(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク基板上に設けられた障壁の少なくともその間に感光性の蛍光面形成層を形成し、ワーク基板とマスクのアライメントをしてから、マスクを介して露光を行い、現像、焼成して蛍光面を形成するプラズマディスプレイパネルの蛍光面形成方法において、マスクの上方から発散光或いは拡散光を照射する露光光源を配設した露光装置を使用するとともに、障壁の間隔をａ、マスクの開口幅をｂ、障壁頂部とマスクのギャップをｃとした時に、ａ＞２×ｂの条件を満たすマスクを使用し、ｃ＜（ａ−ｂ）／２の条件でギャップ露光を行うようにしたことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの蛍光面形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス放電を利用した自発光形式のフラットディスプレイであるカラー表示のプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）における蛍光面の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にＰＤＰは、２枚の対向するガラス基板にそれぞれ規則的に配列した一対の電極を設け、その間にＮｅ，Ｘｅ等を主体とするガスを封入した構造になっている。そして、これらの電極間に電圧を印加し、電極周辺の微小なセル内で放電を発生させることにより、各セルを発光させて表示を行うようにしている。情報表示をするためには、規則的に並んだセルを選択的に放電発光させる。このＰＤＰには、電極が放電空間に露出している直流型（ＤＣ型）と絶縁層で覆われている交流型（ＡＣ型）の２タイプがあり、双方とも表示機能や駆動方法の違いによって、さらにリフレッシュ駆動方式とメモリー駆動方式とに分類される。
【０００３】
図１にＡＣ型ＰＤＰの一構成例を示す。この図は前面板と背面板を離した状態で示したもので、図示のように２枚のガラス基板１，２が互いに平行に且つ対向して配設されており、両者は背面板となるガラス基板２上に互いに平行に設けられた障壁３により一定の間隔に保持されるようになっている。前面板となるガラス基板１の背面側には透明電極である維持電極４と金属電極であるバス電極５とで構成される複合電極が互いに平行に形成され、これを覆って誘電体層６が形成されており、さらにその上に保護層７（ＭｇＯ層）が形成されている。また、背面板となるガラス基板２の前面側には前記複合電極と直交するように障壁３の間に位置してアドレス電極８が互いに平行に形成されており、さらに障壁３の壁面とセル底面を覆うようにして蛍光体層９が設けられている。このＡＣ型ＰＤＰは面放電型であって、前面板上の複合電極間に交流電圧を印加し、空間に漏れた電界で放電させる構造である。この場合、交流をかけているために電界の向きは周波数に対応して変化する。そしてこの放電により生じる紫外線により蛍光体層９を発光させ、前面板を透過する光を観察者が視認するようになっている。
【０００４】
上記の如きＰＤＰにおける背面板は、ガラス基板２の上にアドレス電極８を形成し、必要に応じてそれを覆うように誘電体層を形成した後、障壁３を形成してその障壁３の間に蛍光体層９からなる蛍光面を設けることで製造される。電極８の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ法、厚膜法等によって基板２上に電極材料の膜を形成し、これをフォトリソグラフィ法によってパターニングする方法と、厚膜ペーストを用いたスクリーン印刷法によりパターニングする方法とが知られている。また、誘電体層はスクリーン印刷等により形成され、障壁３はスクリーン印刷による重ね刷り、或いはサンドブラスト法等によって形成されている。そして、蛍光面はスクリーン印刷により障壁３の間に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の蛍光体ペーストを選択的に充填する方法により形成されている。
【０００５】
