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JP2001504267A - フラットパネルディスプレー構造における平面アルミニウム層の製造法 - Google Patents

フラットパネルディスプレー構造における平面アルミニウム層の製造法

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JP2001504267A JP53763998A JP53763998A JP2001504267A JP 2001504267 A JP2001504267 A JP 2001504267A JP 53763998 A JP53763998 A JP 53763998A JP 53763998 A JP53763998 A JP 53763998A JP 2001504267 A JP2001504267 A JP 2001504267A
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Landscapes

  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

(57)【要約】 隆起したブラックマトリックス(200)を有し、そのマトリックス中にウェルを限定されるフラットパネルディスプレー構造上で、ブラックマトリックスのウェルの中に存在する燐光体(206)の層の上に、アクリル樹脂を含むアルミニウム被覆形成ラッカーの、下にある物体の形状に従わない平らな層(208)を堆積させる。ラッカー層(208)の上に触媒材料の平らな層(210)を堆積させる。続いて、触媒層(210)の上に平らなアルミニウム層(212)を堆積させる。最後に、ラッカー層(208)および触媒層(210)がきれいに、完全に蒸発する様な温度で焼失工程を行なう。この温度は比較的低いので、アルミニウム層の反射性に悪影響を及ぼさず、ブラックマトリックス材料(200)に損傷を与えず、燐光体の酸化を誘発しない。実質的に平らで鏡面の様なアルミニウム表面が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】 フラットパネルディスプレー構造における平面アルミニウム層の製造法技術分野 ここに特許権請求される発明は、フラットパネルディスプレーの分野に関する ものである。より詳しくは、ここに特許権請求される発明は、フラットパネルデ ィスプレースクリーン構造のブラックマトリックス上への平面アルミニウム層の 形成に関するものである。背景技術 フラットパネルディスプレースクリーンには、伝達効率を増加するためにアル ミニウム層が広く使用されている。従来のフラットパネルディスプレー装置では 、ディスプレー特性を改良するために、ブラックボーダーまたは「ブラックマト リックス」も使用されている。典型的には、ブラックマトリックスは、スクリー ンの観察側と反対の、観察スクリーンパネルの内側に形成され、有機材料を含ん でなる。 ブラックマトリックスは、複数のウェル(well)を取り囲み、限定する、隆起し た境界を含んでなる。典型的なフラットパネルディスプレーでは、これらのウェ ルの中に燐光体が配置されている。燐光体は、電子が衝突した時に発光する。こ れらの燐光体は、電子エネルギーを可視光に変換し、観察スクリーン上に画像を 形成する。各ウェルは、赤、青、または緑色の光を放射する燐光体のカラー「サ ブ−ピクセル」を含む。カラーサブ−ピクセルを分離することにより、ブラック マトリックスは、各色を鮮明に分離して維持することにより、ディスプレーのコ ントラストを増加する。 上記の様に、ブラックマトリックスのウェルの中に配置された燐光体を電子線 が励起すると、燐光体により光が発生する。この様にして発生した光は観察スク リーンの方向に放射され、観察者が観察する。しかし、光の一部は反対方向に、 観察スクリーンから離れる様に放射される。この光を観察スクリーンの方に再び 向ける、つまり反射するために、燐光体層の上にアルミニウム層が配置されてい る。残念ながら、従来のアルミニウム層には、それに関連する幾つかの欠点があ る。これらの欠点は、組立工程における制約およびアルミニウム層形成工程に伴 う材料の温度上の制約から発生する。アルミニウム層の製作に使用される従来の 工程を、先行技術の図1A〜1Fに側方断面図で示す。 