专利名称：附有金属背层的荧光面的形成方法及图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及附有金属背层的荧光面的形成方法、以及具有附有金属背层的荧光面的图像显示装置。
背景技术：
以往，在阴极射线管(CRT)或场致发射显示器(FED)等图像显示装置中，广泛采用在荧光体层的内表面(与面板相反一侧的表面)上形成有金属膜的金属背层方式的荧光面。
该金属膜，称作金属背层，其目的在于，使利用电子源发射的电子而从荧光体所激发出的光中，将朝电子源一侧前进的光往面板一侧反射而提高亮度，以及使荧光体层具有导电性起到阳极电极的作用。此外还具有防止荧光体层因真空外壳内残留气体电离所产生的离子而受到损伤的功能。
可是，尤其是FED，具有荧光面的面板与具有电子发射元件的后基板之间的间隙(gan)很窄，约为1一数mm左右，因在该极窄的间隙上施加约10kV左右的高电压而形成强电场，故若长时间形成图像，则会有容易发生放电(真空电弧放电)的问题。
而当此种异常放电发生时，因有相当于数安培至数百安培的放电电流瞬时流过。阴极部的电子发射元件和阳极部的荧光面会遭到破坏，或是受到损伤。
为了减轻异常放电造成的损伤，在作为阳极电极使用的金属背层(导电膜)上设置间隙，并形成锯齿状(蛇行形状)或漩涡状(螺旋状)，上述这项技术在日本特开2000-311642、日本特开2000-251797、日本特开2000-326583等中提出。而且，作为将阳极电极加工形成锯齿状等的方法，提出以激光进行切断或以金属遮罩进行蒸踱的方法。
可是，对于所述的图像显示装置存在的问题是，为了对阳极电极进行切断加工，不仅需要激光发生装置等昂贵的大型装置，而且阳极部和阴极部之间的放电问题改善效果亦不明显。
本发明正是为了解决这些问题，目的在于提供防止放电而导致电子发射元件和荧光面破坏或劣化的附有金属背层的荧光面的形成方法，及抑制了亮度劣化并可高亮度、高质量显示的图像显示装置。
发明内容
本发明的附有金属背层的荧光面的形成方法，包括在面板内表面上形成使光吸收层与荧光层以规定图形排列的荧光面的工序，在所述荧光面上形成金履膜的工序，以及使用溶解或氧化所述金属膜的溶液将所述金属膜的规定区域去除或使其形成高电阻的工序。
本发明的图像显示装置，包括以前述附有金属背层的荧光面的形成方法所形成的附有金属背层的荧光面。
又，本发明的图像显示装置的其他形态，包括具有面板与和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子发射元件，以及在所述面板上和所述后基板相对地形成并利用所述电子发射元件所发射的电子束而发光的荧光面，所述荧光面是以所述附有金属背层的荧光面的形成方法所形成的附有金属背层的荧光面。
本发明的附有金属背层的荧光面的形成方法中，位于光吸收层的上的金属膜区域的至少一部份，可被溶解或氧化金属膜的溶液所覆盖。而溶解或氧化金属膜的溶液，可使用pH值为5.5以下的酸性溶液或pH值为9以上的碱性溶液。
又，金属膜的一部份被除去或高电阻后，其残留端部就可覆盖具有粘结性的绝缘性或高电阻的无机材料。甚至，可使用在pH值为5.5以下的酸性溶液或pH值为9以上的碱性溶液中添加具有粘结性的绝缘性或高电阻的无机材料所形成的混合液，作为溶解或氧化金属膜的溶液，在将被该混合液涂布的部分的金属膜去除或形成高电阻的同时，让所述无机材料覆盖在该金属膜的残留端部上。
本发明的附有金属背层的荧光面的形成方法中，将形成在荧光面上的金属膜的规定区域，通过用溶解或氧化金属膜的溶液处理，被该溶液处理过的部分的金属膜，会被溶解而去除，或变成高电阻值的氧化物。其结果为，在以该金属膜作为阳极电极的图像显示装置中，除了可抑制产生放电，还能够抑制产生放电时的放电电流的峰值。而且，此种使放电时放出的能量最大值降低的结果，可防止电子发射元件和荧光面受到破坏、损伤或劣化。
附图简单说明
图1表示本发明的第1实施形态所形成的附有金属背层的荧光面的构造示意图。
图2表示将第1实施形态的附有金属背层的荧光面作为阳极电极的FED的构造剖面图。
