JPH05330132A - 光書込みヘッド用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 透光性基板１０上に、絶縁性遮光層１２を形
成することで高価なフォトマスクを不要とし高精度な位
置合わせを必要とするフォトリソ工程を簡略化すると共
に、均一なクロストークのない発光をする蛍光体画素を
形成する。 【構成】 透光性基板１０上に蛍光体画素２０の設置位
置に対応して透明電極１４が形成され、さらに蛍光体画
素２０の設置位置とその形状に対応した開口を有する絶
縁性遮光層１２が設置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録すべき画像情報を
光信号に変換して、感光体に書き込むいわゆる画像形成
装置のための光書込み装置に係わり、特に多極管構造を
有した蛍光表示管の原理を応用した光書込みヘッド用基
板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種情報機器の出力装置として
は、高速・高品質のものが求められており、このような
要求を満たすため、記録すべき画像情報を光信号に変換
して感光体に書き込む方式のものが普及してきている。
ここで用いられる光書込み装置としては、回転多面体ミ
ラーやガルバノミラー等とレーザを組み合わせたもの
や、液晶などによる光シャッタアレイを用いるもの、発
光ダイオードアレイやプラズマ放電素子アレイ、電界発
光素子アレイ等のアレイ光源を用いるもの、ＣＲＴと光
ファイバを組み合わせたもの等が挙げられる。しかし、
これらの光書込み装置は、信頼性、コスト、占有容積等
の点で十分と言えず、新たな方式の光書込み装置の研究
が進められており、そのひとつとして蛍光表示管の原理
を応用したものが挙げられる。

【０００３】この蛍光表示管の原理を応用した光書込み
ヘッドは、直熱型三極真空管構造を基本としている。そ
の一例の断面図を図３に示す。この光書込みヘッド８１
は基板８２とその上に低融点ガラスで接着されたケーシ
ング８９とで真空容器を構成している。基板８２上に
は、アノード電極８３および蛍光体画素８４が電着によ
り、光書込みヘッドの長手方向に列状に多数配設されて
いる。また、アノード電極８３の上方には、タングステ
ン線に電子放射性物質を塗布した電子源としてのフィラ
メントカソード８７が張られており、さらにこのフィラ
メントカソード８７とアノード電極８３の間には、金属
メッシュ加工を施したグリッド電極８６がアノード電極
８３とフィラメントカソード８７に対して一定の距離を
保って保持されている。

【０００４】このような構成をした光書込みヘッド８１
は、ロッドレンズ９１を挟んで感光体９０と対向して設
置されている。また、感光体９０は図示しない駆動構成
により、副走査方向Ｘに回転し得るように構成されてい
る。

【０００５】このような光書込みヘッド８１において、
フィラメントカソード８７に交流のフィラメント電圧を
印加する。さらに、この交流電圧のほかに、接地電圧に
対して常に正の電位となるように直流のカットオフ電圧
が重ねて印加されている。フィラメント電圧がフィラメ
ントカソード８７に印加されると、これが加熱され塗布
されている電子放射性物質から熱電子が放出される。

【０００６】グリッド電極８６には、フィラメントカソ
ード８７に対し正の電圧が加えられており、フィラメン
トカソード８７から放出された熱電子は加速され、一部
はグリッド電極８６に流れ込みグリッド電流となるが、
グリッド電極８６を通過した熱電子はアノード電極８３
に向かう。ここで、フィラメントカソード８７に対して
正の電圧がアノード電極８３に加えられている場合に
は、グリッド電極８６を通過した熱電子はアノード電極
８３に到達し、アノード電極８３に塗布されている蛍光
体画素８４を刺激し、これらを発光させる。また、フィ
ラメントカソード８７に対し負の電圧がアノード電極８
３に印加されている場合には、グリッド電極８６を通過
した熱電子はアノード電極８３に到達できず、蛍光体画
素８４は発光しない。そこで、図示されない配線で接続
されている駆動回路により、記録すべき画像情報に応じ
てアノード電極８３に印加する電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御
を選択的に行い、蛍光体画素８４の発光・非発光を制御
する。

【０００７】この種の蛍光表示管の原理を応用した光書
込みヘッドの基板部の形成方法の一例を図４に示す。こ
こでは、主に蛍光体層の形成工程を示してある。また、
図５には蛍光体画素８４の形成に関するホトリソ工程を
示してある。

