JP2000509186A - Ｆｅｄおよびその他のカソードルミネセンスディスプレイのためのカラースクリーンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 スクリーンの基板上への複数のエレクトロルミネセンス材料の析出を利用したカラーディスプレイスクリーンの形成に使用するための方法である。その方法は、順序不同のａ）、ｂ）およびｃ）の形成工程を具備する；ａ）第１の薬剤により選択的に除去可能な第１の物質にて覆われた第１の析出部のスクリーニングパターンを前記基板上に形成し、ｂ）第２の薬剤により選択的に除去可能でかつ前記第１の薬剤によっては実質的に侵されない第２の物質にて覆われた第２の析出部のパターンを前記基板上に形成し、ｃ）前記第１および第２の析出部のパターンを取り囲むマトリックスを前記基板上に形成する。方法は、その後にマトリックス内に第１の析出部を出現させるため、第１の薬剤による第１の物質の第１の除去を実行すること、および、その現れた第１の析出部内にて第１のエレクトロルミネセンス材料の第１の析出を実行することを含む。第１の除去および析出に続いて、マトリックス内に第２の析出部を出現させるために第２の薬剤によって第２の物質が除去されるとともに、その現れた第２の析出部内に第２のエレクトロルミネセンス材料が析出される。記述された方法を実施することにより、形成工程はエレクトロルミネセンス材料の析出工程から分離される。

Description

【発明の詳細な説明】 ＦＥＤおよびその他のカソードルミネセンスディスプレイのための カラースクリーンの製造方法発明の背景 本発明は、フィールド・エミッション・カソード・ディスプレイ(field emiss ion cathode displays、FEDs)、および赤光放射、青光放射、緑光放射蛍光素子 （以下、「赤」、「青」、および「緑」蛍光素子とする場合がある。）の所定の パターンを有するカラースクリーンを用いるタイプの他のカソードルミネセント (cathodoluminescent)カラーディスプレイの製造に有用な方法に関する。 図１は、本発明の教示にしたがって製造されたスクリーンを具体化したタイプ のＦＥＤディスプレイ１０を示すものである。このディスプレイ１０は、ガラス フリットセメント１６により結合されたガラス後部パネル１４とガラス前部パネ ル１２とを有する。電界放射配列１８は、カラー蛍光スクリーン２２を励起する コントロールグリッド２０により促進される電子ビームを発生する多くの数のフ ィールドエミッター(field emmitters)を支持する。 このようなスクリーンの製造において、各パターンおよび他の二つのパターン に関連する各パターン内の赤、青および緑の蛍光素子は、極めて正確に配置され なければならない。 米国特許４，８９１，１１０号には、所定の赤、青および緑の蛍光パターンの 配列を電解析出(electrodeposition)により析出するための方法が記載されクレ ームされている。ここで用いる電解析出（エレクトロデポジッション(electrode position)もしくはエレクトロデポジッティング(electrodepositing)）は、電気 泳動、もしくは基板と他の電極との間に作られた電界の誘導のもと、電気的に荷 電された基板の上に材料が析出される浴を用いた他の方法を示す。 「１１０」パテントの方法が概略記載されている図２Ａ−７が引用されなけれ ばならないであろう。図２Ａ−７において、基板「Ｓ」は導体「Ｃ」を支持して いる。 「１１０」パテントの方法は、赤、青、緑蛍光素子のパターンに相当する第１ 、第２および第３の開口(openings)（ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３）のパターンが設 けられた電気的に絶縁されたブラックマトリックス（ＢＭ）（ある場合はブラッ クグリルもしくはブラックサラウンドとされる。）を形成すること含む（図２Ａ ）。そして、開口の第１および第３のパターンは、絶縁材料ＩＮ１で事実上塞が れる（図２Ｂ）。蛍光素子Ｐ２の第２のパターンは、下にある基板上のオープニ ングの第２のパターン内に電気泳動により析出される（図３）。開口の第１のパ ターンは、その後埋め込みが除去され（図４）、そして蛍光素子Ｐ１の第１のパ ターンは、開口の第１のパターン内に電気誘導により析出される（図５）。そし て、開口の第３のパターンの埋め込みが除去され（図６）、蛍光素子Ｐ３の第３ のパターンが、電解析出される（図７）。 電気的に絶縁なブラックマトリックスにおける開口の三つのパターンは、露光 されることによりフォトマスターのセットを用いて写真のようにして形成される 。上述した開口の第１および第３の埋め込みは、ブラックマトリックスにおける 開口の複合的なパターンを形成するために用いられるフォトマスターと共に内部 記録されたフォトマスターを用いて行なわれる。これは、プラグ（埋め込み、pl ug）が開口のパターンに正確に配置されることを保証する。動的な固定技術、も しくはこの分野において良く知られた他の技術は、記載された方法において用い られる種々のフォトマスターの内部記録を確定することに用いられる。 「１１０」パテントにおいて、スクリーニング技術が記載され、クレームされ ているが、ある蛍光体を電解析出する工程間で露光する工程が要求される。 特に、蛍光素子の上述した第２のパターンが、開口の第２のパターン中に電気 泳動的に析出された後、開口の第１のパターンが選択的に埋め込みを除去される 。