面的形成方法及图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及荧光面的形成方法及具有荧光面的图像显示装置。
背景技术：
以往，阴极射线管(CRT)或场致发射显示器(FED)等图像显示装置广泛采用在荧光层的内表面(与面板相反一侧的表面)形成铝(Al)等金属膜的金属背层方式的荧光面。
此金属膜被称为金属背层，其目的为使利用电子源发射的电子而从荧光体激发出的光中，将朝向电子源一侧前进的光往面板一侧反射以提高亮度，并具有使荧光层带导电性而起到阳极电极的作用。另外，还具有防止因残留在真空外壳内的气体经电离所产生的离子使荧光层受到损伤的功能。
此金属背层通常用下述方法形成，即以旋涂法等在荧光层上形成由硝化纤维素等有机树脂构成的薄膜，再在其上面真空蒸镀铝(Al)，进而经烧结后除去有机物。
另外在日本特开昭63-102139号公报中，提出利用蒸镀法将金属膜形成在预先施加脱模剂的膜片上、再将此金属膜利用粘结剂转印到荧光层上的方法，作为简便的金属背层的形成方法。
不过以过去的方法所形成的荧光面，如图3(a)放大所示，荧光层21的表面粗糙度(凹凸)较大，另外如图3(b)所示，因各色的荧光层21的膜厚差所造成的高度差较大，所以形成在该上面的金属背层的成膜性不好，而在金属背层产生龟裂或针孔。图中，图号21a表示构成荧光层21的荧光体粒子，图号22表示玻璃基板，图号23表示光吸收层(遮光层)。
由于金属背层的龟裂或纹路、针孔等，因而会有荧光面的耐压特性降低等的问题。另外，不易得到高亮度的荧光面，特别是对于在低速电子束范围内区作的FED那样的显示装置，则会产生亮度不均匀的现象。
本发明正是为了解决这些问题，其目的是提供提高金属背层的成膜性并防止发生龟裂或针孔等的荧光面形成方法、以及金属背层效果提高且耐压特性优越、高亮度并能高质量显示的图像显示装置。
发明内容
本发明荧光面的形成方法，包括在面板内表面形成含有热塑性树脂的荧光层的工序，加热加压所述荧光层而将所述热塑性树脂塑化并使荧光层的表面光滑的工序、在表面光滑的所述荧光层上形成金属膜的工序、以及对已形成所述金属膜的面板进行加热处理的工序。
本发明荧光面的形成方法中，期望是使用软化温度为50～350℃的热可塑性树脂。另外，荧光层中其热可塑性树脂的固体成分比为0.05～50重量％较理想。
在使荧光层的表面光滑的工序中，荧光层加热到50～350℃的温度并且以10～10000N/cm2的压力较为理想。再有，在金属膜的形成工序中，是将衬底膜上依次层叠脱模剂层及金属膜以及粘结剂层的转印膜，使所述金属膜隔着粘结剂层与所述荧光层接合，经挤压而粘结后，剥去所述衬底膜，就可以将所述金属膜转印到所述荧光层上。
本发明的图像显示装置，包括在面板的内表面具备以所述荧光面的形成方法所形成的荧光面。再有，本发明图像显示装置的其他形态为，包括具有面板和与所述面板相对配置的后基板的外壳、形成在所述后基板上的多个电子发射元件、与所述后基板相对形成在所述面板上并利用所述电子发射元件所发射的电子束发光的荧光面，所述荧光面为以所述荧光面的形成方法所形成的荧光面。
依据本发明，能够形成没有龟裂或针孔等、特性良好金属背层(金属膜)，得到金属背层效果提高、大幅度提高耐压特性的荧光面。另外因提高荧光层的致密度，所以荧光面的发光亮度提高。
图1为表示本发明第一实施形态所形成的荧光面的状态的剖视图。
图2为具备本发明的实施例1所形成的附有金属背层的荧光面的FED的立体图。
图3为表示用过去的方法所形成的荧光面的状态的剖视图。
元件对照表
1，荧光层1a，荧光体粒子2，玻璃基板3，光吸收层4，后基板5，基板6，表面传导型电子发射元件7，支承框8，面板9，金属背层具体实施方式
下面，说明本发明的实施形态。然而本发明并不限于以下的实施形态。
