(57)【要約】【課題】コリメートミラーからの擬似平行光の照射領域を超える大きさの露光パターンの一括露光を可能とする露光装置・露光方法を提供することを目的とする。【解決手段】光源１５０と、この光源１５０から出射された光を擬似平行光２２５とするコリメートミラー１６０と、フォトマスク１３０と、このフォトマスク１３０が擬似平行光２２５の照射領域内に収まるように、このフォトマスク１３０の法線と前記擬似平行光２２５とが角度をもった状態に保持するフォトマスク保持部１４０と、を備える露光装置により露光するものである。【選択図】図４
2009198526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、この光源から出射された光を擬似平行光とするコリメートミラーと、フォトマスクと、このフォトマスクが擬似平行光の照射領域内に収まるように、このフォトマスクの法線と前記擬似平行光とが角度をもった状態に保持するフォトマスク保持部と、を備える露光装置。
【請求項２】
光源からの光をコリメートミラーで擬似平行光とし、この擬似平行光に対してフォトマスクの法線を傾けて保持することで、このフォトマスクが擬似平行光の照射領域内に収まるようにし、この状態で露光を行う、露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＦＥＤ等の表示装置の製造における露光装置及び露光方法に関する。特に詳しくは、大型テレビジョンや公衆表示等に用いる平板型の表示装置であるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）の電極、隔壁の形成を行うための露光装置及びその露光方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は一般的なＰＤＰの概略構造を示す断面斜視図である。ＰＤＰ１は、対向配置した前面パネル２と背面パネル１０の周縁部を封着部材によって封着した構造であって、前面パネル２と背面パネル１０との間に形成された放電空間１６には、ネオンおよびキセノンなどの放電ガスが封入されている。
【０００３】
前面パネル２は、ガラス基板３の片面にストライプ状に形成された走査電極４と維持電極５とからなる複数の表示電極対６とブラックストライプ（遮光層）７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されており、これらの表示電極対６とブラックストライプ７とを覆う誘電体層８および保護層９とを備えている。表示電極対６は、それぞれ透明電極とその透明電極上に形成した金属材料からなるバス電極とによって構成されている。
【０００４】
背面パネル１０は、もう一方のガラス基板の片面に、表示電極対６と交差する方向にストライプ状に形成された複数のアドレス電極１２と、これらのアドレス電極１２を覆う下地誘電体層１３と、放電空間１６をアドレス電極１２毎に区画するストライプ状の隔壁１４と、隔壁１４と隔壁１４との間に順次、塗布・形成された赤色、緑色、青色の蛍光体層１５とを備えている。
【０００５】
そして、表示電極対６とアドレス電極１２との交差部が放電セルになる。放電セルはマトリクス状に配列され、表示電極対６の方向に並ぶ赤色、緑色、青色の蛍光体層１５を有する３個の放電セル一組がカラー表示のための画素になる。
【０００６】
ＰＤＰは順次、走査電極４とアドレス電極１２との間、および走査電極４と維持電極５との間に所定の電圧を印加してガス放電を発生させ、そのガス放電で生じる紫外線で蛍光体層１５を励起し発光させることによりカラー画像を表示している。
【０００７】
前面パネル２および背面パネル１０の製造方法としては、前面ガラス基板３上に表示電極対６、誘電体層８などの構成要素を、また背面ガラス基板１１上には、アドレス電極１２、下地誘電体層１３、隔壁１４、蛍光体層１５などの構成要素を、所定の形状、パターンで配置している。これらは、それぞれの材料を前面ガラス基板３、背面ガラス基板１１上に塗布し、必要に応じてフォトリソグラフィ法やサンドブラスト法などにより所定のパターニングした後、焼成することにより形成される。
【０００８】
ここで、ＰＤＰの量産工程においては、そのフォトリソグラフィに用いる露光装置および露光方法が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１２７７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
