JPH08138589A

JPH08138589A - 発光装置及びその製造方法

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Publication number: JPH08138589A
Application number: JP30324994A
Authority: JP
Inventors: Toshio Oboshi; 敏夫大星; Tadashi Kiyomiya; 正清宮
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: 2016-12-17
Also published as: JP3239652B2

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
間にブラックマスク層８、28が各透明電極と重なること
なくストライプ状に設けられている。そして、透明電極
１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ上に夫々螢光体Ｒ、Ｇ、Ｂが電着によ
って形成されている。【効果】ブラックマスク層８、28は、各透明電極に重
なっていないので、これら透明電極上に電着によって形
成される螢光体は、透明電極と同じパターンに形成さ
れ、かつ、螢光体の一部がブラックマスク層上に形成さ
れることがない。これらの結果、透明電極及び螢光体を
微細なパターンで形成することができ、高い解像度を以
て発光がなされると共に、ブラックマスク層上の螢光体
が剥離してトラブルを起こすおそれが全くない。

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28及び図29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30に
拡大図示するように、ガラス基板26上に、電界放出型カ
ソードとして円錐形のマイクロチップカソード（エミッ
タコーン）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とによって電極構体15が構成されている。
図28中、31は電極駆動用ＩＣチップ、32はインタフェー
スボード、33はホストコンピュータである。

【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（以
下、ＦＥＤと呼ぶ）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、両電極の交差部22にて、
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】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31及び図32を用いて説明する。

【０００６】図31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。

【０００７】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。

【０００８】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31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。

【０００９】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32に示す。

【００１０】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。

【００１１】ところで、ＦＥＤ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ＦＥＤに加わ
る。ＦＥＤ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のため
のスペーサ10が必要である。このスペーサを設けない
と、上記大気圧によってＦＥＤが破壊される事態が起こ
る。ところが、螢光体側基板24にスペーサ10のような突
起部が在る場合、従来のブラウン管製造におけるような
スラリー法によって螢光面を作製することが厄介であ
る。

【００１２】上記の問題を解決するため、本出願人は、
先に特願平４−２２５９９４号として、螢光体側基板の
電極上に電気泳動現象を利用した螢光体の電着技術を提
案した。この先願発明では、電極の幅を実発光エリアの
幅よりも大きく設定し、これにより、螢光体間にスクリ
ーン印刷によって設けるブラックマスクのパターンの印
刷ずれに対して許容値を大きくすることができる。

【００１３】上記ブラックマスクは、発光時のコントラ
ストを良好にするためのものであり、黒色のガラスペー
ストを用いて印刷後に焼成、固化してなっている。ブラ
ックマスクをスクリーン印刷によって形成するため、図
33に示すように、電極１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの両側縁部にブ
ラックマスク88が重なるようになる。そして、電極１
Ｒ、１Ｇ、１Ｂ上に形成される螢光体Ｒ、Ｇ、Ｂは、ブ
ラックマスク88の両側の印刷によって生じ易い傾斜面88
ａ上にも及ぶことになる。これでは、電極の幅を螢光体
の幅よりも大きくせねばならず、螢光体パターンの微細
化が妨げられ、かつ、螢光体Ｒ、Ｇ、Ｂの膜厚の均一性
が損なわれることになる。この影響は、当然、螢光体パ
ターンの微細化によって大きくなる傾向がある。

【００１４】また、このような過剰な螢光体の付着は、
真空中で剥離、落下し、塵埃の発生源になってＦＥＤの
安定表示に致命的な悪影響を及ぼす。更に、ブラックマ
スクのスクリーン印刷による微細なパターンの印刷は、
使用するスクリーンメッシュの影響によるエッジ部のシ
ャープネスを劣化させる。この問題は、最小パターンが
スクリーンメッシュピッチと同等か又はそれ以下となっ
たとき、甚だしく顕著になる。