先行技術の図1Aに関して、直角に配置された部分102および104を有す る隆起したブラックマトリックス100の側方断面図を示す。ブラックマトリッ クス100は、観察スクリーンの内側表面上に配置されている。先行技術の図1 Aに示す様に、ブラックマトリックス100の直角に配置された部分102およ び104がそれらの間にウェルを限定する。 ここで先行技術の図1Bに関して、一般的に106で示す燐光体が、ブラック マトリックス100の直角に配置された部分102および104により限定され るウェルの中に配置されている。 次に、先行技術の図1Cに関して、燐光体106の上にラッカー層108が施 される。ラッカー層108は、燐光体106の上に比較的平らな表面を形成させ るのに使用される。しかし、図1Cに示す様に、ラッカー層108は、その下に ある物体の形状に従い易い(conformal)。その結果、ラッカー層108は平らに ならない。すなわち、ラッカー層108は、ラッカー層108のすぐ下にある燐 光体106の表面形状に非常に良く似た表面形状を有する。 次いで、先行技術の図1Dに示す様に、ラッカー層108の上にアルミニウム 層110を施す。下にある物体の形状に従い易いラッカー層108と同様に、ア ルミニウム層110は、その下にある物体の形状に従う。その結果、アルミニウ ム層110は、ラッカー層108と実質的に同じ形状、および下にある燐光体1 06の表面形状を有する。このため、アルミニウム層110は実質的に非平面的 な構造を有する。 先行技術の図1Eに関して、ラッカー層108を焼失(bake off)させた後のア ルミニウム層110を示す。ラッカー層108はアルミニウム層110中の微細 孔を通って蒸発し、燐光体106の上に配置されたアルミニウム層110だけを 残す。この焼失工程の後でも、アルミニウム層110の表面は非平面的である。 すなわち、アルミニウム層110の表面は燐光体106の表面形状になお一致し ている。 先行技術の図1Fは、燐光体106により発生した光112の幾つかの経路を 示す。先行技術の図1Fに示す様に、光112は燐光体106からアルミニウム 層110の方向に放射される。アルミニウム層110の表面が平らではないため に、光112は、観察スクリーンの方に再び向けられる、すなわち反射される代 わりに、アルミニウム層110を通過する。非平面的アルミニウム層に伴うさら に別の欠点として、電子がそれて燐光体から離れることがある。その結果、非平 面的なアルミニウム層が、電子放射装置から放射される電子の一部に対してバリ ヤーとして作用し、そのためにフラットパネルディスプレーの効率がさらに低下 する。従って、アルミニウム層110を通る光112の損失およびアルミニウム 層110による電子の妨害のために、フラットパネルディスプレーの効率が下が る。 アルミニウムの平らな層を得るための一つの試みでは、先行技術のアルミニウ ム層110の深さを増加させている。しかし、その様な厚くされたアルミニウム 層は電子の透過を阻止するので、フラットパネルディスプレーの効率が低下する ことがある。その結果、放射された電子は意図する標的、すなわち燐光体に到達 しない。そのため、その様な厚いアルミニウム層の実施態様では、発生する光が 少なくなる。 さらに、従来のアルミニウム層の製造法は、ブラックマトリックス材料、アル ミニウム、および燐光体の温度的制約によりひどく制限されている。より詳しく は、ブラックマトリックスは380℃を超える温度に耐えられない有機材料でで きている。この温度を超えると、ブラックマトリックスは熱分解を起こし、その 内部有機構造の損傷を引き起こす。そのため、先行技術の焼失工程は380℃以 下に限られている。その様な温度制約はさらに、この方法で使用できるラッカー 材料も制限する。すなわち、使用可能なラッカーは、固体含有量および/または 分子量が比較的軽い物質、例えばニトロセルロース、を含むラッカーにのみ限ら れる。残念ながら、固体含有量および/または分子量が軽い物質は燐光体の表面 形状に従い易い傾向がある。そのため、これらのラッカーは、燐光体の上に滑ら かで平らな表面を形成させない。 一方、固体含有量および/または分子量が高い物質、例えばアクリル樹脂、は より滑らかで平らな表面を形成する。しかし、これらのラッカーは380℃以下 の温度ではきれいに焼失しない。この温度制約が、固体含有量および/または分 子量が高い物質を含むラッカーの広範囲な使用を阻んでいる。 