表示装置の中でも特にＰＤＰは、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、１００インチクラスのテレビジョン受像機や大型公衆表示装置等に向けて製品化が進んでいる。また３０から４０インチクラスの製造プロセスにおいては８面以上の多面取化が進んでいる。このため使用されるマザーガラスは年々大型化している。
【００１０】
ここで、マザーガラスの大型化にともないコリメートミラーの開口面積も大型化する必要があるが、コリメートミラー表面に均一な鏡面を形成するのは直径３メートル程度が限界とされている。
【００１１】
しかしながら、図７にその概略構成を断面図で示すような従来の露光装置においては、光源１５０からの光をコリメートミラー１６０により擬似平行光２２５とし、その擬似平行光２２５がフォトマスク１３０に対して垂直、すなわち、フォトマスク１３０の法線の方向と擬似平行光２２５の方向とが一致するようにフォトマスク１３０を設置するため、コリメートミラー１６０からの擬似平行光２２５の照射領域を超えるフォトマスク１３０の露光パターンは露光できない。すなわち、一括露光できる面積は対角３メートル以下の面積に限定されてしまうこととなる。ここで図７において、１１０は被露光材料、１３０はフォトマスク、１５０は光源、１６０はコリメートミラー、１７０はフライアイレンズ、１８０は平面ミラー、１９０は波長選択フィルタ、２００はシャッターである。
【００１２】
そこで従来、コリメートミラーからの擬似平行光の照射領域を超える範囲にまで形成された被露光材料を露光する場合、複数の照射部分に分割して遂次露光するということや、或いは、複数のコリメートミラーを組み合わせて単一のコリメートミラーを形成し一括露光するということが行われる場合があるが、しかしながら、前者は複数の露光装置を必要とし設備コストが嵩むとともに、複数回の露光を行うために工程時間が長くなり生産性が悪化してしまう。また後者は、組み合わせミラーの平行光調整が困難であり、また、反射率の差に起因する照度分布が発生し品質を悪化させることとなる。
【００１３】
本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものであり、コリメートミラーからの擬似平行光の照射領域を超える大きさの露光パターンの一括露光を可能とする露光装置・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】
【００１４】
上記の課題を解決するために本発明の露光装置は、光源と、この光源から出射された光を擬似平行光とするコリメートミラーと、フォトマスクと、このフォトマスクが擬似平行光の照射領域内に収まるように、このフォトマスクの法線と前記擬似平行光とが角度をもった状態に保持するフォトマスク保持部と、を備えるというものである。
【００１５】
また、上記課題を解決するために本発明の露光方法は、光源からの光をコリメートミラーで擬似平行光とし、この擬似平行光に対してフォトマスクの法線を傾けて保持することで、このフォトマスクが擬似平行光の照射領域内に収まるようにし、この状態で露光を行う、というものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、コリメートミラーからの擬似平行光の照射領域を超える大きさの露光パターンを一括露光することが可能となり、もって対角３メートルを超える、大型表示装置や多面取りのプロセスを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態の露光装置・露光方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
まず、本発明の一実施の形態による大型基板の露光装置を、ＰＤＰの表示電極対６を形成する場合を例に挙げて説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す断面図である。１１０は被露光材料、１２０は被露光材料ステージ、１３０はフォトマスク、１４０はフォトマスク保持部、１５０は光源、１６０はコリメートミラー、１７０はフライアイレンズ、１８０は平面ミラー、１９０は波長選択フィルタ、２００はシャッター、２１０はフォトマスクと被露光材料の位置合わせ機構、２２０はフォトマスクの位置合わせ機構、２３０は感光性厚膜である。なお、光源１５０、コリメートミラー１６０、フライアイレンズ１７０、平面ミラー１８０、波長選択フィルタ１９０は露光装置のフレーム（図示せず）に固定されている。
【００２０】
光源１５０からの光は平面ミラー１８０で反射し、フライアイレンズ１７０を通り、球面状のコリメートミラー１６０で反射しながら擬似平行光２２５となる。フォトマスク１３０は、擬似平行光２２５とフォトマスクのストライプ形状が描画された面の法線とが傾斜した状態で設置されている。このように配置することで、フォトマスク１３０は、擬似平行光２２５の照射領域内に収まるようになる。