本发明的第1实施形态中，首先在面板内表面形成一定图形(点状或条状)的光吸收层作为黑矩阵(BM)后，以一定的图形形成含有热可塑性树脂的荧光层。即，以光刻法形成由黑色颜料所形成的例如条状的光吸收层后，在其上面以涂浆法、喷射法、印刷法等涂布ZnS系、Y2O3系、Y2O2S系等各色的荧光体与热可塑性树脂的混合液后加以干燥。然后利用光刻法进行图形形成，以形成红(R)、绿(G)、蓝(B)3色的荧光层图形。
作为热可塑性树脂，若为在后述的加热加压的条件下达到所要求的流动性，且经过金属背层形成后的加热处理(烧结)工序能够分离除去，则没有特别限定种类，都能够使用。特别是期望使用软化温度为50～350℃的热可塑性树脂。作为这种热可塑性树脂，可列举出有聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚苯乙烯、乙基纤维素等。
另外荧光层中热可塑性树脂的比例，其固体成分比例为0.05～50重量％较理想。
接着，加热加压经上述过程所形成的荧光层后，使荧光层的表面光滑。经过加热，荧光层中粘结荧光体粒子的热可塑性树脂产生塑化(可流动)，在该状态下向与荧光层的表面成垂直的方向施加适当的压力，通过这样表面变为光滑。加压方法并没有特别限定，能够采用施加单轴压或静水压的方法、或是以滚筒加压的方法。
在该工序中，比荧光体粒子的流动性或移动性以及玻璃基板的耐热性的观点，加热温度设为50～350℃，更理想则是设为100～250℃，所加压力设为10～10000N/cm2，更理想是设为500～5000N/cm2。当加热温度比50℃还低时，由于荧光层中所含的热可塑性树脂的流动性不充分，所以荧光体粒子与热可塑性树脂牢牢粘结。因而为了将荧光体粒子脱离热塑性树脂的粘结而使其移动，必须加压超过10000N/cm2，此过大的压力对荧光体粒子造成损伤，将有可能大幅度降低亮度。另外当加热温度超过300℃时，为了防止高温造成玻璃基板的变形，而无法充分加压，将产生荧光层表面不够光滑的情况。
经上述过程所得到的荧光面的构造，在图1(a)及图1(b)中放大表示。如图1(a)所示，荧光层1的表面光滑，减小表面的粗糙度，凹凸消失，并且如图1(b)所示，减少各色荧光层1之间的高度差。另外，经这样的强制性加压，荧光层1内其荧光体粒子1a的致密度(充填充)也提高。图中，图号2表示玻璃基板，图号3表示光吸收层。
然后，在表面光滑的荧光层上形成金属背层。为了形成金属背层，例如可以采用在由旋涂法所形成的硝化纤维素等有机树脂构成的薄膜上真空蒸镀Al等、再经烧结而除去有机物的方法。
另外也可以利用以下所示的转印膜形成金属背层。
转印膜具有在聚酯树脂等衬底膜上隔着脱模剂及根据需要再隔着保护膜、依次层叠Al等金属膜和粘结剂层的构造。配置此转印膜使粘结剂层与荧光层接合，进行挤压。挤压方式包括有打印方式、滚筒方式等。经此过程挤压转印膜并粘结后剥去衬底膜，通过这样将金属膜转印到荧光层上。接着，将已转印金属膜的面板加热到450℃左右的温度进行烧结后，分解除去有机成分。经由加热处理，含在荧光层中的热可塑性树脂也被分解除去。
经此过程，能够形成没有龟裂或针孔等、特性良好的金属背层(金属膜)，得到提高金属层效果、大幅度提高耐压特性的荧光面。再有，因提高荧光层的致密，所以提高荧光面的发光亮度。然后，以这种方法将荧光面形成在面板内表面，通过这样能够得到提高金属背层的效果、耐压特性优越、能高亮度且高质量显示的图像显示装置。
下面，说明本发明的具体实施例。
<实施例1>
首先分别调制以下组成的蓝色荧光体浆料、绿色荧光体浆料、红色荧光体浆料。
