JP2006004926A - 蛍光膜構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 アノード基板の隔壁間に蛍光膜を形成する工程が改善された蛍光膜構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】 隔壁によって区分される内部空間を有する基板を備える段階と、前記隔壁及び前記内部空間上に犠牲層を形成し、前記基板上面を平坦化する段階と、前記犠牲層上に蛍光体を形成する段階と、前記犠牲層を除去し、前記蛍光体を前記内部空間に位置させる段階と、を含むことを特徴とする蛍光膜構造体の製造方法。
【選択図】 図３Ｃ

Description

本発明は電界放出表示素子に採用される蛍光膜構造体の製造方法に係り、より詳細にはアノード基板の隔壁間に蛍光膜を形成する工程が改善された蛍光膜構造体の製造方法に関する。

最近、ディスプレイ市場では大画面の具現が容易で、かつ設置空間を少なく占める平板表示装置が注目を浴びている。

この平板表示装置の例としては、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）及び電界放出表示装置（ＦＥＤ；Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。これら平板表示装置のうち電界放出表示装置は透過型光を用いて文字及び映像をディスプレイする。この電界放出表示素子はカソード電極上に一定の間隔で配列されたエミッタにゲート電極から強い電場を印加することによって、エミッタから電子を放出させ、この電子をアノード基板の表面に塗布された蛍光体に衝突させて発光させる。

この電界放出表示素子は、各カラー別蛍光体間の光学的色干渉を最小化することが要求される。このために隔壁構造よりなるアノード基板が特許文献１に開示されている。このように、アノード基板に対して隔壁を備え、この隔壁間の内部空間に蛍光体を形成する場合、前記隔壁が色純度及び画面の明暗対比の減少を減らせて色純度を高めうる。

また、前記電界放出表示素子において蛍光体が均一に塗布されるか否かによって輝度、明暗及び色純度に重要な影響を及ぼす。

一方、前記隔壁構造のアノード基板を採用した電界放出表示素子は隔壁内に蛍光体を塗布せねばならないので、蛍光体を均一に塗布し難いとの短所がある。

すなわち、蛍光膜の形成工程として蛍光体スラリーをスピンコーティングにより塗布する方式と、蛍光体のスラリーをスクリーンプリンティングにより塗布する方式とを考慮しうるが、この場合、隔壁内に蛍光膜を塗布せねばならないので、実質上蛍光膜の均一な塗布が難しいという問題がある。

次いで、ドライフィルムタイプの蛍光体を用いて蛍光膜を形成する工程を考慮しても良い。この工程について図１Ａないし図１Ｄを参照しつつ詳細に説明すれば次の通りである
所定間隔に離隔された状態でストライプ状に突設された隔壁３を有する基板１を備える。この隔壁３間には内部空間が備えられ、隣接した内部空間には赤色、緑色、青色蛍光膜が後述する工程を通じて形成される。このために前記基板１上に所定色相、例えば赤色の蛍光膜５Ｒを位置させる（図１Ａ）。

次いで、ブレードまたは加熱ローラを用いて蛍光膜５Ｒで基板１上の隔壁３と内部空間を覆う（図１Ｂ）。次いで、図１Ｃに示されたように、前記蛍光膜５Ｒ上に所定パターン７ａを有するマスク７を位置させた後、露光及び現像工程を行う。この工程を通じて図１Ｄに示されたように、赤色蛍光膜５Ｒが形成される部分を除いた残りの部分に位置した蛍光膜が除去される。したがって、前記基板１上に赤色蛍光膜５Ｒを所定パターンで形成しうる。

次いで、緑色蛍光膜及び青色蛍光膜に対して前記赤色蛍光膜の形成工程を反復することによって、図２に示されたように、赤、緑、青色蛍光膜５Ｒ、５Ｇ、５Ｂが形成された構造の蛍光膜構造体が完成される。この場合、隔壁間の内部空間に蛍光膜を均一に形成しうるという利点ある。しかし、フィルムタイプの蛍光膜を使用するので、コスト高となり、前記工程を行うに当って高価の装備を利用せねばならない短所がある。また、蛍光膜を薄膜に形成し難いという短所がある。
米国特許第６，０２２，６５２号明細書（Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｐｈｏｓｐｈｏｒ Ｓｃｒｅｅｎ ｗｉｔｈ Ｔａｌｌ Ｂａｒｒｉｅｒｓ、２０００年２月８日）

本発明は前記問題点を勘案して案出されたものであって、工程を単純化しつつも隔壁を有する基板上に蛍光膜を均一に塗布できる蛍光膜構造体の製造方法を提供するのにその目的がある。

