(57)【要約】【課題】大画面、大面積に対応して分割して露光する場合でも、パターンのつなぎ部を視認できないレベルとして、例えば、ＰＤＰなどの表示装置において非表示状態での外観を損なうことがなく、さらに、表示状態での画質低下を抑制する。【解決手段】基板１０１上に形成された感光性材料層１０２を複数の領域に分割し、複数の領域を各領域に対応したパターンを有するフォトマスク１０３を介して、隣接する領域の端部のパターンを所定面積だけ重複させて露光する露光方法であって、所定面積をパターンの単位長さ当りの面積の１０％以上９０％以下としている。【選択図】図１
2007171451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された感光性材料層を複数の領域に分割し、前記複数の領域を各領域に対応したパターンを有するマスクを介して露光する露光方法であって、隣接する領域の端部において、前記パターンを所定面積で重複させて露光し、かつ重複させる前記面積を前記パターンの単位長さ当りの面積の１０％以上９０％以下としたことを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記パターンの重複させる端部の形状が円弧形状であることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記基板はプラズマディスプレイパネル用ガラス基板であり、前記感光性材料層は電極形成材料層、遮光層形成材料層、隔壁形成材料層のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の露光方法。
【請求項４】
基板を複数の領域に分割して各領域ごとにパターンが形成され、かつ隣接する領域の端部のパターンが所定面積だけ重複して形成されたプラズマディスプレイパネルであって、前記面積が前記パターンの単位長さ当りの面積の８０％以上１２０％以下であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルなどを製造する際に用いるフォトリソグラフィプロセスにおいて、フォトマスクを介して基板上に形成された感光性材料層に所定パターンを露光する露光方法とそれを用いたプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）は、薄型で大型化に適したディスプレイデバイスとして有望視されており、大画面化に向けた開発が進められている。フォトリソグラフィプロセスを用いて基板上に形成された感光性材料層にパターンを形成する際には、所定パターンを描画したフォトマスクを介して基板上の感光性材料層を露光する露光プロセスが必要である。大画面化の進展に伴い、露光プロセスにおいて露光装置の露光領域に収まらない広い領域を露光する必要がある。このような大面積の露光を実現する方法として、露光領域を複数の小領域に分割して露光する分割露光方法がある。
【０００３】
このような分割露光方法においては、露光装置として高精度の露光装置を用いたとしても、隣接する各分割領域間の端部となるつなぎ部に露光不足の領域や露光過剰の領域が発生し、形成されたパターンの太りまたは細りが発生する。これらのパターンの太りや細りは、人の目で視認されて非点灯時の外観を損なうととともに、ディスプレイデバイスの電気的な特性に影響をおよぼし異常放電などの不良発生を引き起こす。
【０００４】
これらの対策として、フォトマスクにフィルターを重ねて配置することや、フォトマスク自身にフィルター膜を蒸着することによって減光特性を持たせることなどにより、パターンのつなぎ部への照明光量を台形状に変化させて露光量を均一化させる方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２５６１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、パターンのつなぎ部の照明光量を台形状に変化させる方法では、フォトマスクに特別のフィルターを貼付けたり、フォトマスクに近接してフィルターを配置する必要があるためフォトマスクにゴミなどの異物が発生しやすくなるとともにフォトマスクの洗浄工程が複雑化するという課題がある。
【０００６】
