JPH10116568A - 蛍光体薄膜およびその製造方法 - Google Patents

蛍光体薄膜およびその製造方法

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JPH10116568A
JPH10116568A JP26957296A JP26957296A JPH10116568A JP H10116568 A JPH10116568 A JP H10116568A JP 26957296 A JP26957296 A JP 26957296A JP 26957296 A JP26957296 A JP 26957296A JP H10116568 A JPH10116568 A JP H10116568A
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JP
Japan
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phosphor
thin film
phosphor thin
transparent electrode
stripe
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Application number
JP26957296A
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English (en)
Inventor
Toshifumi Sato
利文 佐藤
Shinichi Mizuguchi
信一 水口
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • 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】 【課題】 小型・高精細な蛍光体薄膜とその製造方法を
提供することを目的とする。 【解決手段】 基板1上にストライプ状に形成された透
明電極2と、透明電極2上にストライプ状に形成された
蛍光体層3と、蛍光体層3上に帯電防止層4が形成さ
れ、透明電極2および蛍光体層3がストライプ状の無発
光壁5により分離されている蛍光体薄膜で、ストライプ
状の無発光壁5が光を透過しない材料からなるものであ
る。また、蛍光体薄膜の製造方法は、基板1に近接した
スリットマスク上からの堆積によって形成するもので、
蛍光体の結晶性の改質を行うために熱処理を行う。ま
た、熱処理は赤外線ランプ加熱炉、レーザー光発生器に
より行い、この熱処理は急速加熱、急速冷却であること
が望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子、特
に冷陰極型電子放出素子を電子源として用いた電界放出
型蛍光表示装置に用いる蛍光体薄膜、ならびにその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電界放出型蛍光表示装置に用いら
れている蛍光体は、蛍光体粉末をペースト状にした後ス
クリーン印刷等の印刷技術によるパターン形成によるも
のが大部分であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
な印刷技術による蛍光体では、パターン幅を小さくする
ことが困難で、また蛍光体のパターン幅を精密に制御す
ることが困難で、例えば10μm以下のパターン幅を形
成することは困難であった。また、一般的な低速電子線
用蛍光体の粒径は数μm以上の大きさがあるため、蛍光
体粉末粒子の微細化に伴う、発光効率の低下、不純物の
発生という問題点があった。また、電子線照射による帯
電といった問題点があった。
【0004】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、薄膜技術を用い、高精細の蛍光体を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の蛍光体薄膜は、基板上にストライプ状に形成さ
れた透明電極と、前記透明電極上にストライプ状に形成
された蛍光体薄膜と、前記蛍光体薄膜上に形成された帯
電防止膜を備え、前記透明電極および蛍光体薄膜がスト
ライプ状の無発光壁により分離されていることを特徴と
する。
【0006】また、本発明の蛍光体薄膜は、前記ストラ
イプ状の無発光壁が光を透過しない材料であることを特
徴とするものである。
【0007】また、本発明の蛍光体薄膜は電子線の照射
によって発光する蛍光体であることを特徴とするもので
ある。
【0008】また、本発明の蛍光体薄膜は、ガラス基板
上に透明電極を介して装着された電界放出型ディスプレ