これは、開口の第１および第３のパターンから埋め込みを除去し、そして開口 の第３のパターンを再度埋め込むことにより達成される。 写真露光工程による電解析出工程の中断は、数多くの問題を生じさせる。 最初のフォトリソグラフィによる埋め込み工程において、基板を運ぶために用 いられる取付具は、電解析出浴を通して基材を運ぶことができないので、第２の 埋め込み工程の部分を含む露光工程のために取り外されなければならず、そして 他の取付具を再度取付なければならない。 しかしながら、実際問題として、取付具および基材の取り外しや再取付を必要 とすることは、コストに影響する機械的な取付技術を用いて、高い解像度のＦＥ Ｄスクリーンに関連する非常に高い公差を与える可能性を失う。埋め込み工程は 、光感受性の材料をスクリーン上にコーティングし、開口の第３のパターンに相 当する領域において材料に化学的な作用のある光にその材料を曝すことを含むも のである。現像の後、基板は開口の第１のパターンが開口され、開口の第３のパ ターンが埋められ、開口の第１のパターン内に蛍光素子のパターンの電解析出が なされる。 最終的に、プラグは開口の第３のパターンから剥離され、そして蛍光素子の第 ３のパターンは開口の第３のパターン内に電解析出され、蛍光体析出工程が完了 する。 すなわち、「１１０」パテントの電解析出工程は、露光工程により中断される 。 繰り返すが、各蛍光体のパターンは、残りの二つの蛍光体パターンで正確に内 部に記録されていることが必須である。もし、機械的な記録の技術が、製造にお ける経済性から採用されるのであれば、記録された取付具は、全ての写真露光工 程を通じて基材に機械的に連結していなければならない。知られているように、 これは、取付具の接続を絶たないために必要であり、全ての露光工程を通じて基 材は、「１１０」パテントの方法を用いることを満足させることはできない。こ れは、よりコスト的に適当な記録方法が用いられるべきであることを意味する。 したがって、「１１０」パテントの方法は、実際的でない方法であり、そして 、電解析出の工程から露光工程を物理的に分離するものである。これらは、必要 な内部パターンの記録を行なうことを強い、電解析出と露光工程とを分離するこ とを不可能とし、生産コストを増加させることにつながる。本発明の目的 本発明は、ＦＥＤや、赤、青および緑蛍光素子の内部記録されたパターンを含 むタイプの他のカソードルミネセンスカラーディスプレイ装置を製造するために 有用な装置を提供することを目的とする。 本発明の他の目的は、赤、青、および緑の蛍光素子におけるパターンの配列を 電解析出する改良された方法で、そのようなスクリーンを製造することを提供す るものである。 本発明のさらに他の目的は、露光および現像工程のセットと、蛍光体を電解析 出する工程のセットとを含む蛍光素子における所定のパターンの配列を電解析出 する方法であって、写真露光および電解析出操作を分離させ、得られるスクリー ンの製造コストを驚異的に低減させることを可能とすることを特徴とする方法の 提供である。 そして、さらなる本発明の目的は、ブラックマトリクス材料として炭酸マンガ ンを用いた際、電気的な刺激による蛍光の放射の損失を結果として生じない方法 を提供することを目的とする。他の関連する技術 Ｕ.Ｓ.特許第3,314,871号 Ｕ.Ｓ.特許第3,360,450号 Ｕ.Ｓ.特許第3,475,169号 Ｕ.Ｓ.特許第3,554,889号 Ｕ.Ｓ.特許第3,632,339号 Ｕ.Ｓ.特許第3,681,222号 Ｕ.Ｓ.特許第3,681,223号 Ｕ.Ｓ.特許第3,904,502号 Ｕ.Ｓ.特許第3,914,634号 Ｕ.Ｓ.特許第4,070,596号 Ｕ.Ｓ.特許第4,130,472号 Ｕ.Ｓ.特許第4,617,094号 Ｕ.Ｓ.特許第5,466,358号 カナダ特許第964,713号 英国1,242,999号 ＣＨ-Ａ-509,616 ＤＥ-Ａ-3,012,993 ＦＲ-Ａ-2,107,039 ＵＳ-Ａ-3,554,889 ＵＳ-Ａ-3,830,722 ＵＳ-Ａ-3,858,081 ＵＳ-Ａ-4341591 ＵＳ-Ｅ-28360図面の説明 図１は、本発明の技術によって製造されるスクリーンを備える類のＦＥＤディ スプレイを示す図である。 図２Ａ〜図７は、米国特許第4,891,110号明細書に開示されたカラースクリー ンの製造方法を示す図である。 図８〜図１５は、本発明によるカラースクリーンの製造方法の好ましい実施形 態を示す図である。 図１６〜図２５は、本発明による方法の別の実施形態を示す図であり、 図２６〜図３３は、本発明に係る原理の別の実施形態を示す図である。好ましい実施形態の説明 本発明は、フィールド エミッション カソード ディスプレイ等のエレクト ロルミネセント（ＥＬ）ディスプレイのカラースクリーンの製造に適用される。 