(57)【要約】【課題】ＰＤＰの電極や隔壁などの表示部材をフォトリソグラフィー法によりパターニングする場合、表示部材の反り上がりや剥がれを抑制するとともに、フォトマスクに付着したダストによる露光不良を防止する。【解決手段】表示部材となる感光性Ａｇペースト膜４１を製膜する製膜ステップと、感光性Ａｇペースト膜４１に開口部４３を有するフォトマスク４２を介して露光する露光ステップを含むＰＤＰの製造方法であって、露光ステップが、感光性Ａｇペースト膜４１とフォトマスク４２とを露光ギャップＧ１を有して露光する第１露光ステップと、第１露光ステップの後に露光ギャップＧ１と異なる露光ギャップＧ２を有するとともに、フォトマスク４２を第１露光ステップの位置よりも開口部４３に沿って移動させて露光する第２露光ステップとを含んでいる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部材となる感光性材料膜を製膜する製膜ステップと、前記感光性材料膜に開口パターンを有するフォトマスクを介して露光する露光ステップを含むプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記露光ステップが、前記感光性材料膜と前記フォトマスクとを第１の間隙を有して露光する第１露光ステップと、前記第１露光ステップの後に前記第１の間隙と異なる第２の間隙を有するとともに、前記フォトマスクを前記第１露光ステップの位置よりも前記開口パターンに沿って移動させて露光する第２露光ステップとを含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２】
前記フォトマスクは周期性開口パターンを有し、前記第２露光ステップにおいて前記フォトマスクを前記周期性開口パターンの周期の整数倍に相当する距離だけ移動させることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項３】
前記フォトマスクはストライプ状開口パターンを有し、前記第２露光ステップにおいて前記フォトマスクを前記ストライプ状開口パターンの長手方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置などに用いるプラズマディスプレイパネルの製造方法に関し、特に、電極群を始めとする表示部材のパターンをフォトリソグラフィー法により形成するプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）は、対向配置した前面パネルと背面パネルの周縁部を封着材によって封着した構造であって、前面パネルと背面パネルとの間に形成された放電空間には、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】
前面パネルは、ガラス基板の片面にストライプ状に形成された走査電極と維持電極とからなる複数の表示電極対と、隣接する表示電極対間に設けられた遮光層と、これらの表示電極対、遮光層を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層、および誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とからなる。表示電極対は、それぞれ透明電極と透明電極上に形成された導電性材料からなるバス電極とによって構成されている。
【０００４】
背面パネルは、もう一方のガラス基板の片面に、表示電極対と直交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と、これらのアドレス電極を覆う下地誘電体層と、放電空間をアドレス電極毎に区画するストライプ状の隔壁と、隔壁間の溝に順次、塗布された赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層とを備えている。
【０００５】
上記構造の前面パネルと背面パネルとは、それぞれの電極形成面側を対向させ、その周縁部を封着材で気密封着するとともに、背面パネルの一角に放電空間を排気するとともに、放電ガスを導入するための排気管が取り付けられている。放電空間を排気ポンプによって排気した後、ネオンとキセノンからなる放電ガスを５０ＫＰａ〜８０ＫＰａの圧力で導入し、排気管の所定部を局部的に加熱溶融して気密封止することによりＰＤＰが完成する。
【０００６】
表示電極対とアドレス電極は直交していて、その交差部が放電セルになる。これらの放電セルはマトリクス状に配列され、表示電極対の方向に並ぶ赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層を有する３個の放電セルがフルカラー表示のための画素になる。
【０００７】