その上、ブラックマトリックスまたはラッカー層が380℃を超える温度に耐 えられるとしても、その様な温度は他の物質、例えばアルミニウムおよび燐光体 、に対して有害な影響を有するであろう。その様な高温では、アルミニウムおよ び燐光体の好ましくない酸化が起こることがある。この酸化により、アルミニウ ム層はその特徴的な反射性を失うことがある。同様に、燐光体はその特徴的な色 を失うことがある。従って、高温の影響により、フラットパネルディスプレーの 効率が下がる。 この様に、フラットパネルディスプレー構造中に、観察スクリーンに向けてよ り多くの光を反射できる平らなアルミニウム層を形成する方法が必要とされてい る。さらに、熱分解を誘発しない、または近くに位置するブラックマトリックス に損傷を与えない様に上記の平らなアルミニウム層を達成する必要がある。また 、アルミニウム層およびその下にある燐光体に損傷を与える、または放射された 電子のアルミニウム層通過を妨げる工程および/または温度を使用せずに平らな アルミニウム層を達成することも必要とされている。発明の概要 本発明は、フラットパネルディスプレーに平らなアルミニウム層を形成させる 方法を提供するものである。本発明はさらに、熱分解を誘発しない、あるいは近 くに位置するブラックマトリックスを損傷しない様に、平らなアルミニウム層を 形成する方法を提供するものである。さらに、本発明は、アルミニウム層または その下にある燐光体に損傷を与える、または放射された電子のアルミニウム層通 過を妨げる工程および/または温度を使用せずに、上記のことを達成する。 詳しくは、一実施態様では、本発明は、隆起したブラックマトリックスを有し 、そのマトリックス中にウェルを限定するフラットパネルディスプレー構造を形 成させる。次いでこの実施態様は、ブラックマトリックスのウェル中に存在する 燐光体の層の上に、アクリル樹脂を含むアルミニウム被覆形成ラッカーの、下に ある物体の形状に従わない層(non-conformal layer)を堆積させる。これによっ て、ラッカー層は燐光体の上に実質的に平らな表面を形成する。次いで本発明は 、アルミニウム被覆形成ラッカーが比較的低い温度で完全に、きれいに焼失し得 る様に、ラッカー層の上に触媒物質の層を堆積させる。触媒層はラッカー層の平 らな表面と一致する。次いで本発明は、触媒層の上にアルミニウム層を堆積させ る。アルミニウム層は、触媒層の平らな表面に一致する。最後に、本発明は触媒 層および下にある物体の形状に従わないラッカー層を焼失させる。焼失工程は、 ラッカー層および触媒層がきれいに、完全に蒸発する様な温度で行なう。この温 度は比較的低いので、アルミニウム層の反射性に悪影響を及ぼさず、ブラックマ トリ ックス材料、アルミニウム層、または燐光体の熱分解または酸化を引き起こさな い。本発明の焼失工程の後、実質的に平らで、鏡面の様なアルミニウム表面が得 られる。アルミニウム表面の平面形状により、燐光体が放射した光が、実質的に 平らで鏡面の様な表面から観察スクリーンに反射されるので、より多くの光が観 察スクリーンに与えられる。さらに、本発明のアルミニウム層は、特定の厚さに おいてより効率的なので、従来のフラットパネルディスプレーにおけるよりも薄 く製作することができる。その結果、電子はアルミニウム層をより容易に透過し 、燐光体を励起し、発光させる。 従って本発明は、ブラックマトリックス、アルミニウム層、および燐光体に損 傷を与えない、あるいはそれらの熱分解、酸化を誘発しない、あるいは放射され た電子のアルミニウム層透過を妨害しない様式で、観察スクリーンへの光の反射 を増加させる平らなアルミニウム層を製造する方法を提供する。 様々な図面で例示する下記の好ましい実施態様の詳細な説明を読むことにより 、当業者は、本発明のこれらの、および他の目的および利点を十分に理解できる であろう。図面の簡単な説明 本明細書に含まれ、その一部を形成する添付図面は、本発明の実施態様を例示 し、説明文と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。 先行技術の図1Aは、直角に配置され、ウェルを限定する境界を有するブラッ クマトリックスの側方断面図である。 先行技術の図1Bは、燐光体の配置を示す側方断面図である。 先行技術の図1Cは、下にある物体の形状に従い易いラッカー層の配置を示す 側方断面図である。 