(57)【要約】【課題】電子照射により発光する発光層を有する発光基板において、高精細な画素配置においても倒壊に耐えうる強度の高いリブ構造を提供する。【解決手段】基板１の上に遮光層２を形成し、該遮光層２の上に壁状リブ４を形成した後、ポジ型のフォトペーストを塗布し、基板１の裏面より露光し、現像することにより、側面が遮光層２の開口部３に向かって傾斜する面状リブ５を形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の一方の面に、該面を複数の領域に分割するリブ構造と、該リブ構造によって分割された領域に位置する、電子の照射によって発光する発光層とを備えた発光基板であって、
前記基板の一方の面に接して複数の開口部を有する遮光層を備え、
前記リブ構造が、前記遮光層の開口部の間に形成された壁状リブと、該壁状リブに接して前記遮光層の開口部以外の領域を覆う、前記壁状リブよりも高さの低い面状リブと、
からなることを特徴とする発光基板。
【請求項２】
電子放出素子を複数備えた電子源基板と、前記電子放出素子から放出された電子の照射によって発光する発光層を備えた発光基板とからなる表示装置であって、前記発光基板が請求項１に記載の発光基板であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
基板の一方の面に、複数の開口部を有する遮光層を形成する工程と、
前記遮光層の開口部の間に、隣接する開口部の幅よりも幅の狭い壁状リブを形成する工程と、
前記壁状リブに接して、前記遮光層の開口部以外の領域を覆う面状リブを形成する工程と、
前記リブ構造で分割された領域に発光層を形成する工程と、
を有することを特徴とする発光基板の製造方法。
【請求項４】
前記面状リブの形成工程において、
前記壁状リブを除いた領域にポジ型のフォトペーストを塗布した後、前記遮光層をフォトマスクとして前記基板の裏面から露光し、現像することにより、前記遮光層の開口部のフォトペーストを除去することを特徴とする請求項３に記載の発光基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子照射により発光する発光層を備えた発光基板とその製造方法、及び該発光基板を用いてなるテレビジョンなどの表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、電子照射による発光を利用して画像を表示するフラットパネルディスプレイとして、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）や電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）が知られている。この種の表示装置においては、放電セルを仕切るためにリブ（隔壁）構造が採用される場合があり、係るリブ構造において、発光効率を高める目的からは、放電発光に寄与する蛍光体の表面積を拡大するために、リブの高さを高く設定することが望ましい。また、高精細表示の目的からは、表示画素の高密度化のために、リブの幅をより狭くすることが望ましい。その結果、リブの形状は、総じてアスペクト比の高い形状に設定する必要がある。
【０００３】
このようなアスペクト比の高いリブ形状では、表示装置を組み立てる際にリブの倒壊が生じる場合がある。このリブ倒壊を防止する対策として、特許文献１には、屈曲部を有する蛇行形状のリブ構造を形成し、外力の作用による倒壊を防ぐ構成が提案されている。また、特許文献２には、補助リブを付加してリブ構造を形成し、リブ全体の結合面積を広くすることで構造的強度を獲得する構成が提案されている。さらに、特許文献３には、縦リブに加えて横リブを配置することで、背面板との広い結合面積を得て、全体の強度を得る構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１１３０２号公報
【特許文献２】特開２００１−２３５１５号公報