上記のように構成されたＰＤＰの動作について説明する。順次、各走査電極とアドレス電極群との間に表示データに対応するアドレス放電電圧を印加することによりアドレス放電を発生させる。これにより、マトリクス状に配列された放電セルにおいて、走査電極毎に順次、表示データに対応する所定の壁電荷が電極面に形成される。これらの壁電荷のパターンを保持した状態で表示電極対の間、つまり走査電極と維持電極間に維持放電電圧を印加すると、壁電荷が形成された放電セルで維持放電が発生する。維持放電によって発生した紫外線で放電セル内に設けられた蛍光体層が発光することで画像表示を行う。
【０００８】
このような構成のＰＤＰにおいて、表示部材としての表示電極対やアドレス電極のような電極、遮光層、隔壁などは、前面パネル、背面パネルの全面に亘ってその幅や配列ピッチなどが均一であることが要求される。これらの表示部材の形成方法として、感光性樹脂を含有させた材料をガラス基板全面に塗布し、表示部材に対応するパターンを有するフォトマスクを介して露光した後に現像する、いわゆるフォトリソグラフィー法によってパターニング形成される例が一般的である。
【０００９】
フォトリソグラフィー法では、フォトマスクの露光部にダストなどが付着していると、その部分に対応する感光性材料は露光されない未露光部が発生する。そのために、ネガ型の感光性材料を用いて電極パターンなどを形成する場合、未露光部が現像液に溶解して電極の断線が発生する。このようなフォトマスクに付着したダストによる電極の断線を防止する方法として、露光を２回行い、１回目の露光と２回目の露光の間でフォトマスクを電極のパターンの長手方向、あるいはパターンピッチの整数倍の距離だけ移動させる製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２６５６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように露光を２回行い、１回目の露光と２回目の露光の間でフォトマスクを電極のパターンの長手方向、あるいはパターンピッチの整数倍の距離だけ移動させる方法では、フォトマスクに付着したダストによる露光不良は抑制できる。しかしながら、ダストの影響を受けない部分では架橋反応が過度に進行して過剰露光になる。過剰露光になったパターンでは応力が内在した状態となり、このような状態で焼成すると、特に形成されたパターンのエッジ部で内在した応力によってパターンの反り上がりや剥離などが発生する。
【００１１】
一方、このような過剰露光を防ぐために１回目の露光と２回目の露光での露光量を半減または低減させると、ダスト部では露光が１回のみで露光不足になる。露光不足の場合には、架橋反応が表面から進行するためにパターンの表面では硬化が充分であるが、パターンの内部では硬化が不充分になり現像工程や焼成工程においてパターンが剥がれやすくなるなどの課題が発生する。
【００１２】
本発明は、このような課題の解決するものであり、ＰＤＰの電極や隔壁などの表示部材をフォトリソグラフィー法によりパターニングする場合、表示部材の反り上がりや剥がれを抑制するとともに、フォトマスクに付着したダストによる露光不良を防止することができるＰＤＰの製造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】
【００１３】
上述した目的を達成するために、本発明のＰＤＰの製造方法は、表示部材となる感光性材料膜を製膜する製膜ステップと、感光性材料膜に開口パターンを有するフォトマスクを介して露光する露光ステップを含むＰＤＰの製造方法であって、露光ステップが、感光性材料膜とフォトマスクとを第１の間隙を有して露光する第１露光ステップと、第１露光ステップの後に第１の間隙と異なる第２の間隙を有するとともに、フォトマスクを第１露光ステップの位置よりも開口パターンに沿って移動させて露光する第２露光ステップとを含んでいる。
【００１４】
このような方法によれば、フォトマスクにダストが付着した場合でもダストによる露光不良を排除するとともに、パターニングされた電極などのエッジ部における過剰露光や露光不足を抑制し、エッジ部でのパターンの反り上がりや剥がれを抑制することができる。
【００１５】
さらに、フォトマスクは周期性開口パターンを有し、第２露光ステップにおいてフォトマスクを周期性開口パターンの周期の整数倍に相当する距離だけ移動させてもよい。このような方法によれば、フォトマスクに付着したダストの影響を確実に排除することができる。
【００１６】