特に、本発明はスクリーンを支持する基板上に、複数のＥＬ物質を析出させる工 程を利用したカラーディスプレイの製造方法に関するものであり、スクリーンの 基板上への複数のエレクトロルミネセンス材料の析出を利用したカラーディスプ レイスクリーンの形成に使用するための方法であって、該方法は、順序不同のａ ）、ｂ）およびｃ）の形成工程によって特徴付けられ、ｄ）およびｅ）の工程に 伴われ： ａ）第１の薬剤により選択的に除去可能な第１の物質にて覆われた第１の析出部 のスクリーニングパターンを前記基板上に形成し、 ｂ）第２の薬剤により選択的に除去可能でかつ前記第１の薬剤によっては実質的 に侵されない第２の物質にて覆われた第２の析出部のパターンを前記基板上に形 成し、 ｃ）前記第１および第２の析出部のパターンを取り囲むマトリックスを前記基板 上に形成し、その後に、 ｄ）前記マトリックス内に第１の析出部を出現させるため、前記第１の薬剤によ る前記第１の物質の第１の除去を実行するとともに、その現れた第１の析出部内 にて第１のエレクトロルミネセンス材料の第１の析出を実行し、 前記第１の除去および析出に続いて、 ｅ）前記マトリックス内に第２の析出部を出現させるため、前記第２の薬剤によ る前記第２の物質の第２の除去を実行するとともに、その現れた第２の析出部内 に対する第２のエレクトロルミネセンス材料の第２の析出を実行し、 それにより、前記形成工程がエレクトロルミネセンス材料の析出工程から分離 されている。 本発明の方法によれば、ＥＬ物質を析出させる操作から形成のための操作を分 離することができる。 電解析出が特定の物質を析出させる好ましい方法として記述された、本発明の 方法の実施例についての以下の記載から、このような特定の物質を所定のパター ンに析出させるために伝統的なフォトリソグラフィー技術を用いることができる ことが明らかとなる。 ここで用いられている「エレクトロルミネッセント（ＥＬ）」の語句は、電気 的なエネルギーから光への直接的な転換を意味するものとする。 本発明の方法の好ましい実施形態におけるＥＬディスプレイは、発光物質とし て蛍光物質を用いたカソードルミネッセントディスプレイである。好ましくは、 カタフォレシス（cathaphoresis）あるいは他の電解析出法によって、蛍光素子 の３つのパターンが析出される。本発明の方法の好ましい実施形態では、少なく とも蛍光素子の第１および第２の所定パターン、好ましくは蛍光素子の第１、第 ２および第３の所定パターンが透明基板の導電性表面に配置されたカラースクリ ーンの製造に関する。図８〜１５参照のこと。 工程は、電極Ｃが支持されており、電気絶縁層ＢＭがその導電性表面に形成さ れた基板Ｓから開始される。その基板Ｓの導電性表面には、それぞれ基板を露出 させる第１、第２および第３の開口群ＯＰ１、ＯＰ２およびＯＰ３が配置されて いる。第１、第２および第３の開口群は、それぞれ第１、第２および第３の蛍光 素子に対応している（図８）。 本発明の方法の好ましい実施形態では、フォトリソグラフィー技術を用いて、 第１の開口群ＯＰ１を、第１の剥離剤（薬剤）により除去可能な第１の電気絶縁 物質ＩＮ１０によって塞ぐ（図９）。次に、第２の開口群ＯＰ２を、フォトリソ グラフィー技術を用いて、第２の剥離剤（薬剤）により除去可能な第２の電気絶 縁物質によって塞ぐ（図１０）。 このように空間を塞いだ後、蛍光素子の第３のパターンが第３の開口群ＯＰ３ を介して基板上に析出される（図１１）。次に、第２の電気絶縁物質ＩＮ１１が 、第２の剥離剤によって第２の開口群ＯＰ２から除去される（図１２）。次に、 蛍光素子の第２のパターンＰ２が第２の開口群ＯＰ２を介して基板上に析出され る（図１３）。 次に、第１の電気絶縁物質ＩＮ１０は、第１の剥離剤を用いて第１の開口群Ｏ Ｐ１から除去される（図１４）。最後に、蛍光素子の第１のパターンＰ１が第１ の開口群を介して基板上に析出される（図１５）。 また、第２絶縁材料ＩＮ１１を除去する前に、第１絶縁材料ＩＮ１０を除去し てもよい。更に、後述から明らかなように、閉塞工程の後またはその直後に、層 ＢＭを析出させてもよい。 このように、本発明の方法の上述した実施形態においては、フォトリソグラフ ィー（露光工程を含む）を含む方法工程が、蛍光電解析出工程から分離独立して 行われることが理解される。 ここにおいて使用した用語「フォトリソグラフィー」または「フォトリソグラ フィック」は、感光材料の層が、この層に対して化学作用を有する放射線に曝さ れ、この層を現像して、パターンを形成するすべての方法を意味する。 本発明の方法は、蛍光素子を析出するための電解析出法を用いる。微少な蛍光 粒子を電解析出によって、より緻密なパターンに析出することができ、従来のス ラリー法よりも実用的であるため、電解析出法は、電界効果ダイオード（ＦＥＤ ）等のための高解像度を有するスクリーンを製造する際に特に有益なものとして 見出された。 本発明の好ましい実施形態は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第４８９ １１１０号に記載され、クレームされた方法の変形例である。本発明によるカラ ースクリーンの製造に使用される方法工程の数は、‘１１０特許に記載されたそ れと同一である。 本願の発明の背景において言及しているように、’１１０特許に記載された方 法は、ブラックマトリックスにおける開口群の閉塞と関連して、露光工程によっ て遮られた蛍光素子の３つのパターンを連続的に析出するための電解析出工程を 含むことを特徴としている。 以下に詳述するように、本発明は、露光工程を電解析出工程から分離独立して 行って、上述した利益をもたらすことを特徴とする。 図８乃至図１５に再び言及するが、本発明の好ましい実施形態によれば、基板 の導電性表面Ｃ上に、基板を露出させる所定の開口群ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３の 第１、第２及び第３のパターンを有する層ＢＭが形成される。層ＢＭは、電気絶 縁性を有しているが、元来、導電性を有している場合には、その後、電気絶縁性 が付与される。