【００１５】

【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、発光体パターンの微細
化が可能で、かつ、非発光部のマスク層（例えば上記の
ブラックマスク）が発光体（例えば上記の螢光体）に悪
影響を及ぼすことがなく、高解像度で常に良好な発光が
保証される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。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、電極及びこの
電極上に設けられた発光体を基体上に有する発光装置に
おいて、前記発光体が存在しない非発光部をマスクする
マスク層が前記電極と重なることなく設けられているこ
とを特徴とする発光装置に係る。

【００１７】本発明において、非発光部をマスクするマ
スク層が、前記非発光部に塗布若しくは充填によって形
成することができる。

【００１８】また、本発明において、マスク層が、電極
を被覆したマスク（例えば後述のレジストマスク34Ｂ）
を用いて形成することができる。

【００１９】また、本発明において、マスク層が黒色の
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
なっていることが望ましい。

【００２０】また、本発明において、電極及びこの電極
上に設けられた発光体を有する第一の基体と、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、非発光部をマスクするマ
スク層のうち選択されたマスク層上に前記スペーサの本
体部が設けられ、このスペーサ本体部と前記マスク層と
によって前記スペーサが構成されていることが望まし
い。

【００２１】また、本発明において、マスク層がスペー
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
望ましい。

【００２２】また、本発明において、マスク層とスペー
サ本体部とが別々の工程で設けられていることが望まし
い。

【００２３】また、本発明において、スペーサ本体部と
マスク層とを同じ材料で構成することができる。

【００２４】また、本発明において、スペーサ本体部と
マスク層とを異なる材料で構成することもできる。

【００２５】また、本発明において、スペーサ本体部と
マスク層とが焼成によって一体に形成されていることが
望ましい。

【００２６】また、本発明において、マスク層が印刷に
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望ましい。

【００２７】また、本発明において、ストライプ状に設
けられた複数の電極上に発光体が夫々積層され、これら
の積層体間にストライプ状にマスク層が設けられている
ことが望ましい。

【００２８】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が設けられてい
ることが望ましい。

【００２９】また、本発明において、発光体が電極上に
電着されていることが望ましい。

【００３０】また、本発明において、光学的に透明な基
体上に、透明電極を介して発光体が設けられていること
が望ましい。

【００３１】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。

【００３２】また、本発明において、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す
ることができる。

【００３３】更に、本発明において、発光体を螢光体と
することができる。

【００３４】本発明はまた、前述した発光装置を製造す
るに際し、第一の基体上に電極を形成する工程と、前記
電極を覆うように第一のマスクを形成する工程と、前記
第一のマスクを用いて、前記第一の基体上の前記電極が
存在しない領域に前記電極と重ならないようにマスク層
を形成する工程とを有する、発光装置の製造方法に係
る。

【００３５】本発明に係る方法において、電極パターニ
ング用の第一のレジストマスクを除去し、この第一のレ
ジストマスクとは別の第二のレジストマスクを形成し、
この第二のレジストマスクを用いてマスク層を形成する
ことができる。

【００３６】また、本発明において、電極パターニング
用の第一のレジストマスクを残し、この第一のレジスト
マスク上にこの第一のレジストマスクとは別の第二のレ
ジストマスクを形成し、この第二のレジストマスクを用
いてマスク層を形成することもできる。

【００３７】また、本発明に係る方法において、電極パ
ターニング用の第一のレジストマスクを残した状態で第
二のレジスト層を全面に設け、この第二のレジスト層を
表面から所定速度で溶解するように全面溶解処理して前
記第一のレジストマスクの側部に前記第二のレジスト層
を選択的に残して第二のレジストマスクを形成し、この
第二のレジストマスクと前記第一のレジストマスクとを
用いてマスク層を形成することもできる。

【００３８】また、本発明に係る方法において、電極パ
ターニング用のレジストマスクを残し、マスク層材料の
層を全面に設け、次いで前記レジストマスクを除去し、
このレジストマスク除去と共に電極上に位置する前記マ
スク層材料の層の部分を選択的に除去し、マスク層を形
成することもできる。