【００２１】
このような状態とすることで、フォトマスク１３０のストライプ形状が描画された面の法線の方向と擬似平行光２２５の方向とを一致させた状態では、擬似平行光２２５の照射領域からはみ出してしまう程度の大きさのフォトマスク１３０に対しても、そのパターンを一括で露光することが可能となる。
【００２２】
図２は、図１中に示したフォトマスク１３０におけるストライプ形状のライン１３５の一例を概略的に示す斜視図であり、図２中のＢ−Ｂ’およびＣ−Ｃ’は、図１中でのＢ−Ｂ’およびＣ−Ｃ’と共通であり、両図から明らかなように、フォトマスク１３０の傾斜する方向とストライプ形状のライン１３５の長手方向とが一致するよう位置調整される。
【００２３】
また、上述した露光装置では、一括露光できるフォトマスクサイズおよびガラス基板サイズとしては、２５００ｍｍ×２０００ｍｍ（対角３２００ｍｍ）程度までの処理を対象とするものである。
【００２４】
ここで、上述した露光装置は、その部分概略構成を断面図で図３に示すように、固定されたコリメートミラー１６０に対し、擬似平行光２２５がフォトマスク１３０のストライプ形状のライン１３５に平行に入射するように、フォトマスク１３０の傾斜する方向とストライプ形状のライン１３５の長手方向とが一致するようフォトマスク１３０の位置合わせを行う位置合わせ機構２２０と、フォトマスク１３０と被露光材料１１０の位置合わせを行う位置合わせ機構２１０を備えている。
【００２５】
そして、例えば前面パネル２のガラス基板３に形成された被露光材料１１０は感光性厚膜２３０により覆われ、その状態でガラス基板３は被露光材料ステージ１２０上に感光性厚膜２３０を上側にして固定保持され、フォトマスク１３０はストライプ形状１３５が描画された面を下側にしてフォトマスク保持部１４０に固定保持されている。
【００２６】
そしてフォトマスク１３０は、位置合わせ機構２２０により、コリメートミラー１６０に対し相対的にＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動できる。フォトマスク１３０の位置合わせは機械的な位置決め機構とＡＣサーボモータの駆動の組合せ(図示していない)により制御されている。そして例えば図３に示すように、擬似平行光２２５がフォトマスク１３０のストライプ形状のライン１３５に平行に入射するように、すなわち、フォトマスク１３０の傾斜する方向とストライプ形状１３５の長手方向とが一致するように、かつ、擬似平行光２２５の照射領域内にフォトマスク１３０が収まるように、フォトマスク１３０はθ１方向およびθ２方向に回転することで位置調整の上、フォトマスク保持部１４０に固定される。
【００２７】
被露光材料ステージ１２０は、被露光材料１１０の位置合わせを行う位置合わせ機構２１０によりＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動できる。フォトマスク１３０と被露光材料１１０の位置合わせはレーザ光学系（図示していない）にて行われ、位置検出とＡＣサーボモータの駆動の組合せにより制御されている。例えば、十字形状をガラス基板３側に、四角の枠形状をフォトマスク１３０側にアライメントマークとしてそれぞれ設けておき、位置合わせを行う。
【００２８】
そして、ガラス基板３とフォトマスク１３０との間隔を所定のギャップに保ち、両者が位置合わせされた後、フォトマスク１３０の裏面からガラス基板３側へ光源１５０からの擬似平行光２２５を照射することで、フォトマスク１３０のストライプ形状のライン１３５の形状に感光性厚膜２３０が感光する。
【００２９】
以上により、図４に、図３におけるＢ−Ｂ’線部の断面を概略的に示すように、擬似平行光２２５により被露光材料１１０の表面の感光性厚膜２３０が露光された感光部２５０の幅は、フォトマスク１３０に描画されたストライプ形状のライン１３５の幅と等しく形成することができる。なお、符号２４０は未感光部である。
【００３０】
図５は、図３におけるＣ−Ｃ’線部の断面を概略的に示す図である。図５に示すように、ストライプ形状のライン１３５の長手方向には露光により反射光２２６もしくは、屈折率差により発生する余剰感光部２６０が発生してしまうが、擬似平行光２２５がフォトマスク１３０のストライプ形状のライン１３５に平行に入射するように位置合わせしてあるので、余剰感光部２６０の発生は最小限に抑えることができる。また、余剰感光部２６０はライン１３５の長手方向の長さに比べ極微小量であるのでＰＤＰの表示特性への影響は非常に小さく、無視できる程度のものであると考えられる。なお、符号２４０は未感光部、符号２５０は感光部である。