上記したように、障壁間に蛍光面を形成するには、３色の蛍光体ペーストをスクリーン印刷により直接障壁間に充填して焼成する方法が採られている。しかしながら、大型サイズの基板ではスクリーン版の作製が困難であるとともに寸法のズレを生じるという問題点があり、また高精細タイプでは精度の確保が難しいという問題点がある。そこで、感光性蛍光体ペースト若しくは感光性蛍光体フィルムを用いたフォトリソグラフィ法により蛍光面を形成することが考えられており、このフォトリソグラフィ法では平行光による露光方式が検討されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、平行光による露光方式では、数〜数十μｍ程度のライン＆スペースのパターンを形成する正確な平行光を形成するために図２に示すような光学系が必要であり、装置自体が高価なものになってしまう。すなわち、光源１０から出射した光をワーク基板１１に直接照射するのではなく、反射レンズ１２、コリメートレンズ１３を使用することで、照射強度がワーク基板１１の面内で均一になるように調整している。
【０００７】
また、平行光では望ましい形状の蛍光面を形成し難いという問題がある。すなわちフォトリソグラフィ法では、まずワーク基板上に形成した障壁の上から感光性の蛍光体ペーストをベタでコーティングして乾燥させてから、若しくは、感光性の蛍光体フィルムを障壁上から加熱圧着することにより障壁間に蛍光面形成層を形成してから、マスクを介して露光を行い、現像して蛍光面を形成し、この工程を異なる色の蛍光面形成層について同様に行って３色の蛍光面を形成し、最後に焼成する。この工程において、本来ならば図３に示すように障壁２１の間にある蛍光面形成層２２を露光するのに障壁２１の間隔と合致した開口を有するマスク２３を設計するのが望ましいが、ワーク基板１１が伸びると図４に示すように障壁２１の頂部まで露光されたり、片方の壁面付近が露光されなくなったりする。その結果、図５に示すように隣接する障壁２１の頂部の上に蛍光面が形成されたり、障壁頂部付近の壁面に蛍光面が形成されずに、蛍光面の形状が左右非対称になってしまう。そこで、ワーク基板１１の伸びを考慮できないので、図６に示すように障壁２１の間に突き出す形でマスク設計をしておき、マスク２３がずれたとしても障壁２１の頂部の上に蛍光面が形成されないようにしているが、平行光を使用している以上、蛍光面の形状は左右非対称になってしまう。また、このマスク２３で露光するとマスク２３の影により障壁２１の壁面付近が露光され難くなる。実際は蛍光体自体が白色であるために散乱されて壁面付近も露光されはするが、強度が弱いために現像時に剥離してしまう。したがって現状では、露光量を増加させて対応しているが、光源の強度を上げる必要がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するため、本発明は、ワーク基板上に設けられた障壁の少なくともその間に感光性の蛍光面形成層を形成し、ワーク基板とマスクのアライメントをしてから、マスクを介して露光を行い、現像、焼成して蛍光面を形成するＰＤＰの蛍光面形成方法において、マスクの上方から発散光或いは拡散光を照射する露光光源を配設した露光装置を使用するとともに、障壁の間隔をａ、マスクの開口幅をｂ、障壁頂部とマスクのギャップをｃとした時に、ａ＞２×ｂの条件を満たすマスクを使用し、ｃ＜（ａ−ｂ）／２の条件でギャップ露光を行うようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明では、マスクの影の部分が発生しないような露光光源を使用する。そして、このような露光光源を使用することにより、平行光を使用する場合に比べて少ない露光量で所望の形状の蛍光面を得ることができる。具体的には、マスクの上方から発散光或いは拡散光を照射する露光光源を配設した露光装置を使用する。
【００１０】
発散光を照射する露光光源は、例えば図７に示すように、ワーク基板１１に対して同一レベルに配された多数の光源３０で構成される。このように発散光は１つの光源３０に対して方向性のある光である。この光源３０としては例えば超高圧水銀灯ランプが用いられる。また、必要に応じて図７に示す如く光源３０に対してワーク基板１１と反対側に例えば金属板等からなる反射表面が鏡面の反射板３１を配設してもよい。
【００１１】