イ装置用の蛍光体薄膜であることを特徴とするものであ
る。
【0009】また、本発明の蛍光体薄膜の製造方法は、
蛍光体薄膜を基板に近接したスリットマスク上からの材
料の堆積によって形成することを特徴とするものであ
る。
【0010】また、本発明の蛍光体薄膜の製造方法は、
蛍光体薄膜を熱処理することにより、蛍光体の結晶性の
改質を行うことを特徴とするものである。
【0011】また、本発明の蛍光体薄膜の熱処理は、赤
外線ランプ加熱炉により行う、または、レーザー光発生
器により行うことを特徴とするものである。
【0012】また、本発明の蛍光体薄膜の製造方法は、
急速加熱、急速冷却の熱処理を行うことが望ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0014】(実施の形態1)図1は、本発明に係わる
蛍光体薄膜の概略構成図である。図1において、1は基
板、2は基板1上にストライプ状に形成された透明電
極、3は透明電極2上にストライプ状に形成された蛍光
体層、4は蛍光体層3上に形成された帯電防止層、5は
無発光壁で、透明電極2および蛍光体層3がストライプ
状の無発光壁5により分離されている。以上のように構
成された蛍光体薄膜は、電子線を照射することにより、
発光するものである。
【0015】図2は製造方法を説明するための工程図で
ある。図2(a)に示すように基板1上に透明電極2を
形成した後、図2(b)に示すようにレジスト6を塗布
後、露光・洗浄を行う。図2(c)はエッチング工程後
の状態を示す。この時点ではパターン化された透明電極
2上にレジスト層が残存する。次に、図2(d)に示す
ように、透明電極2が形成されていない、基板表面が露
出した領域に、無発光壁5を形成する。次に、図2
(e)に示すようにレジストが露出するまで研磨した
後、図2(f)に示すように洗浄して透明電極を露出す
る。
【0016】図3は蛍光体薄膜形成方法を説明するため
の断面図である。無発光壁5の位置に合わせてマスク7
を設置し、薄膜プロセスにより、蛍光体層を形成するこ
とにより図2(g)に示す構造となる。次に急速加熱、
急速冷却熱処理によって蛍光体層の結晶性の改質を行
い、さらに図2(h)に示すように帯電防止膜4を形成
することにより製造する。帯電防止膜4は、蛍光体がチ
ャージアップするのを防ぐ。特に陽極電圧が低いときに
効果を発揮する。
【0017】蛍光体層3を形成する際に使用するマスク
7は、金属薄板をレーザー加工等でサブミクロンの精度
で精密加工した金属マスクを用いる。
【0018】製造された蛍光体薄膜は、無発光壁によ
り、隣接する蛍光体薄膜と分離されており、発光効率お
よびコントラスト比が優れた高精細蛍光体薄膜が得られ
た。
【0019】なお、図2(e)の工程は、無発光壁5を
形成する際に、図4の無発光壁形成方法を説明するため
の断面図に示すように、レジスト6の位置に合わせてマ
スク8を設置し、薄膜プロセスにより、無発光壁5を形
成する方法によれば、省略することが可能であり、同様
の効果が得られる。
【0020】(実施の形態2)図5は、本発明によるフ
ルカラー電界放出型蛍光表示装置に用いる蛍光体薄膜の
製造方法を説明するための工程図である。図3に示す蛍
光体薄膜形成方法において、図3(a)のマスクに変え
て、まず赤色(R)用のマスク8rを用いてR蛍光体層
9rを形成し、次に緑色(G)用のマスク8gを用いて
G蛍光体層9gを形成し、次に青色(B)用のマスク8
bを用いてB蛍光体層9bを形成することによりRGB
蛍光体パターンを形成する。RGB個々の蛍光体層を形
成する順序はこれに限定されるものではない。
【0021】RGBそれぞれの蛍光体層を形成する際の
マスクは、サブミクロンの精度でXY制御可能なXYス
テージを使用して行う。マスクの位置調整は、マスクあ
るいは基板のどちらを動かしても構わない。
【0022】このようにして製造された蛍光体薄膜は、
高精細フルカラー電界放出型蛍光表示装置に用いる蛍光
体薄膜に使用するに十分な品質のものが得られた。
【0023】なお、以上の説明では、主に電界放出型蛍
光表示装置用蛍光体薄膜を例として説明したが、本発明
はこれに拘束される物ではなく、他のタイプの電子線照
射型高精細蛍光体薄膜においても、全く同様の効果が得
られるものである。
【0024】次に、本発明の具体例を説明する。 (実施例1)蛍光体薄膜の構造が、最終的にガラス基板
上に厚さ50nmのITO透明電極、厚さ2μmのZn
O:Zn蛍光体薄膜、厚さ1nmのIn23帯電防止膜
の順で積層した構造となり、ITO透明電極、ZnO:
Zn蛍光体薄膜、In23帯電防止膜は厚さ10μmの
黒色カーボン無発光壁で分離されている構造である。そ
