(57)【要約】【課題】生産性が高く、低コストかつ高品質である画像表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】多数の電子放出素子が配列された背面基板と、背面基板に対向配置され、電子放出素子に対応する位置に配置された蛍光体パターンおよび遮光パターンを有する前面基板と、を備えた画像表示装置であって、乾板側アライメントマークに対応して前面基板の内面の非有効部の少なくとも２箇所にマーキングエリアを設け、各マーキングエリアが３つのアライメントマークを有する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の電子放出素子が配列された背面基板と、前記背面基板に対向配置され、前記電子放出素子に対応する位置に配置された蛍光体パターンおよび遮光パターンを有する前面基板と、を備えた画像表示装置であって、乾板側アライメントマークに対応して前記前面基板の内面の非有効部の少なくとも２箇所にマーキングエリアを設け、各マーキングエリアが３つのアライメントマークを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記アライメントマークの二次元平面サイズが０．０６０ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記マーキングエリアが直径６ｍｍの円形領域の範囲内にあることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記マーキングエリアの二次元平面サイズが３色蛍光体パターンからなる画素の１０倍以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記前面基板の内面の四隅に設けたマーキングエリアに前記アライメントマークがそれぞれフォトリソグラフィ法によりパターニングされていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記アライメントマークは、所定の間隔をおいて直列に配置された３つの円形マークであり、乾板側のアライメントマークよりもサイズが小さいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記アライメントマークは、所定の辺長を有する三角形の各頂点に配置された３つの円形マークであり、乾板側のアライメントマークよりもサイズが小さいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項８】
多数の電子放出素子が配列された背面基板に対向配置される前面基板上に蛍光面を形成する際に、多数のパターン開口を有する乾板に対して前記前面基板を位置合せする画像表示装置の製造方法において、
（ａ）乾板の少なくとも２箇所のマーキングエリアに３つの透過型アライメントマークをそれぞれ形成し、
（ｂ）乾板側アライメントマークに１対１に対応する前面基板側の部位として、前面基板の蛍光体パターンが形成されない非有効部の少なくとも２箇所のマーキングエリアに遮光型アライメントマークをそれぞれ形成し、
（ｃ）乾板と前面基板とを平行に配置して、前面基板の背面側から照明した状態で、乾板の前面側から前記マーキングエリアごとに基板側アライメントマークと乾板側アライメントマークとの重なりの状態を撮像手段によって観察し、
（ｄ）撮像手段の視野内での基板側アライメントマークと乾板側アライメントマークとの重なりの状態が、少なくとも２箇所のマーキングエリアについてバランスするように、前面基板と乾板とを相対位置合わせすることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項９】
基板側アライメントマークおよび乾板側アライメントマークはそれぞれ円形マークであり、かつ基板側アライメントマークの径は乾板側アライメントマークの径より小さく、前記（ｄ）工程において、全てのマーキングエリアについてカメラ視野内で基板側アライメントマークが乾板側アライメントマークのなかに入るように、前面基板と乾板とを相対位置合わせすることを特徴とする請求項８記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１０】
