专利名称：金属背荧光屏的形成方法
技术领域：
本发明涉及一种金属背荧光屏的形成方法，尤其是涉及在场致发射显示器(FED)等平面型图像显示装置中在荧光体层上通过转印方式形成金属背层的方法。
(2)背景技术一直以来，在阴极射线管(CRT)、FED等图像形成装置中，广泛采用在荧光体层的内面(与面板相反侧的面)形成Al等金属膜的金属背方式的荧光屏。
这种金属背方式的目的在于将由来自电子源的电子激励、从荧光体层向金属膜(金属背层)侧发射的光予以反射，更高效地向面板前面输送发光能量；以及对荧光体层赋予导电性从而起到电极的作用。
金属背层的形成一直以来都是以涂装法等方法进行的，该涂装法指将由硝化纤维素等构成的薄膜用自旋法等形成在荧光体层上，在其上面再真空蒸镀Al，并烧固(烘焙)、去除有机物。
另外，作为金属背层的简便形成方法提出了一种预先在施加了脱模剂的薄膜上形成金属蒸镀膜并将该金属蒸镀膜用粘结剂转印到荧光体层上的方法(转印方式)。(例如参照日本专利特开昭63-102139号公报)但是，在传统的利用转印的金属背层形成方法中，很难确保荧光体层和金属背层之间的充分的粘着性，很难实现良好的耐压特性。
即，一般在使用转印辊的薄膜转印中，被转印的薄膜的厚度与转印辊的表面温度及转印速度有密切的关系，转印辊的表面温度及转印速度由转印薄膜的厚度、粘结剂的软化温度决定。并且，在利用转印方式的金属背层形成中，因为前面所述的各条件的设定范围变窄，荧光体层和金属背层的粘着性的不均变大，所以存在产生耐压特性下降或转印不良、烧胀不良，结果导致产品的成品率下降的问题。
(3)发明内容为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能以较高成品率形成荧光体层和金属背层的贴紧性良好且耐压特性优的金属背荧光屏的方法。
本发明的金属背荧光屏的形成方法包括其特征在于，在面板内面形成荧光体层的工序；转印工序，在基薄膜上配置至少形成有金属膜和粘结剂层的转印薄膜，使该金属膜通过所述粘结剂层接合在所述荧光体层上，由转印辊一边加热一边按压而粘结后，将所述基薄膜剥离；以及加压处理工序，所述基薄膜被剥离，将转印在所述荧光体层上的金属膜由压力辊一边加热一边按压，在所述转印工序中，将所述转印辊的按压部的温度设定为150～240℃，将按压速度设定为1.0～6.0m/分，同时在所述加压处理工序中，将所述压力辊的按压部的温度设定为150～240℃，将按压速度设定为1.0～6.0m/分。
在该金属背荧光屏的形成方法中，可将转印薄膜的基薄膜的厚度设定为5～30μm。另外，可将转印辊的按压力设定为300～800kgf/cm2，同时将压力辊的按压力设定为500～1000kgf/cm2。
另外在本发明中，转印辊和压力辊中的至少一个可使用圆周长度超过转印薄膜的欲按压区域的沿按压方向的长度的辊。再者，转印辊和压力辊双方可使用圆周长度超过转印薄膜的欲按压区域的沿按压方向的长度的辊。
另外，转印辊和压力辊中的至少一个可使用在金属制成的芯材上具有由硬度为70～100度的橡胶构成的厚度为5～30mm的包覆层的橡胶辊。再者，转印辊和压力辊双方可使用在金属制成的芯材上具有由硬度为70～100度的橡胶构成的厚度为5～30mm的包覆层的橡胶辊。
(4)
图1是示意表示本发明实施形态中利用转印辊的转印工序的图，(a)是俯视图，(b)是主视图。
图2是具有利用本发明实施形态形成的金属背荧光屏的FED的剖视图。
(5)具体实施方式
下面对本发明的实施形态进行说明。再者，本发明并不限定为下面的实施形态。
在本发明的实施形态中，首先在面板内面上通过照相平版法形成由黑色颜料构成的例如条纹状的光吸收层(遮光层)后，在其上涂布并干燥含有ZnS系、Y2O3系、Y2O2S系等各色荧光体的悬浮液，使用照相平版法进行图案形成。这样，在光吸收层的图案间形成红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的荧光体层以条纹状各自相邻排列的荧光体网屏。再者，也可通过喷射法、印刷法进行各色荧光体层的形成。
