(57)【要約】      （修正有）【課題】開発期間を短縮する。【解決手段】基本的な断面構造と二次元平面形状とをシミュレーションし、ディスプレイの各構成要素を形成するためにそれぞれ必要な複数のプロセスについて、シミュレーションし、ディスプレイの電気特性と光学的な特性をシミュレーションし、次に基本設計シミュレーションデータ、プロセスシミュレーションデータ、電気特性シミュレーションデータおよび光学特性シミュレーションデータの間でファイル変換ソフトにより交換を行ない、構築されたディスプレイを統括的に評価する。【選択図】    図１
2006093059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データベースに格納された設計データを用いて、背面基板側の電子放出素子から前面基板側の蛍光面に電子を照射して画像を表示させる新方式のディスプレイを構築するために必要な基本的な断面構造と二次元平面形状とをシミュレーションし、
前記断面構造・平面形状シミュレーションデータに基づいて、ディスプレイの各構成要素を形成するためにそれぞれ必要な複数のプロセスについて、各プロセスごとにシミュレーションし、
前記プロセスシミュレーションデータおよび前記断面構造・平面形状シミュレーションデータのうち少なくとも１つのデータに基づいて、ディスプレイの電気的な特性をシミュレーションし、
前記プロセスシミュレーションデータおよび前記断面構造・平面形状シミュレーションデータのうち少なくとも１つのデータに基づいて、ディスプレイの光学的な特性をシミュレーションし、
前記基本設計シミュレーションデータ、前記プロセスシミュレーションデータ、前記電気特性シミュレーションデータおよび前記光学特性シミュレーションデータの間でファイルの変換と交換を行ない、構築されたディスプレイを統括的に評価することを特徴とする新型ディスプレイ開発支援シミュレーション方法。
【請求項２】
前記プロセスシミュレーション、前記電気特性シミュレーションおよび前記光学特性シミュレーションは、モジュール評価実験によって得られた実測データがそれぞれ組み込まれていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記断面構造・平面形状シミュレーションは、前記蛍光面を構成する蛍光体層、遮光層、抵抗材層、メタルバック層、ゲッタ層の各要素について断面構造および二次元平面形状をそれぞれシミュレーションし、
前記プロセスシミュレーションは、前記断面構造・平面形状シミュレーションデータに基づいて前記蛍光面の各要素を形成するための各プロセスをそれぞれシミュレーションすることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載の方法。
【請求項４】
前記電気特性シミュレーションは、放電電流Ｉarcを算出する耐圧シミュレーションと、アノード電圧降下ΔＶａを算出する輝度シミュレーションとを少なくとも含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
データベースに格納された設計データを用いて、背面基板側の電子放出素子から前面基板側の蛍光面に電子を照射して画像を表示させる新方式のディスプレイを構築するために必要な基本的な断面構造と平面形状をシミュレーションする基本設計シミュレータと、
前記断面構造・平面形状シミュレーションデータに基づいて、ディスプレイの各構成要素を形成するためにそれぞれ必要な複数のプロセスについて、各プロセスごとにシミュレーションを行うプロセスシミュレータと、
前記プロセスシミュレーションデータおよび前記断面構造・平面形状シミュレーションデータのうち少なくとも１つのデータに基づいて、ディスプレイの電気的な特性についてシミュレーションを行なう電気特性シミュレータと、
前記プロセスシミュレーションデータおよび前記断面構造・平面形状シミュレーションデータのうち少なくとも１つのデータに基づいて、ディスプレイの光学的な特性についてシミュレーションを行なう光学特性シミュレータと、