基板側アライメントマークおよび乾板側アライメントマークはそれぞれ正方形、矩形、十字、Ｔ字、二重丸またはドーナツ形のいずれかであり、かつ基板側アライメントマークの径は乾板側アライメントマークの径より小さく、前記（ｄ）工程において、全てのマーキングエリアについてカメラ視野内で基板側アライメントマークが乾板側アライメントマークのなかに入るように、前面基板と乾板とを相対位置合わせすることを特徴とする請求項８記載の画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子を用いた平面型画像表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、次世代の画像表示装置として、多数の電子放出素子を並べて、蛍光面と対向配置させた平面型画像表示装置の開発が進められている。電子放出素子には様々な種類があるが、いずれも基本的には電界放出を用いており、これらの電子放出素子を用いた表示装置は、一般に、フィールド・エミッション・ディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）と呼ばれている。ＦＥＤのうち表面伝導型電子放出素子を用いた表示装置は、表面伝導型電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）とも呼ばれているが、本明細書中においてはＳＥＤも包含する総称としてＦＥＤという用語を用いる。
【０００３】
ＦＥＤにおいて、鮮明な表示特性を得るためには、蛍光面を構成するＲＧＢ３色パターンとブラックマトリックスと呼ばれる遮光層パターンをともに高精度にパターン形成する必要がある。これらを高精度に形成するためにフォトリソグラフィ法やスクリーン印刷法など種々の方法が採用されている。特許文献１はＦＥＤを製造するための技術を開示している。また、特許文献２は露光用マスクと被処理基板とを位置合せするための技術を開示している。
【特許文献１】特開平１０−３２６５８３号公報
【特許文献２】特開２００２−３５１０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の技術においては、３色蛍光体ごとにＲ，Ｇ，Ｂ用のマスクをそれぞれ準備し、Ｒ用マスクと被処理基板とを位置合せして露光し、次いでＲ用マスクをＧ用マスクに入れ替えて、Ｇ用マスクと被処理基板とを位置合せして露光し、さらにＧ用マスクをＢ用マスクに入れ替え、Ｂ用マスクと被処理基板とを位置合せして露光する必要があり、マスク交換とマスク／基板間のアライメントに時間が掛かってしまい、スループットが低い。また、３色蛍光体ごとにＲ，Ｇ，Ｂ用のマスクを入れ替えるので、その都度アライメントをやり直さなければならず、位置合せ精度を向上させる上で阻害要因となっている。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、生産性が高く、低コストかつ高品質である画像表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る画像表示装置は、多数の電子放出素子が配列された背面基板と、前記背面基板に対向配置され、前記電子放出素子に対応する位置に配置された蛍光体パターンおよび遮光パターンを有する前面基板と、を備えた画像表示装置であって、乾板側アライメントマークに対応して前記前面基板の内面の非有効部の少なくとも２箇所にマーキングエリアを設け、各マーキングエリアが３つのアライメントマークを有することを特徴とする。
【０００７】
上記のアライメントマークは、二次元平面サイズを０．０６０ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることが好ましい。ここで「二次元平面サイズ」とは、基板の主面上でのアライメントマークの最大径をいうものと定義する。マークの二次元平面サイズが０．０６０ｍｍを下回ると、カメラの拡大倍率を上げる必要があり、位置合せ装置がコスト高になるばかりでなく、マークの識別容易性が低下するからである。一方、マークの二次元平面サイズが２ｍｍを上回ると、マークが大きすぎて画素サイズとのバランスが不良になり、位置合せ精度が低下するからである。
【０００８】
マーキングエリア（描画エリア）は直径６ｍｍの円形領域の範囲内にあることが好ましい。マーキングエリアが直径６ｍｍを超えると、カメラ視野からアライメントマークがはみ出しやすくなり、位置合せに時間が掛かるようになるからである。マーキングエリアの形状は円形でも正方形でも矩形でもよく、またカメラ視野のほうも円形でも正方形でも矩形でもよいが、カメラ視野が正方形の場合は、視野サイズＬ１×Ｌ２を例えば４ｍｍ×４ｍｍとすることができる。
【０００９】
また、アライメントマークは、前面基板の内面の四隅に設けたマーキングエリアにそれぞれ印刷されていることが好ましい。矩形状基板の四隅にそれぞれアライメントマークを形成することにより、同色が並ぶ縦列パターンの位置合せが高精度かつ容易化するとともに、ＲＧＢ３色が繰り返し並ぶ横列パターンの位置合せも高精度かつ容易化する。
【００１０】
アライメントマークは、フォトリソグラフィ法または印刷法（シール転写法を含む）のいずれを用いても形成することができるが、位置精度が高いことからフォトリソグラフィ法を用いて形成することが好ましい。印刷法を採用する場合はスクリーン印刷法が最も好ましい。なお、アライメントマークを形成する工程は、蛍光体層をマトリックス状に区分する縦区分線と横区分線を構成するブラックマトリックス遮光層を形成する工程と同時に行うことも可能である。
【００１１】