ＰＤＰは背面基板と前面基板とを対向配置して構成し、前面基板あるいは背面基板上には複数の電極などが所定パターンで配置形成されている。これらの電極は、導電性を付与する銀ペーストなどの厚膜をフォトリソグラフィプロセスを用いてパターン形成している。しかしながら、このような厚膜をフォトリソグラフィプロセスを用いてパターン形成する場合には、露光プロセスにおいて膜厚方向に露光深度不足が発生し、その後の現像プロセスにおいて過現像によってアンダーカットと呼ばれる現象が発生する。その結果、その後の焼成プロセスにおいてパターン端部が反り上がるエッジカールと呼ばれる現象が発生する。電極にこのようなエッジカールが発生すると、電極上に形成された誘電体層の絶縁破壊を誘発し、表示品質不良を発生させる。
【０００７】
パターンのつなぎ部においてフィルターなどによって露光光量を調節する従来の露光方法では、つなぎ部のパターンに位置ずれなどが発生すると、パターン端部でさらに露光光量が減少してエッジカールを増大させて誘電体層の絶縁破壊を増加させるといった課題を有している。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、露光領域を複数の小領域に分割して露光する場合の、つなぎ部の太りまたは細りを解消して非点灯時の外観を損なわないようにするとともに、つなぎ部におけるエッジカールを小さくすることができる露光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】
【０００９】
上述したような目的を達成するために、本発明の露光方法は、基板上に形成された感光性材料層を複数の領域に分割し、複数の領域を各領域に対応したパターンを有するマスクを介して露光する露光方法であって、隣接する領域の端部において、パターンを所定面積で重複させて露光し、かつ重複させる面積をパターンの単位長さ当りの面積の１０％以上９０％以下としている。
【００１０】
このような方法によれば、大画面、大面積に対応して分割して露光する場合でも、パターンのつなぎ部を視認できないレベルとして、例えば、ＰＤＰなどの表示装置において非表示状態での外観を損なうことがなく、さらに、表示状態での画質低下を抑制することができる。
【００１１】
さらに、パターンの端部の形状が円弧形状であることが望ましく、このような方法によれば、つなぎ部のパターンに位置ずれが発生してもエッジカールを小さくすることができる。
【００１２】
さらに、基板はＰＤＰ用ガラス基板であり、感光性材料層は電極形成材料層、遮光層形成材料層、隔壁形成材料層のうちの少なくとも１つであってもよい。このような方法によれば、ＰＤＰの電極、遮光層、または隔壁を高精度に形成し、表示品質に優れた大画面、高精細のＰＤＰを実現することができる。
【００１３】
また、本発明のＰＤＰは、基板を複数の領域に分割して各領域ごとにパターンが形成され、かつ隣接する領域の端部のパターンが所定面積だけ重複して形成されたＰＤＰであって、面積はパターンの単位長さ当りの面積の８０％以上１２０％以下である。
【００１４】
このような構成とすることにより、大画面、大面積に対応してパターンをつないで形成したＰＤＰであっても、パターンのつなぎ部を視認できないレベルとして、非表示状態での外観を損なうことがなく、さらに、表示状態での画質低下のないＰＤＰを実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、大画面、大面積に対応して分割して露光する場合でも、パターンのつなぎ部を視認できないレベルとして、例えば、ＰＤＰなどの表示装置において非表示状態での外観を損なうことがなく、さらに、表示状態での画質低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態における露光方法を示す図である。基板１０１に塗布形成された感光性材料層１０２をフォトマスク１０３を介して露光する場合の露光方法について示している。図１に示すように、基板１０１はフォトマスク１０３に比べて大きいため、フォトマスク１０３を矢印Ｋの方向に移動させ、左右２つのエリアに分割し２回に分けて基板１０１の全領域にわたって露光する分割露光方式について説明する。フォトマスク１０３には、例えば、ＰＤＰの電極パターンを形成するための、開口幅ａを有する開口部１０３ａが設けられ、この開口部１０３ａを通してフォトマスク１０３の上方に設けた露光光源（図示せず）から、感光性材料層１０２を露光している。また、本実施の形態では、感光性材料層１０２の未露光部の領域が次の現像工程で除去される方式としている。
【００１８】