さらに、フォトマスクはストライプ状開口パターンを有し、第２露光ステップにおいてフォトマスクをストライプ状開口パターンの長手方向に移動させてもよい。このような方法によれば、第２露光ステップでのフォトマスクの移動位置決めが容易にできて、さらに、フォトマスクに付着したダストの影響を確実に排除することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のＰＤＰの製造方法によれば、フォトマスクにダストが付着した場合でもダストによる露光不良を排除するとともに、パターニングされた電極などのエッジ部における過剰露光や露光不足を抑制し、エッジ部でのパターンの反り上がりや剥がれ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】
【００１８】
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。
【００１９】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法を用いたＰＤＰの主要部の斜視図である。ＰＤＰ１０は前面パネル２０と背面パネル３０とで構成されている。前面パネル２０は前面ガラス基板２１を有し、前面ガラス基板２１上には平行に配置された走査電極２２と維持電極２３とからなる表示電極対２４が複数形成されている。表示電極対２４は透明電極に金属材料を含む導電性材料からなるバス電極を積層した構造である。また、表示電極対２４の間には、コントラストを向上させるために黒色塗料からなる遮光層２７が設けられている。そして、表示電極対２４、遮光層２７を覆うように誘電体層２５が形成され、その誘電体層２５上に保護層２６が形成されている。
【００２０】
背面パネル３０は背面ガラス基板３１を有し、背面ガラス基板３１上には平行に配列されたアドレス電極３２が複数形成されている。アドレス電極３２を覆うように下地誘電体層３３が形成され、さらに、その上に放電空間を区画するためのストライプ状の隔壁３４が形成されている。そして、隔壁３４の側面および下地誘電体層３３上には、アドレス電極３２毎に順次、赤色、緑色および青色の各色に発光する蛍光体層３５が設けられている。
【００２１】
これらの前面パネル２０と背面パネル３０とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対２４とアドレス電極３２とが交差するように対向配置され、その外周部をガラスフリットなどの封着材によって封着されている。そして、放電空間には、例えばネオン（Ｎｅ）とキセノン（Ｘｅ）などの混合ガスが放電ガスとして封入されている。放電空間は隔壁３４によって、複数の区画に仕切られていて、表示電極対２４とアドレス電極３２とが交差する部分に放電セル３６が形成される。そして、上記の表示電極対２４を構成する走査電極２２と維持電極２３間に放電電圧を印加すると、これらの放電セル３６内で放電が起こり、その放電により発生した紫外線によって蛍光体層３５が励起されて発光しカラー画像が表示される。なお、ＰＤＰ１０は上述した構造に限らず、例えば井桁状の隔壁を備えた構造であってもよい。
【００２２】
前面ガラス基板２１上に形成する表示電極対２４は以下の方法で形成される。前面ガラス基板２１上に、例えばＩＴＯからなる透明電極層を電子ビーム蒸着法などにより形成し、さらにその表面に感光性レジストを塗布する。紫外光源からの光が透明電極のパターンを形成するためのフォトマスクを介して感光性レジストを露光させる。露光済みの感光性レジストを現像した後、透明電極層をエッチングし、その後、感光性レジストを剥離することにより所定の周期を有するストライプ状の表示電極対２４を構成する透明電極が形成される。
【００２３】
そして、上述のように形成した透明電極の表面にバス電極を構成する黒色電極層および導電体層が形成される。黒色電極層は黒色顔料、ガラスフリット、重合開始剤、光硬化性モノマー、有機溶剤を含む感光性黒色ペーストをスクリーン印刷することにより形成される。導電体層は黒色電極層を乾燥させた後、黒色電極層上にスクリーン印刷法などによりＡｇ粉末、ガラスフリット、重合開始剤、光硬化性モノマー、有機溶剤を含む感光性Ａｇペーストをスクリーン印刷することにより形成される。導電体層を乾燥させた後、露光工程、現像工程を含むフォトリソグラフィー法によって黒色電極層および導電体層をパターニングし、さらに焼成することで透明電極の表面にバス電極が形成される。以上の工程により、透明電極とバス電極からなる表示電極対２４が形成される。
【００２４】
背面ガラス基板３１上に形成するアドレス電極３２は以下の方法で形成する。背面ガラス基板３１上にアドレス電極用材料として、例えば、感光性Ａｇペーストをスクリーン印刷法で塗布し、その後、フォトリソグラフィー法によってパターニングした後、焼成することによりストライプ状のアドレス電極３２を形成する。
【００２５】
放電空間を区画するためのストライプ状の隔壁３４は、下地誘電体層３３の表面にアルミナなどの骨材とガラスフリットとを主剤とする感光性ペーストをスクリーン印刷法やダイコート法などにより塗布し、フォトリソグラフィー法によりパターニングした後、焼成することにより形成される。