其次，在荧光体网屏上通过下面所示的转印方式转印Al等金属膜。
转印薄膜具有在聚酯树脂等构成的基薄膜上依次层压脱模剂层、Al等金属膜及粘结剂层的结构。在此，为了在后面所述的转印工序中有效地进行利用转印辊的加热、按压，基薄膜的膜厚最好为5～30μm。
作为脱模剂举例有醋酸纤维素、石蜡、脂肪酸、脂肪酸酰胺、脂肪酸酯、松香、丙烯酸树脂、硅酮、氟烃树脂等，根据基薄膜及和后面叙述的保护膜等间的剥离性从中适当选择使用。另外，作为粘结剂使用醋酸乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸树脂、乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸三元聚合物树脂等。再者，在脱模剂层和金属膜之间可设置以热固性树脂、热塑性树脂、光固性树脂等为基础并配合软化剂的保护膜。
其次，将具有这种构成的转印薄膜进行配置以使粘结剂层抵接至荧光体层后，一边通过转印辊进行加热一边进行按压。并且，在将金属膜粘结后，将基薄膜剥离。
作为转印辊使用在铁等金属制成的芯材上具有天然橡胶、硅酮橡胶包覆层的橡胶辊。最好橡胶包覆层的硬度为70～100度，厚度为5～30mm。并且，将该转印辊加热使作为按压部的橡胶层表面的温度为150～240℃，该转印辊一边进行按压一边以1.0～6.0m/分的速度在转印薄膜的基薄膜面上移动，粘结金属膜。再者，按压力最好为300～800kgf/cm2(例如300kgf/cm2)。
转印辊的表面温度及按压速度的上述范围是在转印工序中转印薄膜通过与转印辊接触而在被充分加热的状态下被按压所需要的必要且充分条件，偏离该范围的话可能就会使荧光体层和金属膜之间的贴紧性不足，在金属膜上有可能产生转印不良、烘焙后的龟裂。
即，当转印辊的表面温度过高或按压速度过慢时，基薄膜被过度加热会软化甚至熔融，烘焙后该部分会产生金属膜的龟裂，所以不适合。另外，当转印辊的表面温度过低或按压速度过快时，由于粘结剂的加热不充分，故会产生金属膜局部不被转印的转印不良，成品率降低。
再者，在利用转印辊的按压中，不仅可以采用固定作为被按压部的面板侧而使转印辊移动的方式，也可采用固定转印辊的位置而使面板侧移动、行走的方式。因此，利用转印辊的按压速度是指转印辊和被按压部的相对移动速度。
再者，如图1(a)及图1(b)所示，作为转印辊1使用大直径圆柱形的橡胶辊。并且，最好将该橡胶辊的圆周长度设定为超过荧光体网屏2上配置的转印薄膜3的欲按压区域的沿横方向(用箭头表示的按压方向)的长度。另外，转印辊1的轴向长度最好设定为超过转印薄膜3的欲按压区域的沿纵方向(与按压方向正交的方向)的长度。再者，在图1(a)及图1(b)中，符号4表示面板，符号5表示形成在面板4周边部的周边遮光层。周边遮光层5与金属背层电性连接(导通)。
转印辊1表面的按压部的温度由于与转印薄膜3接触而降低30～50℃。并且，转印辊1移动，通过设置在上方的辊加热部(加热器)，则转印辊1被连续加热，从而转印辊1的表面温度再次上升，但仅上升至比与转印薄膜3接触前的温度低20～30℃的温度。
在这样的连续加热中，因为被加热的时间短，所以转印辊1的表面温度很难上升到期望的温度。并且，用于转印且温度下降的转印辊1的按压部到旋转1周再次与被按压部接合之前，表面温度不能上升到期望的温度，所以在旋转的第2周以后，利用与转印辊1的接触的粘结剂的加热变得不充分，容易产生转印不良。
因此，在转印辊1表面的全部区域以间歇方式使温度充分且均一地上升到期望的温度后，为了以一周旋转即可加热并按压全部欲按压区域，最好将转印辊1的圆周长设定为超过欲按压区域的沿按压方向的长度。
这样，在面板的荧光屏上转印金属膜后，一边将被转印的金属膜通过压力辊加热，一边进行按压。