図１において、図１（ａ）は基板１０１の左エリアを露光する場合の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＨ−Ｈ線断面図、図１（ｃ）は基板１０１の右エリアを露光する場合のＨ−Ｈ線断面図を示している。図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、基板１０１上には電極形成用の銀ペーストなどの感光性材料層１０２が形成され、基板１０１の左エリア上部にはフォトマスク１０３が感光性材料層１０２と所定距離だけ離間されて配置されている。フォトマスク１０３には電極パターンの開口幅ａを有する開口部１０３ａが設けられている。
【００１９】
このような配置において、フォトマスク１０３を介して上部の露光光源（図示せず）から矢印Ｅで示す露光光を照射して感光性材料層１０２を露光し、左側電極パターン部１０２ａ部分を硬化させる。このようにして左エリアを露光した後に、フォトマスク１０３を右方向（矢印Ｋ方向）に移動し同様にして右エリアを露光し右側電極パターン部１０２ｂ部分を硬化させる。この際、隣接する領域の端部となる左側電極パターン部１０２ａと右側電極パターン部１０２ｂとのつなぎ部は、重複して露光される長さｂの重複部１０２ｃを有する。露光された感光性材料層１０２は、その後、現像、焼成工程を経て左側電極パターン部１０２ａと右側電極パターン部１０２ｂとが連結され電極１０４が形成される。
【００２０】
図２は、図１における電極部の詳細を示す図であり、図２（ａ）は分割露光した後の左側電極パターン部１０２ａ、右側電極パターン部１０２ｂの詳細を示す平面図、図２（ｂ）は左側電極パターン部１０２ａ、右側電極パターン部１０２ｂを現像、焼成した電極１０４の詳細を示す平面図である。ここで、分割露光されて接続され、焼成によって形成された電極１０４は所定幅ｄ２の連続線であるとしている。したがって、露光後の左側電極パターン部１０２ａと右側電極パターン部１０２ｂとは、所定幅ｄ１の幅を有した連続線である。また、焼成後は左側電極パターン部１０２ａ、右側電極パターン部１０２ｂが収縮することからｄ１≧ｄ２となるようにしている。
【００２１】
図２（ａ）において、重複部１０２ｃ以外の左側電極パターン部１０２ａ、右側電極パターン部１０２ｂの単位長さ当りの面積をＡ＝ｄ１×ａとし、隣接する左エリアと右エリアの端部である重複部１０２ｃの所定面積をＢ＝ｄ１×ｂとしている。したがって、重複部１０２ｃの面積比率はＢ／Ａで表される。一方、図２（ｂ）において、焼成後の電極１０４の単位長さ当りの面積をＣとし重複部１０２ｃでの電極の面積をＤとする。露光プロセスにおいて図２（ａ）に示すように、重複露光する領域の重複部１０２ｃを設けると、現像、焼成によって露光直後に比べてパターンの太りまたは細りが発生する。また、これらの太りまたは細りは（Ｄ／Ｃ）によって表され、露光量と感光性材料層１０２の露光感度などによって決定される。
【００２２】
図３は、本発明の実施の形態における露光方法において重複部の面積比率（Ｂ／Ａ）と焼成後の面積比率（Ｄ／Ｃ）との関係を示す図である。図３から（Ｂ／Ａ）が９０％以下であれば（Ｄ／Ｃ）は１２０％以下、すなわち、重複部１０２ｃにおいて焼成後の電極面積の太りが２０％以下であることを示している。
【００２３】
なお、本発明の実施の形態では、基板１０１としてＰＤＰの前面基板を構成する高歪点ガラスでその板厚が最大で２．８ｍｍ程度の前面ガラス基板を対象とし、電極１０４としてその前面ガラス基板に表示電極として形成された金属電極を例にとって説明している。したがって、この前面ガラス基板を通してこれらの表示電極を視認することになる。
【００２４】
図４は、本発明の実施の形態における露光方法において電極１０４の太りの程度を示す焼成後の面積比率（Ｄ／Ｃ）と前面ガラス基板を通しての透過率（または反射率）との関係を示す図である。透過率（または反射率）の変化は電極の面積変化によって決まるため（Ｄ／Ｃ）と比例関係にある。一方、実験的には透過率（または反射率）の変化が約２０％以内であればディスプレイとしての実用上、つなぎ部を視認できないレベルであることを確認している。したがって、図４から、８０％≦（Ｄ／Ｃ）≦１２０％を満たせば非点灯時につなぎ部となる重複部１０２ｃを視認することがないため、外観を損なわないことがあきらかになった。
【００２５】
したがって、この結果を図３の重複部１０２ｃの面積比率（Ｂ／Ａ）と焼成後の面積比率（Ｄ／Ｃ）との関係にあてはめると、（Ｂ／Ａ）≦９０％であれば、透過率（または反射率）の変化を約２０％以内に抑えられ、つなぎ部を視認できないレベルを実現できることがあきらかになった。一方、重複部１０２ｃの面積比率（Ｂ／Ａ）が０に近い場合、すなわち重複部１０２ｃがない場合には電極として断線の発生する可能性が高くなる。図５は本発明の実施の形態における露光方法において重複部の面積比率（Ｂ／Ａ）と電極としての断線割合との関係を示す図である。ここでは線幅が１００μｍの電極を用い、重複部の面積比率（Ｂ／Ａ）を変化させて断線の発生割合を調べている。図５に示すように、重複部の面積比率（Ｂ／Ａ）が１０％以上であれば、ほとんど断線の発生しないことがわかる。