【００３９】また、本発明に係る方法において、マスク
層材料を塗布若しくは充填することによりマスク層を形
成するのが望ましい。

【００４０】また、本発明に係る方法において、マスク
層材料として黒色のガラスペーストを用い、マスク層を
形成するのが望ましい。

【００４１】また、本発明に係る方法において、第一の
基体上に電極を形成する工程と、前記電極を覆うように
第一のマスクを形成する工程と、前記第一のマスクを用
いて、前記第一の基体上の前記電極が存在しない領域に
前記電極と重ならないようにマスク層を形成する工程
と、前記第一のマスクとは別の第二のマスクを用いて、
前記マスク層の所定位置に、前述したスペーサ本体部を
形成する工程とによることができる。

【００４２】また、本発明に係る方法において、マスク
層を印刷によって形成し、このマスク層上にスペーサ本
体部を積層印刷によって形成し、更にこれらのマスク層
及びスペーサ本体部を焼成してこのスペーサ本体部と前
記マスク層とを一体化し、スペーサとするのが望まし
い。

【００４３】また、本発明に係る方法において、スペー
サ本体部及びマスク層の焼成後に、発光体を設けるのが
望ましい。

【００４４】更に、本発明に係る方法において、電極上
に発光体を電着によって形成するのが望ましい。

【００４５】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００４６】図１は、この例によるＦＥＤの要部の拡大
断面図である。透明電極１及び螢光体素子の各Ｒ、Ｇ、
Ｂの間に、ブラックマスク層28を設け、１つずつの赤、
緑、青を１トリオ（ＴＲＩＯ）として３ＴＲＩＯ毎にブ
ラックマスク層を幅広のブラックマスク層８とし、その
上にスペーサ本体部９を設け、ブラックマスク層８とス
ペーサ本体部９とでスペーサ10を構成している。

【００４７】ブラックマスク層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。非発光部（特に各螢光体素子間の領
域）をブラックマスク層８、28で被覆することにより、
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。

【００４８】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。

【００４９】赤、緑、青の３ＴＲＩＯ毎に青と赤との間
にブラックマスク層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、３Ｔ
ＲＩＯ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。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、各ブラックマスク層
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。

【００５０】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。

【００５１】螢光面パネル14の基板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から離れた領域にブラックマス
ク層８が設けられている。ブラックマスク層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。

【００５２】これらスペーサ10が設けられたブラックマ
スク層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28の31）が対向位置する。

【００５３】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。

【００５４】この例において注目すべきことは、透明電
極１間に、透明電極１と重ならないようにブラックマス
ク層８、28を設けていることである。ブラックマスク層
８、28は、フォトリソグラフィの手法により、各透明電
極を覆うようにレジストマスクを形成し、これをマスク
にして印刷（例えばスクリーン印刷）よって形成され
る。

【００５５】従って、ブラックマスク層８、28は高精度
のパターンで形成される。更に、レジストマスクを用い
ての塗布若しくは印刷により、ブラックマスク層の側面
は基板24の主面に対して実質的に垂直になり、ブラック
マスク層８、28が透明電極１の側縁部に重なることがな
い。このため、透明電極１上に形成（電着によって形
成）される螢光体Ｒ、Ｇ、Ｂは、ブラックマスク層８、
28に重なることがない。これについては、後に図５〜図
12によって説明する。

【００５６】ブラックマスク層８、28に螢光体Ｒ、Ｇ、
Ｂが重ならないので、前述したような螢光体剥離が起こ
るおそれがなくなり、常に良好な発光がなされる。ま
た、螢光体Ｒ、Ｇ、Ｂは、夫々各透明電極（その上に被
着すべき螢光体素子の色により、符号１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ
で表す）上に同じ幅で形成されるので、各透明電極を、
図33に示したように幅広に形成しておく必要がなく、透
明電極螢光体のピッチを小さくでき、高い解像度を以て
発光がなされる。

【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、基板24上に、通
例のフォトリソグラフィ技術によってＩＴＯ（Indium T
in Oxide：インジウム及び錫の混合酸化物）の透明電極
１Ｒ、１Ｇ、１Ｂをストライプ状に形成する。図５は、
透明電極形成に用いたレジストマスクを除去した状態を
示している。