【特許文献３】特開２００１−１１８５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のリブ構造では、蛇行するパターンレイアウトを採用しているので、リブとして必要な基板面上の占有幅が実質的に大きくなり、高密度な画素ピッチを形成することが困難となる。また、特許文献２、３のリブ構造では、リブの形成に際してアドレス電極との干渉を避けて背面板パターンをレイアウトする必要がある。即ち、プラズマディスプレイ等の背面板におけるアドレス電極の機能を損なわないように、アドレス電極幅に被らないような寸法マージンをとってリブ幅を狭めて設定しなければならず、強度確保に十分なリブ幅を設定できない。さらに、リブ構造を採用する発光基板を形成する場合、複数の層を積層して形成することになるが、下層の機能を損なわないように上層であるリブ構造が制限されることがあった。
【０００６】
本発明の目的は、電子照射により発光する発光層を備えた発光基板を有する表示装置において、高精細な画素配置においても倒壊に耐えうる強度の高いリブ構造を提供し、高精細で表示特性の高い表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１は、基板と、該基板の一方の面に、該面を複数の領域に分割するリブ構造と、該リブ構造によって分割された領域に位置する、電子の照射によって発光する発光層とを備えた発光基板であって、
前記基板の一方の面に接して複数の開口部を有する遮光層を備え、
前記リブ構造が、前記遮光層の開口部の間に形成された壁状リブと、該壁状リブに接して前記遮光層の開口部以外の領域を覆う、前記壁状リブよりも高さの低い面状リブと、
からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２は、電子放出素子を複数備えた電子源基板と、前記電子放出素子から放出された電子の照射によって発光する発光層を備えた発光基板とからなる表示装置であって、前記発光基板が上記本発明の発光基板であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３は、基板の一方の面に、複数の開口部を有する遮光層を形成する工程と、
前記遮光層の開口部の間に、隣接する開口部の幅よりも幅の狭い壁状リブを形成する工程と、
前記壁状リブに接して、前記遮光層の開口部以外の領域を覆う面状リブを形成する工程と、
前記リブ構造で分割された領域に発光層を形成する工程と、
を有することを特徴とする発光基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、壁状リブと面状リブとを組み合わせてリブ構造を形成しているため、高密度な画素配置においてもリブの倒壊が防止される。また、係るリブ構造の製造工程において、遮光層をマスクとして裏面から露光することにより、面状リブを遮光層の開口部に対してセルフアラインで形成することができ、より高精細化が実現する。さらに、裏面から露光した場合には、面状リブの壁面が遮光層の開口部に向かって傾斜する形状を呈し、発光層形成時にセルフアライメント効果によって、膜厚が均一な発光層を容易に形成することができる。よって、本発明によれば、高精細で表示特性の高い表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の発光基板のリブ構造の形成工程を示す断面模式図である。
【図２】本発明の発光基板の一例の断面模式図である。
【図３】本発明の表示装置に用いる電子源基板及び表示装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、特に図示又は記載していない部分については、当該技術分野の周知又は公知技術を適用することができる。
【００１３】
〔発光基板の構造及び製造方法〕
図１、図２を参照して、本発明の発光基板の構造とその製造方法を製造工程の順に説明する。図２は、本発明の発光基板の一例の断面模式図であり、図中、１は基板、２は遮光層、３は遮光層２の開口部、４は壁状リブ、５は面状リブ、６は発光層、７はメタルバックである。図１は、図２の発光基板の製造工程の一例を示す断面模式図である。図２において、（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２）はそれぞれ、（ａ−１）、（ｂ−１）、（ｃ−１）のＡ−Ａ’断面図であり、（ａ−３）、（ｂ−３）、（ｃ−３）はそれぞれ、（ａ−１）、（ｂ−１）、（ｃ−１）のＢ−Ｂ’断面図である。尚、図２は図１（ａ−３）、（ｂ−３）、（ｃ−３）に相当する断面模式図である。
【００１４】