【００２６】
以上の図３、図４、図５の結果より、隣接する領域の端部であるフォトマスク１０３の重複部１０２ｃの所定面積としてその面積比率を、１０％以上９０％以下とすれば、ＰＤＰを構成する電極などにおいて重複部の太りまたは細りが視認されず、なおかつ、電極としての断線もないことがわかる。
【００２７】
なお、上記の結果は、ＰＤＰとしてディスプレイの解像度が１０２４×７６８以上のハイビジョン対応の高精細なＰＤＰに対するものであり、解像度がそれ以下の標準タイプであれば、重複部における焼成後の面積比率（Ｄ／Ｃ）が５０％≦（Ｄ／Ｃ）≦１５０％でも許容可能であることを確認している。
【００２８】
なお、以上の説明は、図２に示すように、重複部１０２ｃの端部形状が矩形である場合について述べている。図６は、本発明の実施の形態における露光方法において、端部形状が矩形以外の場合の重複部１０２ｃを示す図である。すなわち、図６（ａ）は端部を５μｍのＣ面取り構成とした例であり、この場合には重複部の面積比率（Ｂ／Ａ）＝１０％、焼成後の面積比率（Ｄ／Ｃ）＝１０１％となる。また、図６（ｂ）はＣ面取りを５０μｍと設定した三角形状であり、この場合には重複部の面積比率（Ｂ／Ａ）＝５０％、焼成後の面積比率（Ｄ／Ｃ）＝１０７％となる。また、図６（ｃ）は端部形状を半径５０μｍの半円形状とした場合であり、この場合には重複部の面積比率（Ｂ／Ａ）＝７９％、焼成後の面積比率（Ｄ／Ｃ）＝１１５％となる。さらに、図６（ｄ）は端部形状を半径１００μｍとし、さらにそれぞれ接合中心から５０μｍの位置でカットしたＲ形状とした場合である。この場合には重複部の面積比率（Ｂ／Ａ）＝９０％、焼成後の面積比率（Ｄ／Ｃ）＝１２０％となる。これらは、いずれも１０％≦（Ｂ／Ａ）≦９０％を満たすことができ、重複部１０２ｃを視認することができず非点灯時の外観を損なわないし、電極の場合には断線の発生を防止できる。なお、上記の形状以外にも、種々の形状を考えることは可能である。いずれにしても、重複部の面積比率を１０％≦（Ｂ／Ａ）≦９０％とすることによって、大画面、大面積に対応して分割して露光する場合でも、パターンのつなぎ部を視認できないレベルとして、例えば、ＰＤＰなどの表示装置において非表示状態での外観を損なうことがなく、さらに、表示状態での画質低下を抑制することができる。
【００２９】
図８は、フォトリソグラフィプロセスにおいてアンダーカットとエッジカールが発生するメカニズムを示す図である。図８（ａ）は露光プロセスにおける状態を示す断面図であり、感光性材料膜４０３が形成された基板４０１上にフォトマスク４０２を配置して光４０７を照射し露光する。露光された部位の感光性材料膜４０４が硬化する。図８（ｂ）は露光プロセスの後の感光性材料膜４０３を現像した後の状態を示す断面図である。図８（ｂ）に示すように、感光性材料膜４０３の膜厚が大きいと、露光深度不足が生じ、現像されてパターン化された感光性材料膜４０４にアンダーカット４０４ａが発生する。図８（ｃ）はこの感光性材料膜４０４を焼成した後の状態を示す断面図である。図８（ｃ）に示すように、アンダーカット４０４ａの影響で両端部分にエッジカール４０４ｂが発生する。このエッジカール４０４ｂが大きくなると、その上に形成される絶縁層の局所的な耐圧不足を引き起こし、絶縁破壊などの不良につながる。特に、この現象は、パターンのつなぎ部においてフィルターなどによって露光光量を調節する従来の露光方法で顕著となる。すなわち、つなぎ部のパターンに位置ずれなどが発生すると、パターン端部でさらに露光光量が減少してエッジカールを増大させる。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態における露光方法において、分割露光する際に、隣接するフォトマスクに位置ずれが発生した場合について説明する。図７は、本発明の実施の形態における露光方法において、隣接するフォトマスクに位置ずれが発生した場合の状態を示す図である。図７（ａ）は隣接するフォトマスクがずれて露光された場合の焼成後の電極１０４の平面図である。なお、本発明の実施の形態ではフォトマスクの端部形状を円弧形状としている。図７（ｂ）、図７（ｃ）は図７（ａ）におけるＦ−Ｆ線断面の状況を示し、図７（ｂ）は露光プロセスでの露光量分布、図７（ｃ）は焼成後の電極１０４の断面形状を示す。同様に、図７（ｄ）、図７（ｅ）は図７（ａ）におけるＧ−Ｇ線断面の状況を示し、図７（ｄ）は露光プロセスでの露光量分布、図７（ｅ）は焼成後の電極１０４の断面形状を示す。また、図７（ｃ）と図７（ｅ）には、電極１０４の端部に発生するエッジカールのエッジカール量をそれぞれｐ、ｑとして示している。