【００５９】次に、図６に示すように厚さ数十μｍのシ
ート状感光性レジスト34Ａを基板24の全面にラミネータ
等を用いて接着し、これを紫外線露光、アルカリ現像
し、図７に示すように全表示部30Ｂの外側及び透明電極
１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを覆うようにこれら電極よりも僅か幅
広のネガタイプのレジストマスク34Ｂを形成する。

【００６０】次に、図８に示すように、レジストマスク
34Ｂをマスクにして、その現像によって除去された部分
にブラックマスク材料（黒色のガラスペースト）を塗布
又は充填し、これを例えば 150℃程度の温度で乾燥し、
透明電極１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ間にブラックマスク層８、28
を形成する。この塗布又は充填は、ドクタブレード法又
はスクリーン印刷法によって可能である。

【００６１】シート状感光性レジスト34Ｂとしては、ド
ライフィルムレジスト（例えば富士ハントエレクトロニ
クステクノロジー社製：Ａ−８４０）を使用することが
できる。このようなレジストは、アルカリ溶液による剥
離（リフトオフ）やガラスペーストの焼成時にこの焼成
温度による燃焼除去が可能である。

【００６２】ガラスペーストとしては、Ｂ₂Ｏ₃−Ｐｂ
Ｏ−ＺｎＯやＢ₂Ｏ₃−ＰｂＯ−ＳｉＯ₂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たもの
を使用することができる。このようなガラスペースト
は、塗布後 150℃程度の温度で乾燥或いは半乾燥させた
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
した物質となるので好ましい。この例では、黒色ガラス
ペースト（Ｇ３−０４２８：奥野製薬社製）を使用して
いる。

【００６３】次に、レジストマスク34Ｂを別の印刷用マ
スク35と交換し、図９に示すように、マスク35を位置合
わせし、上記と同じガラスペーストを用い、スクリーン
印刷によって図10に示すようにスペーサ本体部９の一部
を形成する。そして、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。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。

【００６４】スクリーン版としては、ステンレス鋼など
金属製のメッシュスクリーン等を使用することができ、
螢光体側基板24としては一般にガラス板を使用すること
ができる。図９、図10中、35ａはメッシュの粗い印刷部
分である。

【００６５】上記スクリーン印刷を繰り返し、図11に示
すように、スペーサ本体部９を形成し、次いでレジスト
マスク34Ｂを溶解、除去する。この状態を図12に示す。

【００６６】次に、 580℃で焼成し、ブラックマスク層
28を固化すると共に、ブラックマスク層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、これよりも広いブラックマスク層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。ま
た、レジストマスク34Ｂは、焼成に先立って除去してお
かくなても、上記焼成時に燃焼、除去することができ
る。

【００６７】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。

【００６８】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13〜図15によって説明す
る。

【００６９】螢光体の膜は、図13、図14に示すように、
１色ずつ螢光体を順次透明電極上に被着させる。例え
ば、先ず、赤色の螢光体Ｒを透明電極１Ｒ上に（図1
3）、次に緑色の螢光体Ｇを透明電極１Ｇ上に、次いで
青色の螢光体を透明電極１Ｂ上に（図14）順次形成す
る。

【００７０】先ず、上記パネル14を図15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。

【００７１】即ち、先ず、例えば図12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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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15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。

【００７５】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。図15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。

【００７６】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
電位を印加して、電極１Ｒ上にのみ赤色螢光粉体を電着
し、赤色螢光膜を形成する（図13）。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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（図14）。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。

【００８０】以上の工程を経て、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
に夫々選択的に塗布することができる。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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）。

【００８５】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。

【００８６】（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。

【００８７】（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。

【００８８】（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。

【００８９】（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。

【００９０】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。

【００９１】スペーサ形成の前記工程をフローチャート
で示すと、図16の通りである。同図（ａ）はブラックマ
スク層形成工程を、同図（ｂ）はスペーサ本体部形成工
程を示す。

【００９２】以上のようにして作製された螢光面パネル
14は、全側縁にガラス壁29（図４参照）が接着され、別
に作製しておいた背面パネル16と接合し、図１に示した
ＦＥＤとなる。