【００２６】
一方、表示電極対２４、遮光層２７、アドレス電極３２、隔壁３４などのＰＤＰ１０の表示部材は、大型、大面積のパターンであると同時に形状精度および位置精度が厳しく要求される。そのために、上述のようにＰＤＰ１０を構成する表示部材のパターニングのためにフォトリソグラフィー法が多用される。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法について、ＰＤＰ１０のアドレス電極３２を形成する場合を例とし、露光ステップを中心に図面を用いて詳しく説明する。図２は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法によるアドレス電極３２を形成する工程を示す図である。
【００２８】
まず、図２（ａ）に示すように、背面ガラス基板３１上にスクリーン印刷法などによって、アドレス電極３２の母材となる感光性Ａｇペーストを均一に塗布して感光性材料膜となる感光性Ａｇペースト膜４１を形成する。次に、図２（ｂ）に示すように、アドレス電極３２のパターン形状に対応させた所定パターンを有するフォトマスク４２を、所定の位置にセットする。フォトマスク４２はアドレス電極３２のパターンに対応した開口パターンとなる開口部４３を有し、この開口部４３によって感光性Ａｇペースト膜４１を露光する。
【００２９】
次に、図２（ｃ）に示すように、感光性Ａｇペースト膜４１とフォトマスク４２の間に第１の間隙となる露光ギャップＧ１を有するようにして第１露光ステップが行われる。この場合、露光光としては超高圧水銀ランプが発光する紫外光４４を用いる。このようにして、感光性Ａｇペースト膜４１のうちの開口部４３を介して露光された露光領域４６では架橋反応が進行して硬化する。このようにして第１露光ステップが終了する。
【００３０】
次に、図２（ｄ）に示す第２露光ステップに入る。第２露光ステップでは、第２の間隙である第２露光ギャップＧ２を、第１露光ステップでの露光ギャップＧ１よりも小さくなるようにフォトマスク４２を下方に移動させている。さらに、第２露光ステップでは、フォトマスク４２を第１露光ステップの位置よりも開口パターンに沿って移動させて露光している。ここで、開口パターンに沿って移動させるとは、例えば、開口部４３がストライプ状の開口部である場合には、その長手方向にフォトマスク４２を移動させるということであり、さらに周期性を有する周期性開口パターンである場合には、その周期の整数倍の距離だけその周期配列の方向に移動させるということである。
【００３１】
これらの第１露光ステップ、第２露光ステップによって、開口部４３を通過した紫外光４４によってアドレス電極３２に対応して硬化したパターンの感光性Ａｇペースト膜４１が得られる。次に、この感光性Ａｇペースト膜４１を現像する現像ステップによって所定のパターンを有するアドレス電極３２となる感光性Ａｇペースト膜のパターンが得られ、この感光性Ａｇペースト膜を焼成することによってアドレス電極３２が完成する。
【００３２】
図３は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法による露光ステップの詳細を示す図であり、フォトマスク４２と感光性Ａｇペースト膜４１との間隙である露光ギャップを変えた場合の露光光の光路と露光幅との関係を示している。図３に示すように、露光ステップにおいては、フォトマスク４２の開口部４３を通過して感光性Ａｇペースト膜４１に向かう紫外光４４は広がり角度（コリメーション半角）を持つ。したがって、第１露光ステップの露光の際の露光ギャップＧ１より、第２露光ステップの露光の際の露光ギャップＧ２を小さくすると、第１露光ステップでの露光幅Ｗ１よりも第２露光ステップでの露光幅Ｗ２を小さくすることができる。なお、露光幅Ｗ１はアドレス電極３２の電極幅に対応する。すなわち、第１露光ステップでの露光幅Ｗ１より第２露光ステップでの露光幅Ｗ２が小さくなっているために、電極のエッジ部５０では１回のみの露光となり、エッジ部５０の過剰露光を抑制してエッジ部５０での電極剥がれを防ぐことができる。一方、エッジ部５０より膜厚の厚い電極の中央部では露光回数が２回となるために露光不足を解消することができる。
【００３３】
なお、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法では、第２露光ステップにおいて露光ギャップを変えるとともに、さらに、フォトマスクの位置を移動するようにしている。フォトマスクを移動させる具体例について図４を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法に用いたフォトマスクの配置を示す平面図である。
【００３４】