アライメントマークは、所定の間隔をおいて直列に配置された３つの円形マークとすることが好ましい（図５参照）。また、アライメントマークは、所定の辺長を有する三角形の各頂点に配置された３つの円形マークとすることが好ましい（図６参照）。アライメントマークは、円形、正方形、矩形、十字、Ｔ字、二重丸、ドーナツ形のいずれの形状であってもよいが、フォトリソでのパターニングのしやすさや印刷しやすさの観点から円形マークとすることが最も好ましい。
【００１２】
マーキングエリアの二次元平面サイズは、３色蛍光体パターンからなるＲＧＢ画素の単位長の１０倍以下とすることが好ましい。アライメントマークの大きさがＲＧＢ画素の１倍（等倍）を下回ると、カメラの拡大倍率を上げる必要があり、位置合せ装置がコスト高になるからである。一方、アライメントマークの大きさがＲＧＢ画素の１０倍を上回ると、マークが大きすぎて画素サイズとのバランスが不良になり、位置合せ精度が低下するからである。
【００１３】
本発明に係る画像表示装置の製造方法は、多数の電子放出素子が配列された背面基板に対向配置される前面基板上に蛍光面を形成する際に、多数のパターン開口を有する乾板に対して前記前面基板を位置合せする画像表示装置の製造方法において、（ａ）乾板の少なくとも２箇所のマーキングエリアに３つの透過型アライメントマークをそれぞれ形成し、（ｂ）乾板側アライメントマークに１対１に対応する前面基板側の部位として、前面基板の蛍光体パターンが形成されない非有効部の少なくとも２箇所のマーキングエリアに遮光型アライメントマークをそれぞれ形成し、（ｃ）乾板と前面基板とを平行に配置して、前面基板の背面側から照明した状態で、乾板の前面側から前記マーキングエリアごとに基板側アライメントマークと乾板側アライメントマークとの重なりの状態を撮像手段によって観察し、（ｄ）撮像手段の視野内での基板側アライメントマークと乾板側アライメントマークとの重なりの状態が、少なくとも２箇所のマーキングエリアについてバランスするように、前面基板と乾板とを相対位置合わせすることを特徴とする。
【００１４】
上記の方法において、基板側アライメントマークおよび乾板側アライメントマークはそれぞれ円形マークであり、かつ基板側アライメントマークの径は乾板側アライメントマークの径より小さく、（ｄ）工程において、全てのマーキングエリアについてカメラ視野内で基板側アライメントマークが乾板側アライメントマークのなかに入るように、前面基板と乾板とを相対位置合わせする。基板側アライメントマークの直径ｄ１を乾板側アライメントマークの直径ｄ２より小さくすることで、基板側アライメントマークの識別が容易になり、少なくとも２箇所、好ましくは４箇所でのアライメントマークの重なり具合を最適の状態にバランスさせることができるようになる（図５，図６参照）。
【００１５】
基板側アライメントマークと乾板側アライメントマークとの直径比ｄ１／ｄ２を０．５〜０．８の範囲とすることが好ましい。例えば基板側アライメントマークの直径ｄ１を５００±２μｍとし、乾板側アライメントマークの直径ｄ２を８００±２μｍとする。直径比ｄ１／ｄ２が０．５を下回ると、乾板側アライメントマーク内での基板側アライメントマークの位置ずれ許容量が過大になり、位置合せ精度が低下するからである。一方、直径比ｄ１／ｄ２が０．８を上回ると、基板側アライメントマークの全部が乾板側アライメントマークのなかに入りにくくなって外側に部分的にはみ出す場合が頻発して、少なくとも２箇所（好ましくは４箇所）のマーキングエリア相互間の位置合せをバランスさせることが難しくなり、反って位置合せ精度を低下させやすくなるからである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、３色蛍光体Ｒ，Ｇ，Ｂ共用マスク（乾板）およびアライメントマーク付き前面基板を準備し、共用マスクと前面基板とを最初に位置合せした後はマスクを交換することなくＲ，Ｇ，Ｂ３色パターンを基板に対して次々に露光することができるので、スループットが大幅に向上する。
【００１７】
また、本発明によれば、３色蛍光体のパターン露光ごとにＲ，Ｇ，Ｂ用のマスクを入れ替えることが不要になり、マスク／基板間のアライメントのやり直しがなくなるので、３色蛍光体パターンの位置ずれを５μｍ以内に抑えることが可能になり、位置合せ精度を飛躍的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付の図面を参照して説明する。
【００１９】
本発明の画像表示装置の製造に用いられる位置合せ装置３０は、図１に示すように、基板ホルダ３１、マスクホルダ３９、乾板４０、マスクホルダ駆動ユニット５０、基板ホルダ駆動ユニット６０、コントローラ７０、ＣＣＤカメラ７２および他の図示しない多数の周辺機器を備えている。位置合せ装置３０は、待機部３２から位置合せ部３３までにわたるエリアに設けられ、このエリア内またはエリアに近接して図示しない露光装置が設けられている。
【００２０】