拡散光を照射する露光光源は、例えば図８に示すように、多数の光源３０とそれらの光源３０とワーク基板１１との間に配した拡散板３２とで構成される。このように拡散光は光源３０を出射してから拡散板３２を通過して方向性が全くなくなった光である。この光源３０としては例えば超高圧水銀灯ランプが用いられる。必要に応じて図８に示す如く光源３０に対して拡散板３２と反対側に例えば金属板等からなる表面が鏡面の反射板３１を配設してもよい。また、このような拡散板３２を使用するのに代えて、反射表面が凹凸面をした反射板をワーク基板１１と反対側に配設させることでも拡散光の露光光源を得ることができる。
【００１２】
なお、平行光の露光装置では、図２に示したように、光源１０から反射レンズ１２を介し、さらにコリメートレンズ１３により光を９０°の均一な平行光に変換している。これに対し、発散光或いは拡散光を用いる本発明の露光装置では光照射強度の面内均一性が低いため、以下のようにすることが望ましい。すなわち、アライメントしたマスクとワーク基板に対して露光光源が揺動する機構か、これとは逆に、アライメントしたマスクとワーク基板が露光光源に対して揺動する機構を備えさせるとよい。或いは、アライメントしたマスクとワーク基板に対して露光光源が移動する機構を備えさせるか、これとは逆に、アライメントしたマスクとワーク基板が露光光源の下を通過する機構を備えさせるとよい。このようにワーク基板若しくは露光光源を動かす場合には前記の如き光源３０を１つにすることも可能である。
【００１３】
上記のような露光装置によりフォトリソグラフィ法で蛍光面を形成する場合であっても、ＰＤＰの大型化、高精細化が進むのに伴い、ワーク基板とマスクのアライメントが難しくなる。そのため、悪くすると隣接する障壁頂部への蛍光体のかぶりを生じることがある。このようなかぶりがあると、前面板と背面板とを合わせてパネル化する際に邪魔となる。これを防止するため、蛍光面を形成する障壁の間隔より狭い開口幅を持った図６に示した如きマスクを利用するとよい。具体的には、図９に示すように障壁の間隔をａとし、マスクの開口幅をｂとした時に、ａ＞２×ｂの条件を満たすマスクを使用してコンタクト露光を行うようにするのである。
【００１４】
また、障壁頂部への蛍光体のかぶりを防止するためには、ワーク基板とマスクを密着させたコンタクト露光を行うのが望ましいが、マスクはガラス板にクロム膜等でパターンを描いたものであり、実際にはそのパターンに障壁頂部が当たってマスクに傷が付くため、本発明では障壁頂部とマスクに隙間を開けたギャップ露光を行うようにする。この場合、両者の隙間が大きすぎると隣接する障壁の頂部の上に蛍光面が形成されるので、図１０に示すように障壁頂部とマスクのギャップをｃとした時に、ｃ＜（ａ−ｂ）／２の条件で露光を行う。なお、この条件でギャップ露光をした場合、どうしても障壁頂部に光が当たるが、露光量や現像により調整することでかぶりをなくすようにする。
【００１５】
また、図１０に示すように障壁のピッチをｄとした時に、障壁頂部とマスクのギャップｃを上記の条件から広げて、ｃ＜（ｄ−ｂ）／２までの条件でのギャップ露光を行うことも可能である。しかしながら、この場合、隣接する障壁間には蛍光面が形成されないが、障壁頂部には蛍光面が形成されるので、３色の蛍光面を形成した後で障壁頂部を研磨して蛍光体を除去する必要がある。
【００１６】
【実施例】
（実施例１）
Ｚｎ2 ＳｉＯ4 ：Ｍｎからなる蛍光体粉５１０重量部、平均分子量６万のヒドロキシプロピルセルロース１００重量部、ペンタエリスリトールトリアクリレート１００重量部、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタン−１−オン１０重量部、メチルヒドロキノン０．５重量部、３−メチル−３−メトキシブタノール３００重量部を３本ロールミルで混練して感光性の蛍光体ペーストを作製した。
【００１７】
一方、ガラス基板上に電極と障壁を形成してあるワーク基板を準備した。障壁は幅が６０μｍ、高さが１５０μｍ、ピッチが２００μｍである。このワーク基板に上記の蛍光体ペーストを全面塗布した。具体的には、ダイコートにより障壁底部から３０μｍ厚となるように充填した。その後、クリーンオーブンにて８０℃、３０分間の条件で乾燥を行った。この蛍光体ペースト充填済みのワーク基板に対し、図７に示すタイプの発散光の露光光源を有する露光装置を使用して、露光量２７０ｍＪ／ｃｍ2 のワーク基板とマスクを密着させたコンタクト露光を行った。この時のマスクとしては、障壁の間隔の１４０μｍに対して開口幅を５０μｍに設定したフォトマスクを使用した。続いて、スプレー式現像機にて圧力１ｋｇ／ｃｍ2 、４．５ｌ／ｍｉｎの条件で現像を行った後、９０℃、３０分間の条件で乾燥を行った。