前記基本設計シミュレーションデータ、前記プロセスシミュレーションデータ、前記電気特性シミュレーションデータおよび前記光学特性シミュレーションデータの間でファイルの変換と交換を行なうファイル変換手段と、
前記ファイル変換手段を介して前記基本設計シミュレータ、前記プロセスシミュレータ、前記電気特性シミュレータ、前記光学特性シミュレータの相互間でデータを交換し合うことにより構築されたディスプレイを統括的に評価する手段と、を具備することを特徴とする新型ディスプレイ開発支援シミュレーションシステム。
【請求項６】
データベースと、
前記データベースに格納された設計データと幾何学モデルを用いて、ディスプレイの断面構造を仮想設計するＴＣＡＤと、
前記データベースに格納された設計データと幾何学モデルを用いて、ディスプレイの二次元平面形状レイアウトを仮想設計する平面形状シミュレータと、
仮想設計されたディスプレイの断面構造と二次元平面形状とに基づいて、ディスプレイの各構成要素を形成するためにそれぞれ必要な複数のプロセスについて、各プロセスごとにシミュレーションを行うプロセスシミュレータと、
仮想設計されたディスプレイの断面構造と二次元平面形状とに基づいて、電界の分布と強度をシミュレーションする電界シミュレータと、
仮想設計されたディスプレイの断面構造と二次元平面形状とに基づいて、電界分布、電子ビーム分布およびスペーサ形状をシミュレーションする電子軌道シミュレータと、
仮想設計されたディスプレイの断面構造と二次元平面形状とに基づいて、発光効率、発光分布、膜サイズおよび膜形状をシミュレーションする光学シミュレータと、
仮想設計されたディスプレイの断面構造及び二次元平面形状と電界シミュレーションデータとに基づいて、ディスプレイの回路パターン、放電電流、抵抗値、静耐圧および動耐圧をシミュレーションする回路シミュレータと、
前記ＴＣＡＤ、前記平面形状シミュレータ、前記プロセスシミュレータ、前記電界シミュレータ、前記電子軌道シミュレータおよび前記回路シミュレータの間でデータファイルを変換し交換するファイル変換手段と、
前記ファイル変換手段を介して前記ＴＣＡＤ、前記平面形状シミュレータ、前記プロセスシミュレータ、前記電界シミュレータ、前記電子軌道シミュレータおよび前記回路シミュレータの相互間でデータを交換し合うことにより構築されたディスプレイを統括的に評価する手段と、
を具備することを特徴とする新型ディスプレイ開発支援シミュレーションシステム。
【請求項７】
前記各要素シミュレータは、モジュール評価実験によって得られた実測データがそれぞれ組み込まれていることを特徴とする請求項５又は６のいずれか１項記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子と蛍光面を備えた画像表示装置としてのフィールド・エミッション・ディスプレイの開発に用いられる新型ディスプレイ開発支援シミュレーション方法およびシミュレーションシステムに関する。
【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急ピッチで進められている。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、本明細書中ではＳＥＤも包含する総称としてＦＥＤという用語を用いる。
【０００３】
ＦＥＤ新型ディスプレイの開発では解決しなければならない課題が数多くあるが、そのなかでも特に「放電ダメージの抑制」と「輝度の向上」の２つの課題は最も重要である。前者の放電ダメージについて説明する。ＦＥＤでは前面基板（蛍光面）と背面基板（電子放出素子）とのギャップを解像度やスペーサの特性などの観点からあまり大きくすることができず、１〜２ｍｍの範囲に設定されるため、前面基板と背面基板との間の狭いスペースに強電界が形成されることを避けられず、両基板間で放電が発生しやすい。放電が発生すると、電子放出素子、それにつながる薄膜電極、蛍光面、ドライバＩＣ、駆動回路の破壊や劣化が引き起こされ、所謂「放電ダメージ」を生じるので、長期間にわたり安定的に明るく鮮明な画像が表示されなくなる。