本装置３０と露光装置は、コントローラ７０によって全体の動作が統括的に制御される。コントローラ７０は、４台のＣＣＤカメラ７２から送られてくる撮像信号に基づいて駆動ユニット５０，６０及び露光装置の各動作をそれぞれ制御し、被処理基板２と乾板４０とを位置合せするようになっている。４台のカメラ７２は、乾板４０の四隅に設けたマーキングエリア４４にそれぞれ対応して配置されている。
【００２１】
図２に示すように、各カメラ７２の光軸はＹ軸に沿って延びだし、基板側及び乾板側のマーキングエリア２４，４４を通るようにカメラ配置されている。バックライト（図示せず）が被処理基板２の後方に設けられ、被処理基板２を裏面（ＦＥＤ組立後は外面）側から照明するようになっている。なお、各カメラ７２は、被処理基板２の駆動系および乾板４０の駆動系に対して位置ずれしないように、それぞれ所定位置に固定されている。これらの固定カメラ７２に対して乾板４０は所定位置に固定配置されている。一方、被処理基板２は、待機部３２から位置合せ部３３へ移動され、乾板４０およびカメラ７２に対して位置合せされるようになっている。
【００２２】
基板ホルダ３１は、待機部３２から位置合せ部３３までの間を移動可能に設けられ、被処理基板としての前面基板２を動かないように保持し、移動させる位置合せ手段としての機能を有するものであり、矩形の基板２よりも少し大きい矩形状をなし、前面基板２を吸着保持するための複数の真空吸着孔（図示せず）が適所に開口している。前面基板２は、図２に示すように、長辺がＸ軸方向に、短辺がＺ軸方向になるように基板ホルダ３１によって吸着保持される。なお、待機部３２は、被処理基板２のホームポジションにあたり、位置合せ前の被処理基板２を待機させておくところである。
【００２３】
また、基板ホルダ３１は、図示しない３つの直動駆動機構によってＸ，Ｙ，Ｚの各方向にそれぞれ移動され、さらに図示しないθ回転駆動機構によってＹ軸まわりに回転されるようになっている。これら駆動機構の各動作は、ＣＣＤカメラ７２からのアライメントマーク検出信号に基づいてコントローラ７０が基板ホルダ駆動ユニット６０をコントロールすることによりそれぞれ制御される。
【００２４】
基板ホルダ駆動ユニット６０は、図示しない左右二対のリニアガイドとボールスクリュウを備えている。リニアガイド及びボールスクリュウの各々はＺ軸方向に延び出し、ボールスクリュウにはナット（図示せず）が螺合し、さらにナットには被処理基板２をフレーム（図示せず）ごと保持するホルダの一端が連結されている。ホルダの四隅は左右二対のリニアガイドにより摺動可能に支持されている。駆動ユニット６０は、コントローラ７０によってバックアップ制御され、基板ホルダの移動開始タイミング、移動停止タイミング、移動量をそれぞれ制御するようになっている。なお、リニアガイドの端部にはストッパとともに図示しないリミットスイッチが設けられており、駆動ユニット６０による基板ホルダの移動ストロークが制限されている。
【００２５】
乾板４０を吸着保持するマスクホルダ３９は位置合せ部３３に設けられている。マスクホルダ３９は駆動ユニット５０に可動に支持され、乾板４０を保持した状態でＹ軸方向に移動されるようになっている。乾板４０は被処理基板２よりも一回り大きく、したがってマスクホルダ３９は基板ホルダ３１よりもかなり大きい。
【００２６】
乾板ホルダ駆動ユニット５０は、図示しない左右二対のリニアガイドとボールスクリュウを備えている。リニアガイド及びボールスクリュウの各々はＺ軸方向に延び出し、ボールスクリュウにはナット（図示せず）が螺合し、さらにナット５４には乾板４０をフレーム（図示せず）ごと保持するマスクホルダ３９の一端が連結されている。ホルダ３９の四隅は左右二対のリニアガイドにより摺動可能に支持されている。駆動ユニット５０は、コントローラ７０によってバックアップ制御され、マスクホルダ３９の移動開始タイミング、移動停止タイミング、移動量をそれぞれ制御するようになっている。なお、リニアガイドの端部にはストッパとともに図示しないリミットスイッチが設けられており、駆動ユニット５０によるマスクホルダ３９の移動ストロークが制限されている。
【００２７】
次に、図３を参照して種々の被処理基板について説明する。  
図３の（ａ）に示すように、被処理基板２は、四隅Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（非有効部２３）にマーキングエリア２４をそれぞれ有し、各マーキングエリア２４には３つの遮光型アライメントマーク２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが短辺に沿って直列かつ等ピッチ間隔に配置されている。アライメントマーク２５Ｒは３色蛍光体のうち赤パターンの位置合せに用いられる。アライメントマーク２５Ｇは３色蛍光体のうち緑パターンの位置合せに用いられる。アライメントマーク２５Ｂは３色蛍光体のうち青パターンの位置合せに用いられる。図示の例では上から下へアライメントマーク２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの順に配置しているが、本発明はこの配置のみに限定されない。上から下へマーク２５Ｇ，２５Ｂ，２５Ｒの順、あるいはマーク２５Ｇ，２５Ｒ，２５Ｂの順、あるいはマーク２５Ｂ，２５Ｒ，２５Ｇの順、あるいはマーク２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒの順、あるいはマーク２５Ｒ，２５Ｂ，２５Ｇの順に配置してもよい。