【００１８】
（実施例２）
前記したのと同様な蛍光体ペースト充填済みのワーク基板を用意し、実施例１と同じ露光装置を使用して、露光量を５４０ｍＪ／ｃｍ2 としたコンタクト露光を行い、同様に現像してから乾燥を行った。
【００１９】
（実施例３）
前記したのと同様な蛍光体ペースト充填済みのワーク基板を用意し、実施例１と同じ露光装置を使用して、露光量を５４０ｍＪ／ｃｍ2 としワーク基板とマスクとのギャップを７０μｍあけたギャップ露光を行い、同様に現像してから乾燥を行った。
【００２０】
（実施例４）
前記したのと同様な蛍光体ペースト充填済みのワーク基板を用意し、図８に示すタイプの拡散光の露光光源を有する露光装置を使用して、露光量２７０ｍＪ／ｃｍ2 のコンタクト露光を行い、同様に現像してから乾燥を行った。
【００２１】
（実施例５）
前記したのと同様な蛍光体ペースト充填済みのワーク基板を用意し、実施例４と同じ露光装置を使用して、露光量を５４０ｍＪ／ｃｍ2 としたコンタクト露光を行い、同様に現像してから乾燥を行った。
【００２２】
（実施例６）
前記したのと同様な蛍光体ペースト充填済みのワーク基板を用意し、実施例４と同じ露光装置を使用して、露光量を５４０ｍＪ／ｃｍ2 とした７０μｍのギャップ露光を行い、同様に現像してから乾燥を行った。
【００２３】
（比較例１）
前記したのと同様な蛍光体ペースト充填済みのワーク基板を用意し、通常の平行光光源を有する露光装置を使用して、露光量４８０ｍＪ／ｃｍ2 のコンタクト露光を行い、同様に現像してから乾燥を行った。
【００２４】
（比較例２）
前記したのと同様な蛍光体ペースト充填済みのワーク基板を用意し、通常の平行光光源を有する露光装置を使用して、露光量２４００ｍＪ／ｃｍ2 のコンタクト露光を行い、同様に現像してから乾燥を行った。
【００２５】
（比較例３）
前記したのと同様な蛍光体ペースト充填済みのワーク基板を用意し、通常の平行光光源を有する露光装置を使用して、露光量７２００ｍＪ／ｃｍ2 のコンタクト露光を行い、同様に現像してから乾燥を行った。
【００２６】
実施例１〜６、比較例１〜３で形成された蛍光面の形状を評価した。具体的には、障壁頂部付近の壁面に蛍光面が形成されているか否か、隣接する障壁間に蛍光面が形成されているか否かをチェックした。その評価結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
0004036507.tif 000002
【００２８】
この結果から分かるように、発散光或いは拡散光を照射する露光光源を使用して露光すると、障壁頂部付近の壁面に蛍光面を形成するための露光量は２７０ｍＪ／ｃｍ2 でよく、平行光の場合の７２００ｍＪ／ｃｍ2 と比較すると約２０分の１以下になった。なお、フォトマスクとの密着を避ける意味で発散光或いは拡散光でギャップ露光した時、隣接する障壁間に光が回り込んでしまい、不必要な部分に蛍光面が形成される懸念がある。しかし実験の結果、７０μｍのギャップ露光を行ったものでも、そのような問題は発生していない。
【００２９】
（実施例７）
実施例１と同様な蛍光体ペースト充填済みのワーク基板（障壁の間隔：１４０μｍ）を複数用意し、開口幅の異なるマスクを使用してそれぞれコンタクト露光を行い、実施例１と同様にそれぞれ現像してから乾燥を行った。具体的には、それぞれ２０μｍ、３０μｍ、５０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、１００μｍ、１２０μｍ、１４０μｍの開口幅を持つ８種類のマスクを使用し、図８に示すタイプの拡散光の露光光源を有する露光装置を使用した。ここではフィリップ社製のＵＶランプ「ＴＬ８０Ｗ／１０Ｒ」を２９本と拡散板を装備した露光装置（有効露光範囲１０００ｍｍ×１４００ｍｍ）を使用し、露光量５４０ｍＪ／ｃｍ2 のコンタクト露光を行った。そして、先に行った評価項目に加え、障壁頂部の上に蛍光面が形成されているか否かをチェックした。その評価結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
0004036507.tif 000003
【００３１】