图3表示具有第1实施形态的附有金属背层的荧光面的FED中，放电电流随时间变化的曲线图。
图4表示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彩色FED的立体图。
元件表1玻璃基板(面板)2光吸收层(遮光层)3荧光体层4Al膜类的金属膜(金属背层)5高电阻部分6附有金属背层的荧光面7面板8电子发射元件9后基板10后基板11基板12表面传导型电子发射元件13支持框14面板15附有金属背层的荧光面具体实施方式
下面将说明本发明的理想实施形态。此外，本发明并不限定于以下的实施形态。
本发明的第1实施形态中，首先，在面板的内表面，以光刻法形成由黑色颜料所形成的规定图形(例如条状)光吸收层后，再于其上将ZnS系、Y2O2系、Y2O2S系等荧光液以涂浆法(Slurry法)等进行涂布，在干燥后，使用光刻法形成图形，形成红(R)、绿(G)、蓝(B)的3色荧光体层。此外，各色的荧光体层的形成，亦可以喷雾法或印刷法进行。而即使在此类喷雾法或印刷法中，亦可根据需要而同时采用以光刻法形成的图形。
接着，在如上形成的荧光面上，形成金属背层。为了形成金属背层，可以采用下述的方法，即例如可在以旋涂法形成的硝化纤维素等有机树脂所形成的薄膜上，利用真空蒸镀形成铝(Al)等金属膜，再将其烧结而去除有机物。又，亦可如以下所示，使用转印薄膜来形成金属背层。
转印薄膜具有衬底薄膜上隔着脱模剂层(根据需要可设保护膜)将Al等金属膜与粘结剂层依次层叠的结构，配置该转印薄膜，使其接着剂层接触荧光体层并进行加压处理。加压方式有冲印式或滚筒式等。如此只要将转印薄膜加压使金属膜接着，再将衬底薄膜剥离，便可将金属膜转印至荧光面上。
接着，于如此形成的金属背层(金属膜)的规定区域上，涂布溶解或氧化该金属膜的溶液(以下简称“溶解或氧化液”)，被溶液涂布的部分的金属膜会被溶解而去除，或是变成电阻值比金属高的氧化物。
此处，金属膜上涂布溶解或氧化液的区域，最好是位于下层荧光面的光吸收层的上方的至少一部份区域。此种构成的情况下，在溶解或氧化液的涂布部分，即使因金属膜的溶解或形成高电阻而丧失金属原本的反射性，也能将因反射性下降所引起的亮度下降的影响抑制到最小限度。
又溶解或氧化金属膜的溶液，可使用pH5.5以下的酸性溶液或pH值为9以上的碱性溶液。酸性溶液可列举的有磷酸、硝酸等的水溶液，碱性溶液可列举的有氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠等的水溶液。
这些溶液的涂布方法，可使用喷墨方式的涂布方法，或使用有开孔的屏蔽来喷雾涂布的方法。
如涂布所述溶解或氧化液后，以450℃左右的温度进行加热处理，与光吸收层对应的金属背层(金属膜)区域的至少一部份会被去除，或变成高电阻抗的氧化物。此外，溶解或氧化液的涂布亦可在加热处理去除有机物的后进行，此时最好使用较弱的酸性溶液或碱性溶液。
如此所得的附有金属背层的荧光面，如图1所示。图中符号1为玻璃基板(面板)、2为光吸收层(遮光层)、3为荧光体层，4为Al膜类的金属膜(金属背层)、5为金属膜的溶解、去除部分或由金属氧化物所形成的高电阻部分。
将此种附有金属背层的荧光面当作阳极的FED示于图2。该FED是这样构成的，即具有附有金属背层的荧光面6的面板7和具有呈矩阵状排列的电子发射元件8的后基板9，隔着1至数mm左右很窄的间隙G而相对配置，对面板7与后基板9之间的极窄间隙G，施加5-15kV的高电压。
由于面板7和后基板9之间的间隙极窄，故在其间虽然容易发生放电(绝缘破坏)，但在具有本发明的第1实施形态所形成的附有金属背层的荧光面的FDE中，除了可抑制产生异常放电，还如图3(a)所示，即使在发生放电时亦可抑制放电电流的峰值，可避免能量的瞬间集中。而降低放电能量最大值的结果，可防止电子发射元件和荧光面受到破坏、损伤或劣化。
又，此FED中，对于金属膜的溶解、去除部分或由金属氧化物所形成的高电阻部分，因被限定在与光吸收层对应的区域，故几乎不会降低金属背层的反射效果。因此，实质上不会造成发光亮度的下降。