【０００４】
これまでにも放電ダメージの対策として種々の方策が提案されている。例えば特許文献１には、蛍光面の実効的なインピーダンスを高める技術が開示されている。また、特許文献２には、メタルバックを小領域に分割し、抵抗調整材を介して分割メタルバックを共通のアノード電極と接続することにより、高電圧を印加する技術が開示されている。また、特許文献３には、メタルバック分断部での沿面放電を抑制するために、分断部に導電性材料の被覆を設ける技術が開示されている。さらに、特許文献４には、メタルバックを分割するかパターン化し、メタルバックに抵抗性の材料を用いる技術が開示されている。
【０００５】
これらの先行文献はいずれも両基板間に流れようとする放電電流Ｉarcを低減することにより放電の発生を抑制するものであるが、放電電流Ｉarcを低く（Ｉarc→小）すると、アノード電圧Ｖａの降下が大きくなり（ΔＶａ→大）、画面の輝度が低下する。これとは逆に、画面の輝度の向上を図るために、アノード電圧降下ΔＶａを小さくしようとすると、放電電流Ｉarcが大きくなって放電が発生しやすくなる。
【０００６】
このように「放電ダメージの抑制」と「輝度の向上」とは両立し難い二律背反する課題であるため、ＦＥＤ新型ディスプレイの開発では様々な試行錯誤を繰り返して最適の設計条件を求めるようにしている。
【０００７】
従来のシミュレーション方法では、仮想設計に基づくパソコンを用いた模擬的なシミュレーションと実際の製品試作とを組み合わせたトライアンドエラーをＦＥＤ製造工程に沿って繰り返して最適の条件を求めていた。
【特許文献１】特開２０００−３１１６４２号公報
【特許文献２】特開平１０−３２６５８３号公報
【特許文献３】特開２０００−２５１７９７号公報
【特許文献４】特開２００３−２４２９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ＦＥＤ新型ディスプレイの開発には、製品のレイアウトや新材料等の不確定な要素が数多く含まれているため、従来方法ではそれぞれの要素に対して膨大な実証試験が行われていた。
【０００９】
具体的には、従来の方法では、図３に示すように、ＦＥＤ製造工程１００のうち蛍光面作製工程１０１−１に沿って仮想設計に基づくシミュレーションをある程度進めた段階で、実際に製品を試作してみて、その特性の評価を行い、所望の特性が得られない場合、あるいは製品レイアウトが変更された場合や新材料を採用した場合に、再度のシミュレーションを行って各要素の設計条件を変更する。例えば、メタルバック分断パターン工程１２５においてメタルバック分断パターンの形状を変更したとすると、詳細設計シミュレーションブロック１６０の形状シミュレーション１６２を用いて少なくとも放電電流Ｉarcとアノード電圧降下ΔＶａを算出するシミュレーションを行い、その結果が一定レベルの条件をクリアするまで演算を繰り返すが、どうしても一定条件をクリアできない場合は、次のステップに進まないで、その直前の抵抗材パターン工程１２４の条件を変えるか、あるいは更に蛍光体パターン工程１２３までさかのぼって条件を変更する。そして、詳細設計シミュレーションブロック１５０あるいは詳細設計シミュレーションブロック１４０において、抵抗材パターンあるいは蛍光体パターンのシミュレーションを再度実行する。シミュレーション結果が良好であれば、次のステップへと進み、その要素のシミュレーションと半製品の試作とを繰り返す。このようなトライアンドエラーを通じて仮想の試作品（あるいは実体のある製品又は半製品の試作品）まで行き着くと、最終的に電気特性評価シミュレーションブロック８０においてその電気特性が評価される。
【００１０】
このように従来の方法においては、ＦＥＤ製造工程１００に沿ってシミュレーションによる要素計算をエラーが出るごとに再試行する一方で、必要に応じて製品を試作してみて、その特性を評価するので、膨大な数にのぼる実証試験を行なわなければならず、開発期間が大幅に長期化している。
【００１１】