本発明の方法をカソードルミネッセントカラースクリーンの製造 に適用する好ましい形態においては、基板Ｓは透明なガラスから構成される。本 発明においては、導電性ガラスの使用が考慮されているが、コストの理由から、 導電性を有する表面は、従来の非導電ガラス上に透明な導電性層Ｃを形成するこ とが望ましい。透明な導電性層Ｃは、インジウム錫酸化物または他の適切な材料 から構成されていてもよい。透明であれば、この層を、電解析出工程が完了した 後に除去する必要はない。 また、アルミニウムや光に対して透過性を有しない他の導電性材料を使用して もよい。透明でない材料を使用した場合には、最終的な電解析出工程の後に、こ れを除去する必要がある。アルミニウムを使用した場合には、周知のように、苛 性漂白剤を使用してこれを除去してもよい。 ’１１０特許に記載されているように、電気絶縁性を有する層は、ブラックマ トリックスまたはグリルとして作用するが、この目的のためであれば、炭酸マン ガン、酸化コバルト、または、適切な光吸収材料から構成されてもよい。 第１、第２及び第３の開口群を、’１１０特許に記載された方法、または、当 業界において周知の他の方法によって絶縁層に形成してもよい。 ’１１０特許には、第１、第２及び第３の開口群が、絶縁層から離れて配置さ れた露光フォトマスターにより、「偏向中心」印刷法（"center of deflection" printing）を用いてフォトリソグラフィーにより形成されることが記載されてい るが、近接焼付け法（near contact printing）または密着焼付け法（contact p rinting）等の公知の技術が、高解像度を有するＦＥＤスクリーンや他の高解像 度を有するカソードルミネッセントスクリーンにおける使用に、より適している 。また、絶縁材料が十分な光吸収性を有している場合には、（視野側から露光を 行う）従来の背面露光法（back exposure techniques）を適用してもよい。’１ １０特許の教示によれば、赤、青及び緑の蛍光素子パターンの総数に対応する３ 種類の開口群ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３を有する絶縁層ＢＭが形成される。 蛍光電解析出工程の、露光工程による妨害を回避するために、本発明の好まし い実施形態に係る方法は、第１のグリル開口群を、第１除去剤を適用して除去す ることが可能な第１電気絶縁材料で閉塞し、そして、第２の開口群を、第２除去 剤を適用して除去することはできるが、第１除去剤によっては実質的に影響を受 けない第２電気絶縁材料で閉塞することを含んでいる。 このように選択的に除去する技術を用いれば、１つの開口群を閉塞しないこと により、基板を露出させて、蛍光素子のパターンを電解析出することが可能にな り、次いで、他の開口群を閉塞しないことによって、如何なる付加的な露光工程 を必要とすることなく、蛍光素子の２番目のパターンを電解析出することが可能 になる。 より詳しく言えば、第１の選択的に除去可能な絶縁材料として、ジアゾＮｏ.4 で光増感されたＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を用いて、’１１０特許に記載 されたフォトリソグラフィーで、第１開口群ＯＰ１を閉塞してもよい（図９）。 ＰＶＡ／ジアゾの配合割合は、次の通りでよい：６００ｇ（グラム）のＰＶＡ タイプ５２３（エアープロダクト（Air Products））の１０％溶液；９００ｍｌ （ミリリットル）の脱イオン水；３０ｇ（グラム）のジアゾＮｏ.４（フェアマ ウント（Fairmount））の１０％溶液；２０：１のＰＶＡ／ジアゾ濃度。ジアゾ 溶液のｐＨは、水酸化アンモニウムの２．５％溶液に対して７．０に調整される ことが望ましい。 第２開口群ＯＰ２は、例えば２クロム酸ナトリウム、２クロム酸カリウムまた は２クロム酸アンモニウムを有するＰＶＡ感光剤からなる第２電気絶縁材料ＩＮ １１を使用する「１１０特許」で説明されたように、フォトリソグラフィーによ って塞がれ、または埋め込まれる（図１０）。ＰＶＡ／２クロム酸アンモニウム としては、ＰＶＡタイプ５２３（エアー生産物）を６００グラム含む１０％溶液 、９００ｍｌの脱イオン水、２クロム酸アンモニウムを８５．６グラム含む１０ ％溶液からなるものを使用した。ＰＶＡ／２クロム酸塩とＰＶＡ／ジアゾＮｏ． ４は、何れも電気絶縁性であり、蛍光体の断面汚染を電解析出ステップ中で生じ させない。 本発明による方法の全体的な説明に戻ると、第１開口群ＯＰ１は、ＰＶＡ／ジ アゾＮｏ．４の埋め込み物で塞ぐことができる。これは、ＰＶＡ／ジアゾ材料を 有するスクリーンをコーティングし、そのスクリーンを乾燥し、そして第１露光 フォトマスターを通して露光することによって行われる。電気絶縁層ＢＭ中の第 １開口群ＯＰ１、第２開口群ＯＰ２および第３開口群ＯＰ３が所定の蛍光素子の パターンであることが必要なので、第１フォトマスターは、電気絶縁層中の第１ 開口群ＯＰ１、第２開口群ＯＰ２および第３開口群ＯＰ３を所定の位置に形成す るためのフ ォトマスター手段である。 ネガレジストであるＰＶＡ／ジアゾを使用する好ましいプロセスとしては、第 １露光フォトマスターが、電気絶縁層内の第１開口群ＯＰ１に対応する光伝達面 のパターンを有し、これが蛍光素子の第１パターンに対応する。露光面は、開口 群の第１パターンに、ＰＶＡ/ジアゾＮｏ．４の埋め込む物を形成するために硬 化される（図９）。そのとき、基板は、例えば脱イオン水の最終洗浄を伴った水 道水で現像され、乾燥される。 