作为压力辊与前面所述的转印辊相同，可以使用在铁等金属制成的芯材上具有天然橡胶、硅酮橡胶包覆层的橡胶辊。最好橡胶包覆层的硬度为70～100度，厚度为5～30mm。并且，将该压力辊加热使作为按压部的橡胶层表面的温度为150～240℃，该转印辊一边进行按压一边以1.0～6.0m/分的速度在金属膜上移动，从而使金属膜贴紧在荧光体网屏(荧光屏)上。按压力最好为500～1000kgf/cm2。
压力辊的表面温度及按压速度的上述范围是在加压处理工序中金属膜通过与压力辊接触而在被充分加热的状态下被按压所需要的必要且充分条件，偏离该范围的话可能就会使荧光体层和金属膜之间的贴紧性不足，有可能在金属膜上产生临界保持电压降低、烧胀不良。
即，当压力辊的表面温度过低或按压速度过快时，因金属膜和荧光体层的贴紧性不充分，故不适合。另外，当压力辊的表面温度过高或按压速度过慢时，虽更加提高了贴紧性，但是会妨碍利用烘焙对有机成分的去除，故不适合。即，未被去除而残留的有机成分会炭化，炭化的有机成分在从外面侧看面板(与转印有金属膜的内面相反的方向)时会成为褐色的污迹。该污迹妨碍向面板前面高效地输送发光能量，因有损作为图像显示装置的功能，故不适合。
另外，作为压力辊与转印辊相同，最好使用圆周超过转印在荧光屏上的金属膜的欲按压区域的沿按压方向的长度的大直径圆柱形橡胶辊。另外，压力辊的轴向长度最好设定为超过前面所述的欲按压区域的沿与按压方向正交方向的长度。
与转印辊相同，压力辊也由于与转印在面板的荧光屏上的金属膜接触而表面按压部的温度降低30～50℃。并且，该压力辊的表面温度因通过设置在上方的辊加热部、通过部被连续加热而再次上升，但仅上升至比与金属膜接触前的温度低20～30℃的温度。
在这样的连续加热中，因为被加热的时间短，所以压力辊的表面温度很难上升到期望的温度。并且，在用于转印且表面温度下降的压力辊中，到旋转1周再次与被按压部接触之前，表面温度不能上升到期望的温度，所以在旋转的第2周以后，利用加热、加压的贴紧性的提高变得不充分。结果导致临界保持电压下降，耐电压特性恶化。
因此，在压力辊表面的全部区域以间歇方式使温度充分且均一地上升到期望的温度后，为了以一周旋转即可加热并按压全部欲按压区域，从而最好将压力辊的圆周长设定为超过欲按压区域的沿按压方向的长度。
再者，在利用压力辊的按压中，也不仅可以采用固定作为被按压部的面板侧而使压力辊移动的方式，还可采用固定压力辊的位置而使面板侧移动、行走的方式。因此，利用压力辊的按压速度是指压力辊和被按压部的相对移动速度。
这样进行金属膜的加压处理后，将整个面板加热到450℃左右的温度进行烧固(烘焙)，分解并去除有机成分。这样得到荧光体层和金属背层的贴紧性优良的金属背荧光屏。
其次，基于图2说明将如此形成的金属背荧光屏作为正电极的FED。
该FED是如此构成的将具有上述实施形态中形成的金属背荧光屏的面板6和具有排列为矩阵形的电子放出元件7的后背板8以1mm～数mm左右的狭小间隙相对配置，在面板6和后背板8之间施加5～15kV的高电压。再者，图中符号9表示具有条纹状的光吸收层及荧光体层的荧光体网屏，10表示金属背层。另外，符号11表示支撑框(侧壁)。
面板6和后背板8的间隙极其狭窄，在两者之间易于引起放电(绝缘破坏)，但是在该FED中，因为具有没有凸凹、龟裂、褶皱等的平滑且平坦的金属背层10，并且金属背层10和下层的荧光体网屏9之间的贴紧性高，所以可抑制放电，大幅提高耐压特性。另外，可实现高亮度、色纯度高且可靠性优良的显示。
其次，对将本发明适用于FED的具体实施例进行说明。
实施例首先，在面板内面上通过照相平版法形成由黑色颜料构成的条纹状的光吸收层(遮光层)后，涂布并干燥含有ZnS系、Y2O3系、Y2O2S系等各色荧光体的悬浮液，使用照相平版法进行图案形成。并且，在遮光部和遮光部之间将红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的荧光体层以条纹状各自相邻地形成，从而制成荧光体网屏。
其次，制成下面所述的转印薄膜。即，在膜厚为20μm的聚酯制成的基薄膜上形成0.5μm厚的脱模剂层，其上蒸镀Al并形成厚度为50nm的Al膜后，在该Al膜上通过凹版式涂布机涂布、干燥由90份甲苯和10份醋酸乙烯构成的树脂组合物，从而形成粘结剂层。