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、従来の試行錯誤を繰り返す実験的な手法よりも結論が出るまでのサイクルが短く、より良い開発環境を提供して開発期間を短縮できる新型ディスプレイ開発支援シミュレーション方法および新型ディスプレイ開発支援シミュレーションシステム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】
【００１２】
本発明に係る新型ディスプレイ開発支援シミュレーション方法は、（i）データベースに格納された設計データを用いて、背面基板側の電子放出素子から前面基板側の蛍光面に電子を照射して画像を表示させる新方式のディスプレイを構築するために必要な基本的な断面構造と二次元平面形状とをシミュレーションし、（ii）前記断面構造・平面形状シミュレーションデータに基づいて、ディスプレイの各構成要素を形成するためにそれぞれ必要な複数のプロセスについて、各プロセスごとにシミュレーションし、（iii）前記プロセスシミュレーションデータおよび前記断面構造・平面形状シミュレーションデータのうち少なくとも１つのデータに基づいて、ディスプレイの電気的な特性をシミュレーションし、（iv）前記プロセスシミュレーションデータおよび前記断面構造・平面形状シミュレーションデータのうち少なくとも１つのデータに基づいて、ディスプレイの光学的な特性をシミュレーションし、（v）前記基本設計シミュレーションデータ、前記プロセスシミュレーションデータ、前記電気特性シミュレーションデータおよび前記光学特性シミュレーションデータの間でファイルの変換と交換を行ない、構築されたディスプレイを統括的に評価することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る新型ディスプレイ開発支援シミュレーションシステムは、データベースに格納された設計データを用いて、背面基板側の電子放出素子から前面基板側の蛍光面に電子を照射して画像を表示させる新方式のディスプレイを構築するために必要な基本的な断面構造と平面形状をシミュレーションする基本設計シミュレータ（2）と、前記断面構造・平面形状シミュレーションデータに基づいて、ディスプレイの各構成要素を形成するためにそれぞれ必要な複数のプロセスについて、各プロセスごとにシミュレーションを行うプロセスシミュレータ（3,5）と、前記プロセスシミュレーションデータおよび前記断面構造・平面形状シミュレーションデータのうち少なくとも１つのデータに基づいて、ディスプレイの電気的な特性についてシミュレーションを行なう電気特性シミュレータ（6,7,8）と、前記プロセスシミュレーションデータおよび前記断面構造・平面形状シミュレーションデータのうち少なくとも１つのデータに基づいて、ディスプレイの光学的な特性についてシミュレーションを行なう光学特性シミュレータ（9）と、前記基本設計シミュレーションデータ、前記プロセスシミュレーションデータ、前記電気特性シミュレーションデータおよび前記光学特性シミュレーションデータの間でファイルの変換と交換を行なうファイル変換手段（90）と、前記ファイル変換手段を介して前記基本設計シミュレータ、前記プロセスシミュレータ、前記電気特性シミュレータ、前記光学特性シミュレータの相互間でデータを交換し合うことにより構築されたディスプレイを統括的に評価する手段（80）と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る新型ディスプレイ開発支援シミュレーションシステムは、データベース（5）と、前記データベースに格納された設計データと幾何学モデルを用いて、ディスプレイの断面構造を仮想設計するＴＣＡＤ（3）と、前記データベースに格納された設計データと幾何学モデルを用いて、ディスプレイの二次元平面形状レイアウトを仮想設計する平面形状シミュレータ（4）と、仮想設計されたディスプレイの断面構造と二次元平面形状とに基づいて、ディスプレイの各構成要素を形成するためにそれぞれ必要な複数のプロセスについて、各プロセスごとにシミュレーションを行うプロセスシミュレータ（3,5）と、仮想設計されたディスプレイの断面構造と二次元平面形状とに基づいて、電界の分布と強度をシミュレーションする電界シミュレータ（7）と、仮想設計されたディスプレイの断面構造と二次元平面形状とに基づいて、電界分布、電子ビーム分布およびスペーサ形状をシミュレーションする電子軌道シミュレータ（8）と、仮想設計されたディスプレイの断面構造と二次元平面形状とに基づいて、発光効率、発光分布、膜サイズおよび膜形状をシミュレーションする光学シミュレータ（9）と、仮想設計されたディスプレイの断面構造及び二次元平面形状と電界シミュレーションデータとに基づいて、ディスプレイの回路パターン、放電電流、抵抗値、静耐圧および動耐圧をシミュレーションする回路シミュレータ（6）と、前記ＴＣＡＤ、前記平面形状シミュレータ、前記プロセスシミュレータ、前記電界シミュレータ、前記電子軌道シミュレータおよび前記回路シミュレータの間でデータファイルを変換し交換するファイル変換手段（90）と、前記ファイル変換手段を介して前記ＴＣＡＤ、前記平面形状シミュレータ、前記プロセスシミュレータ、前記電界シミュレータ、前記電子軌道シミュレータおよび前記回路シミュレータの相互間でデータを交換し合うことにより構築されたディスプレイを統括的に評価する手段（80）と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
上記のプロセスシミュレーション、電気特性シミュレーションおよび光学特性シミュレーションは、モジュール評価実験によって得られた実測データがそれぞれ組み込まれていることが望ましい。これら各要素のシミュレーションが実測データを保有することにより、精度の高いシミュレーションが実現されるようになる。
【００１６】
上記の断面構造・平面形状シミュレーションは、蛍光面を構成する蛍光体層、遮光層、抵抗材層、メタルバック層、ゲッタ層の各要素について断面構造および二次元平面形状をそれぞれシミュレーションすることができる。また、上記のプロセスシミュレーションは、断面構造・平面形状シミュレーションデータに基づいて蛍光面の各要素を形成するための各プロセスをそれぞれシミュレーションすることができる。これらのアウトプットデータは、データベース化して一元管理することにより、工程の変更やレイアウトの変更が行なわれた場合においても迅速に対応することができ、その分だけ開発期間が短縮される。
【００１７】
上記の電気特性シミュレーションは、放電電流Ｉarcを算出する耐圧シミュレーションと、アノード電圧降下ΔＶａを算出する輝度シミュレーションとを少なくとも含むことが好ましい。耐圧シミュレーションは、回路シミュレータ（シミュレーションソフト名称；ＨＳＰＩＣＥ）を用いて実行される。輝度シミュレーションは、光学シミュレータ（シミュレーションソフト名称；光学）を用いて実行される。得られた耐圧シミュレーションデータと輝度シミュレーションデータとをファイル変換ソフトによって交換し、互いにデータを参照し合い、互いに評価し合う。放電電流特性データとアノード電圧降下特性データとは相矛盾して他方を排斥する結果となりやすいが、両者のバランスをとって最適な構造・形状を求め、これに応じて設計変更し、耐圧シミュレーションと輝度シミュレーションをそれぞれ実行し、再度の評価を行なう。このようにデータファイルをシミュレータ間で互いに交換し合うことにより、短時間で結論を得ることができ、より開発期間が短縮される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、材料からレイアウト設計、プロセスフローやプロセス条件、また加工形状から製品の電気特性までを網羅した一環シミュレーションを行なうことにより、課題点抽出およびプロセスへのフィードバックに即座に対応することができ、従来の試行錯誤を繰り返す実験的な手法よりも結論が出るまでのサイクルが短く、従来と比べて開発期間が大幅に短縮されてより良い開発環境が提供される。
【００１９】