して、In23帯電防止膜側から電子線を照射すること
により、発光するものである。
【0025】その製造方法は、ガラス基板上にスパッタ
法により厚さ50nmのITO透明電極を形成した後、
レジストを塗布し、ストライプ状マスクパターンを介し
て露光を行い、未露光部分を洗浄しレジストパターンを
形成する。次にエッチングによりストライプ状透明電極
を形成する。このストライプ状透明電極幅は20μmと
する。
【0026】次に、無発光壁となる黒色カーボンをレー
ザーアブレーション法により形成する。この工程を経た
後の表面の起伏を除去するため、ラッピングによって平
坦化を行う。この平坦化により、蛍光体層を形成すると
きに使用するマスクと無発光壁とのギャップを一定にす
ることが可能となる。次にレジストを洗浄し、透明電極
表面を露出する。
【0027】次に無発光壁の位置に合わせて、Mo製マ
スクを1μm以下のギャップに設置する。次にレーザー
アブレーション法によりZnO:Zn蛍光体層を形成す
る。レーザーアブレーション法によれば、蛍光体粒子を
クラスター状態にして堆積させることが可能である。次
に蛍光体の結晶性を向上させるために、赤外線ランプア
ニール装置を使用し、アルゴン雰囲気中で熱処理を行
う。次に、熱処理後の蛍光体表面の帯電防止のため、蒸
着法により厚さ1nmのIn23膜を形成する。特に、
陽極電圧が200V以下の場合には、蛍光体表面がチャ
ージアップしやすくなり、結果として輝度のばらつき、
不安定性等を引き起こすため、何らかの形で電荷を逃が
さなければならない。
【0028】このようにして製造された蛍光体薄膜は、
基板サイズを1インチとすると、モノクロVGA(64
0ドット×480ドット)パネル用蛍光体として使用す
ることが可能となる。
【0029】なお、ITO透明電極は、蒸着法あるいは
塗布法によっても同様の効果が得られた。また、蛍光体
層の形成は、CVD法によっても同様の効果が得られ
た。
【0030】(実施例2)蛍光体薄膜の構造が、最終的
にガラス基板上に厚さ50nmのITO透明電極、厚さ
2μmの赤色(R)用、緑色(G)用、青色(B)用蛍
光体薄膜、厚さ1nmのIn23帯電防止膜の順で積層
した構造となり、ITO透明電極、各蛍光体薄膜、In
23帯電防止膜は厚さ3μmの黒色カーボン無発光壁で
分離されている構造である。そして、In23帯電防止
膜側から電子線を照射することによって、発光するもの
である。
【0031】その製造方法は、石英基板上にスパッタ法
によってITO透明電極を形成した後、レジストを塗布
し、ストライプ状マスクパターンを介して露光を行い、
未露光部分を洗浄しレジストパターンを形成する。次に
エッチングによりストライプ状透明電極を形成する。こ
のストライプ状透明電極幅は7μmとする。
【0032】次に、無発光壁となる黒色カーボンをレー
ザーアブレーション法により形成する。この工程を経た
後の表面の起伏を除去するためラッピングによって平坦
化を行う。この平坦化により、蛍光体層を形成するとき
に使用するマスクと無発光壁とのギャップを一定にする
ことが可能となる。次にレジストを洗浄し、透明電極表
面を露出する。
【0033】次に赤色蛍光体形成用Mo製マスクを無発
光壁の位置に合わせて、1μm以下のギャップに設置す
る。次にレーザーアブレーション法により赤色発光蛍光
体である(Zn,Cd)S:Ag蛍光体層を形成する。
次に緑色蛍光体形成用Mo製マスクを無発光壁の位置に
合わせて、1μm以下のギャップに設置し、緑色蛍光体
であるZnS:Cu:Al蛍光多層を形成する。同様に
青色発光蛍光体であるZnS:Ag蛍光体層を形成す
る。
【0034】次に蛍光体の結晶性を向上させ、輝度を向
上させるために、短波長のレーザー光を発生するレーザ
ー光発生器により窒素雰囲気中でレーザーアニールを行
う。次に、熱処理後の蛍光体表面に蒸着法により帯電防
止のためのIn23膜を形成する。特に、陽極電圧が2
00V以下の場合には、蛍光体表面がチャージアップし
やすくなり、結果として輝度のばらつき、不安定性等を
引き起こすため、何らかの形で電荷を逃がさなければな
らない。
【0035】このようにして製造された蛍光体薄膜は、
基板サイズを1インチとすると、カラーVGA(640
×3ドット×480ドット)パネル用蛍光体として使用
することが可能となる。
【0036】なお、蛍光体形成に使用するマスクは、M
o製に限らず真空装置内で一般的に使用可能なSUS等
の金属でも代用できる。
【0037】なお、R、G、Bそれぞれの蛍光体層を形
成する際のマスクは、サブミクロンの精度でXY制御可
能なXYステージを使用して行う。マスクの位置調整
は、マスクあるいは基板のどちらを動かしても構わな
い。