此外，以往的FED的放电电流随时间的变化示于图3(b)。以往的FED因放电电流的峰值大，放电能量集中在放电瞬间，故容易造成电子发射元件或荧光体层(荧光面)受到损伤。
然而，利用涂布溶解或氧化液而导致金属膜被溶解、去除或形成高电阻的结果，剩余的金属膜的去除部分或高电阻部分的边界端部，由于呈例如锯齿状等尖锐形状，故电场容易集中在该部分。在该尖角部分电场集中，常常引起放电。此时虽然降低放电能量的峰值，但反而有可能会导致放电次数增加。
为了防止这个问题，本发明的第2实施形态中，在金属背层(金属膜)上涂布溶解或氧化液后，使涂布部分的金属膜被溶解、去除或变成高电阻的氧化物后，在已被溶解、去除或形成高电阻的金属膜的残留端部，覆盖具有粘结性的绝缘性或高阻的无机材料。
作为粘结性的绝缘性无机材料，可列举如焊料玻璃、二氧化硅、氧化铝等。又，电阻较构成金属背层的金属要高的无机材料，可列举如石墨、碳黑、导电性金属氧化物等。将这些材料以丝网印刷、喷雾涂布等方法涂布，以覆盖在被溶解、去除或形成高电阻的所剩下的金属膜的端部。
第2实施形态中，可避免电场的局部集中而引起的放电，而可获得耐压性更为优良的荧光面。并且因为更稳定提高附有金属背层的荧光面的耐压特性，故放电次数亦显著减少。
再有，本发明的第3实施形态中，使用了在所述溶解或氧化液中添加具有粘结性的绝缘性或高电阻的无机材料的混合液，金属膜被该混合液涂布的部分会被溶解、去除形成或高电阻的同时，剩下的金属膜端部会被绝缘性或高电阻的无机材料所覆盖。
第3实施形态中，可以最少的工序有效地形成耐压特性更为稳定提高且放电次数显著减少的附有金属背层的荧光面。
下面，说明将本发明用于图像显示装置(FED)的具体实施例。
实施例1在玻璃基板上利用光刻法形成由黑色颜料所形成的条状光吸收层(遮光层)后，在遮光部与遮光部之间，对于红(R)、绿(G)、蓝(B)的3色荧光体层，以照相平板法形成各自相邻的条状图形。如此便形成荧光面。
接着，在该荧光面上形成金属背层。亦即，在荧光面上涂布丙烯树脂为主成分的有机树脂溶液并干燥，形成有机树脂层后，于其上以真空蒸镀形成Al膜，接着以450℃30分钟加热烧结，将有机成分分解、去除。
接着，在该Al膜上，使用在与光吸收层对应的位置上有开孔的金属屏蔽，将基板温度保持在50℃，以5％氢氧化钠(NaOH)、其余为水所构成的溶液利用喷雾法涂布后，以450℃的温度烘烤10分钟。
通过如此涂布溶液以及烘烤，溶液涂布部分的Al膜会被氧化，成为具有约1010□/口(square；下同。)的表面电阻率的高电阻层。然后，于导电性的Al膜上，将该高电阻Al氧化物层形成条状图形。
接着，将此种具有附有金属背层的荧光面的面板，用作面板，以通常方法制成FED。首先，将在基板上呈矩阵状形成多个表面传导型电子发射元件的电子源，固定在背面玻璃基板上，制成后基板。
接着，将该后基板与所述玻璃基板(面板)，隔着支持框和间隔(Spacer)呈相对配置，以焊料玻璃封接。此时，面板和后基板的间隙设定为2mm。接着，进行真空抽气、密封等必要处理，便完成了具有如图4所示结构的FED。此外，图中符号10为后基板、11为基板、12为表面传导型电子发射元件、13为支持框、14为面板、15为附有金属背层的荧光面。
将实施例1这样所得的FED，以通常方法测定评估其耐压特性。放电前的最大电压(最大耐压)，相对于以往构造的8kV，实施例1为10kV。又，脱落粒子所致的扩散放电的能量的最大值，亦减少至20％，可防止电子源的损伤或荧光膜的剥。
实施例2和实施例1相同在荧光面上形成Al膜后，使用NaOH5％、Na系水玻璃1％、剩余为水所构成的处理液，和实施例1相同地涂布在Al膜上并进行烘烤。
利用该液体的涂布及烘烤，涂布部分的Al膜被氧化，成为具有1010□/口的表面电阻率的高电阻层。然后在导电性Al膜上形成此高电阻Al氧化层的条状图形。又，由显微镜观察，确认Al膜的端部(和Al氧化物层的交界部)没有发生卷翘。
接着，将具有此种附有金属背层的荧光面的基板，用作面板，和实施例1相同制成FED。