【００９３】なお、背面パネル16の構造及び発光の機構
は、図28〜図32によって先に説明したと同じであるの
で、これらの説明は省略する。

【００９４】ブラックマスク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、ブラックマスク層をスペー
サ本体部よりも機械的に強い材料とするのが良い。然
し、ブラックマスク層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17は、このよ
うにしたＦＥＤの図１と同様の断面図である。

【００９５】ブラックマスク層８、28は、前記の方法に
よるほか、他の方法によって形成することができる。以
下にその方法（第二、第三、第四の方法）を例示する。

【００９６】＜第二の方法＞図18に示すように、透明電
極１Ｒ、１Ｇ、１Ｂのパターニングに用いた第一のレジ
ストマスク41をその儘残しておいて、図19に示すよう
に、第一のレジストマスク41を覆うように第二のレジス
トマスク42を通例のフォトリソグラフィ技術によって形
成する。次いで、図20に示すように、第二のレジストマ
スク42の間にブラックマスク層８、28を前記と同様にし
て形成する。

【００９７】この方法では、第二のレジストマスク42を
パターニングするための露光マスクの位置合わせが、第
一のレジストマスク41のパターニング用露光マスクの位
置を基準にできるので、容易かつ正確である。スペーサ
形成の手順は、前記の例におけると同様である（第三、
第四の方法でも同じ）。

【００９８】＜第三の方法＞前記の図18の状態に次い
で、図21に示すように、第三の感光性レジスト層43Ａを
全面に塗布（又は接着）し、これを全面エッチングす
る。この全面エッチングにより、図22に示すように、透
明電極１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ及びこれらの上の第一のレジス
トマスク41の両側に幅狭の第三のレジストマスク43Ｂが
残り、他の部分の第三のレジスト層が除去される（所謂
サイドウォール法）。

【００９９】次に、図23に示すように、第三のレジスト
マスク43Ｂに挟まれた基板露出部分に、ブラックマスク
層８、28を前記と同様にして形成する。この方法では、
パターニング用の露光マスクとして、透明電極パターニ
ング用の露光マスクのみを用いるので、寸法精度が一層
正確である。

【０１００】＜第四の方法＞前記の図18の状態に次い
で、図24に示すようにブラックマスク材料48を全面に塗
布し、乾燥に先立って第一のレジストマスク41を溶解、
除去する。すると、図25に示すように、第一のレジスト
マスク41上のブラックマスク部分48ａが第一のレジスト
マスク41と共にリフトオフされて除去され、図26に示す
ように、透明電極１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの間にブラックマス
ク層８、28が形成される。この方法では、透明電極１
Ｒ、１Ｇ、１Ｂとブラックマスク層８、28との間隙が無
くなり、その分だけ螢光体ストライプのピッチを小さく
できる。何故なら、螢光体膜は、透明電極上にこれと同
一パターンで形成されるからである。

【０１０１】前記の各実施例では、スペーサ本体部下の
ブラックマスク層を他のブラックマスク層よりも幅広に
し、スペーサ本体部の径をその下のブラックマスク層の
幅よりも小さくしているが、これらの寸法を同じにして
も差支えない。図27は、このように構成したＦＥＤの図
１と同様の断面図である。ブラックマスク層８を同28と
同じ幅にすることにより、単位面積当たりの螢光体Ｒ、
Ｇ、Ｂの密度を若干大きくすることができ、好都合であ
る。

【０１０２】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。

【０１０３】例えば、ブラックマスク層は印刷以外の方
法で形成しても良く、更にはブラックマスク層やスペー
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。

【０１０４】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、ブラッ
クマスク層上に壁状体として設けても良い。

【０１０５】また、上述した螢光体と透明電極のパター
ンや配列は、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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】

【発明の作用効果】本発明は、発光体が存在しない非発
光部に、マスク層を発光体下の電極と重なることなく設
けているので、次の作用効果が奏せられる。

【０１０９】非発光部にマスク層が存在することによ
り、発光部の発光時に当該発光部からの出射光が他の光
に影響されることがなく、良好な発光がなされる。特に
複数の発光部が同時に発光する場合、コントラストが良
好になる。