其次，配置该转印薄膜以使粘结剂层与荧光体层接触后，由硬度为90度、表面温度为200℃的橡胶辊(转印辊)，在5.4m/分的速度、500kgf/cm2的压力下进行按压压接，然后剥去基薄膜。这样，在面板的荧光屏上转印了Al膜。
其次，由硬度为80度、表面温度为180℃的橡胶辊(压力辊)，在1.0m/分的速度、800kgf/cm2的压力下按压Al膜，使其紧贴在荧光屏上。由此将对Al膜施加了加压处理的面板加热在450℃下进行加热烘焙，分解、去除有机成分。
在上述工序中，通过在荧光屏上转印Al膜，并进行加压处理，从而形成没有转印不良、龟裂、烧胀等缺陷的金属背层，提高了成品率。
其次，使用具有如此形成的金属背层荧光屏的面板按照常规做法制成FED。首先，将在基板上将大量表面传导型电子放出元件形成为矩阵形的电子产生源固定在玻璃基板上，制成后背板。其次，将该后背板和前述面板通过支撑框及间隔条相对配置，并由玻璃料密封。然后，进行封装、排气等必要的处理，完成10型彩色FED。
对该FED在电子射线加速电压为5kV下进行了1000小时驱动试验，但是没有产生放电现象。
产业上的可利用性如上面说明所述，采用本发明的话，金属膜的转印性及耐烘焙特性可得到改善，其结果是荧光体层和金属背层之间的贴紧性增强，临界保持电压提高。因此，可成品率较高地形成耐压特性优良的图像显示装置的金属背荧光屏。
权利要求
1.一种金属背荧光屏的形成方法，其特征在于，包括在面板内面形成荧光体层的工序；转印工序，在基薄膜上配置至少形成有金属膜和粘结剂层的转印薄膜，使该金属膜通过所述粘结剂层接合在所述荧光体层上，由转印辊一边加热一边按压而粘结后，将所述基薄膜剥离；以及加压处理工序，所述基薄膜被剥离，将转印在所述荧光体层上的金属膜由压力辊一边加热一边按压，在所述转印工序中，将所述转印辊的按压部的温度设定为150～240℃，将按压速度设定为1.0～6.0m/分，同时在所述加压处理工序中，将所述压力辊的按压部的温度设定为150～240℃，将按压速度设定为1.0～6.0m/分。
2.如权利要求1所述的金属背荧光屏的形成方法，其特征在于，所述转印薄膜的基薄膜的厚度为5～30μm。
3.如权利要求1或2所述的金属背荧光屏的形成方法，其特征在于，所述转印辊的按压力设定为300～800kgf/cm2，同时所述压力辊的按压力设定为500～1000kgf/cm2。
4.如权利要求1所述的金属背荧光屏的形成方法，其特征在于，所述转印辊和所述压力辊中的至少一个具有超过所述转印薄膜的欲按压区域的沿按压方向的长度的圆周。
5.如权利要求4所述的金属背荧光屏的形成方法，其特征在于，所述转印辊及所述压力辊均具有超过所述转印薄膜上的欲按压区域的沿按压方向的长度的圆周。
6.如权利要求3所述的金属背荧光屏的形成方法，其特征在于，所述转印辊和所述压力辊中的至少一个是在金属制成的芯材上具有由硬度为70～100度的橡胶构成的厚度为5～30mm的包覆层的橡胶辊。
7.如权利要求6所述的金属背荧光屏的形成方法，其特征在于，所述转印辊及所述压力辊均是在金属制成的芯材上具有由硬度为70～100度的橡胶构成的厚度为5～30mm的包覆层的橡胶辊。
全文摘要
一种金属背荧光屏的形成方法，包括在面板内面形成荧光体层的工序；转印工序，配置转印薄膜(3)，使金属膜通过粘结剂层接合在荧光体层上，由转印辊(1)加热、按压而粘结后，将基薄膜剥离；以及加压处理工序，将转印在荧光体层上的金属膜由压力辊加热、按压。将转印辊(1)及压力辊的按压部的温度均设定为150～240℃，将按压速度均设定为1.0～6.0m/分。可成品率较高地形成荧光体层和金属背层的贴紧性良好、耐压特性优良的金属背荧光屏。
文档编号H01J1/30GK1768409SQ200480008750
公开日2006年5月3日 申请日期2004年3月31日 优先权日2003年4月1日
发明者吉井正之, 伊藤武夫, 田中肇, 蒲生保则, 稻村昌晃, 中泽知子 申请人:株式会社东芝