本発明によれば、ディスプレイ製造の各段階において形状・構造の変更に対するプロセス条件をシミュレーションにより求めてファイルする一方で、ディスプレイ製造プロセス条件の変更に対する形状・構造をシミュレーションにより求めてファイルし、これらのシミュレーションデータをファイル変換ソフトにより互いに交換し合い、ディスプレイの形状・構造条件およびプロセス条件を変更した時のシミュレーションを並行処理し、ディスプレイを構築し、構築したディスプレイの特性を統合的に予測することができるので、従来に比べて製品又は半製品の試作回数を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付の図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。  
図１に示すように、新型ディスプレイ開発支援シミュレーションシステム１は、基本となる仮想設計を行う基本設計シミュレータ２を備え、さらにこれを支援するための支援ソフトとして各要素ごとにシミュレーションを行なう回路設計シミュレータ６、電界分析シミュレータ７、電子軌道シミュレータ８および発光シミュレータ９を備えている。
【００２１】
基本設計シミュレータ２は、断面構造シミュレータ３、平面形状シミュレータ４およびデータベース５を備えている。断面構造シミュレータ３は、ＴＣＡＤと呼ばれるプロファイルシミュレータを用いる。ＴＣＡＤは、元々は半導体デバイスを開発するためにつくられたシミュレーションソフト（Ｔechnology  Ｃomputer Ａided Ｄesign）の略称であり、例えば特開２００３−１９７４９３号公報に記載されている。ＴＣＡＤは、半導体デバイス製造の全工程をいくつかのモジュール毎に分割された複数のモジュールシミュレーションからなり、これら複数のモジュールシミュレーションがメモリ素子の各機能部分を製造する各プロセスごとのシミュレーションに分割されている。このようなＴＣＡＤ３を用いてＦＥＤの各構成要素の基本デザイン（膜厚、寸法、工程順序）を仮想設計する。
【００２２】
平面形状シミュレータ４は、Ａｕｔｏ−ＣＡＤと呼ばれる２Ｄ印刷形状シミュレータを用いる。この平面形状シミュレータ４を用いてＦＥＤの二次元平面レイアウト（版パターン）を仮想設計する。
【００２３】
データベース５は、プロセス仕様、プロセスレシピ、材料の物性値などのＦＥＤ基本設計に不可欠の設計データを格納するものである。断面構造シミュレータ３および平面形状シミュレータ４は、格納されたデータをデータベース５から随時呼び出して基本デザインをそれぞれ暫定的に設定する。なお、断面構造シミュレータ３、平面形状シミュレータ４および各要素シミュレータ６〜９から出力されるアウトプットデータは、データベース５にすべて格納され、データベース化して一元管理されるようになっている。こうすることで工程の変更やレイアウトの変更が行なわれた場合においても迅速に対応することができる。
【００２４】
回路設計シミュレータ６は、ＨＳＰＩＣＥと呼ばれるシミュレーションソフトを用いる。回路設計シミュレータ６は、パソコン画面上に回路パターンを三次元で描画でき、放電電流、抵抗値、静耐圧、動耐圧などの電気特性をそれぞれシミュレーションすることができる。
【００２５】
電界分析シミュレータ７は、ＡＮＳＹＳと呼ばれるシミュレーションソフトを用いる。電界分析シミュレータ７は、電界分布および電界強度をシミュレーションすることができる。
【００２６】
電子軌道シミュレータ８は、ＢＥＡＭＳと呼ばれるシミュレーションソフトを用いる。電子軌道シミュレータ８は、電界分布、電子ビーム分布、スペーサ形状をシミュレーションすることができる。スペーサ形状とは、ＦＥＤの前面基板と背面基板とを一定の間隔に保つために設けられるスペーサのサイズ、レイアウト、ピッチ間隔のことをいうものとする。
【００２７】