第２開口群ＯＰ２を塞ぐために、基板Ｓは、上述のように２クロム酸塩を有す るＰＶＡ感光剤で被覆される。本発明の好ましい方法において、第１露光フォト マスターと共に所定の位置に設けられる第２露光フォトマスターは、電気絶縁層 内の第２開口群に対応する光伝達面のパターンを備えている。露光されたＰＶＡ ／２クロム酸塩のコーティング面は、露光によって硬化し、第２開口群に埋め込 み物ＩＮ１１を形成する（図１０）。このとき、基板は、脱イオン水の最終洗浄 を伴った水道水で洗浄されて現像され、乾燥される。 こうしたことは、スクリーン製作プロセス中において著しく重要であり、全て の露光工程で行われている。特に、その後の電解析出工程が露光工程によって中 断されるという「１１０特許」の記述に対して、特に新しい試みであるといえる 。 この発明の方法の説明を続けると、先ず、基板Ｓには、三つの開口群を持つ電 気絶縁層が設けられている。第１開口群は、ＰＶＡ／ジアゾ埋め込み物ＩＮ１０ のパターンで塞がれ、第２開口群は、ＰＶＡ／２クロム酸からなる埋め込み物Ｉ Ｎ１１のパターンで塞がれる（図１０）。第３開口群ＯＰ３は、基板Ｓ上の電気 伝導表面Ｃに接近するように設けられている。 「１１０特許」に記載された方法および他でよく知られた方法によれば、蛍光 素子Ｐ３（実施例で記載されている。）の三つのパターンは、第３開口群ＯＰ３ を通って基板の露出した電気伝導表面上に電解析出される（図１１）。電解析出 工程は、乾燥後、予め決められた析出厚さが形成されるまで続き、さらに電解析 出するのを効果的に防止するため、丈夫な電気バリアーを形成するまで続く。こ の電解析出工程は、通常のように引き続き行うことができ、イソプロピルアルコ ールやメタノールですすがれ、基板が乾燥される。 次いで、蛍光体電解析出工程の準備として、電気絶縁層内の第２開口群からＰ ＶＡ／２クロム酸埋め込み物を除去することが必要である（図１２）。これは、 ＰＨ７．０の１０％過酸化水素水溶液を使用することによって容易に行うことが できる。水道水と脱イオン水ですすいだ後、蛍光素子Ｐ２の第２パターンは、第 ２開口群ＯＰ２を通って基板の露出した電気伝導表面上に電解析出される（図１ ３）。この電解析出工程は、通常のように引き続き行うことができ、イソプロピ ルアルコールやメタノールですすがれ、基板が乾燥される。 最初の蛍光体電解析出工程を開始するため、ＰＶＡ／２クロム酸埋め込み物を 、電気絶縁層内の第１開口群から除去することが必要である（図１４）。これは 、過ヨウ素酸ナトリウムの２％溶液や、３３％以下の濃度の過ヨウ素酸カルシウ ム溶液や、他の好適な剥離薬剤の使用により行うことができる。水道水や脱イオ ン水で洗浄した後、第１開口群は、清浄化され、蛍光素子は基板上に析出される （図１５）。 最後の電解析出工程は、通常のように引き続き行うことができ、イソプロピル アルコールやメタノールですすがれ、基板が乾燥される。 その後、通常の工程が、スクリーンの加工を終了させるのに用いられる。これ らの工程は、必要に応じてバインダーを塗布したり、薄膜を覆ったり、アルミナ イズしたりすること等を含めてもよい。 しかしながら、上述した好適な態様においては、ＰＶＡ／２クロム酸とＰＶＡ ／ジアゾＮｏ．４は、選択的に剥離すことが可能な埋め込み材料として使用され 、他の埋め込み材料とそれに関連した剥離剤を組み合わせて用いてもよい。例え ば、ネガタイプのフォトレジストであるノーランドプロダクツによるＮＰＲ−６ を、一つの埋め込み材料として使用できる。ＮＰＲ−６によるフォトレジスト埋 め込み材料は、水酸化ナトリウムの１０％溶液の使用によって、容易に除去する ことができる。 ＦＥＤ、および、スクリーンのガードバンド領域に薄いフェースプレートおよ びフェースプレート保持構造を利用した他のディスプレイに本発明を適用する場 合には、例えば黒鉛（graphite）または炭酸マンガン（manganous carbonate） などの微粒子材料からなるブラックマトリクス（black matrix）を用いることは 望ましくない。なぜなら、微粒子材料は、基板上のフェースプレート保持構造の 周辺領域において、接着性が十分でなく、この結果、粒子のばらつきによって歩 留まりの低下を招くからである。一方、例えば、蒸発したブラッククロム（evap orated black chrome）のような好適な非微粒子または光吸収材料によってブラ ックマトリクスを形成することは可能である。 本発明による処理は、蛍光素子間の間質領域（interstitial areas）を電気的 に絶縁する必要があるため、ブラッククロムマトリクスを形成するために用いら れる絶縁フォトレジストが使用される。フォトレジストは、最終加熱工程（fina l bakeout operation）によって蛍光パターンを析出させた後に除去される。上 述した本発明による処理における他の点については、特に変更はない。 微粒子グリル（particulate grille）を使用しても差し支えないものに適用す る場合には、例えば炭酸マンガンなどの絶縁材料をコーティングすることによっ てグリルを形成することができる。カーボネートは、蛍光素子が最終的に残る領 域内に位置し、従来のフォトリソグラフィー処理によって設けられたＰＶＡ／二 クロム酸塩析出物（他のレジストが用いることも可能である）のパターン上に塗 布される。また、ＰＶＡ析出物およびその上に重なっている絶縁材料を除去する ために、例えば過酸化水素（hydrogen peroxide）などの好適な剥離剤が用いら れる。