(蓝色荧光体浆料)纯水 40.0重量比率(以下只以比率表示)蓝色荧光体(ZnS∶AgCl) 44.0比率聚乙烯醇 15.5比率重铬酸钠(10％溶液) 0.5比率(绿色荧光体浆料)纯水 40.0比率绿色荧光体(ZnS∶CU，Al)44.0比率聚乙烯醇 15.5比率重铬酸钠(10％溶液) 0.5比率(红色荧光体浆料)纯水 40.0比率红色荧光体(Y2O2S∶Eu) 44.0比率聚乙烯醇 15.5比率重铬酸钠(10％溶液) 0.5比率然后，在预先在规定位置形成由黑色颜料形成的条状光吸收层(BM)的玻璃基板上，利用旋涂机涂布上述各色的荧光体浆料，经干燥后，以水银灯对一定的位置曝光后加以显影，从而将红(R)、绿(G)、蓝各色的荧光层形成为条状图形。
将经过程所形成的荧光面加热到150℃，并且以单轴压经30秒钟加压900N/cm2后，分别测定荧光面的表面粗糙度及各色荧光层的膜厚差(最大值)。
接着，在该上面如以下所示形成金属背层。即，在加热加压处理后的荧光面上涂布以丙烯树脂为主成分的有机树脂溶液后，加以干燥，形成有机树脂层后，在其上面经由真空蒸镀形成Al膜。接着。以450℃的温度经30分钟加热烧结上述的附有金属背层的荧光面。分解除去有机成分后，检测评比Al膜有无龟裂、针孔的状态。
将实施例1及比较例1的测定评比结果示于表1中。另外，Al膜完全没有龟裂、针孔的状态图◎，实用上没有问题的状态图○，实用上其他的特性恶化会成为问题的状态图△，不可实用则图×。
然后，使用具有实施例1及比较例1这样所得到的附有金属敷膜的荧光面的面板，以通常的方法法制成FED。首先，将基板上呈矩阵状形成多个表面传导电子发射元件的电子产生源固定于玻璃基板，制成后基板。接着，将此后基板与前述面板隔着支承框相对配置，以焊料玻璃封接后，进行真空排气、密封等必要的处理，而完成具有图2所示基板，图6表示表面传导型电子发射元件，图号7表示支承框，图号8表示面板，图号9表示已形成金属背层之荧光面。
以通常的方法法测定评比经上述过程得到的FED的耐压特性。评比结果示于表1的下栏中。耐压特性从良好到不可实用分别以◎、○、△、×的4级进行评比。评比为○则达到能使用的程度。
<实施例2>
首先，分别调制以下组成的蓝色荧光体浆料、绿色荧光体浆料、红色荧光体浆料。
(蓝色荧光体浆料)丁基乙酸卡必醇酯 50.0比率蓝色荧光体(ZnS∶AgAl) 4.0比率乙基纤维素46.0比率(绿色荧光体浆料)丁基乙酸卡必醇酯 50.0比率绿色荧光体(ZnS∶CU，Al) 4.0比率乙基纤维素46.0比率(红色荧光体浆料)丁基乙酸卡必醇酯 50.0比率红色荧光体(Y2O2S∶Eu) 4.0比率乙基纤维素46.0比率接着，在预先规定位置已形成由黑色颜料形成的条状光吸收层(BM)的玻璃基板上，以丝网印刷法涂布上述各色的荧光体浆料加以干燥，通过这样将红(R)、绿(G)、蓝(B)各色的荧光层形成为条状。
将经此过程所形成的荧光面加热到150℃的温度，同时经经由滚筒以1m/分的速度进行980N/cm2的加压后，在荧光面上与实施例1同样地形成金属背层。
接着，以450℃经30分钟加热烧结上述的附有金属背层的荧光面，分解除去有机成分后，检测评比Al膜有无龟裂、针孔等的状态。
另外，作为比较例2，是未对与实施例2同样形成的荧光面施加加热加压处理，照原来的状态测定荧光面的表面粗糙度及各色荧光层的膜厚差，并且在荧光面上，与实施例2同样地形成金属背层并加以烧结。检测评比经此过程形成金属背层(Al膜)的龟裂、针孔状态。实施例2及比较例2的测定评比结果示于表1中。
然后，使用具有实施例2及比较例2得到的附有金属背层的荧光面的面板，与实施例1同样地制成FED。以通常的方法测定评比经此过程所得到的FED的耐压特性。评比结果示于表1的下栏中。
<实施例3>
将实施例2所形成的荧光面加热到150℃，同时经由滚筒以1m/分的速度进行980N/cm2的加压后，在其上面以转印方式形成金属背层。
即，配置在聚酯树脂的衬底膜上隔着脱模剂层层叠Al膜、再在其上面涂布形成粘结剂层的转印膜，使粘结剂层与经加热加压处理后的荧光面接合，纵上面利用加热滚筒挤压，使其贴紧后，剥去衬底膜，从而在荧光面上粘结Al膜。