【０００８】まず、基板８２上にＡｌ等による複数のア
ノード電極８３を形成する。次に、アノード電極８３を
含む基板８２表面上に蛍光体画素８４が配列されること
になるアノード電極８３の一部を露出させる絶縁層８５
を形成する。さらに、これら絶縁層８５と絶縁層８５に
より露出されたアノード電極８３とを含む基板８２表面
上をフォトレジスト層９２により被覆した後、このフォ
トレジスト層９２に近接して設置されたフォトマスク９
３を通してフォトレジスト層９２を露光し、蛍光体画素
８４の設置位置に対応するアノード電極８３上のフォト
レジスト層のみをドット状に除去する。これにより、ア
ノード電極８３上の蛍光体画素８４の設置位置に対応し
た部分のみが露出し、それ以外はフォトレジスト層９２
で被覆されることになる。

【０００９】次いで、電気泳動法により蛍光体粒子をフ
ォトレジスト層９２で被覆されず露出しているアノード
電極８３上に付着させる。この時、蛍光体粒子を分散さ
せた溶媒中に基板８２を浸漬し、アノード電極８３をひ
とつの対向電極として電界を印加して蛍光体粒子をアノ
ード電極８３上に付着させる。このように、蛍光体画素
８４を形成し、乾燥定着した後、フォトレジスト層９２
を酸素プラズマ等による焼成法により除去する。これに
より、フォトレジスト層９２の開口部以外に付着した蛍
光体も同時に除去されるので、精度よく均一な形状を有
する蛍光体画素８４がアノード電極８３上に形成される
ことになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の光書込みヘッド用基板は、その作製工程
において、フォトレジスト層の露光を行うのにフォトマ
スクをフォトレジスト層に近接設置して行う。そして、
上述の構造を有する基板は、程度の差はあるが凹凸が生
じており、この上にフォトレジスト層が形成されている
ものである。そのため、これに対して、フォトマスクを
近接設置する場合、フォトレジスト層とフォトマスクと
の距離は一定でなく、高精度のマスクパターンのフォト
レジスト層上への転写ができない。すなわち、パターン
の形状変化や露光量のばらつきにより蛍光体画素の形成
における精度と信頼性が低下する。また、フォトマスク
のマスクパターンをアノード電極の所定の位置にくるよ
うに高精度に再現性よく位置合わせを行うことが必要と
なる。更には、フォトマスク自体、非常に高価なもので
ある。

【００１１】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、蛍光体画素を形成するためのフ
ォトリソ工程で、透光性の基板上に蛍光体画素の設置位
置とその形状に対応して開口部を有する絶縁性遮光層を
形成しておき、この絶縁性遮光層を通してフォトレジス
トを露光することで、高価で高精度の位置合わせを必要
とするフォトマスクを用いずに、フォトレジストのパタ
ーニングと蛍光体画素の高精度な形成を可能とする画像
形成装置のための光書込みヘッド用基板を提供すること
を目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光書込みヘッド用基板は、透光性基板と、そ
の透光性基板上に形成され、複数の開口部を有する絶縁
性遮光層と、前記開口部より露出する前記透光性基板部
分および絶縁性遮光層上に形成される透明電極と、前記
開口部における透明電極上に形成される蛍光体とを備え
ている。

【００１３】

【作用】上記の構成を有する本発明の光書込みヘッド用
基板によれば、透光性基板側から光を照射することで蛍
光体画素の設置位置とその形状に対応して開口を有する
絶縁性遮光層の開口を通して、フォトレジストが露光さ
れる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１５】まず、図２を参照して本実施例の構成につ
いて説明する。同図は光書込みヘッド用基板の作成工程
の流れを示した図である。まず、基板上に蛍光体画素の
設置位置とその形状に対応した開口を有する絶縁性遮光
層を形成する第一の絶縁層の形成工程を行う。この場
合、開口部の形成はフォトレジストのパターニングと化
学エッチングやプラズマエッチング等の併用により行
う。次に、アノード電極として働く透明電極を短冊状に
形成する透明電極の形成工程を行う。この場合、透明電
極材料は蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等のよく知られた製膜
方法で形成される。

【００１６】次に、透明電極の露出領域を制限し、グリ
ッド電極と透明電極の接触を避けるために、この透明電
極を含む基板表面に、遮光層の開口の並びに沿って前記
透明電極の一部を露出して絶縁層を形成する第二の絶縁
層の形成工程を行う。さらに、前記絶縁層及び透明電極
をフォトレジスト層で被覆し透光性基板側から第一の絶
縁層の開口位置に対応した、すなわち、蛍光体画素の設
置位置とその形状に対応したフォトレジスト層を除去
し、ドット状に配列された透明電極の露出部を形成する
フォトレジスト層の形成工程を行う。この後、透明電極
の露出部に選択的に蛍光体を電着法などにより付着させ
る蛍光体層の形成工程を行う。さらに、酸素プラズマ等
による焼成法によりフォトレジスト層を除去するフォト
レジスト層の除去工程を行う。