【0038】このようにして製造された蛍光体薄膜は、
高精細フルカラー電界放出型蛍光表示装置に用いる蛍光
体薄膜に使用するに十分な品質のものが得られた。
【0039】なお、以上の説明では、主に電界放出型蛍
光表示装置用蛍光体薄膜を例として説明したが、本発明
はこれに拘束される物ではなく、他のタイプの電子線照
射型高精細蛍光体薄膜においても、全く同様の効果が得
られる物である。
【0040】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、電子放出
素子、特に冷陰極型電子放出素子を電子源として用いた
電界放出型蛍光表示装置に用いる蛍光体薄膜、ならびに
その製造方法に関するものである。
【0041】本発明により、高精細な蛍光体薄膜が容易
に製造可能となるために、より小型・高精細の電界放出
型蛍光表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる蛍光体薄膜の概略構成図
【図2】(a)〜(h)製造方法を説明するための工程
【図3】(a),(b)蛍光体薄膜形成方法を説明する
ための断面図
【図4】(a),(b)無発光壁形成方法を説明するた
めの断面図
【図5】(a)〜(f)RGB蛍光体薄膜製造方法を説
明するための工程図
【符号の説明】
1 基板 2 透明電極 3 蛍光体層 4 帯電防止層 5 無発光壁 6 レジスト 7 マスク 8r R蛍光体形成用マスク 8g G蛍光体形成用マスク 8b B蛍光体形成用マスク 9r R蛍光体 9g G蛍光体 9b B蛍光体

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上にストライプ状に形成された透明電
    極と、前記透明電極上にストライプ状に形成された蛍光
    体薄膜と、前記蛍光体薄膜上に形成された帯電防止膜を
    備え、前記透明電極および蛍光体薄膜がストライプ状の
    無発光壁により分離されていることを特徴とする蛍光体
    薄膜。
  2. 【請求項2】ストライプ状の無発光壁が、光を透過しな
    い材料であることを特徴とする請求項1記載の蛍光体薄
    膜。
  3. 【請求項3】蛍光体薄膜は、電子線の照射によって発光
    する蛍光体であることを特徴とする請求項1記載の蛍光
    体薄膜。
  4. 【請求項4】蛍光体薄膜は、ガラス基板上に透明電極を
    介して装着された電界放出型ディスプレイ装置用の蛍光
    体薄膜であることを特徴とする請求項1記載の蛍光体薄
    膜。
  5. 【請求項5】蛍光体薄膜を基板に近接したマスク上から
    の材料の堆積によって形成することを特徴とする蛍光体
    薄膜の製造方法。
  6. 【請求項6】蛍光体薄膜を熱処理することにより、蛍光
    体の結晶性の改質を行うことを特徴とする請求項5記載
    の蛍光体薄膜の製造方法。
  7. 【請求項7】蛍光体薄膜の熱処理が、急速加熱、急速冷
    却であることを特徴とする請求項6記載の蛍光体薄膜の
    製造方法。
  8. 【請求項8】熱処理が、赤外線ランプ加熱炉によるもの
    であることを特徴とする請求項6記載の蛍光体薄膜の製
    造方法。
  9. 【請求項9】熱処理を行う手段が、レーザー光発生器で
    あることを特徴とする請求項6記載の蛍光体薄膜の製造
    方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003019599A1 (fr) 2001-08-29 2003-03-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Procede de production et dispositif de production de detecteur d'images aux rayons x, et detecteur d'images aux rayons x

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WO2003019599A1 (fr) 2001-08-29 2003-03-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Procede de production et dispositif de production de detecteur d'images aux rayons x, et detecteur d'images aux rayons x
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