JPH08138588A

JPH08138588A - 発光装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08138588A
Application number: JP30324894A
Authority: JP
Inventors: Toshio Oboshi; 敏夫大星; Masanobu Yamamoto; 真伸山本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-11-11
Filing date: 1994-11-11
Publication date: 1996-05-31
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: JP3424703B2

Abstract

(57)【要約】【構成】螢光面パネル14のガラス基板24上に透明電極
１Ｒ、１Ｇ、１Ｂがストライプ状に被着し、各透明電極
間に下地層８、28が設けられている。下地層28はブラッ
クストライプとして機能する。下地層８上にスペーサ本
体部９が繰り返しのスクリーン印刷によって形成され、
下地層８とスペーサ本体部９とでスペーサが構成され
る。下地層８、28間の透明電極上の領域に螢光体素子
Ｒ、Ｇ、Ｂが設けられる。スペーサ10は、螢光体素子
Ｒ、Ｇ、Ｂの３ＴＲＩＯ毎に配置される。【効果】下地層８とその上のスペーサ本体部９とによ
りスペーサが構成されるので、スペーサは機械的に強
く、製造過程その他で剥離や倒壊が起こらない。また、
スペーサ10は上記のように配置されているので、螢光面
パネル14のガラス基板24と背面パネル16の基板26との間
隙が正確に保たれる。これらの結果、ＦＥＤは良好な表
示が保証される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光装置及びその製造
方法に関し、例えば、電界放出型表示装置及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電界放出型表示装置（ＦＥＤ：Field Em
ission Display）としては、例えば分解概略斜視図であ
る図19に示すように、ガラス基板24上に赤、緑、青の螢
光体Ｒ、Ｇ、Ｂをストライプ状に配した螢光面パネル14
と、背面パネル16とが、所定間隙を隔てて対向位置する
構造のものがある。背面パネル16は、図20に拡大図示す
るように、ガラス基板26上に、電界放出型カソードとし
てマイクロチップカソード21が形成されたカソードライ
ン17と、絶縁層18を介してカソードライン17に直交して
配されたゲート電極ライン19とによって構成されてい
る。

【０００３】両基板24、26は数百μｍ、例えば 300μｍ
の一定間隙を隔てて対向しており、画面領域の周囲は、
図示しないガラス製フリットシールを介して接合され、
その内部は10^-4〜10^-7Paの超高真空に保持されるように
なっている。

【０００４】このような構造の電界放出型表示装置にお
いては、一般に、カソード表面に10⁸〜10⁹Ｖ／ｍの電
界がかかるように、カソード、ゲート電極間に電圧を印
加し、マイクロチップカソード21の先端からトンネル効
果によって電子ビームをカソードホール20を通して放出
し、これに対応してマトリックス構成したカソード、ゲ
ート電極間に電位を順次印加し、選択された螢光体スト
ライプＲ、Ｇ、Ｂに放出電子ビームを当てて光らせ、画
像を表示する。

【０００５】ところで、電界放出型表示装置のカソード
側基板26と螢光体側基板24との間の空間を前記のように
高真空にすると、大気圧により１kg/cm²の大きな圧力が
電界放出型表示装置に加わる。電界放出型表示装置をこ
の圧力に対抗させるためには、カソード側基板26と螢光
面側基板24との間に真空耐圧保持構造を設けないとする
と、両基板26、24のガラス板の厚さを数十mmにしなけれ
ばならない。

【０００６】然し、ガラス板をそのような厚さにすると
電界放出型表示装置を薄型化しかつ軽量に作製すること
はできない。そこで、両基板26、24のガラス板の厚さを
１mm程度にし、かつ大気圧に耐えられるようにするため
には、両基板26及び24の間に真空耐圧保持構造を設ける
こと、より具体的には、両基板26、24間に柱状或いはブ
ロック状の真空耐圧保持用のスペーサを数mm程度の間隔
で配置することが必要となる。

【０００７】このようなスペーサとしては、圧縮応力に
強く、１kg/cm²程度の大気圧に耐えられること、電界放
出型装置を全面に亘って均一な厚さに支持できること、
カソードから放出される電子ビームの軌道に影響を与え
ないこと、ガス放出が少なく真空中で安定なこと、フリ
ットシールやベーク時の高温処理に耐えられることが必
要となる。

【０００８】本発明者は、先に、電界放出型表示装置の
真空耐圧構造を担うスペーサとして、螢光体側基板上
に、ガラスペーストをスクリーン印刷法で積層塗布する
ことにより形成することが有効であることを見出し、既
に提案している（特開平５−325843号）。

【０００９】然し乍ら、螢光体側基板上に画質を劣化さ
せないために、島状に分散固定されたスペーサは、螢光
面パネル14の作製時や真空容器として構成された後の排
気時の大気圧の負荷によって螢光体側基板24上から剥
離、倒壊することがときとしてあった。このような真空
容器中のスペーサの倒壊と、これによる塵埃の発生は、
真空耐圧特性の劣化や放電損傷の原因となる。このよう
な問題は、画素がファインピッチ化した場合に特に重大
である。このような次第で、上記先願発明には、なお解
決すべき問題が残されていることが判明した。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたものであって、螢光面パネルの製造過
程や組み立て後の大気圧によるスペーサの剥離や倒壊が
起こらず、高い生産性を以て製造でき、かつ、高品質で
信頼性の高い発光装置及びその製造方法を提供すること
を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、発光体が設け
られた第一の基体と、第二の基体とが所定間隙を隔てて
対向し、この所定間隙を保持するためのスペーサが設け
られている発光装置において、前記発光体が存在しない
非発光部に、下地層（例えば後述の下地層８、28）と、
この下地層（例えば８）上のスペーサ本体部（例えば後
述のスペーサ本体部９）とによって構成されたスペーサ
（例えば後述のスペーサ10）が設けられていることを特
徴とする発光装置に係る。

【００１２】本発明において、下地層がスペーサ本体部
よりも広い面積に亘って設けられていることが倒壊防止
の観点から望ましい。

【００１３】上記において、下地層とスペーサ本体部と
を別々の工程で設けることが製造上望ましい。

【００１４】また、本発明において、スペーサ本体部が
下地層と同じ材料からなっていることが望ましい。然
し、スペーサ本体部と下地層とを異なる材料によって形
成することもできる。

【００１５】また、本発明において、スペーサ本体部と
下地層とが焼成によって一体に形成されていることが機
械的強度の上で望ましい。

【００１６】また、本発明において、下地層が黒色のガ
ラスペーストを用いて形成されたブラックマスクからな
っていることが、コントラストを良好にする上で望まし
い。

【００１７】また、本発明において、下地層が印刷によ
って形成され、スペーサ本体部が積層印刷によって形成
されていることが、製造上有利である。

【００１８】また、本発明において、複数の発光体がス
トライプ状に設けられ、これら発光体間にストライプ状
に下地層が設けられている構造とすることができる。

【００１９】また、本発明において、複数色の発光体か
らなる発光体群の所定組数毎にスペーサを設けること
が、カラー発光ができること及び耐圧性の観点から望ま
しい。

【００２０】また、本発明において、光学的に透明な第
一の基体上に、透明電極を介して発光体を設けること
が、発光体を発光させる上で望ましい。

【００２１】また、本発明において、第二の基体に粒子
放出源が設けられ、この粒子放出源から放出される粒子
によって第一の基体の発光体が発光するように構成する
ことができる。

【００２２】上記において、粒子放出源が電界放出型カ
ソードである電界放出型表示装置として構成させること
ができる。

【００２３】更に、本発明において、発光体を螢光体と
することが、応答性の観点から望ましい。

【００２４】本発明はまた、上記した発光装置を製造す
るに際し、第一のマスクを用いて第一の基体に下地層を
所定パターンに形成する工程と、前記第一のマスクとは
別の第二のマスクを用いて前記下地層上にスペーサ本体
部を形成する工程とを有する、発光装置の製造方法をも
提供するものである。

【００２５】本発明に係る発光装置の製造方法におい
て、下地層を印刷によって形成し、スペーサ本体部を積
層印刷によって形成し、更にこれらの下地層及びスペー
サ本体部を焼成して一体化し、スペーサとすることが望
ましい。

【００２６】また、本発明に係る発光装置の製造方法に
おいて、下地層を形成する工程に先立って第一の基体上
の発光部に電極を形成し、然る後、前記下地層上にスペ
ーサ本体部を形成し、これらを焼成して一体化し、然る
後、前記電極上に発光体を設けることができる。

【００２７】

【作用】本発明に基づく発光装置にあって、下地層とこ
の下地層上のスペーサ本体部とによってスペーサを構成
しているので、下地層をスペーサ本体部よりも広い面積
にすることができ、或いは両者の材料に夫々適宜の材料
を選択することができ、スペーサを剥離や倒壊が起きな
い強固なものとすることができる。

【００２８】本発明に基づく発光装置の真空耐圧構造を
担うスペーサ本体部は、発光体側基体にガラスペースト
を例えばスクリーン印刷によって積層塗布することによ
り形成されるので、スペーサの高さとスペーサ本体部及
び下地層の幅とを独立的に定めることができる。従っ
て、スペーサの高さを第一の基体と第二の基体との距離
に応じて定めつつ、スペーサ本体部のピッチを下地のブ
ラックマスクのピッチ、即ち画素ピッチに応じて狭くす
ることができる。よって、発光装置の画素をファインピ
ッチ化させた場合のコントラスト比向上と画像品位の向
上とを図ることができる。

【００２９】また、スペーサ本体部は例えばスクリーン
印刷法の積層塗布により形成されるので、所望の形状に
生産性高く形成することが可能となる。即ち、スペーサ
本体部の高さは塗布の回数を増減することにより容易に
所望の大きさに形成することができ、また各スペーサを
均一な高さに形成できる。スペーサ本体部の幅も50μｍ
幅程度の狭いパターンに形成することが可能となる。

【００３０】更に、このようなスクリーン印刷に使用す
るガラスペーストとしては、ＣＲＴ（陰極線管）の接着
に使用するフリット材料を使用できるので、これにより
形成されるスペーサはガス放出が少なく真空中で安定で
あり、フリットシールやベーク時の高温処理にも耐えら
れるものとなる。また、ガラスペースト中に種々の機能
性付加用の添加剤を加えることも可能となる。