これらを除去することにより、蛍光パターンに対応した開口が形成される 。 基本的に同様なリフトオフ（lift-off）処理は、蒸発した光吸収材料（evapor ated light-absorptive material）を炭酸マンガンの代わりに用いる場合に微粒 子の問題が生じる場所に用いることができる。 本発明の他の形態として、以下に述べるものがある。図１６〜図２５において 、２種類のＰＶＡ析出物ＩＮ２０が析出および現像される（図１６）。これらＰ ＶＡ析出物ＩＮ２０は、例えば、二クロム酸ナトリウム（sodium dichromate） 、二クロム酸カリウム（potassium dichromate）または二クロム酸アンモニウム （ammonium dichromate）によって感光される。基板Ｓは、第２のフォトレジ スト材料ＩＮ２２によってコーティングされる。この第２のフォトレジスト材料 ＩＮ２２は、第２の剥離剤によって剥離することができる。しかしながら、この 剥離剤（例えば、過酸化水素：hydrogen peroxide）によって、ＰＶＡ／二クロ ム酸塩析出物ＩＮ２０の第１および第２のパターンは除去されない（図１７）。 第２の材料ＩＮ２２の露光および現像の後、基板上には、最終的に３種類の蛍光 素子のうち２種類の蛍光素子のパターンに対応する領域にＰＶＡ／二クロム酸塩 析出物ＩＮ２０が設けられる。さらに、基板上には、第２の材料ＩＮ２２―例え ばＰＶＡ／ジアゾＮｏ.４―からなる析出物ＩＮ２１の第３のパターンが設けら れる。これは、二クロム酸ナトリウムまたは二クロム酸カリウムを用いて剥離す ることができるが、過酸化水素を用いて剥離することはできない。 ３種類のパターンが設けられた基板は、絶縁層ＢＭ（例えば、炭酸マンガン） によってコーティングされる（図１８）。そして、過酸化水素溶液を用いること によって、ＰＶＡ／二クロム酸塩析出物ＩＮ２０のパターンのうちの２種類のパ ターンが剥離され、絶縁層ＢＭが部分的に消失（ポップトスルー：popped throu gh）する（図１９）。 上述したように、様々な形態によって本発明による方法は実行される。２種類 の剥離可能な材料を選択的に用いて２回の埋込工程（plugging operation）を行 い、続いて蛍光析出を行うよりも、例えばＰＶＡ／二クロム酸塩などからなる上 述した第１の材料ＩＮ２０を用いて、１回の埋込工程を行い（図２０）、続いて 蛍光電解析出工程（phosphor electrodeposition step、図２１）を行う方が望 ましい。次に、上述した第２の材料ＩＮ２２（ＰＶＡ／ジアゾＮｏ.４を剥離す るために二クロム酸ナトリウムまたは二クロム酸カリウムを塗布する）を除去す るために第２の剥離剤を塗布する工程においては、ＰＶＡ／ジアゾＮｏ.４の埋 込物を絶縁層ＢＭの開口から除去するよりも、絶縁層ＢＭの下に前工程で形成さ れたＰＶＡ／ジアゾ析出物ＩＮ２１を過ヨウ素酸塩（periodate）によって除去 する方が望ましい。詳しく説明すると、フォトリソグラフィー析出技術を用い、 第１の絶縁材料ＩＮ２０（ＰＶＡ／二クロム酸塩）が開口ＯＰ１に埋め込まれ（ 図２０）、続いて、蛍光素子Ｐ２が開口部ＯＰ２を介して基板Ｓ上に電解析出さ れる（図２ １）。 次に、ＰＶＡ／二クロム酸塩の析出物ＩＮ２０が過酸化水素によって剥離され （図２２）、これによって形成された開口部ＯＰ１を介して、蛍光素子Ｐ１が基 板Ｓ上に析出される（図２３）。 さらに、選択的に用いられている剥離可能な第２の材料ＩＮ２１（ここでは、 ＰＶＡ／ジアゾＮｏ.４）が、例えば過ヨウ素酸塩によって剥離され、第３の開 口群ＯＰ３が形成される（図２４）。 最後に、第３の蛍光素子Ｐ３が開口ＯＰ３を介して基板Ｓ上に析出される（図 ２５）。 このように、この方法と、この方法を述べる前に述べた方法は、絶縁層内の開 口部から析出物を除去するか、または、絶縁層下のＰＶＡ／ジアゾ析出物を除去 するかの違いがあるものの、結果的には同一である。 なお、直前に述べた方法に代えて、感光したレジストの析出物の周囲の間質領 域における導電層Ｃ上に、絶縁材料を電解析出してもよい。 また、本発明によって示される他の方法によれば（図２６ないし図３３）、埋 込処理としてこれまで述べてきたすべての処理を行わず、絶縁層を塗布する前に 、各蛍光パターンに対応するように３つに分離した剥離可能な析出物のパターン を基板上にフォトリソグラフィー技術を用いて設けてもよい。例えば、第１の析 出物のパターンＩＮ３０をＰＶＡ／ジアゾＮｏ.４によって、第２の析出物のパ ターンＩＮ３１をＰＶＡ／二クロム酸塩によって構成することができる。また、 選択的に剥離可能な第３の析出物のパターンＩＮ３２をＮＰＲ−６、および、過 酸化水素の１０％溶液によって剥離することが可能なネガティブフォトレジスト によって構成することができる（図２６）。 個別に剥離可能な析出物のパターンのフォトリソグラフィーによる析出の後、 基板Ｓを電気絶縁性の物質ＢＭ（図２７）によりコートし、若しくは導電性物質 （グラファイトなど）によりコートし、次にそれを絶縁体によりコートする。こ の最後に記載した本発明の方法の実行において、電解析出手法の使用により、選 択的に剥離可能な析出物の３つのパターンＩＮ３０、ＩＮ３１，ＩＮ３２の上に 、 又は析出物の３つのパターンの周りに絶縁層（又は、後に絶縁性となる電気的導 電層）を適用した後、フォトリソグラフィー処理が完了する。その後、更なる露 光工程を行うことなく蛍光素子の３つのパターンの電解析出を実行する。 