前記目的を達成するための本発明に係る蛍光膜構造体の製造方法は、隔壁によって区分される内部空間を有する基板を備える段階と、前記隔壁及び前記内部空間上に犠牲層を形成し、前記基板の上面を平坦化する段階と、前記犠牲層上に蛍光体を形成する段階と、前記犠牲層を除去し、前記蛍光体を前記内部空間に位置させる段階と、を含むことを特徴とする。

本発明による蛍光膜構造体の製造方法は、その製造工程を単純化しつつも、隔壁構造を有する基板に対して蛍光体を均一に塗布できるという利点がある。したがって、前記製造方法によって蛍光膜構造体を製造し、これを用いて電界放出表示素子などのディスプレイを具現する場合、画素間の色純度を高めうるという利点がある。

以下、添付した図面に基づいて本発明を詳しく説明する。

図３Ａないし図３Ｄを参照して本発明の実施の形態による蛍光膜構造体の製造工程を説明する。

まず、図３Ａに示されたように隔壁１３によって区分される内部空間１２を有する基板１１を備える。ここで、前記基板１１は電界放出表示素子などのディスプレイに用いられる。この場合、前記基板１１はアノード電極として用いられるものであって、入射ビームを透過させる材質より構成される。

前記基板１１及び隔壁１３は単一部材より構成しても、異なる部材より構成しても良い。ここで、前記隔壁１３は本発明による蛍光膜構造体のディスプレイへの採用時に、ディスプレイの色純度増大及び画面の明暗対比減少を考慮して前記基板１１の表面に対して約１０ないし２００μｍの高さに形成することが望ましい。

次いで、図３Ｂに示されたように前記内部空間１２及び隔壁１３上に犠牲層１５を形成し、前記基板１１の上面を平坦化する。

前記犠牲層１５は初期に流動性を有する熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂よりなることが望ましい。したがって、初期の塗布時に前記内部空間１２に自然に流れ込んで前記内部空間１２に充填される。一方、前記犠牲層１５は熱または光により硬化され、所定温度またはプラズマにより除去される層である。

前記犠牲層１５はアクリロニトリル・ブタジエン・スチレンターポリマー（ＡＢＳ）、アセタル、セルローズ類、ナイロン（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）、ポリスチレン・アクリロニトリル（ＳＡＮ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの熱可塑性樹脂のうち選択された少なくとも何れか１つの材質よりなりうる。

また、前記犠牲層１５はアルキド樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、シリコン類、ウレア・ホルムアルデヒド樹脂、ポリウレタンなどの熱硬化性樹脂のうち選択された少なくとも何れか１つの材質よりなりうる。

前述したように初期に流動性を有する犠牲層１５を前記基板１１上に塗布する場合、その内部空間が自然に充填され、その上面が平坦化される。次いで、熱を加えるか、光を照射して前記犠牲層１５を硬化させれば、その上面が平坦化されたままで固体またはゲル状態となる。

次いで、図３Ｃに示されたように犠牲層１５上に各色相の蛍光体１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを塗布する。ここで、前記蛍光体１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂは所定量の蛍光体スラリーを前記犠牲層１５上に載置した後、回転により均一にコーティングするスピンコーティング方式、蛍光体を印刷するプリンティング方式、犠牲層１５が形成された基板１１を傾斜して配した後、自重によって蛍光体が塗布されるようにする傾斜塗布方式等で塗布される。また、前記蛍光体１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの塗布方式として、蛍光体が収容された容器内に基板１１を浸けて蛍光体を塗布するディッピング方式を用いても良い。図３Ｃにおいて、前記蛍光体１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂはスピンコーティング方式によって各々粒径３ないし５μｍの粒子を２層の厚さに形成したものを例として示したものである。

このように、塗布された蛍光体１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを塗布した後、乾燥させることにより前記犠牲層１５上への蛍光体の形成工程が完了する。

一方、前記蛍光体は前記基板上の全面に塗布されるものでなく、前記基板１１の内部空間１２上に対応する前記犠牲層１５上に選択的に塗布されることが望ましい。また、前記蛍光体１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂは各色相別に他の位置を占有するものであって、前記蛍光体形成工程は各色相別に進行する。

以後、犠牲層１５を除去し、その上部に位置した蛍光体１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを図３Ｄに示されたように各々対応する内部空間１２に下降位置させることによって、均一薄膜の蛍光膜構造体の製造工程が完了する。ここで、前記犠牲層１５は空気雰囲気下で焼成するか、プラズマ状態にすることによって除去される。