【００３１】また、スペーサは第一の基体に例えばスク
リーン印刷することにより形成できるので、その形成に
際して第二の基体（例えばカソード側基板）を汚染する
ことなく、電界放出プロセスに悪影響を及ぼすことがな
い。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００３３】図１〜図15は、本発明を高精細カラー電界
放出型表示装置に適用した実施例を示すものである。

【００３４】（ＦＥＤパネルの概略）先ず、図11〜図13
について、ＦＥＤ（電界放出型表示装置）の構成を概略
的に説明する。

【００３５】ＦＥＤは、カソードの大きさが数μｍ以下
程度である微小サイズの所謂スピント（Spindt）型の電
界放出型マイクロチップカソード（エミッタコーン）を
用いて電子を取り出し、これを螢光体面に加速照射する
ことによって発光表示させる薄型の平面表示装置であ
る。

【００３６】図11に、その一例としての分解斜視図を示
す。このＦＥＤにおいては、例えばＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の三原色の各螢光体素子がＩＴＯ（In
dium Tin Oxide：インジウム及び錫の混合酸化物）等か
らなる透明電極１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを介してストライプ状
に配列されてカラー螢光面23が形成された光透過性の螢
光面パネル14と、電界放出型カソード（エミッタコー
ン）21（図13参照）を有する電極構体15が形成された背
面パネル16とがシール材（例えば後述のガラス壁29）等
により気密に封止され、所定の真空度に保持される。

【００３７】背面パネル16は、ガラスからなる基板24上
に、カソード電極17、絶縁層18、ゲート電極19がこの順
に被着してなっている。絶縁層18は二酸化珪素（ＳｉＯ
₂）からなり、電極17、19はクロムからなり、エミッタ
コーン21はモリブデンからなっている。

【００３８】螢光面パネル14と背面パネル16とは、その
間隔を一定に保持するために所定の高さの柱（スペー
サ）10を介して封止される。このスペーサ10は、耐圧保
持可能範囲で三原色の螢光体素子Ｒ、Ｇ、Ｂからなるト
リオの３トリオ（ＴＲＩＯ）毎若しくは数トリオ毎に設
けられている。

【００３９】電極構体15は、背面パネル16の内面上に例
えば図11において、ｘ軸で示す方向に延長する帯状のカ
ソード電極17がストライプ状に平行に配列され、これら
のカソード電極17上に絶縁層18を介してカソード電極17
の延長方向と略直交するｙ軸方向に、帯状のゲート電極
19がストライプ状に平行に配列されたものである。

【００４０】図12は、図11に示した螢光面パネル14と背
面パネル16とを接合する要領を示す概略斜視図である。
背面パネル16には多数の駆動用ＩＣチップ31が設けら
れ、ＩＣチップ31は、インターフェースボート32を介し
てホストコンピュータ33から送られる信号によって駆動
し、図11の各電極に選択的に電圧を印加し、表示がなさ
れる。

【００４１】そして、各カソード電極17とゲート電極19
との互いの交差部22には、螢光面におけるＲ、Ｇ、Ｂで
示す三原色の各螢光体素子に対応するように、所定の開
口幅ｗを有するカソードホール20が例えば複数個開けら
れている。これらのカソードホール20下の絶縁層に形成
された貫通孔18ａ内においてカソード電極17上に、例え
ば図13にその要部の概略的拡大斜視図を示すように、円
錐状のエミッタコーン21が夫々被着形成されて電極構体
15が構成されている。

【００４２】このＦＥＤによりカラー表示を行う方法と
しては、選択された交差部22の各カソードと一色の螢光
体とを対応させる方法と、各カソードと複数の色の螢光
体とを対応させる所謂色選別方法がある。この場合の色
選別の動作を図14及び図15を用いて説明する。

【００４３】図14において、螢光面パネル14の内面の複
数のストライプ状の透明電極１上には各色に対応する
Ｒ、Ｇ、Ｂの螢光体が順次配列されて形成され、各色の
電極は夫々赤色は３Ｒ、緑色は３Ｇ、青色は３Ｂの端子
に集約されて導出されている。

【００４４】対向する背面パネル16上には、上記したよ
うにカソード電極17及びゲート電極19が直交してストラ
イプ状に設けられ、このカソード電極17−ゲート電極19
間に10⁸〜10⁹ Ｖ／ｍの電界強度を加えると、各電極の
交差部22に形成されたエミッタコーン21から電子ｅが放
出される。

【００４５】一方、透明電極１（即ち、アノード電極）
とカソード電極17との間には 100〜1000Ｖの電圧を印加
して、電子を加速し、螢光体を発光させる。図14の例に
おいては、赤色螢光体Ｒにのみ電圧を印加して、電子ｅ
を矢印で示すように加速させた場合を示している。

【００４６】このように、三端子化された各色Ｒ、Ｇ、
Ｂを時系列で選択することによってカラー表示を行うこ
とができる。各カソード電極列上のある一点のカソー
ド、ゲート及びアノード（螢光体ストライプ）のＮＴＳ
Ｃ方式での色選別タイミングチャートを図15に示す。