【００２８】
図３の（ｂ）に示す他のタイプの被処理基板２Ａにおいては、二等辺三角形又は正三角形の頂点に配置した３つの遮光型アライメントマーク２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを各マーキングエリア２４Ａが備えている。３つのマーク２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、図６に示すように、等ピッチ間隔Ｐ１に配置されている。なお、図示の例では三角形の頂点にアライメントマーク２５Ｇを配置しているが、本発明はこの配置のみに限定されない。三角形の頂点にアライメントマーク２５Ｒあるいはアライメントマーク２５Ｂを配置するようにしてもよい。
【００２９】
上記の被処理基板２，２Ａの有効部２１にフォトレジストが塗布され、後述する乾板４０，４０Ａと位置合せされ、露光装置によって３色蛍光体パターンが順次露光される。
【００３０】
次に、図４を参照して種々の乾板について説明する。  
図４の（ａ）に示すように、乾板４０は、中央のパターン領域（有効部）４１に規則配列された多数のパターン孔４２を備えている。これらのパターン孔４２は、露光時に光を被処理基板側へ通過させるための開口としての役割を有するものである。また、乾板４０は、周縁の非パターン領域（非有効部）４３の四隅Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにマーキングエリア４４をそれぞれ有し、各マーキングエリア４４には３つの透過型アライメントマーク４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂが斜めの配列で等ピッチ間隔（ピッチ間隔Ｐ１）に配置されている。アライメントマーク４５Ｒは３色蛍光体のうち赤パターンの位置合せに用いられる。アライメントマーク４５Ｇは３色蛍光体のうち緑パターンの位置合せに用いられる。アライメントマーク４５Ｂは３色蛍光体のうち青パターンの位置合せに用いられる。図示の例では上から下へアライメントマーク２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの順に配置しているが、本発明はこの配置のみに限定されない。上から下へマーク２５Ｇ，２５Ｂ，２５Ｒの順、あるいはマーク２５Ｇ，２５Ｒ，２５Ｂの順、あるいはマーク２５Ｂ，２５Ｒ，２５Ｇの順、あるいはマーク２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒの順、あるいはマーク２５Ｒ，２５Ｂ，２５Ｇの順に配置してもよい。
【００３１】
図４の（ｂ）に示す他のタイプの乾板４０Ａでは、短辺に沿って直列に配置した２つの透過型アライメントマーク４５Ｇ，４５Ｒ（４５Ｂとの兼用）を各マーキングエリア４４Ａが備えている。上側のマーク４５Ｇは、３色蛍光体のうち緑パターンの位置合せに用いられる。下側マーク４５Ｒ（４５Ｂ）は、３色蛍光体のうち赤パターンの位置合せと青パターンの位置合せに兼用される。
【００３２】
次に、図５を参照して被処理基板２と乾板４０を位置合せする場合について説明する。  
図５の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に、緑パターンを位置合せするときの四隅Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのカメラ視野をそれぞれ示す。乾板４０のマーキングエリア４４は、アライメントマーク４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂを除いて、他の領域はブラックマトリックスのような遮光膜で覆われている。このため、カメラ視野内において、緑パターン用の基板側アライメントマーク２５Ｇのみが見え、赤パターン用と青パターン用の基板側アライメントマーク２５Ｒ，２５Ｂは図中に斜線で示す遮光部に隠れている。
【００３３】