発光シミュレータ９は、光学と呼ばれるシミュレーションソフトを用いる。発光シミュレータ９は、発光効率、発光分布、膜寸法、構造などをシミュレーションすることができる。この発光シミュレータ９は、回路設計シミュレータ６と協働してＦＥＤ画面の輝度シミュレーションを実行するものである。なお、他の要素シミュレータ６，７，８は、互いに協働してＦＥＤの耐圧シミュレーションを実行するものである。また、これら各要素シミュレータ６，７，８，９は、それぞれの要素を詳細に設計するために要素ごとにモジュール評価実験によって得られた実測データがそれぞれ組み込まれてカスタマイズされている。
【００２８】
次に、ＦＥＤ製造工程に沿って要素シミュレーションする方法について図２を参照して説明する。
【００２９】
先ず、ＦＥＤ製造工程１０の概要を下記に列記する。なお、以下の説明は前面基板の蛍光面の製造工程に限定したものであり、背面基板の電子放出素子配列の製造工程については説明を省略している。
【００３０】
ＦＥＤ製造工程１０は、下記１）〜６）からなる一連の蛍光面作製工程１１−１および組立工程１１−２を含むものである。
【００３１】
１）前面基板の洗浄・乾燥工程２１
２）ブラックマトリックス遮光層パターン形成工程２２
３）ＲＧＢ三色蛍光体層パターン形成工程２３
４）抵抗材パターン形成工程２４
５）メタルバック層成膜／分断パターン形成工程２５
６）ゲッタ材蒸着／分断パターン形成工程２６
７）前面基板と背面基板との組立て工程１１−２
上記の各要素形成工程２２〜２６ごとに要素設計シミュレーションブロック３０，４０，５０，６０，７０が対応している。これらの要素設計シミュレーションブロック３０，４０，５０，６０，７０は、図１に示した各要素ごとにシミュレーションを行なう回路設計シミュレータ６、電界分析シミュレータ７、電子軌道シミュレータ８および発光シミュレータ９のうちの１つが単独でシミュレーション機能するか、またはこれらのうちの２つ以上が協働してシミュレーションする機能をモデル化したものを模式的に示したものである。
【００３２】
第１の要素設計シミュレーションブロック３０は、遮光層パターン形成工程２２に対応し、プロセスシミュレーション３１および形状シミュレーション３２を備えている。プロセスシミュレーション３１は、所定膜厚とパターンの遮光層を形成するための成膜プロセスの条件をシミュレーションするものである。形状シミュレーション３２は、遮光層の断面構造および二次元平面形状をシミュレーションするものである。
【００３３】
第２の要素設計シミュレーションブロック４０は、蛍光体層パターン形成工程２３に対応し、プロセスシミュレーション４１および形状シミュレーション４２を備えている。プロセスシミュレーション４１は、所定膜厚とパターンの蛍光体層を形成するための成膜プロセスの条件をシミュレーションするものである。形状シミュレーション４２は、蛍光体層の断面構造および二次元平面形状をシミュレーションするものである。
【００３４】
第３の要素設計シミュレーションブロック５０は、抵抗材パターン形成工程２４に対応し、プロセスシミュレーション５１および形状シミュレーション５２を備えている。プロセスシミュレーション５１は、所定膜厚とパターンの抵抗材を形成するための成膜プロセスの条件をシミュレーションするものである。形状シミュレーション５２は、抵抗材の断面構造および二次元平面形状をシミュレーションするものである。
【００３５】
第４の要素設計シミュレーションブロック６０は、メタルバック層パターン形成工程２５に対応し、プロセスシミュレーション６１および形状シミュレーション６２を備えている。プロセスシミュレーション６１は、所定膜厚とパターンのメタルバック層を形成するための成膜／分断プロセスの条件をシミュレーションするものである。形状シミュレーション６２は、メタルバック層の断面構造および二次元平面形状をシミュレーションするものである。
【００３６】
第５の要素設計シミュレーションブロック７０は、ゲッタ材パターン形成工程２６に対応し、プロセスシミュレーション７１および形状シミュレーション７２を備えている。プロセスシミュレーション７１は、所定材質、所定膜厚、所定パターンのゲッタ材を形成するための成膜／分断プロセスの条件をシミュレーションするものである。形状シミュレーション７２は、ゲッタ材の断面構造および二次元平面形状をシミュレーションするものである。