先ず、（ａ−１）乃至（ａ−３）に示すように、基板１の一面（主面）に、複数の開口部３を有する遮光層２を形成する。基板１には、ガラス基板等の可視光を透過する部材が用いられ、例えば、旭硝子社製の「ＰＤ２００」等の高歪点ガラスが好適に用いられる。本例において、遮光層２は開口部３をＸ方向、Ｙ方向にそれぞれ複数個、ドット状に配置したブラックマトリクスであるが、本発明においては、一方向に複数のライン状の開口部を有するブラックストライプも適用される。
【００１５】
遮光層２の形成方法は、例えば、フォトリソグラフィー技術が好適に用いられるが、これに限定されない。具体的には、先ず、基板１の一面に、黒色の無機顔料、ガラス成分、溶剤、感光性樹脂及び光重合開始剤を主成分とするフォトペーストを塗布する。フォトペーストの塗布手段には、例えば、スクリーン印刷法やスリットコーター等が好適に用いられるが、これらに限定されない。次に、遮光層の開口部３のパターンを有するフォトマスクを用いて、フォトペーストを露光し、その後現像液に浸漬することで、不要部分を溶解除去して所定のパターンを形成する。その後、焼成を行ってフォトペースト中の有機成分を焼失させて、開口部３を有する遮光層２を得る。
【００１６】
また、フォトリソグラフィー技術による遮光層２の他の形成方法としては、リフトオフ法を採用することもできる。具体的には、予め基板１の一面全体にレジスト膜を塗布して所定のパターンを形成し、遮光層２の開口部３となる部分にレジスト膜を残す。次に基板１上に、例えば、スパッタリング法や蒸着法等を用いて、遮光層２となる薄膜を形成する。そして、基板をレジスト膜の剥離液に浸漬させて、レジスト膜をリフトオフすることにより、遮光層２を得る。
【００１７】
さらに、遮光層２の別の形成方法としては、予め基板１の一面全体に、例えば、スパッタリング法等を用いて黒色薄膜を形成する。その後、黒色薄膜上にフォトリソグラフィー技術によって所定パターンのレジスト膜を形成し、エッチングにより不要な膜部分を除去して所定パターンを得る方法を適用してもよい。
【００１８】
遮光層２の黒色材料としては、例えば、チタン、鉄、コバルト、マンガン等の複合金属酸化物が挙げられるが、これらの材料に限定されない。
【００１９】
次に、基板１上の遮光層２の開口部３の間に、遮光層２の隣接する開口部間よりも幅が狭い壁状リブ４を形成する。本例においては、該壁状リブ４を、Ｙ方向に沿ったストライプ状としているが、本発明においてはこれに限定されない。遮光層２がブラックストライプの場合には、該ストライプに沿った方向に形成されるが、遮光層２がブラックマトリクスの場合には、Ｘ方向に沿ったストライプ状、或いは、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ沿った格子状のいずれであっても良い。
【００２０】
壁状リブ４の形成方法には、例えば、フォトリソグラフィー技術が好適に用いられるが、これに限定されない。フォトリソグラフィー技術では、例えば、ガラス成分、溶剤、感光性樹脂および光重合開始材等を主成分とするフォトペーストが用いられる。具体的には、先ず、ガラス基板１の一面全体に、フォトペーストを塗布する。フォトペーストの塗布厚さは焼成後のリブ高さを考慮して決定されるが、２００乃至５００μｍの厚さが好適である。フォトペーストの塗布手段には、例えば、スクリーン印刷法やスリットコーター等が好適に用いられるが、２００乃至５００μｍの厚さを塗布する場合はスリットコーターが好適である。そして、所定のパターンを有するフォトマスクを用いて、フォトペーストが塗布された基板を露光、現像することで、不要部分を溶失させて所定の壁状リブパターン４’を形成する（図１（ａ−１）乃至（ａ−３））。
【００２１】
次に、壁状リブパターン４’に接し、遮光層２の開口部以外の領域を覆う面状リブパターン５’を形成する。面状リブ５の形成方法としては、フォトリソグラフィー技術が好ましく用いられるが、本発明においては特に限定されない。フォトリソグラフィー技術では、例えば、ガラス成分、溶剤、感光性樹脂及び光重合開始材等を主成分とするフォトペーストを用いる。特に、本発明においては、ポジ型のフォトペーストを用い、遮光層２をマスクとして基板１の裏面から露光することが好ましい。本例においては、係る方法について説明する。
【００２２】
面状リブ用のポジ型のフォトペースト５１としては、例えば、ジアゾナフトキノン−ノボラック系感光性樹脂を用いることにより、ポジ型として使用できる。具体的には、先ず、基板１の一面全体に、面状リブ用のフォトペースト５１を塗布する（図１（ｂ−１）乃至（ｂ−３））。フォトペースト５１の塗布手段には、例えば、スクリーン印刷法やスリットコーターの他、ディスペンサー方式が好適に用いられるが、これらに限定されない。