緑パターン用の基板側アライメントマーク２５Ｇは、四隅Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのカメラ視野内で乾板側の透過型アライメントマーク４５Ｇのなかにそれぞれ入っており、４台のカメラ７２によってそれぞれ撮像される。４つの撮像信号がコントローラ７０に入力されると、コントローラ７０は、入力信号に基づいて四隅Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて基板側アライメントマーク２５Ｇと乾板側アライメントマーク４５Ｇとの重なり状態が不均衡にならないように、基板ホルダ駆動ユニット３１を僅かに移動させ、被処理基板２を乾板４０に対して微調整アライメントし、四隅Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおける両アライメントマーク２５Ｇ，４５Ｇの重なり状態をバランスさせる。
【００３４】
本実施例では、パターン露光されるＲＧＢ画素サイズを６００μｍ、短冊状の蛍光体層の幅を１５０μｍ、短冊状蛍光体層の相互間スペースを５０μｍとした場合に、カメラ視野サイズＬ１×Ｌ２を４ｍｍ×４ｍｍ、基板側アライメントマーク２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの直径ｄ１を５００μｍ、乾板側アライメントマーク４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂの直径ｄ２を８００μｍ、ピッチ間隔Ｐ１を２００μｍとした。
【００３５】
被処理基板２をピッチ間隔Ｐ１だけ図中の左側に移動させると、青パターン用のアライメントマーク２５Ｂの全体が乾板側アライメントマーク４５Ｂのなかに入って青パターンについて位置合せされ、撮像可能になる。また、被処理基板２をピッチ間隔Ｐ１だけ図中の右側に移動させると、赤パターン用のアライメントマーク２５Ｒの全体が乾板側アライメントマーク４５Ｒのなかに入って赤パターンについて位置合せされ、撮像可能になる。
【００３６】
次に、図６を参照して被処理基板２Ａと乾板４０Ａを位置合せする場合について説明する。  
図６の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に、赤パターンを位置合せするときの四隅Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのカメラ視野をそれぞれ示す。乾板４０Ａのマーキングエリア４４Ａは、アライメントマーク４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂを除いて、他の領域はブラックマトリックスのような遮光膜で覆われている。このため、カメラ視野内において、赤パターン用の基板側アライメントマーク２５Ｒのみが見え、緑パターン用の基板側アライメントマーク２５Ｇは図中に斜線で示す遮光部に隠れている。なお、青パターン用の基板側アライメントマーク２５Ｂはカメラ視野から外れている。
【００３７】
赤パターン用の基板側アライメントマーク２５Ｒは、四隅Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのカメラ視野内で乾板側の透過型アライメントマーク４５Ｒのなかにそれぞれ入っており、４台のカメラ７２によってそれぞれ撮像される。４つの撮像信号がコントローラ７０に入力されると、コントローラ７０は、入力信号に基づいて四隅Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて基板側アライメントマーク２５Ｒと乾板側アライメントマーク４５Ｒとの重なり状態が不均衡にならないように、基板ホルダ駆動ユニット３１を僅かに移動させ、被処理基板２Ａを乾板４０Ａに対して微調整アライメントし、四隅Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおける両アライメントマーク２５Ｒ，４５Ｒの重なり状態をバランスさせる。
【００３８】
本実施例では、パターン露光されるＲＧＢ画素サイズを６００μｍ、短冊状の蛍光体層の幅を１５０μｍ、短冊状蛍光体層の相互間スペースを５０μｍとした場合に、カメラ視野サイズＬ１×Ｌ２を４ｍｍ×４ｍｍ、基板側アライメントマーク２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの直径ｄ１を１００μｍ、乾板側アライメントマーク４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂの直径ｄ２を４００μｍ、ピッチ間隔Ｐ１を２００μｍとした。
【００３９】
被処理基板２Ａをピッチ間隔Ｐ１だけ図中の左側に移動させると、緑パターン用のアライメントマーク２５Ｇが上側の乾板側アライメントマーク４５Ｇのなかに出現して撮像可能になり、緑パターンについて位置合せすることができるようになる。さらに被処理基板２Ａをピッチ間隔Ｐ１だけ図中の左側に移動させると、青パターン用のアライメントマーク２５Ｂが下側の乾板側アライメントマーク４５Ｂ（赤用マークと兼用）のなかに出現して撮像可能になり、青パターンについて位置合せすることができるようになる。
【００４０】