【００３１】
露光装置を上述したような構成とすることにより、フォトマスクに描画されたストライプ形状のライン幅と、コリメートミラーから見たストライプ形状のライン幅とが等しくなり、擬似平行光により被露光材料の上面の感光性厚膜２３５に露光されるストライプ形状のライン幅はフォトマスクに描画されたストライプ形状のライン幅と等しくなる。また、被露光材料面で反射した露光光が、フォトマスク面で再反射した後に被露光材料面に再入射するということも防止でき、結果、余剰感光部、すなわち転写されるストライプ形状の滲みを抑制することができる。
【００３２】
以上により、フォトマスクに描画されたストライプ形状のライン幅と等しい幅に露光した感光性厚膜２３５を現像することで、被露光材料１１０のうち、露光された感光性厚膜２３５直下の部分のみがパターンとして残留し、その後、露光された感光性厚膜の部分をバーンアウト（焼失）させることで、所望の被露光材料１１０のパターンを得ることができる。
【００３３】
また、所望の形状としたい被露光材料を、感光性材料を含有するものとすることで、被露光材料と感光性厚膜とを兼ねた構成とした場合であっても、本発明は同様に有効である。
【００３４】
なお、上述した本発明の一実施の形態による露光装置においては、光源１５０から出射された光がコリメートミラー１６０に入射するまでの間に波長選択フィルタ１９０を介することで、フォトマスク１３０に入射する光の波長を選択するように構成することが可能である。波長選択フィルタとしては種々のものが市販されている。
【００３５】
このような構成とすることにより、屈折率の差により、フォトマスクの膜面で屈折した露光光による余剰感光部、すなわちストライプ形状の滲みを抑制することができる。
【００３６】
また、上述した露光装置においては、ガラス基板３とフォトマスク１３０との間隔を０〜５００μｍの範囲で所定のギャップに調整できるようになっている。好適には、ギャップ設定値は０とすることが望ましい。このような構成とすることにより、転写されるストライプ形状の滲みを抑制することができる。このようにガラス基板３にフォトマスク１３０を接触させて露光する方式を、一般には、コンタクト露光と言う。
【００３７】
また、以上においては、フォトマスクのストライプ形状が描画された面の、被露光材料に形成された感光性厚膜の感光波長に対する反射率が、２％以下であるフォトマスクを選択することが好ましい。このようなフォトマスクとしては、例えば、クリーンサアフェイス技術株式会社からＣｒとＣｒＯの積層膜を用いたフォトマスクが市販されている。このようなフォトマスクを選択することで、被露光材料面で反射した露光光がフォトマスク面で再反射した後、被露光材料面に再入射することが防止でき、余剰感光部、すなわち転写されるストライプ形状の滲みを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように発明は、大型表示装置の実現と多面取りプロセスの生産性向上に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す断面図
【図２】フォトマスクにおけるストライプ形状のラインの一例を概略的に示す斜視図
【図３】擬似平行光とフォトマスクのストライプ形状のラインとの位置関係を概略的に示す図
【図４】図３におけるＢ−Ｂ'線部の断面を概略的に示す図
【図５】図３におけるＣ−Ｃ'線部の断面を概略的に示す図
【図６】一般的なプラズマディスプレイパネルの概略構造を示す断面斜視図
【図７】従来の露光装置の概略構成を示す断面図
【符号の説明】
【００４０】
１  ＰＤＰ
２  前面パネル
３  前面ガラス基板
４  走査電極
５  維持電極
６  表示電極
７  ブラックストライプ
８  誘電体層
９  保護層
１０  背面パネル
１１  背面ガラス基板
１２  アドレス電極
１３  下地誘電体層
１４  隔壁
１５  蛍光体層
１６  放電空間
１１０  被露光材料
１２０  被露光材料ステージ
１３０  フォトマスク
１４０  フォトマスク保持部
１５０  光源
１６０  コリメートミラー
１７０  フライアイレンズ
１８０  平面ミラー
１９０  波長選択フィルタ
２００  シャッター
２１０  フォトマスクと被露光材料の位置合わせ機構
２２０  フォトマスクの位置合わせ機構
２３０  感光性厚膜
２４０  未感光部
２５０  感光部
２６０  余剰感光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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