【００４７】各カソード電極17を１Ｈの周期で線順次駆
動させるときに、各色螢光体Ｒ、Ｇ、Ｂに対し夫々周期
ＨのうちＨ／３ずつ＋ｈＶの信号を与える一方、ゲート
信号及びカソード信号をＨ／３周期でゲート信号として
＋αＶ、カソード信号として−αＶ〜−βＶを同期して
夫々与え、ゲート−カソード間電圧Ｖ_PP＝＋２αＶのと
きに電子を放出して、Ｈ／３毎に選択されるＲ、Ｇ、Ｂ
の各螢光体を発光させて色選別を行うことができ、これ
によりフルカラー表示を行うことができる。

【００４８】本実施例において注目すべきことは、図１
に示すように、透明電極１及び螢光体素子の各Ｒ、Ｇ、
Ｂの間に、下地層28を設け、１つずつの赤、緑、青を１
トリオ（ＴＲＩＯ）として３ＴＲＩＯ毎に下地層を幅広
の下地層８とし、その上にスペーサ本体部９を設け、下
地層８とスペーサ本体部９とでスペーサ10を構成してい
ることである。

【００４９】下地層８は、スペーサ本体部９よりも幅広
（大面積）にし、スペーサ10を安定なものにしている。
かくして、螢光面パネル14と、電極構体15を設けた背面
パネル16とは、スペーサ10によって所定間隙を保つこと
になる。下地層８、28は、ブラックストライプとして機
能する。非発光部（特に各螢光体素子間の領域）を下地
層８、28で被覆してブラックストライプとすることによ
り、コントラストが向上して頗る良好なカラー表示がな
される。

【００５０】図２は、螢光面パネル14の画像表示部（螢
光体が存在する領域）30Ａの背面パネル側から見た拡大
部分正面図である。

【００５１】赤、緑、青の３ＴＲＩＯ毎に青と赤との間
に下地層８がストライプ状に設けられ、その端部にスペ
ーサ本体部９が立設している。この例では、１ＴＲＩＯ
のピッチを 0.4mmとしており、従って、３ＴＲＩＯ毎の
Ｐ₁で示す 1.2mmのピッチでスペーサ10が設けられるこ
とになる。

【００５２】一般にＦＥＤは、ピッチＰ₁の方向の全体
の長さとこれに直交するストライプ方向の全体の長さと
の比を４：３としており、各下地層８上のスペーサ本体
部９のピッチＰ₂も、これに従って例えば 0.9mmとして
いる。かくして、画像表示部30Ａには、互いに直交する
方向に、夫々例えば 1.2mmピッチ、例えば 0.9mmピッチ
でスペーサ10が設けられている。

【００５３】図３は、螢光面パネル14を背面パネル側か
ら見た拡大平面図、図４は図３のIV−IV線断面図であ
る。各ＴＲＩＯは、ｎ列、ｘ行に配置されていて、Ａ１
ＴＲＩＯ〜ＡｎＴＲＩＯはＡ行の、Ｂ１ＴＲＩＯ〜Ｂｎ
ＴＲＩＯはＢ行の、ｘ１ＴＲＩＯ〜ｘｎＴＲＩＯはｘ行
の各ＴＲＩＯの領域を示す。

【００５４】螢光面パネル14のガラス基板24の全縁部に
は、背面パネルとの間の空間を高真空に保つための封止
用のガラス壁29が接着によって立設し、画像表示部30と
ガラス壁29との間のガラス壁29から離れた領域に下地層
８が設けられている。下地層８のこの領域には、スペー
サ本体部９（図１参照）が立設してスペーサ10が構成さ
れる。この領域では、螢光体ストライプと直交する方向
にスペーサ10が３列設けられ、螢光体ストライプと平行
の方向にスペーサ10が４列設けられている。

【００５５】これらスペーサ10が設けられた下地層８の
領域と、その内側の画像表示部30Ａとからなる領域を、
全表示部（符号30Ｂで表す）と呼ぶ。全表示部30Ｂとガ
ラス壁29との間の領域30Ｃには、電極駆動用ＩＣチップ
（図12の31）が対向位置する。

【００５６】図３及び図４から判るように、スペーサ10
は、全表示部30Ｂ中の画像表示部30Ａ以外の領域に多数
設けられ、更に画像表示部30Ａにも所定ピッチ（この例
では1.2mmピッチ、 0.9mmピッチ）で設けられているの
で、図４中に仮想線で示す背面パネル16との間の空間を
高真空にしても、大気圧に耐えて両基板24、26の距離が
一定に保たれる。図３中、全表示部30Ｂの寸法は、横を
８インチ、縦を６インチとしてある。

【００５７】次に、螢光面パネルの製造手順について説
明する。

【００５８】先ず、図５に示すように、ガラス基板24上
に、通例のフォトリソグラフィ技術によってＩＴＯの透
明電極をストライプ状に形成する。この透明電極は、そ
の上に被着すべき螢光体素子の色により、符号１Ｒ、１
Ｇ、１Ｂで表す。