【００３７】
電気特性評価シミュレーションブロック８０は、組立工程１１−２に対応し、複数の特性評価シミュレーション８１，８２，…８ｎを備えている。これらの特性評価シミュレーション８１，８２，…８ｎは、ＦＥＤの電気特性や光学特性を評価する機能を分担して有している。
【００３８】
ファイル変換手段としてのファイル変換ソフト９０が、上記のシミュレーションブロック３０，４０，５０，６０，７０，８０の間で互いにファイルの変換と交換が行なわれるように挿入されている。このファイル変換ソフト９０を備えることにより、シミュレーションブロック３０，４０，５０，６０，７０，８０の間でのデータの授受が円滑になり、シミュレーション時間を大幅に短縮できるようになる。
【００３９】
ところで、新型ディスプレイとしてのＦＥＤを製造するにあたり、例えば前面基板側の蛍光面のみに限定した場合であっても事前検討して解決すべき項目は数多くあるが、放電ダメージの抑制と輝度の向上は解決しなければならない最重点課題であるので、これら２つの課題に絞ってシミュレーションする場合を説明する。
【００４０】
電気特性シミュレーションは、放電電流Ｉarcを算出する耐圧シミュレーションと、アノード電圧降下ΔＶａを算出する輝度シミュレーションとを含むものである。耐圧シミュレーションは、回路シミュレータ６（ＨＳＰＩＣＥ）を用いて実行される。輝度シミュレーションは、光学シミュレータ９を用いて実行される。得られた耐圧シミュレーションデータと輝度シミュレーションデータとをファイル変換ソフト９０によって交換し、互いにデータを参照し合い、互いに評価し合う。放電電流特性データとアノード電圧降下特性データとは相矛盾して他方を排斥する結果となりやすいが、両者のバランスをとって最適な構造・形状を求め、これに応じて設計変更し、耐圧シミュレーションと輝度シミュレーションをそれぞれ実行し、再度の評価を行なう。このようにデータファイルをシミュレータ間で互いに交換し合うことにより、短時間で結論を得ることができ、より開発期間が短縮される。
【００４１】
本発明によれば、プロセス条件の適正化、電気特性の予測、次世代のＦＥＤのプロセス条件を取得し、プロセスに必要とされる装置仕様などが、ＦＥＤの試作回数を減らして計算により求めることができ、ＦＥＤ構造およびプロセス条件を変更した時のＦＥＤの特性を統合的に予測して開発期間を短縮でき、ＦＥＤの開発に必要とされる期間を従来の２分の１または３分の２に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のＦＥＤ開発シミュレーションシステムを示す概念ブロック図。
【図２】本発明のＦＥＤ開発シミュレーション方法およびシステムを示す構成ブロック図。
【図３】従来のＦＥＤ開発シミュレーション方法およびシステムを示す構成ブロック図。
【符号の説明】
【００４３】
１…新型ディスプレイ開発支援シミュレーションシステム、
２…基本設計シミュレータ、
３…断面構造シミュレータ（ＴＣＡＤ；プロファイルシミュレータ）、
４…平面形状シミュレータ（Ａｕｔｏ−ＣＡＤ；２Ｄ印刷形状シミュレータ）、
５…データベース、
６…回路設計シミュレータ（ＨＳＰＩＣＥ）、
７…電界分析シミュレータ（ＡＮＳＹＳ）、
８…電子軌道シミュレータ（ＢＥＡＭＳ）、
９…発光シミュレータ（光学）、
１０…ＦＥＤ製造工程、
１１−１…蛍光面作製工程、
１１−２…組立工程、
３０，４０，５０，６０，７０…要素設計シミュレーションブロック、
３１，４１，５１，６１，７１…プロセスシミュレーション、
３２，４２，５２，６２，７２…形状シミュレーション、
８０…電気特性評価シミュレーションブロック、
８１，８２…特性評価シミュレーション、
９０…ファイル変換手段（ファイル変換ソフト）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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