接着，以450℃经30分钟加热烧结已转印上述Al膜的荧光面，分解除去有机成分后，检测评比Al膜有无龟裂、针孔等的状态。
另外，作为比较例3，对与实施例2同样形成的荧光面，未施加加热加压处理，照原来的状态与实施例3同样以转印方式形成金属背层后加以烧结。检测评比经此过程所形成金属背层(Al膜)的龟裂、针孔状态。这些的评比结果示于表1中。
然后，使用具有实施例3及比较例3所得到的附有金属敷膜的荧光面的面板，与实施例1同样地制成FED。以通常的方法测定评比经此过程所得到的FED的耐压特性。评比结果示于表1的下栏中。
<表1>
从表1的结果得知，实施例1～3中所形成的附有Al膜的荧光面，与比较例1～3所形成的荧光面作比较，Al膜没有龟裂、针孔等，提高了成膜性。而且得知，具有这样的Al膜作为金属背层的荧光面大幅度提高了耐压特性。
工业上的可实用性如上所述，依据本发明荧光面的形成方法，由于经加热同时加压含有热可塑性树脂的荧光层，能够不致对荧光体造成损伤，可大幅度降低荧光层的表面粗糙度因各荧光层间的膜厚差所造成的高度差，使荧光层表面光滑，所以可使形成在该层上面的金属背层的成膜性提高，得到没有龟裂、针孔等的良好金属背层。
因此，具有这样荧光面的图像显示装置，能够大幅度改善耐压特性，还能实现高亮度恶化的显示。特别是对于低电压驱动的显示装置，能够得到没有亮度不均匀的高质量的显示。
权利要求
1.一种荧光面的形成方法，其特征在于，包括下述工序在面板内表面形成含有热可塑性树脂的荧光层的工序，加热同时加压所述荧光层而使所述热可塑性树脂塑化、让荧光层的表面光滑的工序，在表面已光滑的前所述荧光层上形成金属膜的工序，以及加热处理已形成所述金属膜的面板的工序。
2.如权利要求1所述的荧光面的形成方法，其特征在于，所述热可塑性树脂是软化温度为50～350℃的热塑性树脂。
3.如权利要求1所述的荧光面的形成方法，其特征在于，所述荧光层以0.05～50重量％的比例(固体成份之比)含有所述热可塑性树脂。
4.如权利要求1至3任一项所述的荧光面的形成方法，其特征在于，所述荧光层的表面光滑的工序中，该荧光层加热到50～350℃的温度同时以10～10000N/cm2的压力加压。
5.如权利要求1所述的荧光面的形成方法，其特征在于，所述金属膜的形成工序中，配置在衬底膜上依次层叠脱膜剂层及金属膜以及粘结剂层的转印膜，使所述金属膜隔着粘结剂层与所述荧光层接合，经挤压粘结后，剥去所述衬底膜，这样将所述金属膜转印到所述荧光层上。
6.一种图像显示装置，其特征在于，在面板内表面具备利用权利要求1至5任一项所述的方法所形成的荧光面。
7.一种图像显示装置，其特征在于，包括具有面板和与该面板相对配置的后基板的外壳、形成在所述后基板上的多个电了发射元件、与所述后基板相对形成在所述面板上并利用所述电子发射元件所发射的电子束发光的荧光面，所述荧光面为利用权利要求1至5任一项所述的方法所形成的荧光面。
全文摘要
本发明荧光面的形成方法具备在面板内表面形成含有热可塑性树脂的荧光层的工序、将所述荧光层体层加热而使所述热可塑性树脂塑化并使该荧光层的表面光滑的工序、以及在表面光滑的所述荧光层上形成金属膜并加热处理面板的工序。使用软化温度为50～350℃的热可塑性树脂，构成为此种热可塑性树脂以0.05～50重量％的固体成分比含在荧光层。加热加压条件则是50～350℃的温度、10～10000N/cm2的压力较为理想。依据此方法，提高金属背层的成膜性，防止金属背层的龟裂或针孔。
文档编号H01J9/227GK1507644SQ02809749
公开日2004年6月23日 申请日期2002年5月9日 优先权日2001年5月10日
发明者伊藤武夫, 小柳津刚, 田中肇, 中泽知子, 三上启, 田畑仁, 刚, 子 申请人:株式会社东芝