【００５９】次に、図６に示すように、印刷用マスク34
を位置合わせし、スクリーン印刷によって下地層８、28
を形成する。このスクリーン印刷１回毎に乾燥し、これ
を繰り返して下地層８、28を所定の厚さにする。但し、
下地層８、28の厚さによっては（薄い場合は）、このス
クリーン印刷を１回にすることも可能である。

【００６０】次に、マスク34を別の印刷用マスク35と交
換し、図７に示すように、マスク35を位置合わせし、ス
クリーン印刷によってスペーサ本体部９を形成する。上
記と同様にスクリーン印刷１回毎に乾燥し、これを繰り
返してスペーサ本体部９を所定の厚さにする。

【００６１】スペーサ本体部をスクリーン印刷、乾燥を
繰り返して形成することにより、これを容易かつ正確に
所定の高さにすることができる。何故なら、１回のスク
リーン印刷で厚さ数μｍ〜数十μｍの塗布層が形成され
るからである。また、スペーサをスクリーン印刷によっ
て形成するので、この形成時に背面パネル側を汚染する
ことがなく、電界放出プロセスに悪影響を及ぼすことが
ない。

【００６２】次に、例えば 580℃で焼成し、下地層28を
固化すると共に、下地層８とスペーサ本体部９とを一体
化して固化し、スペーサ10とする。スペーサ本体部９
は、これよりも広い下地層８上に設けられるので、スペ
ーサ10は安定しており、その印刷中や後の螢光体印刷
時、ＦＥＤ組立て中又はＦＥＤ使用中に剥離や折損等の
破損を起こすおそれがない。

【００６３】この例では、下地層８、28とスペーサ本体
部９とに同じ原材料を使用している。この原材料には、
Ｂ₂Ｏ₃−ＰｂＯ−ＺｎＯやＢ₂Ｏ₃−ＰｂＯ−ＳｉＯ
₂等のフリット材料をエチルセルロース等のバインダに
分散させてなるガラスペーストが好ましく使用できる。

【００６４】このようなガラスペーストは、塗布後 150
℃程度の温度で乾燥又は半乾燥させた後、 500〜600 ℃
程度の温度で焼成すると、有機物が完全に分解して無機
化し、真空中でガス放出が少ない安定した物質となる。
また、スクリーン印刷用のマスク（スクリーン印刷版）
としては、ステンレス鋼製のメッシュスクリーン等を使
用することができる。

【００６５】印刷工程としては、図６のように、ストラ
イプパターンを形成したスクリーン版34と黒色ガラスペ
ースト（Ｇ３−0428：奥野製薬社製）を用いて基板24上
に印刷し、 150℃で乾燥させる。次に、スペーサパター
ンを形成したスクリーン版と黒色ガラスペースト（同
上）を用いてストライプパターン層上に位置合わせを行
い、印刷・乾燥をする。そして、図７に示したように、
スクリーン印刷版35の位置合わせ、印刷、乾燥をスペー
サが所期の高さとなるように繰り返し、その後、例えば
580℃焼成を行って下地層とスペーサ本体部を一体化す
る。

【００６６】本発明に基づく方法においては、以上のよ
うにスクリーン印刷法により基板24上にスペーサを形成
するが、このようなスペーサの形成は、基板24に螢光体
をストライプ状に形成する前が最も適している。

【００６７】次に、図８に示すように、下地層８、28間
で透明電極１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ上に夫々螢光体素子Ｒ、
Ｇ、Ｂを形成する。この螢光体素子の形成は、後述する
電着法によって遂行される。

【００６８】次に、基板24の縁部にガラス壁29を接着
し、図４に示した螢光面パネル14とする。

【００６９】スペーサ形成の前記工程をフローチャート
で示すと、図９の通りである。同図（ａ）は下地層形成
工程を、同図（ｂ）はスペーサ本体部形成工程を示す。

【００７０】下地層とスペーサ本体部とは、熱膨張係数
が一致していれば互いに異なる材料で作製することがで
きる。この場合、下地層をスペーサ本体部よりも機械的
に強い材料とするのが良い。然し、下地層８とスペーサ
本体部９とは、焼成によって一体化し、スペーサ10とな
る。図10は、このようにしたＦＥＤの図１と同様の断面
図である。

【００７１】次に、電着によって透明電極上に螢光体素
子（膜）を形成する方法を、図16〜図18によって説明す
る。

【００７２】先ず、上記パネル14を図16のように、所要
の色の螢光粉体を分散させた電着槽11に入れ、攪拌子13
等による均一攪拌の下で各色に対応するストライプ状透
明電極に対して順次赤、緑及び青色螢光体の電着を行
う。攪拌子13による場合以外に、攪拌羽根、モータを用
いるポンプ循環等による攪拌を行ってもよい。

【００７３】即ち、先ず、例えば図７に示す如きパネル
を、赤色螢光粉体を分散した電着液12を収容した電着槽
11に入れる。そして、水溶性或いは非水溶性電着液12中
で、螢光体を被着しない電極（この場合１Ｇ及び１Ｂ）
に、０又はこの螢光体を被着する電極（この場合１Ｒ）
とは逆バイアスの電圧を印加する。