この結果から分かるように、障壁開口幅の半分より大きな開口幅を持つマスクでは障壁頂部の上に蛍光面が形成されたが、それに満たない大きさの開口幅を持つマスクでは障壁頂部の上に蛍光面が形成されなかった。
【００３２】
（実施例８）
実施例１と同様な蛍光体ペースト充填済みのワーク基板（障壁の間隔：１４０μｍ）を複数用意し、開口幅５０μｍのマスクを使用して障壁頂部とマスクとのギャップを変えて露光を行い、実施例１と同様にそれぞれ現像してから乾燥を行った。具体的には、０μｍ、２０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、７０μｍ、９０μｍ、１００μｍのギャップで露光を行った。露光装置は実施例７の場合と同じものを使用し、露光量も同じとした。そして、実施例７の場合と同じ評価項目でチェックを行った。その評価結果を表３に示す。
【００３３】
【表３】
0004036507.tif 000004
【００３４】
この結果から分かるように、障壁間隔とマスク開口幅の差の半分より大きなギャップでは障壁頂部の上に蛍光面が形成されたが、それに満たないギャップでは障壁頂部の上に蛍光面が形成されなかった。
【００３５】
なお、以上の各実施例では単色のみの蛍光面形成を例にして説明したが、実際には蛍光体の種類を変化させて、さらに２色の蛍光面を形成することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の蛍光面を形成できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ワーク基板上に設けられた障壁の少なくともその間に感光性の蛍光面形成層を形成し、ワーク基板とマスクのアライメントをしてから、マスクを介して露光を行い、現像、焼成して蛍光面を形成するプラズマディスプレイパネルの蛍光面形成方法において、マスクの上方から発散光或いは拡散光を照射する露光光源を配設した露光装置を使用するとともに、障壁の間隔をａ、マスクの開口幅をｂ、障壁頂部とマスクのギャップをｃとした時に、ａ＞２×ｂの条件を満たすマスクを使用し、ｃ＜（ａ−ｂ）／２の条件でギャップ露光を行うようにしたことにより、マスクに傷を付けることなく、また露光量や現像により調整することで、障壁頂部の上に蛍光面が形成されないようにして所望の蛍光面を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの一構成例をその前面板と背面板を離間した状態で示す構造図である。
【図２】平行光を照射する露光装置の光学系を示す説明図である。
【図３】フォトリソグラフィ法で蛍光面を形成する際の露光工程を説明するための断面図である。
【図４】ワーク基板が伸びてマスクがずれた状態での露光工程を説明するための断面図である。
【図５】図４に示す状態での露光工程を経て形成された蛍光面を示す断面図である。
【図６】ワーク基板の伸びを考慮したマスクを使用した露光工程を説明するための断面図である。
【図７】発散光を照射する露光光源の説明図である。
【図８】拡散光を照射する露光光源の説明図である。
【図９】障壁の間隔とマスクの開口幅の説明図である。
【図１０】障壁頂部とマスクとのギャップの説明図である。
【符号の説明】
１，２  ガラス基板
３  障壁リブ
４  維持電極
５  バス電極
６  誘電体層
７  保護層（ＭｇＯ層）
８  アドレス電極
９  蛍光体層
１０  光源
１１  ワーク基板
１２  反射レンズ
１３  コリメートレンズ
２１  障壁
２２  蛍光面形成層
２３  マスク
３０  光源
３１  反射板
３２  拡散板
ａ  障壁の間隔
ｂ  マスクの開口幅
ｃ  障壁頂部とマスクのギャップ
ｄ  障壁のピッチ
【図１】
0004036507.tif 000005
【図２】
0004036507.tif 000006
【図３】
0004036507.tif 000007
【図４】
0004036507.tif 000008
【図５】
0004036507.tif 000009
【図６】
0004036507.tif 000010
【図７】
0004036507.tif 000011
【図８】
0004036507.tif 000012
【図９】
0004036507.tif 000013
【図１０】
0004036507.tif 000014