【００１７】ここで、図１を用いてフォトレジスト層の
形成から除去に至るまでの工程を説明する。ここでは、
すでに前工程により透光性基板１０上に絶縁性遮光膜１
２、短冊状に整形された透明電極１４及び透明電極１４
の一部を露出させている絶縁層１６が形成されている。
絶縁性遮光層１２の材料としてＳｉＯやＴａ₂Ｏ₃等が、
また透明電極１４の材料としてはＺｕＯ、ＳｎＯ、Ｉｎ
₂Ｏ₃、ＩＴＯ等が好適に用いられる。これらは、蒸着、
スパッタ、ＣＶＤ等のよく知られた製膜方法により形成
される。

【００１８】さて、図１（ａ）に示すように透明電極１
４と絶縁層１６を含め透光性基板１０表面をポジ型フォ
トレジスト層１８で被覆する。さらに、透光性基板１０
側から絶縁性遮光層１２の開口を通して露光用の光を照
射する。この光は透明電極１４を通してこの透明電極１
４上に付着しているフォトレジスト層１８のうち絶縁性
遮光層１２の開口で制限された部分のみが感光する。す
なわち、従来の個別のフォトマスクを用いて行う露光工
程のように、フォトマスクの高精度の位置合わせが不要
で、フォトレジスト層１８にフォトマスクを近接設置し
て行う場合に生じるフォトマスクとフォトレジスト層１
８との距離のばらつきによるドット形状の変形もなくな
る。

【００１９】次に、図１（ｂ）に示すように、透明電極
１４上の蛍光体が付着する部分のフォトレジスト層１８
を現像工程により除去する。これにより、蛍光体が付着
するドット状の透明電極１４が配列して露出する。さら
に、図１（ｃ）に示すように電着法により露出した透明
電極１４上に蛍光体２０を付着させる。これは、一般に
電気泳動法と呼ばれる方法で、蛍光体粒子をイソプロピ
ルアルコール等に分散させた溶媒中に別の電極と共に基
板１０を浸漬し、この別の電極と透明電極１４との間に
電圧を印加し電流と時間を制御することで蛍光体を所望
の場所に必要な厚さだけ付着させるものである。この
後、フォトレジスト層１８を焼成法などにより除去する
ことにより、図１（ｄ）に示すように蛍光体画素２０を
透明電極１４上に形成できる。

【００２０】本発明は、以上説明した実施例に限定され
ることなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を
加えることができる。例えば、開口を有する絶縁性遮光
層１２は、透光性基板１０と透明電極１４の間に設置す
るのではなく、透光性基板１０上に形成された透明電極
１４上に直接設置してもよい。この場合、透明電極１４
の露出領域を制限し、グリッド電極と透明電極１４の接
触を避けるための絶縁層１６は不要となる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の光書込みヘッド用基板は構成要素として、蛍光体
画素の設置位置とその形状に応じた開口を有する絶縁性
遮光層を備えたことにより、高精度の位置合わせが必要
なフォトリソ工程と高価なフォトマスク自体が不要とな
り、単に透光性の基板側から露光することで、正確に蛍
光体画素の形成に必要な開口をフォトレジスト層に形成
できる。さらに、画像情報に基づいた光を透光性基板側
から取り出す方式の光書込みヘッドでは、信号光は一定
の開口面から出てくるので、画素間の信号光の強度が一
定となるとともに、近接する発光画素からの不要な迷光
の影響を防ぐことができる。以上のことより、結果的に
蛍光体画素からのクロストークのない均一な発光が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光書込みヘッド用基板の構成を示す図
である。

【図２】本発明の光書込みヘッド用基板の製造工程を説
明する図である。

【図３】従来の光書込み装置の構成を示す図である。

【図４】従来の光書込みヘッド用基板の製造工程を説明
する図である。

【図５】従来の光書込みヘッド用基板の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０ 透光性基板 １２ 絶縁性遮光層 １４ 透明電極 １６ 絶縁層 １８ フォトレジスト層 ２０ 蛍光体画素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性基板と、 その透光性基板上に形成され、複数の開口部を有する絶
   縁性遮光層と、 前記開口部より露出する前記透光性基板部分および絶縁
   性遮光層上に形成される透明電極と、 前記開口部における透明電極上に形成される蛍光体とを
   備えたことを特徴とする光書込みヘッド用基板。