次に、図７を参照して画像表示装置としてのＦＥＤを製造するための方法、とくに上記の位置合せ装置を利用して画像表示装置のフロントパネルを製造する場合について説明する。
【００４１】
ＦＥＤの前面基板となるガラス基板２を所定の薬液を用いて洗浄処理し、所望の清浄面を得る。洗浄した前面基板２の内面に黒色顔料などの光吸収物質を含む遮光層形成溶液を塗布する。塗布膜を加熱乾燥した後に、マトリックスパターンに対応する位置に開孔を有するスクリーンマスクを用いて露光し、これを現像して、図７（ａ）に示すように、マトリックスパターン遮光層５ｂ１，５ｂ２を形成する。
【００４２】
図示しない搬送ロボットにより被処理基板２を基板ホルダ３１に受け渡し、吸着保持させる。基板ホルダ３１の受け面をセルフアライメント構造としているので、被処理基板２は基板ホルダ３１に対して自動的に粗アライメントされる。被処理基板２は、ＦＥＤ用の前面基板であり、前述したようにパターン形成予定面にフォトレジストが塗布されている。このレジスト塗布面が露光装置側となるように被処理基板２を基板ホルダ３１のバキュームチャックで真空吸着保持する。
【００４３】
次いで、被処理基板２を待機部３２から位置合せ部３３へ移動させ、４台のカメラ７２でアライメントマークを撮像し、撮像信号をコントローラ７０に送る。コントローラ７０は、撮像信号に基づいて被処理基板２を乾板４０に対して微調整アライメントし、これにより被処理基板２と乾板４０の両者が位置合せされる。
【００４４】
次に、赤（Ｒ）の蛍光体粒子をフォトレジスト溶液（溶剤を含む）に対して所定の割合で調合した混合溶液を前面基板２上に所定膜厚に塗布する。塗布膜を加熱乾燥した後に、赤（Ｒ）パターンに対応する位置に開孔を有するスクリーンマスクを用いて露光し、現像する。緑（Ｇ）と青（Ｂ）についても同様のフォトリソグラフィ法を用いて所定のパターンをそれぞれ形成する。そして、最終的に基板２を焼成してフォトレジストを焼失させ、図７（ｂ）および図９に示すように矩形状又は短冊状の３色パターンのＲＧＢ蛍光体層６ａが縦横に規則配列された蛍光面６を得る。例えばピッチ６００μｍの正方画素の場合には、蛍光体層６ａの縦区画線１３ＶのＸ方向幅は例えば２０〜５０μｍの範囲とする。縦区画線１３Ｖの幅は、蛍光体層の断面形状（矩形、台形、逆台形）に拘わらず、隣り合う蛍光体層６ａ同士のボトム間隔で規定される。なお、蛍光体層６ａの横区画線１３Ｈ（ストライプ）のＹ方向幅は例えば５０〜２５０μｍの範囲とする。これらの縦横区画線１３Ｖ，１３Ｈにはマトリックスパターン遮光層５ｂが存在し、前面基板２のほうへ光が漏れ出さないように遮光される。
【００４５】
次に、図７（ｃ）に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂセグメントパターンの蛍光体層６ａの上面にメタルバック層７を形成する。メタルバック層７を形成するには、例えばスピンコーティング法で形成されたニトロセルロース等の有機樹脂からなる薄い膜の上に、アルミニウム（Ａｌ）膜を真空蒸着法により成膜する。さらに、これを焼成して有機物を除去する方法を採ることができる。
【００４６】
次いで、このようにして形成した蛍光面６を、電子放出素子とともに真空外囲器内に配置する。これには、蛍光面６を有する前面基板２と、複数の電子放出素子８を有する背面基板１とを、フリットガラス等により真空封着し、真空容器を形成する方法が採られる。さらに、真空外囲器内でパターンの上から所定のゲッタ材を蒸着し、メタルバック層７の領域にゲッタ材の蒸着膜を形成する。
【００４７】
次に、図１０および図１１に、本実施形態に共通のＦＥＤの構造を示す。ＦＥＤは、それぞれ矩形状のガラスからなる前面基板２と背面基板１を有し、両基板１，２は１〜２ｍｍの間隔をおいて対向配置されている。これら前面基板２と背面基板１は、矩形枠状の側壁３を介して周縁部同士が接合させ、内部が１０-4Ｐａ程度以下の高真空に維持された偏平な矩形状の真空外囲器４を構成している。
【００４８】
前面基板２の内面には蛍光面６が形成されている。この蛍光面６は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に発光する蛍光体層６ａとマトリックス状の遮光層５ｂとで構成されている。蛍光面６上には、アノード電極として機能するとともに蛍光体層６ａの光を反射する光反射膜として機能するメタルバック層７が形成されている。表示動作時、メタルバック層７には図示しない回路により所定のアノード電圧が印加されるようになっている。
【００４９】
背面基板１の内面上には、蛍光体層７を励起するための電子ビームを放出する多数の電子放出素子８が設けられている。これらの電子放出素子８は、画素ごとに対応して複数列および複数行に配列されている。電子放出素子８マトリックス状に配設された図示しない配線により駆動されるようになっている。また、背面基板１と前面基板２との間には、これら基板１，２に作用する大気圧に耐えられるようにするために補強として、板状または柱状の多数のスペーサ１０が設けられている。