先行技術の図1Dは、下にある物体の形状に従い易いラッカー層上の、アルミ ニウム層の配置を示す側方断面図である。 先行技術の図1Eは、従来の非平面アルミニウム層を示す側方断面図である。 先行技術の図1Fは、燐光体から放射され、従来の非平面アルミニウム層を通 過する好ましくない光の経路を示す側方断面図である。 図2Aは、燐光体の配置を示す側方断面図である。 図2Bは、特許権請求する本発明の、下にある物体の形状に従わないアルミニ ウム被覆形成するラッカー層の配置を示す側方断面図である。 図2Cは、特許権請求する本発明の、触媒層の配置を示す側方断面図である。 図2Dは、特許権請求する本発明の、アルミニウム層の配置を示す側方断面図 である。 図2Eは、特許権請求する本発明の、平らなアルミニウム層の形成を示す側方 断面図である。 図2Fは、特許権請求する本発明の、燐光体から放射され、方向変換され、観 察スクリーンに向けて反射される光の経路を示す側方断面図である。好ましい実施態様の説明 以下に、本発明の好ましい実施態様を、添付の図面に示す例に関して説明する 。 本発明を好ましい実施態様に関して説明するが、無論、本発明はこれらの実施態 様に限定されるものではない。反対に、本発明は、付随する請求項により規定さ れる本発明の精神および範囲内に含まれる代案、修正および同等の内容を含むも のとする。さらに、下記の本発明の詳細な説明で、本発明を完全に理解するため に、多くの具体的な詳細を記載する。しかし、当業者には明らかな様に、本発明 は、これらの具体的な詳細が無くても実行することができる。また、良く知られ ている方法、手順、成分、および回路は、本発明の態様を不必要に混乱させない ので、詳細には説明していない。 本発明は、フラットパネルディスプレースクリーン構造上に形成されたブラッ クマトリックスの中の燐光体層の上に平らなアルミニウム層を形成する方法を含 んでなる。 図2Aに関して、直角に配置された部分202および204を有する隆起した ブラックマトリックス200の側方断面図を示す。ブラックマトリツクス200 は、観察スクリーンの内側表面上に配置されている。ブラックマトリックス20 0の直角に配置された部分202および204は、それらの間に複数のウェルを 限定する。図2Aはさらに、ブラックマトリックス200の直角に配置された部 分202および204により限定されるウェルの中に配置された燐光体206を 示す。本実施態様において、各ウェルは赤、緑、または青色の光を放射する燐光 体のサブ−ピクセルを含む。本発明では、直角に配置された部分202および2 04が、ウェル中に配置された燐光体206の層よりも高いことが重要である。 これによって、サブ−ピクセルの色を明確に分離して保持することにより、スク リーンディスプレーのコントラストが増加する。本実施態様では、直角に配置さ れた部分202および204の高さは典型的には50〜100ミクロンである。 この実施態様ではその様な高さを使用するが、本発明は、直角に配置された部分 202および204の高さを様々に変えてもよい。本実施態様における燐光体2 06の層は、深さが約20ミクロンである。さらに、本実施態様では、ブラック マトリックス206は炭素系の有機物質を含んでなる。 次に本実施態様における図2Bに関して、燐光体206の上に、下にある物体 の形状に従わないラッカー層208を堆積させる。本実施態様では、下にある物 体の形状に従わないラッカー層208は、燐光体206の上にラッカー材料を噴 霧することにより、堆積させる。本実施態様ではその様な堆積方法を使用するが 、本発明は、下にある物体の形状に従わないラッカー層208を様々な他の方法 により堆積させることもできる。これらの方法には、例えば「フロート−オン」 堆積方法も含まれる。 本実施態様では、下にある物体の形状に従わないラッカー層208は、固体含 有量および/または分子量の高い物質、例えばアクリル樹脂、を含むアルミニウ ム被覆形成または金属被覆形成ラッカーを含んでなる。アクリル樹脂含有ラッカ ーの高い固体含有量および/または分子量特性により、燐光体206の表面の形 状に従わない表面が確実に形成される。その結果、燐光体206の上に平らな表 面が形成される。本実施態様ではその様なラッカー材料を使用するが、無論、本 発明は、他の様々な、下にある物体の形状に従わないラッカー材料を使用するこ ともできる。次に、図2Cに関して、下にある物体の形状に従わないラッカー層 208の上に、触媒層210を堆積させる。