【００７４】このような透明電極１の形成方法として
は、ストライプ状の透明電極１を順次被着形成した後、
同色に対応する電極同士を共通接続して形成することが
できる。即ち、先ず、ＩＴＯ等の透明導電層を全面的に
被着した後、全面的にフォトレジストを塗布してストラ
イプ状のクロムマスクパターン等を用いてプロキシミテ
ィ露光法、密着露光法又はステッパー法等により露光し
た後、現像、エッチング及びレジスト剥離工程を経て、
例えば赤、緑及び青に対応して１Ｒ、１Ｇ及び１Ｂが順
次形成されたストライプ状の透明電極１を形成する。

【００７５】３Ｒ、３Ｇ及び３Ｂは夫々赤、緑及び青に
対応して導出される端子を示し、夫々各透明電極１のう
ち一つの電極を他の電極に比し延長して形成することに
よって構成する。この例において、左端から赤、緑及び
青より成る１トリオ毎に各端子を導出させた例である
が、導出位置はこれに限ることなく、またその間隔も２
トリオ毎とする等種々の変形が可能である。

【００７６】そして、このように透明電極１が形成され
た螢光面パネル14を、所要の色の螢光粉体を分散させた
電着液12を注入した電着槽11内に図16に示す如く配置し
て、この螢光粉体の色に対応する透明電極１に対して順
次赤、緑及び青の各色螢光体の電着を行う。

【００７７】螢光体としては、例えば赤色としてＹ₂Ｏ
₂Ｓ：Ｅｕ，ＣｄＳ等、緑色としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ
等、青色としてＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ等、また他の色とし
て例えばＺｎＳ：Ｍｎ、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ、ＺｎＯ：Ｚｎ
等、溶媒に溶出し易い粉体を除いて殆どの半導体及び絶
縁体を電着法に用いることができる。

【００７８】図16において58は電着の際に螢光面パネル
上の電極１とは逆の極性とする対極、70Ａは電着用の電
源、70Ｂ及び70Ｃは夫々逆バイアス印加用の電源を示
す。

【００７９】このような構成において、先ずパネル14を
赤色螢光粉体を分散した電着液12、例えば陰極電着にお
いては電解質として硝酸アルミニウム、硝酸マグネシウ
ム、硝酸ランタニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム及び硝酸トリウム等、また分散材としてグリセリ
ン、溶媒としてイソプロピルアルコール、アセトン等を
含む電着液12に入れ、端子３Ｒを介して第１のストライ
プ状透明電極１Ｒに負電位（直流電圧）、端子３Ｇ、３
Ｂを介して他のストライプ状透明電極１Ｇ、１Ｂに０又
は正電位（逆バイアス電圧）を印加し、その対極58に正
電位を印加し、図17に示すように電極１Ｒ上にのみ赤色
螢光粉体を電着し、赤色螢光膜Ｒを形成する。

【００８０】その後、ストライプ状透明電極１間及び前
述のスペーサ10にファンデルワールス力等の非静電的作
用により付着した微量の螢光粉体等を除去するためパネ
ル14をアルコール等で洗浄し、次いで熱風乾燥する。

【００８１】次に、緑色螢光粉体を分散した電着液12に
この螢光面パネル14を入れ、端子３Ｇを介して緑色に対
応する各透明電極１Ｇに負電位、他の透明電極１Ｒ及び
１Ｂに０又は正電位（逆バイアス電圧）、更に対極58に
正電位を与えて電極１Ｇ上にのみ緑色螢光粉体を電着
し、上述の赤色螢光膜には全く混色なく緑色螢光膜を形
成することができる。この場合も、上記と同様に、アル
コール等で洗浄した後熱風乾燥する。

【００８２】更に、パネル14を青色螢光粉体を分散した
電着液12に入れ、端子３Ｂを介して青色に対応する各透
明電極１Ｂに負電位、他の透明電極１Ｒ及び１Ｇに０又
は正電位（逆バイアス電圧）、更に対極58に正電位を与
えて電極１Ｂ上にのみ青色螢光粉体を電着し、上述の赤
色螢光膜及び緑色螢光膜には全く混色なく青色螢光膜を
形成することができる。この場合も、上記と同様に、ア
ルコール等で洗浄した後熱風乾燥する。

【００８３】以上の工程を経て、図18及び図11のよう
に、赤、緑、青色螢光体Ｒ、Ｇ、Ｂを幅狭なストライプ
電極１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ上に夫々選択的に形成することが
できる。

【００８４】なお、陰極電着においては、水等の電気分
解及び電解質（フリーイオン）の陰極における電気化学
的反応により陰極側に水素等が発生し、ＩＴＯ膜を還元
させてしまうことがあるが、これは、電着液の前処理
（水分除去は電解処理等によるＨ₂除去で、Ａｌ³⁺及び
Ｌａ³⁺等の電解質フリーイオンの除去は電着液の上澄液
交換等で行う。）によって、これを避けることは可能で
ある。