詳細には、選択的に剥離可能な析出物（好適な方法では、これはＰＶＡ／二ク ロム酸塩のパターンである）の第２のパターンＩＮ３１を過酸化水素により剥離 して、絶縁層ＢＭ中に第２の開口群ＯＰ２を形成する（図２８）。洗浄及び乾燥 の後、蛍光素子Ｐ２の第２のパターンを、層ＢＭ内の第２の開口群ＯＰ２を通じ て電気的に導電性の基板面Ｃ上に電解析出させる（図２９）。 ＢＭ層から析出物の第１のパターンＩＮ３０を剥離することにより、層内に第 １の開口群ＯＰ１を形成する（図３０）。この例では、ＰＶＡ／ジアゾ析出物Ｉ Ｎ３０を過酸化水素溶液で剥離する。洗浄及び乾燥の後、蛍光素子Ｐ１の第１の パターンを、第１の開口群ＯＰ１を通じて基板Ｓの電気的に導電性の面上に電解 析出する（図３１）。 析出物ＩＮ３２の最後のセット（記載された好適な実施形態におけるＮＰＲ６ ）を（水酸化ナトリウムにより）剥離することにより、積層した絶縁層ＢＭに第 ３かつ最後の開口群ＯＰ３を形成する（図３２）。最後に、絶縁層ＢＭを通じて 蛍光素子Ｐ３の第３のパターンを基板Ｓの電気的に導電性の面上に電解析出する （図３３）。ブラックマトリクス又はグリルとしてのグラファイト層の使用が先 に示唆されてきた。導電体であれば、グラファイト層を非導電性にしなければな らない。これは、あらゆる活性蛍光素子の電解析出の前に、硫化亜鉛、ケイ酸亜 鉛又は不活性イットリウムトリオキサイド、若しくは他の適当な電解析出白体色 （white body color）物質などの白体色無発光蛍光性物質を電解析出することに より達成できる。電解析出される物質は電気的に絶縁性であるので、活性蛍光素 子のパターンの電解析出中に電気的なバリアとして機能するであろう。 上述した本発明の多くの方法例は、適用において絶縁層としての炭酸マンガン の使用を示唆し、そこで蛍光性析出物のパターンの周りの格子間（interstitial ）領域内にブラックマトリクス又はブラックサラウンドを有することが望まれる 。 また、利用可能な、選択的に剥離可能な光増感フォトレジスト物質の一つはＮ ＰＲ−６フォトレジストであることが示唆された。更に、ＮＰＲ−６フォトレジ ストと共に使用可能な剥離剤は水酸化ナトリウムであることが示唆された。水酸 化ナトリウムの使用の他の適用は、導電性層として使用された場合のアルミニウ ムを除去することである。 しかし、ＮＰＲ−６の剥離又はアルミニウム導電性層の除去における水酸化ナ トリウムの使用の応用において、炭酸マンガンの存在は水酸化ナトリウムと炭酸 マンガンとの間の有害な反応のための条件を確立する。これらの物質間の反応の 副産物は、マンガン酸水酸化物(manganous oxyhydroxide)である。マンガン酸水 酸化物は蛍光性析出物のパターンを侵し、光吸収性である場合、電子の衝撃によ り励起された時に蛍光性析出物からの減少した光出力を生じさせる。 この潜在的な問題の一つの解決法は、炭酸マンガンを焼いて水酸化ナトリウム と反応しない酸化物の形態の化合物にすることである。しかし、焼き処理につい ての要求事項はスクリーニング処理の費用を増加させる。 水酸化ナトリウムの適用時に還元剤を使用すれば、マンガン酸水酸化物の生成 を抑制することが分かっている。こうして、炭酸マンガンを酸化させるための焼 き処理の必要性が排除される。 好適な還元剤は、水酸化ナトリウム溶液と化合したナトリウム・ハイドロサル ファイト（sodium hydrosulfite）の０．０２％溶液であり、好ましくはＡｍｗ ａｙからのものである。 ここに記載され、請求の範囲に記載された発明の真の精神及び視野から逸脱す ることなく、本発明によるプロセス及び記載された工程の順において他の変更が 可能であることが理解され、本発明のプロセスの記載は、限定的ではなく、例示 的であると解釈すべきである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． スクリーンの基板上への複数のエレクトロルミネセンス材料の析出を利用 したカラーディスプレイスクリーンの形成に使用するための方法であって、該方 法は、順序不同のａ）、ｂ）およびｃ）の形成工程によって特徴付けられ、ｄ） およびｅ）の工程に伴われ： ａ）第１の薬剤により選択的に除去可能な第１の物質にて覆われた第１の析出部 のスクリーニングパターンを前記基板上に形成し、 ｂ）第２の薬剤により選択的に除去可能でかつ前記第１の薬剤によっては実質的 に侵されない第２の物質にて覆われた第２の析出部のパターンを前記基板上に形 成し、 ｃ）前記第１および第２の析出部のパターンを取り囲むマトリックスを前記基板 上に形成し、その後に、 ｄ）前記マトリックス内に第１の析出部を出現させるため、前記第１の薬剤によ る前記第１の物質の第１の除去を実行するとともに、その現れた第１の析出部内 にて第１のエレクトロルミネセンス材料の第１の析出を実行し、 前記第１の除去および析出に続いて、 ｅ）前記マトリックス内に第２の析出部を出現させるため、前記第２の薬剤によ る前記第２の物質の第２の除去を実行するとともに、その現れた第２の析出部内 に対する第２のエレクトロルミネセンス材料の第２の析出を実行し、 それにより、前記形成工程がエレクトロルミネセンス材料の析出工程から分離 されている。 ２． 前記マトリックスが炭酸マンガンを含んでいることを特徴とする請求項１ の方法。 ３． 前記薬剤の一つが水酸化ナトリウムを含み、前記炭酸マンガンを酸化させ るために前記スクリーンが焼成されることを特徴とする請求項２の方法。 ４． 前記薬剤の一つが水酸化ナトリウムを含み、前記水酸化ナトリウムの効果 を緩和 して前記エレクトロルミネセンス材料が刺激されたときの光出力を減じるため、 前記水酸化ナトリウムに対してハイドロサルファイトが溶解されていることを特 徴とする請求項２の方法。 ５． 前記物質の一つが二クロム酸アンモニウム、二クロム酸ナトリウムまたは 二クロム酸カリウムによって感光性を付与されたポリビニルアルコールを含み、 それに関連付けられた除去用の前記薬剤が過酸化水素を含んでいることを特徴と する請求項１の方法。 ６． 前記物質の一つが、ホルムアルデヒドを含む４−（フェニルアミノ）−ベ ンゼンジアゾニウムポリマーまたは塩化亜鉛によって感光性を付与されたポリビ ニルアルコールを含み、それに関連付けられた除去用の前記薬剤が過ヨウ素酸ナ トリウムまたは過ヨウ素酸カリウムを含んでいることを特徴とする請求項１の方 法。 ７． 前記物質の一つが、１３％のアイシングラス、２７％の二クロム酸アンモ ニウム、および８５％の水から構成されたフォトレジストであり、それに関連付 けられた除去用の薬剤が水酸化ナトリウムを含んでいることを特徴とする請求項 １の方法。 ８． 前記水酸化ナトリウムの効果を緩和して前記エレクトロルミネセンス材料 が刺激されたときの光出力を減じるため、前記水酸化ナトリウムに対してハイド ロサルファイトが溶解されていることを特徴とする請求項７の方法。 ９． 前記基板がその上に配置される導電層を有していることを特徴とする請求 項１の方法。 １０． 前記形成工程が前記導電層上で生じることを特徴とする請求項９の方法 。 １１． 前記マトリックスが絶縁性であることを特徴とする請求項９の方法。 １２． 前記析出が電解析出を含むことを特徴とする請求項１の方法。 １３． スクリーンの基板の導電層上への複数の蛍光材料の電解析出を利用した カラーディスプレイスクリーンの形成に使用するための方法であって、該方法は ａ）、ｂ）、ｃ）およびｄ）の形成および電解析出工程に特徴付けられ、ｅ）お よびｆ）の工程に伴われ： ａ）第１、第２および第３の蛍光体析出部のパターンを取り囲むマトリックスを 前記導電層上に形成し、 ｂ）第１の薬剤により選択的に除去可能な第１の物質を、前記第１の前記蛍光体 析出部のスクリーニングパターン上の前記導電層上に写真製版的に形成し、 ｃ）第２の薬剤により選択的に除去可能でかつ前記第１の薬剤によっては実質的 に侵されない第２の物質を、前記第２の蛍光体析出部のスクリーニングパターン 上の前記導電層上に写真製版的に形成し、 ｄ）前記第３の蛍光体析出部のパターン上の前記導電層上に第１の蛍光材料を電 解析出し、 ｅ）前記マトリクス内に前記第１および第２の析出部のいずれか一方を出現させ るため、関連付けられた前記第１および第２の薬剤のいずれか一方による前記第 １および第２の物質のいずれか一方についての第１の除去を実行するとともに、 その出現した析出部内で第２の蛍光材料についての第１の電解析出を実行し、 ｆ）前記マトリクス内に前記第１および第２の析出部のいずれか他方を出現させ るため、前記第１および第２の薬剤のいずれか他方にて前記第１および第２の物 質のいずれか他方を除去するとともに、出現した前記他方の析出部内にて第３の 蛍光材料を電解析出し、それにより前記写真製版的な形成工程が前記蛍光材料の 析出工程に対して分離されている。 １４． 前記絶縁性のマトリックスが炭酸マンガンを含んでいることを特徴とす る請求項１３の方法。 １５． 前記薬剤の一つが水酸化ナトリウムを含み、前記炭酸マンガンを酸化す るために前記スクリーンが焼成されることを特徴とする請求項１４の方法。 １６． 前記薬剤の一つが水酸化ナトリウムの溶液を含み、前記水酸化ナトリウ ムの効果を緩和して前記蛍光材料が刺激されたときの光出力を減じるため、ハイ ドロサルファイトが前記溶液に含まれていることを特徴とする請求項14の方法。 １７． 前記第２の物質は前記物質の一つが二クロム酸アンモニウム、二クロム 酸ナトリウムまたは二クロム酸カリウムによって感光性を付与されたポリビニル アルコールを含み、それに関連付けられた除去用の前記薬剤が過酸化水素を含ん でいることを特徴とする請求項１３の方法。 １８． 前記第１の物質が、ホルムアルデヒドを含む４（フェニルアミノ）ベン ゼンジアゾニウムポリマーまたは塩化亜鉛によって感光性を付与されたポリビニ ルアルコールを含み、それに関連付けられた除去用の前記薬剤が過ヨウ素酸ナト リウムまたは過ヨウ素酸カリウムを含んでいることを特徴とする請求項１３の方 法。 １９． 前記第３の物質が、１３％のアイシングラス、２％の二クロム酸アンモ ニウム、および８５％の水から構成されたフォトレジストであり、それに関連付 けられた除去用の薬剤が水酸化ナトリウムの溶液を含んでいることを特徴とする 請求項１３の方法。 ２０． 前記マトリックスが炭酸マンガンを含み、前記水酸化ナトリウムの効果 を緩和して前記蛍光材料が刺激されたときの光出力を減じるため、ハイドロサル ファイトが前記溶液に含まれていることを特徴とする請求項１９の方法。 ２１． 前記マトリックスが成形された段階で電気的に絶縁であり、かつ光吸収 能を有していることを特徴とする請求項１３の方法。 ２２． 前記マトリクスには電気的導電性および光吸収能が付与され、前記第１ の蛍光材料の電解析出に先立って電気的絶縁層にて覆われることを特徴とする請 求項１３の方法。 ２３． 前記マトリクスが蒸着工程によって形成されることを特徴とする請求項 １３の方法。