図４は、図３Ｃの工程に対応する焼成前の蛍光膜構造体を示す電子顕微鏡写真である。すなわち、図４はガラス基板上にアルミニウムよりなる隔壁を形成した後、内部空間１２及び隔壁１３上に亙って形成された犠牲層１５とその上部に形成された蛍光体１７とを示したものである。ここで、犠牲層１５がセルローズ類の一種であるエチルセルローズで構成され、蛍光体膜がディッピング法で形成されたことを例として示した。

図５及び図６は、図３Ｄの工程に対応する焼成後の蛍光膜構造体の平面及び断面を各々示す電子顕微鏡写真である。図面を参照すれば、焼成によって犠牲層が除去されつつその上部に位置された蛍光体１７が隔壁１３間の内部空間１２に形成されることが分かる。

前記実施の形態は例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な他の実施の形態が可能である。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲内で決まらねばならない。

本発明に係る蛍光膜構造体は、電界放出表示素子などに好適に適用されうる。

従来の蛍光膜構造体の製造工程を示す概略的な図面である。 従来の蛍光膜構造体の製造工程を示す概略的な図面である。 従来の蛍光膜構造体の製造工程を示す概略的な図面である。 従来の蛍光膜構造体の製造工程を示す概略的な図面である。 図１Ａないし図１Ｄの工程により製造された蛍光膜構造体を示す概略的な部分断面図である。 本発明の実施の形態による蛍光膜構造体の製造工程を示す概略的な図面である。 本発明の実施の形態による蛍光膜構造体の製造工程を示す概略的な図面である。 本発明の実施の形態による蛍光膜構造体の製造工程を示す概略的な図面である。 本発明の実施の形態による蛍光膜構造体の製造工程を示す概略的な図面である。 図３Ｃの工程に対応する焼成前の蛍光膜構造体を示す電子顕微鏡写真である。 図３Ｄの工程に対応する焼成後の蛍光膜構造体の平面を示す電子顕微鏡写真である。 図３Ｄの工程に対応する焼成後の蛍光膜構造体の断面を示す電子顕微鏡写真である。

符号の説明

１１ 基板
１３ 隔壁
１５ 犠牲層
１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ 蛍光体

Claims (9)

1. 隔壁によって区分される内部空間を有する基板を備える段階と、
   前記隔壁及び前記内部空間上に犠牲層を形成し、前記基板の上面を平坦化する段階と、
   前記犠牲層上に蛍光体を形成する段階と、
   前記犠牲層を除去し、前記蛍光体を前記内部空間に位置させる段階と、を含むことを特徴とする蛍光膜構造体の製造方法。
2. 前記犠牲層は、
   前記内部空間への形成時に流動性を有するものであって、熱または光により硬化され、所定温度またはプラズマにより除去されうる材質よりなることを特徴とする請求項１に記載の蛍光膜構造体の製造方法。
3. 前記犠牲層は、熱可塑性樹脂よりなることを特徴とする請求項２に記載の蛍光膜構造体の製造方法。
4. 前記犠牲層は、
   アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンターポリマー、アセタル、セルローズ類、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリフェニレンオキシド、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリビニルクロライド、ポリスチレン・アクリロニトリル及びポリビニルアルコールのうち選択された少なくとも何れか１つの材質よりなることを特徴とする請求項３に記載の蛍光膜構造体の製造方法。
5. 前記犠牲層は、熱硬化性樹脂よりなることを特徴とする請求項２に記載の蛍光膜構造体の製造方法。
6. 前記犠牲層は、
   アルキド樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、シリコン類、ウレア・ホルムアルデヒド樹脂及び、ポリウレタンのうち選択された少なくとも何れか１つの材質よりなることを特徴とする請求項５に記載の蛍光膜構造体の製造方法。
7. 前記隔壁は、
   １０ないし２００μｍの高さに形成されたことを特徴とする請求項１ないし６のうち何れか１項に記載の蛍光膜構造体の製造方法。
8. 前記蛍光体を形成する段階は、
   スピンコーティング、プリンティング、傾斜塗布またはディッピング方式で前記犠牲層上に塗布する段階と、
   塗布された蛍光体を乾燥させる段階と、を含むことを特徴とする請求項１ないし７のうち何れか１項に記載の蛍光膜構造体の製造方法。
9. 前記蛍光体は、
   前記基板の内部空間上に対応する前記犠牲層上に塗布形成されることを特徴とする請求項８に記載の蛍光膜構造体の製造方法。