【００２３】
次に、基板１の裏面側から面状リブ用のフォトペースト５１が塗布された基板１を露光した後、現像することで不要部分を溶解除去して所定のリブパターン５’を形成する（図１（ｃ−１）乃至（ｃ−３））。本例のように、ポジ型のフォトペーストを用い、遮光層２をマスクとして基板１の裏面から露光した場合、露光用のマスク及びマスクの位置合わせが不要であり、製造工程がより簡易になり好ましい。また、面状リブパターン５’は、遮光層２の開口部３から離れるに従って、開口部分が広がるように、側面が傾斜する。これは、露光時の光の回り込みや、開口部３の中心に近いほど現像されやすいといった理由による。
【００２４】
その後、焼成によって、壁状リブパターン４’と面状リブパターン５’に含まれる有機成分を焼失させ、図２に示す壁状リブ４及び面状リブ５からなるリブ構造を形成する。尚、ここでは効率化の観点から、壁状リブ４と面状リブ５の焼成を一括で行っているが、壁状リブ４と面状リブ５の焼成を個別に行ってもよい。本発明において、焼成後の壁状リブ４の高さは概ね１００乃至２５０μｍ、壁状リブの幅は概ね３５乃至１００μｍである。この壁状リブ４に組み合わせる面状リブ５は、その高さが壁状リブ４よりも低く、好ましくは壁状リブ４に対して５乃至４０％程度の範囲で適宜選択されるが、発光層６より厚いことが好ましい。
【００２５】
次に、図２に示すように、リブ構造によって分割された領域（リブ構造の開口部）に発光層６を形成する。発光層６の形成には、例えば、スクリーン印刷法やディスペンサー方式が好適に用いられるが、これらに限定されない。これらの形成方法では、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の蛍光体粉体、樹脂及び溶剤を主成分とするペーストを用い、リブ構造の開口部にペーストを配置し、焼成によって有機成分を焼失させることで、発光層６を容易に形成することができる。本例においては、上記したように、面リブ５の側面が遮光層２の開口部３に向かって傾斜していることから、発光層６の形成材料が遮光層２の開口部３に集まって、所謂セルフアライメント効果が生じる。よって、遮光層２の開口部３における発光層６の面内膜厚のばらつきが低減される。また、セルフアライメント効果によって遮光層２の開口部３を面状リブ５が塞ぐことなく、開口部３以外の部分に面状リブ５を形成することが可能となる。従って、壁状リブ４の根元を面状リブ５で補強すると共に、リブの設置面積を拡大して、リブ倒壊を回避するだけの強度を確保しつつ、遮光層２の開口部３と干渉のないリブ構造を実現することができる。
【００２６】
次に、リブ構造及び発光層６の上に、メタルバック７を形成する。メタルバック７の形成には、例えば、蒸着法が好適に用いられるが、これに限定されない。また、メタルバック７の材料としては、製造コスト及び製造容易性を考慮して、例えば、アルミニウムが好適に用いられるが、これに限定されない。尚、図２の例では、リブ構造及び発光層６の上にメタルバック７が形成されているが、発光層６である蛍光体に対応した部分にドライフィルムレジストをラミネートしてパターニングし、発光層６の上にのみメタルバック７を形成してもよい。
【００２７】
〔表示装置〕
次に、図３を参照し、以上のように作製した発光基板８を用いてなる表示装置１６について説明する。図３（ａ）は、本発明の表示装置に用いる電子源基板を示す平面図である。また図３（ｂ）は、本発明の表示装置の一例の断面構造を示す模式図である。
【００２８】
本発明で用いられる電子源基板１３は、図３（ａ）に示されるように、基板９上に電子放出素子１２を複数備えている。該素子１２は、信号線１０、走査線１１からなるマトリクス配線に接続され、不図示の駆動回路によって所定のアドレスからの電子放出が制御されるようになっている。電子放出素子１２としては、特に限定されないが、例えば表面伝導型電子放出素子が好ましく用いられる。
【００２９】