触媒層210は、下にある物体の形 状に従わないラッカー層の上に、物理的な蒸着により直接堆積させることができ る。本実施態様ではその様な堆積方法を使用するが、本発明は、他の様々な堆積 方法も使用できる。本実施態様では、触媒層210は白金を含んでなる。本実施 態様ではその様な触媒材料を使用するが、本発明は、他の触媒材料、例えばパラ ジウム、ロジウム、およびルテニウム、も使用できる。触媒層210の深さは約 5〜40オングストロームである。本実施態様ではその様な堆積深さを使用する が、本発明は、他の様々な、触媒層210の堆積深さも使用できる。 図2Cに示す様に、触媒層210は、その下の、下にある物体の形状に従わな いラッカー層208の表面の平らな形状に一致する。触媒層210は、焼失工程 の際に、アクリル樹脂を含む、下にある物体の形状に従わないラッカー層208 をきれいに、完全に蒸発させるのに役立つ。本発明の利点は、ブラックマトリッ クス、アルミニウム層、または燐光体に損傷を与えない焼失温度を達成すること にある。先行技術の方法で焼失温度が制限された主要ファクターはブラックマト リックスであった。すなわち、ブラックマトリックスは、熱分解を起こさずに、 380℃を超える温度に耐えることはできなかった。そのため、従来の方法は、 ブラックマトリックスの熱分解および劣化を防止するために、380℃以下で焼 失し得る、下にある物体の形状に従い易いラッカーしか使用できなかった。さら に、380℃を超える温度では、アルミニウム層および燐光体は酸化に対して敏 感であった。アルミニウム層は、特にその特徴的な反射性を失うことがあった。 燐光体はそれらの特徴的な色を失い、褐色化することがあった。温度の制約から 生じるこれらの悪影響を避けるために、従来の方法はニトロセルロースだけを含 む、下にある物体の形状に従い易いラッカー材料の使用に限定されていた。 図2Dに示す様に、次にアルミニウム層212を触媒層210の上に堆積させ る。本実施態様では、堆積したアルミニウム層212の深さは約300〜800 オングストロームである。本実施態様ではその様な堆積深さを使用するが、無論 、本発明は、他の様々な、アルミニウム層212の堆積深さを使用することもで きる。下にある触媒層210と同様に、アルミニウム層212は、ラッカー層2 08の平らな表面形状に一致する。従って、アルミニウム層208は滑らかで平 らな表面を形成する。 アルミニウム層212を堆積させた後、ラッカー層208および触媒層210 の両方を焼失させる。ラッカー層208および触媒層210は、アルミニウム層 212の細孔を通って蒸発する。蒸発工程全体は、アルミニウム層212、ブラ ックマトリックス200、または燐光体206に損傷を与えない温度で行なわれ る。本実施態様では、焼失工程の温度は380℃を超えない。本実施態様ではそ の様な温度を使用するが、無論、本発明は、他の様々な、アルミニウム層212 、ブラックマトリックス200、または燐光体206に損傷を与えない温度を使 用することもできる。 図2Eは、ラッカー層208および触媒層210を焼失させた後に残るアルミ ニウム層212を示す。ラッカー層208および触媒層210が焼失した後には 、燐光体の上にアルミニウム層212だけが残る。図2Eに示す様に、アルミニ ウム層212は燐光体206の上に滑らかで平らな表面を形成する。従って、本 実施態様により、高い焼失温度の有害な影響が回避される。これは、ブラックマ ト リックス200、アルミニウム層212、または燐光体206の熱分解または酸 化を引き起こさない焼失温度を得るために、触媒層210を使用することにより 達成される。本実施態様では、焼失温度は約380℃未満である。 本発明のもう一つの利点を、燐光体206により発生した光214の幾つかの 経路を示す図2Fに例示する。図2Fに示す様に、光214は燐光体206から アルミニウム層212の方向に放射される。しかし、先行技術のアルミニウム層 と異なり、アルミニウム層212の平らな形状のため、光214はアルミニウム 層212から反射し、観察スクリーンの方に向けられる。その結果、本発明の平 らなアルミニウム層212は、フラットパネルディスプレーの伝達効率を増加さ せる。従って、平らなアルミニウム層212により、観察者が喜ぶ、より明るい スクリーンディスプレーが得られる。 さらに別の利点として、平らなアルミニウム層は、特定の厚さに対して、先行 技術の非平面アルミニウム層よりも効率が高い。