【００８５】上記した工程において、各螢光体の塗膜値
は電着時間、電界強度、螢光体量、攪拌強度等で制御で
き、例えば、48×48mm角の有効画面にあるＩＴＯストラ
イプ電極〔ピッチ 330μｍ、ストライプ幅50μｍ、スト
ライプ間距離50μｍ、トリオ（赤、緑、青）間距離80μ
ｍ、ストライプ厚 200〜300nm 、一色あたり 145本、総
計 435本〕に15μｍの螢光体を付着させるには、直流電
位が５〜7.5 Ｖである場合、１〜２分間の電着時間で良
い。

【００８６】このように電圧に範囲を持たせているの
は、赤、緑、青を電着塗布する場合、対向電極となる電
極が異なる（電極間距離も変わる）からである。因み
に、赤、緑、青用のストライプ電極１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの
センター部に赤色螢光体を電着塗布する場合は、相隣り
あう電極、つまり赤、青用ストライプ電極１Ｒ、１Ｂが
対向電極（電極間距離は同一）となるため、夫々の電極
に同じ電位(7.5Ｖ前後）をかければ良い。

【００８７】その他の色に関しては、電極間距離に応じ
て電位を調整する（最適電界強度に微調整する）ことに
より、電着が精度良く行われる（対向電極にかける電位
差の範囲は電極間距離に応じて異なってくるため、一義
的には決めることができないが、少なくとも 500Ｖ以下
であり、好ましくは１〜50Ｖの範囲である）。

【００８８】以上に説明したように、この例によれば、
ＦＥＤ用の螢光面形成において、選択電極部（被電着用
ストライプ電極）に対して非選択電極（同一平面上に設
定した他の被電着用電極、又は被電着用電極間に予め設
けた電極等であり、これらが対向電極となる。）部分に
直流バイアス電圧を印加・微調制御する電着法を適用し
ているので、以下のような顕著な効果が得られる。

【００８９】（１）隣合う電極パターン（片側電極パタ
ーンでも良い。）を対向電極として作用させ、スペーサ
等の立体的障害物が存在していても、所定の電極上への
電着塗布が可能となり、かつ、真空度を損なわない螢光
体を電着することができる。

【００９０】（２）選択電極以外の電極に直流逆バイア
ス電圧を与える（これは、電着に必要な対向電極の電圧
が同時に逆バイアス電圧ともなる。）ことによって、微
細幅、微細ピッチでも混色の発生及び被電着用ストライ
プ電極間等への螢光体付着を防止できる。

【００９１】（３）電極がリソグラフィ又は印刷法等で
形成されるために電極間距離の精度が飛躍的に向上する
と共に、直流電圧の微調制御で選択電極部近傍の電界制
御を容易に行え、高精細（狭幅）ストライプ上への螢光
体の均一塗布が可能となる。

【００９２】（４）螢光面パネルの同一平面上に選択電
極と対向電極を設置できるので、電着槽、電着装置の薄
型化及び電着液の少量化を実現できる。また、液量の少
量化のために、均一攪拌が容易となる。

【００９３】なお、上記したように端子３Ｒ、３Ｇ、３
Ｂの如く三端子化処理をすると、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラー電
着塗布を順次行えることと、ＦＥＤとして時系列色選択
によるカラー表示を可能にすることとの双方を実現でき
るので、有利である。

【００９４】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基いて更に変形が可能
である。

【００９５】例えば、下地層は印刷以外の方法で形成し
ても良く、更には下地層やスペーサ本体部の材料は、前
記以外の適宜の材料として良い。また、ＦＥＤを構成す
るその他の部分の材料も、前記以外の適宜の材料として
良い。

【００９６】また、スペーサ本体部は、円柱形に限ら
ず、楕円柱、四角柱その他の柱状体として良く、下地層
上に壁状体として設けても良い。

【００９７】また、上述した螢光体と透明電極のパター
ンや配列、更にはその形成方法は、種々変更して良く、
更にはブラックストライプに替えて格子状に配したブラ
ックマトリックスを採用することも可能である。更に
は、ブラックストライプやブラックマトリックスを設け
ず、スペーサ本体部の下のみに下地層を設けても良い。

【００９８】更に、螢光体に替えて、他の発光体、例え
ば燐光体を使用することもできる。

【００９９】なお、本発明に基づく発光装置は、ＦＥＤ
又はそれ以外のディスプレイ装置に限定されることはな
く、上述したＦＥＤの螢光面パネルに光電変換素子を取
付け、螢光面パネルの発光パターンを光電変換素子で電
気信号に変換する光通信用の素子等にも応用可能であ
る。

【０１００】

【発明の効果】本発明は、第一の基体と第二の基体との
間に、両基体間の間隙を保持するスペーサが、発光体の
存在しない非発光部に設けられ、下地層とこの下地層上
のスペーサ本体部とによって前記スペーサが構成されて
いるので、次のような効果が奏せられる。

【０１０１】スペーサを、上記のように下地層とスペー
サ本体部とによって構成しているので、スペーサを機械
的に強いものとすることができ、スペーサ形成過程又は
装置組み立て時、更には使用中に剥離や倒壊等の破損を
起こすおそれがない。その結果、上記間隙の空間中に塵
埃が発生せず、この間隙の寸法が正確に保持され、良好
な発光が保証される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例によるＦＥＤの要部の拡大断面図であ
る。