本例の表示装置１６は、図３（ｂ）に示すように、電子放出素子１２を有する電子源基板１３と、発光基板８とを対向させて組み合わせ、周囲に枠１４を配置した真空容器を形成することで作製される。発光基板８としては、前記した図２に例示される本発明の発光基板が用いられる。尚、図３（ｂ）においては、係る発光基板の特徴的な構造である壁状リブ４のみを図示し、他の部材については便宜上省略している。ここで、耐大気圧保持のために真空容器として形成した表示装置内にスペーサー１５を設けて、上記発光基板８の壁状リブ４の頂部へ当接させている。発光基板８には不図示の高圧電源から高圧電圧が供給され、電子源基板１３から放出される電子を発光基板８の発光層６に照射して発光させることになる。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【００３２】
〔実施例１〕
図１の製造工程に従って発光基板８を作製し、この発光基板８を組み込んで表示装置１６を作製した。本例の基板１としては、旭硝子社製ＰＤ−２００を用い、水で洗浄した後、その一方の面に遮光層２を形成した。遮光層２の材料としては黒色ペースト（ノリタケ社製：ＮＰ−７８１１Ｍ１）を用い、スクリーン印刷法により基板１の主面全体にペーストを形成し、所定のパターンを有するフォトマスクを用いて、ペーストを露光・現像した。最後に、５８０℃で焼成を行ってペースト中の有機成分を焼失させ、厚さ５μｍの遮光層２を形成した。遮光層２のパターンは、発光層６を配置する位置に対応したマトリクス状の開口部３を有する格子状パターンであり、開口部３のピッチはＸ方向に１５０μｍ、Ｙ方向に４５０μｍとし、開口部３のサイズはＸ方向に９０μｍ、Ｙ方向に２２０μｍとした。その結果、Ｙ方向で隣り合う２つの開口部３同士の間隔は２３０μｍであった。
【００３３】
次に、基板１上の遮光層２の開口部３の間に、Ｙ方向に沿ったストライプ状の壁状リブ４を形成した。その際、壁状リブ材料をスリットコーターにより約４００μｍの厚さで形成し、その後に１００℃で乾燥し、この塗布膜に対して所定パターンのフォトマスクを用いて露光・現像し、壁状リブパターン４’を形成した（図１（ａ−１）乃至（ａ−３））。
【００３４】
次に、上記開口部３を除いて遮光層２を覆うように面状リブパターン５’を形成した。先ず、ポジ型のフォトペースト５１をディスペンサー装置によって、壁状リブ４を除く領域に厚さ６０μｍになるように塗布した。その際、壁状リブ４のストライプ方向に沿ってディスペンサーヘッドを走査させ、隣接する壁状リブ４の間に面状リブペーストを塗布した（図１（２−ａ）乃至（２−ｂ））。次いで、遮光層２をマスクとして基板１の裏面より露光し、現像液にて現像することで遮光層２の開口部３における面状リブペーストを溶失させ、面状リブパターン５’を形成した（図１（３−ａ）乃至（３−ｃ））。最後に５８０℃で焼成し、壁状リブパターン４’、面状リブパターン５’の有機成分を焼失させ、壁状リブ４と面上リブ５からなるリブ構造を得た。焼成後の壁状リブ４の高さは約２００μｍ、壁状リブ４の底部の幅は約７５μｍであった。また、面状リブ５の厚さは、約３０μｍであった。
【００３５】
次に、図２に示すように、壁状リブ４及び面状リブ５が形成された基板１のリブ構造の開口部に発光層６を形成した。先ず、発光層６の材料として蛍光体粉体、樹脂及び溶剤を主成分とするペーストを用い、スクリーン印刷法によって壁状リブ４の間に塗布した。その後、５００℃で焼成してペースト中の有機成分を焼失させて、遮光層２の開口部３に発光層６が配置されたパターンとした。最後に、発光層６及びリブ構造の上に、メタルバック７を形成した。メタルバック７は、通常の蒸着法によりアルミニウムを１５０ｎｍの厚さで形成した。
【００３６】
次に、以上のように形成した発光基板８と、図３（ａ）に示す電子源基板１３を用いて、表示装置１６を形成した。表示装置１６は、電子放出素子１２として表面伝導型電子放出素子を有する電子源基板１３と、上記発光基板８を対向させて組み合わせ、真空容器を形成した。耐大気圧保持のために真空容器として形成した表示装置内にスペーサー１５を設けて、発光基板８の壁状リブ４の頂部へ当接させた。
【００３７】
本例で作製した表示装置１６によれば、真空容器の形成は良好に行われ、リブの倒壊は観察されなかった。また、ブラックマトリックス２の開口部３へのリブのはみ出しはなく、発光層６を電子で発光させる表示も良好に行うことができた。
【符号の説明】
【００３８】
１：基板、２：遮光層、３：開口部、４：壁状リブ、５：面状リブ、６：発光層、１２：電子放出素子、１３：電子源基板、１６：表示装置
【図１】
2011175878.tif 000003
【図２】
2011175878.tif 000004
【図３】
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