【０１１０】マスク層が電極と重なることなく設けられ
ているので、この電極上の発光体は、その一部がマスク
層上に存在することがなく、マスク層上の発光体が剥離
してトラブルを起こすおそれが全く無く、常に良好な発
光が保証される。

【０１１１】また、発光体は前記電極上にこの電極と同
じパターンで形成できるので、マスク層が前記電極と重
なっていないことにより、電極及びその上の発光体のピ
ッチを小さくでき、その結果、高い解像度を以て発光が
なされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例による電界放出型表示装置（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】同螢光面パネル製造の第一ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図６】同螢光面パネル製造の第二ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図７】同螢光面パネル製造の第三ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図８】同螢光面パネル製造の第四ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図９】同螢光面パネル製造の第五ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図10】同螢光面パネル製造の第六ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図11】同螢光面パネル製造の第七ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図12】同螢光面パネル製造の第八ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図13】同螢光面パネル製造の第九ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図14】同螢光面パネル製造の第十ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図15】同螢光体電着装置の概略図である。

【図16】同螢光面パネル製造の手順を示すプロセスフロ
ー図である。

【図17】他の実施例によるＦＥＤの要部の図１と同様の
拡大断面図である。

【図18】更に他の実施例による螢光面パネル製造の第一
ステップを示す基板の拡大部分断面図である。

【図19】同螢光面パネル製造の第二ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図20】同螢光面パネル製造の第三ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図21】更に他の実施例による螢光面パネル製造の第一
ステップを示す基板の拡大部分断面図である。

【図22】同螢光面パネル製造の第二ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図23】同螢光面パネル製造の第三ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図24】更に他の実施例による螢光面パネル製造の第一
ステップを示す基板の拡大部分断面図である。

【図25】同螢光面パネル製造の第二ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図26】同螢光面パネル製造の第三ステップを示す基板
の拡大部分断面図である。

【図27】更に他の実施例によるＦＥＤの要部の図１と同
様の拡大断面図である。

【図28】ＦＥＤの正面から見た分解斜視図である。

【図29】ＦＥＤの側面から見た分解斜視図である。

【図30】ＦＥＤの背面パネルの要部を示す概略拡大斜視
図である。

【図31】ＦＥＤの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32】同色選別時のタイミングチャートを示す図であ
る。