【図２】同画像表示部の背面パネル側から見た拡大部分
正面図である。

【図３】同螢光面パネルの背面パネル側から見た拡大部
分正面図である。

【図４】同図３のIV−IV線断面図である。

【図５】同透明電極を設けた基板の拡大断面図である。

【図６】同下地層を設けた基板の拡大断面図である。

【図７】同スペーサ本体部を設けた基板の拡大断面図で
ある。

【図８】同螢光体素子を設けた基板の拡大断面図であ
る。

【図９】同スペーサ形成の手順を示すフローチャートで
ある。

【図10】他の実施例による図１と同様のＦＥＤ要部の拡
大断面図である。

【図11】実施例によるＦＥＤの分解斜視図である。

【図12】同ＦＥＤの組み立ての要領を示す分解概略斜視
図である。

【図13】同背面パネルの要部の概略拡大斜視図である。

【図14】同Ｒ、Ｇ、Ｂ三端子の切り換えによる色選別時
の説明図である。

【図15】同色選別時のタイミングチャートを示す図であ
る。

【図16】同カラー螢光面に螢光体を被着するための電着
装置の概略図である。

【図17】同カラー螢光面の製造工程の一段階を示す断面
図である。

【図18】同カラー螢光面の製造工程の更に他の一段階を
示す断面図である。

【図19】従来例によるＦＥＤの分解概略斜視図である。

【図20】同背面パネルの拡大部分斜視図である。

【符号の説明】

１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ・・・透明電極（ストライプ電極）８、28・・・下地層９・・・スペーサ本体部 10・・・スペーサ 14・・・螢光面パネル 15・・・電極構体 16・・・背面パネル 17・・・・カソード電極 18・・・絶縁層 18ａ・・・貫通孔 19・・・ゲート電極 20・・・カソードホール 21・・・マイクロチップカソード 22・・・電極交差部 23・・・カラー螢光面 24、26・・・基板 29・・・ガラス壁 30Ａ・・・画像表示部 30Ｂ・・・全表示部 34、35・・・印刷用マスクＲ・・・赤色螢光体Ｇ・・・緑色螢光体Ｂ・・・青色螢光体Ｐ₁、Ｐ₂・・・スペーサのピッチｅ・・・電子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光体が設けられた第一の基体と、第二
の基体とが所定間隙を隔てて対向し、この所定間隙を保
持するためのスペーサが設けられている発光装置におい
て、前記発光体が存在しない非発光部に、下地層と、こ
の下地層上のスペーサ本体部とによって構成されたスペ
ーサが設けられていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】下地層がスペーサ本体部よりも広い面積
に亘って設けられている、請求項１に記載された発光装
置。
【請求項３】下地層とスペーサ本体部とが別々の工程
で設けられている、請求項１又は２に記載された発光装
置。
【請求項４】スペーサ本体部が下地層と同じ材料から
なっている、請求項１、２又は３に記載された発光装
置。
【請求項５】スペーサ本体部と下地層とが異なる材料
からなっている、請求項１、２又は３に記載された発光
装置。
【請求項６】スペーサ本体部と下地層とが焼成によっ
て一体に形成されている、請求項１〜５のいずれか１項
に記載された発光装置。
【請求項７】下地層が黒色のガラスペーストを用いて
形成されたブラックマスクからなっている、請求項１〜
６のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項８】下地層が印刷によって形成され、スペー
サ本体部が積層印刷によって形成されている、請求項１
〜７のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項９】複数の発光体がストライプ状に設けら
れ、これら発光体間にストライプ状に下地層が設けられ
ている、請求項１〜８のいずれか１項に記載された発光
装置。
【請求項10】複数色の発光体からなる発光体群の所定
組数毎にスペーサが設けられている、請求項１〜９のい
ずれか１項に記載された発光装置。
【請求項11】光学的に透明な第一の基体上に、透明電
極を介して発光体が設けられている、請求項１〜10のい
ずれか１項に記載された発光装置。
【請求項12】第二の基体に粒子放出源が設けられ、こ
の粒子放出源から放出される粒子によって第一の基体の
発光体が発光する、請求項１〜11のいずれか１項に記載
された発光装置。
【請求項13】粒子放出源が電界放出型カソードである
電界放出型表示装置として構成された、請求項12に記載
された発光装置。
【請求項14】発光体が螢光体である、請求項１〜13の
いずれか１項に記載された発光装置。
【請求項15】請求項１〜14のいずれか１項に記載され
た発光装置を製造するに際し、第一のマスクを用いて第一の基体に下地層を所定パター
ンに形成する工程と、前記第一のマスクとは別の第二のマスクを用いて前記下
地層上にスペーサ本体部を形成する工程とを有する、発
光装置の製造方法。
【請求項16】下地層を印刷によって形成し、スペーサ
本体部を積層印刷によって形成し、更にこれらの下地層
及びスペーサ本体部を焼成して一体化し、スペーサとす
る、請求項15に記載された、発光装置の製造方法。
【請求項17】下地層を形成する工程に先立って第一の
基体上の発光部に電極を形成し、然る後、前記下地層上
にスペーサ本体部を形成し、これらを焼成して一体化
し、然る後、前記電極上に発光体を設ける、請求項15又
は16に記載された、発光装置の製造方法。