【００３１】
本発明の実施の形態によれば、つなぎ部、すなわち重複部１０２ｃも含め、全領域を同一露光量で露光している。したがって、つなぎ部の露光量分布を示す図７（ｄ）では、重複する領域で露光量が２となり、その他の領域では露光量は１となる。従来のように、フィルターなどによって重複部での露光量が１となるように減少させると、図７（ａ）に示すように位置ずれが生じた場合は、端部での露光量がさらに少なくなり露光深度不足によるアンダーカットが増大する。その結果、焼成後のエッジカールが増大する。しかしながら、本発明の実施の形態では、位置ずれが生じた端部においても図７（ｄ）に示すように、露光量を１とすることができるため、エッジカール量が増大することはない。
【００３２】
また、つなぎ部の端部の形状を半円形状、Ｒ形状、Ｃ面取り形状などの円弧形状とすることにより、局所的なアンダーカット量の増加を防ぎ、エッジカール量の増大を抑制することができる。
【００３３】
なお、上記の実施の形態においては、１台の露光装置で１つのフォトマスクを移動させて露光する場合について説明したが、複数の露光装置や複数のフォトマスクを使用してもよい。
【００３４】
さらに、上記の実施の形態においては、前面基板に形成された表示電極を対象として説明している。ＰＤＰは前面基板と背面基板とを対向配置して形成している。そこで、前面基板に形成された表示電極のつなぎ部を背面基板の隔壁上に位置させるようにして分割することで、表示電極のつなぎ部による輝度低下などの表示画像への影響をなくすことも可能である。
【００３５】
また、以上の説明は、ＰＤＰの特に前面基板に形成された表示電極を対象として説明してきたが、電極のみに限らず、前面基板の遮光層を形成する際の露光方法、あるいは背面基板の隔壁を形成する際の露光方法などにも最適であり、蛍光体層をフォトリソグラフィプロセスによって形成する場合などにも有効である。また、ＰＤＰのみならず、大面積の液晶ディスプレイや電子部品などを製造する露光方法としても有用である。
【００３６】
以上のように、本発明によれば、大画面、大面積に対応して分割して露光する場合でも、パターンのつなぎ部を視認できないレベルとして、例えば、ＰＤＰなどの表示装置において非表示状態での外観を損なうことがなく、さらに、表示状態での画質低下を抑制して、デバイスの信頼性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の露光方法は、大画面、大面積の画像表示装置などの製造に有用であり、さらには電子部品などの大面積露光方法としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態における露光方法を示す図
【図２】図１における電極部の詳細を示す図
【図３】本発明の実施の形態における露光方法において重複部の面積比率（Ｂ／Ａ）と焼成後の面積比率（Ｄ／Ｃ）との関係を示す図
【図４】同露光方法において電極の太りの程度を示す焼成後の面積比率（Ｄ／Ｃ）と前面ガラス基板を通しての透過率（または反射率）との関係を示す図
【図５】同露光方法において重複部の面積比率（Ｂ／Ａ）と電極としての断線割合との関係を示す図
【図６】同露光方法において端部形状が矩形以外の場合の重複部を示す図
【図７】同露光方法において隣接するフォトマスクに位置ずれが発生した場合の状態を示す図
【図８】フォトリソグラフィプロセスにおいてアンダーカットとエッジカールが発生するメカニズムを示す図
【符号の説明】
【００３９】
１０１    基板
１０２    感光性材料層
１０２ａ    左側電極パターン部
１０２ｂ    右側電極パターン部
１０２ｃ    重複部
１０３    フォトマスク
１０３ａ    開口部
１０４    電極
【図１】
2007171451.tif 000003
【図２】
2007171451.tif 000004
【図３】
2007171451.tif 000005
【図４】
2007171451.tif 000006
【図５】
2007171451.tif 000007
【図６】
2007171451.tif 000008
【図７】
2007171451.tif 000009
【図８】
2007171451.tif 000010