【図33】本発明完成前に案出された螢光面パネルの拡大
部分断面図である。

【符号の説明】

１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ・・・透明電極（ストライプ電極）８、28・・・ブラックマスク層９・・・スペーサ本体部 10・・・スペーサ 11・・・電着槽 12・・・電着液 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・・・エミッタコーン 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 34Ａ・・・シート状感光性レジスト 34Ｂ、41、42、43Ｂ・・・レジストマスク 43Ａ・・・感光性レジスト層 48・・・ブラックマスク材料層 50・・・スクリーン印刷用マスク 58・・・対極 70Ａ、70Ｂ、70Ｃ・・・電源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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｊ 29/18 Ｃ 29/28 29/46 Ｂ 29/86 Ｚ 31/15 ＥＣ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極及びこの電極上に設けられた発光体
を基体上に有する発光装置において、前記発光体が存在
しない非発光部をマスクするマスク層が前記電極と重な
ることなく設けられていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】非発光部をマスクするマスク層が、前記
非発光部に塗布若しくは充填によって形成されている、
請求項１に記載された発光装置。
【請求項３】マスク層が、電極を被覆したマスクを用
いて形成されたものである、請求項１又は２に記載され
た発光装置。
【請求項４】マスク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、２又は３に記載された発光装置。
【請求項５】電極及びこの電極上に設けられた発光体
を有する第一の基体と、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、非発光部をマスクするマスク層のうち選択され
たマスク層上に前記スペーサの本体部が設けられ、この
スペーサ本体部と前記マスク層とによって前記スペーサ
が構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載
された発光装置。
【請求項６】マスク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５に記載された発光
装置。
【請求項７】マスク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５又は６に記載された発光
装置。
【請求項８】スペーサ本体部がマスク層と同じ材料か
らなっている、請求項５、６又は７に記載された発光装
置。
【請求項９】スペーサ本体部とマスク層とが異なる材
料からなっている、請求項５、６又は７に記載された発
光装置。
【請求項10】スペーサ本体部とマスク層とが焼成によ
って一体に形成されている、請求項５〜９のいずれか１
項に記載された発光装置。
【請求項11】マスク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
５〜10のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項12】ストライプ状に設けられた複数の電極上
に発光体が夫々積層され、これらの積層体間にストライ
プ状にマスク層が設けられている、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】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１〜12のい
ずれか１項に記載された発光装置。
【請求項14】発光体が電極上に電着されている、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】光学的に透明な基体上に、透明電極を介
して発光体が設けられている、請求項１〜14のいずれか
１項に記載された発光装置。
【請求項16】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５〜15のいずれか１項に記載
された発光装置。
【請求項17】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16に記載
された発光装置。
【請求項18】発光体が螢光体である、請求項１〜17の
いずれか１項に記載された発光装置。
【請求項19】請求項１〜18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、基体上に電極を形成する工程と、前記電極を覆うようにマスクを形成する工程と、前記マスクを用いて、前記基体上の前記電極が存在しな
い領域に前記電極と重ならないようにマスク層を形成す
る工程とを有する、発光装置の製造方法。
【請求項20】電極パターニング用の第一のレジストマ
スクを除去し、この第一のレジストマスクとは別の第二
のレジストマスクを形成し、この第二のレジストマスク
を用いてマスク層を形成する、請求項19に記載された、
発光装置の製造方法。
【請求項21】電極パターニング用の第一のレジストマ
スクを残し、この第一のレジストマスク上にこの第一の
レジストマスクとは別の第二のレジストマスクを形成
し、この第二のレジストマスクを用いてマスク層を形成
する、請求項19に記載された、発光装置の製造方法。
【請求項22】電極パターニング用の第一のレジストマ
スクを残した状態で第二のレジスト層を全面に設け、こ
の第二のレジスト層を表面から所定速度で溶解するよう
に全面溶解処理して前記第一のレジストマスクの側部に
前記第二のレジスト層を選択的に残して第二のレジスト
マスクを形成し、この第二のレジストマスクと前記第一
のレジストマスクとを用いてマスク層を形成する、請求
項19に記載された、発光装置の製造方法。
【請求項23】電極パターニング用のレジストマスクを
残し、マスク層材料の層を全面に設け、次いで前記レジ
ストマスクを除去し、このレジストマスク除去と共に電
極上に位置する前記マスク層材料の層の部分を選択的に
除去し、マスク層を形成する、請求項19に記載された、
発光装置の製造方法。
【請求項24】マスク層材料を塗布若しくは充填するこ
とによりマスク層を形成する、請求項19〜23のいずれか
１項に記載された発光装置の製造方法。
【請求項25】マスク層材料として黒色のガラスペース
トを用い、マスク層を形成する、請求項19〜24のいずれ
か１項に記載された、発光装置の製造方法。
【請求項26】第一の基体上に電極を形成する工程と、前記電極を覆うように第一のマスクを形成する工程と、前記第一のマスクを用いて、前記第一の基体上の前記電
極が存在しない領域に前記電極と重ならないようにマス
ク層を形成する工程と、前記第一のマスクとは別の第二のマスクを用いて、前記
マスク層の所定位置に、請求項５に記載されたスペーサ
本体部を形成する工程とを有する、請求項19〜25のいず
れか１項に記載された、発光装置の製造方法。
【請求項27】マスク層を印刷によって形成し、このマ
スク層上にスペーサ本体部を積層印刷によって形成し、
更にこれらのマスク層及びスペーサ本体部を焼成してこ
のスペーサ本体部と前記マスク層とを一体化し、スペー
サとする、請求項26に記載された、発光装置の製造方
法。
【請求項28】スペーサ本体部及びマスク層の焼成後
に、発光体を設ける、請求項27に記載された、発光装置
の製造方法。
【請求項29】電極上に発光体を電着によって形成す
る、請求項28に記載された、発光装置の製造方法。