多くの先行技術の方法では、ア ルミニウム層の非平面形状を補償するために、アルミニウム層をより厚くしてい る。厚いアルミニウム層は、アルミニウム層を通過して燐光体に向かう電子の一 部を妨害することにより、燐光体による発光を低下させる。一方、薄いアルミニ ウム層は、意図する標的である燐光体206に、より多くの電子を到達させて発 光させることにより、フラットパネルディスプレースクリーンの効率を高くする 。この様に本発明により、実質的に平らで比較的薄いアルミニウム層を容易に達 成することができる。 従って、本発明は、ブラックマトリックス、アルミニウム層、および燐光体に 損傷を与えない、あるいはそれらの熱分解または酸化を誘発しない、あるいは放 射された電子のアルミニウム層透過を妨害しない様式で、観察スクリーンへの光 の反射を増加する平らなアルミニウム層を製造する方法を提供するものである。 例示および説明のために、本発明の特別な実施態様を上に説明した。上記の説 明は完璧を期したものでも、あるいは本発明を記載した正確な形態に限定するも のでもなく、明らかに、上記の開示から多くの修正および変形が可能である。こ れらの実施態様は、本発明の原理およびその実際の用途を最も良く説明し、それ によって当業者が本発明を最も良く活用できる様にするために選択し、説明した のであり、様々な実施態様が様々な修正と共に、意図する特定の用途に適してい る。本発明の範囲は付随する請求項およびその等価物により規定されるものであ る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 下記の工程を含んでなる、隆起したブラックマトリックスを有し、その 中に燐光体を含む複数のウェルを限定するフラットパネルディスプレー構造の中 に実質的に平らなアルミニウム層を製造する方法。 a)前記ブラックマトリックスの前記ウェルの中の前記燐光体の上にアルミニウ ム被覆形成ラッカーの、下にある物体の形状に従わない層を堆積させる工程、 b)前記ラッカー層の上に触媒層を堆積させる工程、 c)前記触媒層の上にアルミニウム層を堆積させる工程、および d)前記下にある物体の形状に従わないラッカー層を焼失させ、前記アルミニウ ム層を平らな形状のまま残す工程(前記層の焼失は、前記フラットパネルディス プレー構造の成分に悪影響を及ぼさない温度で行なわれる)。 2. 工程a)が、アクリル樹脂を含むアルミニウム被覆形成ラッカーの層を 堆積させることをさらに含んでなる、請求項1に記載の方法。 3. 工程b)が、前記触媒層を5〜40オングストロームの深さに堆積させ ることをさらに含んでなる、請求項1または2に記載の方法。 4. 工程b)における前記触媒層が、白金、パラジウム、ロジウムおよびル テニウムからなる群から選択された物質を含んでなる、請求項1〜3のいずれか 1項に記載の方法。 5. 工程b)が、前記触媒層を物理的な蒸着により前記ラッカー層の上に直 接堆積させることをさらに含んでなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方 法。 6. 工程c)が、前記アルミニウム層を300〜800オングストロームの 深さに堆積させることをさらに含んでなる、請求項1〜5のいずれか1項に記載 の方法。 7. 工程c)が、前記アルミニウム層を物理的な蒸着により堆積させること をさらに含んでなる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。 8. 工程d)における前記温度が、前記ブラックマトリックスに悪影響を及 ぼさず、前記アルミニウム層の反射性に悪影響を及ぼさない、請求項1〜7のい ずれか1項に記載の方法。 9. 工程d)における前記温度が前記燐光体の酸化を誘発しない、請求項1 〜8のいずれか1項に記載の方法。 10. 工程d)が、前記触媒層および前記下にある物体の形状に従わないラ ッカー層を約380℃以下の温度で焼失させることをさらに含んでなる、請求項 1〜9のいずれか1項に記載の方法。
JP53763998A 1997-02-28 1998-01-21 フラットパネルディスプレー構造における平面アルミニウム層の製造法 Expired - Fee Related JP3483577B2 (ja)

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