【００５０】
蛍光面６にはメタルバック層７を介してアノード電圧が印加され、電子放出素子８から放出された電子ビームはアノード電圧により加速されて蛍光面６に衝突する。これにより対応する蛍光体層６ａが発光し、画像が表示される。
【００５１】
図８と図９に本発明の実施形態に共通の、前面基板２、特に蛍光面６の構造を示す。蛍光面６は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発光する多数の矩形状の蛍光体層を有している。前面基板２の長手方向をＸ軸とし、これと直交する幅方向をＹ軸とした場合に、蛍光体層Ｒ，Ｇ，ＢはＸ軸方向に所定のギャップ間隔に繰り返し配列され、Ｙ軸方向には同一色の蛍光体層が所定のギャップ間隔に繰り返し配列されている。なお、所定のギャップ間隔といっても製造上の誤差の範囲内で、または設計上の公差の範囲内で変動することが許容されているため、ＸＹ平面内において蛍光体層６ａ間のギャップ間隔は正確には一定値であるとは言えないが、ここでは便宜上ほぼ一定値であるものとして説明する。
【００５２】
蛍光面６は遮光層５ａ，５ｂを備えている。この遮光層は、図８に示すように、前面基板２の周縁部に沿って延びた矩形枠遮光層５ａと、矩形枠遮光層５ａの内側で蛍光体層Ｒ，Ｇ，Ｂの間をマトリックス状に延びたマトリックスパターン遮光層５ｂとを有する。
【００５３】
本発明によれば、３色蛍光体Ｒ，Ｇ，Ｂ共用マスク（乾板）およびアライメントマーク付き前面基板を準備し、共用マスクと前面基板とを最初に位置合せした後はマスクを交換することなくＲ，Ｇ，Ｂ３色パターンを基板に対して次々に露光することができるので、スループットが大幅に向上した。
【００５４】
また、本発明によれば、３色蛍光体のパターン露光ごとにＲ，Ｇ，Ｂ用のマスクを入れ替えることが不要になり、マスク／基板間のアライメントのやり直しがなくなるので、３色蛍光体パターンの位置ずれを５μｍ以内に抑えることが可能になり、位置合せ精度を飛躍的に向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の画像表示装置の製造に用いる装置を示す構成ブロック図。
【図２】位置合せするときの乾板と前面基板を示す斜視図。
【図３】（ａ）はアライメントマーク付き前面基板を示す平面図、（ｂ）は他のタイプのアライメントマーク付き前面基板を示す平面図。
【図４】（ａ）はアライメントマーク付き乾板を示す平面図、（ｂ）は他のタイプのアライメントマーク付き乾板を示す平面図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はカメラ視野に現われた基板側アライメントマークと乾板側アライメントマークとの重なり状態をそれぞれ示す拡大平面図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はカメラ視野に現われた他のタイプのアライメントマークの重なり状態をそれぞれ示す拡大平面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は画像表示装置の製造工程の一例を示す断面模式図。
【図８】画像表示装置（ＦＥＤ）の一部を切り欠いて前面基板の蛍光面およびメタルバック層を示す平面図。
【図９】画像表示装置の蛍光面の一部を拡大して示す平面図。
【図１０】画像表示装置（ＦＥＤ）の概要を示す斜視図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１…背面基板、２，２Ａ…前面基板（ＢＭ版）、
３…側壁、４…真空外囲器、
５ａ，５ｂ，５ｂ１，５ｂ２…遮光層パターン、
６…蛍光面、６ａ…蛍光体層、
７…メタルバック層（Ａｌ膜）、７ａ…メタルバックパターン、
８…電子放出素子、１０…スペーサ、
１１，１３…抵抗調整材、
１３Ｖ…縦区分線（メタルバック分断線）、
１３Ｈ…横区分線（ストライプ、ケミカルカット）、
２４，２４Ａ…マーキングエリア、
２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ…基板側のアライメントマーク、
３０…位置合せ装置、
３１…基板ホルダ、
３２…待機部、
３３…位置合せ部、
３９…乾板ホルダ（マスクホルダ）、
４０，４０Ａ…乾板（マスク）、
４１…パターン領域（有効部）、
４２…パターン孔（開口）、
４３…非パターン領域（非有効部）、
４４，４４Ａ…マーキングエリア、
４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂ…乾板側のアライメントマーク、
５０…マスクホルダ駆動ユニット、
６０…基板ホルダ駆動ユニット、
７０…コントローラ、
７２…カメラ（撮像手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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