对于实施例2这样所得的FED，以通常方法测定评估其耐压特性。放电前的最大电压(最大耐压)为12kV，比实施例1更为提高。又，脱落粒子所致的扩散放电的能量的最大值，亦减少至20％，改善的程度和实施例1相同，除了可在更高的电压下工作，亦获得防止电子源受到损伤或荧光膜剥落的效果。
实施例3在和实施例1相同地在荧光面上形成Al膜后，将以下所示的组成的浆料组成物，印刷在位于光吸收层上的Al膜区域，并进行450℃30分钟的烘烤。
处理后，测定Al膜的表面电阻率发现，没有浆料印刷的部分的表面电阻率约1□/口，而经过印刷的部分的表面电阻率为约105□/口，确认了通过浆料的印刷及烘烤，确实溶解、去除了涂布部的Al膜。
接着，将具有此种附有金属背层的荧光面的基板，作为面板使用，和实施例1相同地制成FED。
将实施例3这样所得的FED，以通常方法测定评估其耐压特性。放电前的最大电压(最大耐压)为15kV，比实施例工更为提高。又，脱落粒子所致的扩散放电的能量的最大值，亦减少至15％，改善的程度和实施例1相同甚至更佳，除了可在更高的电压下工作，亦获得防止电子源受到损伤或荧光膜剥落的效果。
工业上的实用性如以上所述，若根据本发明，则因可抑制放电电流的峰值，故可获得防止电子发射元件和荧光面被破坏或劣化的附有金属背层的荧光面。因此，在具有此种荧光面的图像显示装置中，除了可大幅改善耐压特性，更可实现高亮度且亮度不会劣化的高质量的显示。
权利要求
1.一种附有金属背层的荧光面的形成方法，其特征在于，包括在面板内表面形成光吸收层和荧光层并呈规定图形排列的荧光面的工序，在所述荧光面上形成金属膜的工序，以及使用溶解或氧化所述金属膜的溶液将所述金属膜的规定区域去除或形成高电阻的工序。
2.如权利要求1所述的附有金属背层的荧光面的形成方法，其特征在于，所述金覆膜的位于所述光吸收层的上方区域的至少一部份，被溶解或氧化该金属膜的溶液所覆盖。
3.如权利要求1或2所述的附有金属背层的荧光面的形成方法，其特征在于，所述溶解或氧化所述金属膜的溶液，使用pH值为5.5以下的酸性溶液或pH值为9以上的碱性溶液。
4.如权利要求1所述的附有金属背层的荧光面的形成方法，其特征在于，将所述金属膜的一部份去除或使其形成高电阻后，该金属膜的残留端部上，覆盖具有粘结性的绝缘性或高电阻的无机材料。
5.如权利要求1所述的附有金属背层的荧光面的形成方法，其特征在于，所述溶解或氧化金属膜的溶液，使用在pH值为5.5以下的酸性溶液或pH值为9以上的碱性溶液中添加具有粘结性的绝缘性或高电阻的无机材料所构成的混合液，在该混合液涂布部分的所述金属膜被去除或形成高电阻的同时，该金属膜的残留端部会被所述无机材料所覆盖。
6.一种图像显示装置，其特征在于，在荧光屏的内表面，具备利用权利要求1～5任一项所述的方法所形成的附有金属背层的荧光面。
7.一种图像显示装置，其特征在于，包括具有荧光屏与和该荧光层呈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，以及在所述面板上与所述后基板相对形成并利用所述电子发射元件所发射的电子束而发光的荧光面，所述荧光面是以权利要求1-5任一项所述的方法所形成的附有金属背层的荧光面。
全文摘要
本发明的附有金属背层的荧光面的形成方法，包括荧光面上形成的金属膜的规定区域上使用可将该金属膜溶解或氧化的溶液将其溶解/去除或形成高电阻的工序。金属膜的一部份被除去或形成高电阻后，其残留端部上还可覆盖绝缘性或高电阻的无机材料。甚至，可在溶解或氧化液中添加绝缘性或高电阻的无机材料，在进行金属膜的溶解/去除或形成高电阻处理的同时，让无机材料覆盖处理端部。如此，可获得能够防止因放电导致电子发射元件或荧光面受到破坏、劣化的附有金属背层的荧光面。
文档编号H01J9/22GK1507645SQ02809750
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, 西村孝司, 小柳津刚, 田中肇, 刚, 司 申请人:株式会社东芝