図４（ａ）は第１露光ステップでのフォトマスク４２の配置を示し、図４（ｂ）には第２露光ステップでのフォトマスク４２の配置を示す。図４は図２、図３と同様にアドレス電極３２を形成する場合を例として説明する。図４は露光対象物としての感光性Ａｇペースト膜４１の上方にセットしたフォトマスク４２の平面図であり、フォトマスク４２のハッチングの無い部分を開口部４３として、その開口部４３に付着したダスト４５を模式的に示している。
【００３５】
図１に示すように、アドレス電極３２は所定ピッチで周期性を有して形成されている。したがって、図４に示すフォトマスク４２に設けられた開口部４３も周期性開口パターンとなっている。図４（ａ）に示すフォトマスク４２の配置で感光性Ａｇペースト膜４１を露光すると、ダスト４５直下の感光性Ａｇペースト膜４１は露光されずに未露光部となる。
【００３６】
次に、図４（ｂ）に示すように、第１露光ステップの後の第２露光ステップでは、フォトマスク４２をアドレス電極３２の１周期分だけ矢印方向に移動させ、かつ図３に示すようにフォトマスク４２が感光性Ａｇペースト膜に近づくように垂直移動させて露光を行う。
【００３７】
したがって、第１露光ステップでは感光性Ａｇペースト膜４１のダスト４５に対応する領域Ａ、Ｂは露光されないが、第２露光ステップでは感光性Ａｇペースト膜４１上のダスト４５に対応する位置が移動して領域Ａ、Ｂが露光されることになる。一方、第２露光ステップでは、ダスト４５によって露光されない領域Ｍ、Ｎが、露光パターンの１周期分ずれた領域Ｍ、Ｎに新たに発生するが、その領域Ｍ、Ｎはすでに第１露光ステップで露光されている。
【００３８】
すなわち、フォトマスク４２を移動させた場合、感光性Ａｇペースト膜４１に対して移動前後で同じ箇所にダストが位置する確率は非常に小さい。したがって、少なくともフォトマスク４２を移動させて、その前後で計２回の露光を行えば、フォトマスク４２に付着したダスト４５により露光が遮られ未露光となる領域を低減することができる。
【００３９】
図４においては、フォトマスク４２をアドレス電極３２の長手方向と直角方向に平面移動させたが、アドレス電極３２はストライプ状であるため、その長手方向で、かつ、平均的なダスト４５のサイズより大きい距離だけ移動させることによっても、ダスト４５による未露光領域をなくすことができる。
【００４０】
なお、上記の本発明の実施の形態では、第１露光ステップでの露光ギャップよりも第２露光ステップでの露光ギャップを小さくした場合について説明したが、第１露光ステップでの露光ギャップを第２露光ステップでの露光ギャップよりも小さくしてもよい。すなわち、所望の電極幅が得られるように第２露光ステップでの露光ギャップを設定してもよい。
【００４１】
以上の説明では、第１露光ステップでの露光の後、フォトマスクを移動させて第２露光ステップでの露光を行ったが、フォトマスクを固定して背面ガラス基板を垂直方向または平面方向に移動させても同様の効果が得られる。
【００４２】
また、上記説明ではアドレス電極を例として説明したが、表示電極対を構成する走査電極や維持電極、さらには、遮光層や背面パネルの隔壁など、フォトリソグラフィー法を用いて形成されるＰＤＰの表示部材のパターニングも同様の工程で行うことができ、同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によるＰＤＰの製造方法によれば、微細にパターニングされた電極などの表示部材の反り上がりや基板からの剥離を抑制してフォトマスクに付着したダストによるパターン欠陥を防止することができ、大面積の画像表示装置の製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法を用いたＰＤＰの主要部の斜視図
【図２】同ＰＤＰの製造方法によるアドレス電極を形成する工程を示す図
【図３】同ＰＤＰの製造方法による露光ステップの詳細を示す図
【図４】同ＰＤＰの製造方法に用いたフォトマスクの配置を示す平面図
【符号の説明】
【００４５】
１０    ＰＤＰ
２０    前面パネル
２１    前面ガラス基板
２２    走査電極
２３    維持電極
２４    表示電極対
２５    誘電体層
２６    保護層
２７    遮光層
３０    背面パネル
３１    背面ガラス基板
３２    アドレス電極
３３    下地誘電体層
３４    隔壁
３５    蛍光体層
３６    放電セル
４１    感光性Ａｇペースト膜
４２    フォトマスク
４３    開口部
４４    紫外光
４５    ダスト
４６    露光領域
５０    エッジ部
【図１】
2009146682.tif 000003
【図２】
2009146682.tif 000004
【図３】
2009146682.tif 000005
【図４】
2009146682.tif 000006