CN100545986C - 等离子体显示板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于实现抑制在PDP的构造物中发生缺陷，而且，能够抑制构造物的翘曲、剥离等的PDP的制造方法，在光刻法中，用开口宽度分别不同然而具备相同曝光图形的第1光掩模和第2光掩模进行两次曝光，使通过第1光掩模的第1次曝光的区域(A’)与通过第2光掩模的第2次曝光的区域(B’)的曝光量不同。
Description
技术领域
本发明涉及进行作为大画面、既薄又轻的显示装置所周知的等离子体显示板(以下，称为PDP)的构造物形成的PDP的制造方法以及用该制造方法制造的PDP。
背景技术
PDP通过由气体放电发生紫外线，用该紫外线激励荧光体发光，进行图像显示。
PDP的驱动方式大致分为AC型和DC型。另外，放电方式分为面放电型和相对放电型。
至今为止，由于高清晰度、大画面以及伴随着构造的简单性引起的制造简便性，三电极构造的面放电型的PDP正在成为主流。
PDP的构造是通过在玻璃等基板上使具有由扫描电极和维持电极构成的显示电极、覆盖在其上面的电介质层、进而覆盖其上面的保护层的前面板与具有相对于显示电极正交的多个地址电极、覆盖在其上面的电介质层、电介质层上的间壁的背面板相对配置，在显示电极与数据电极的交叉部分形成放电单元，而且在放电单元内具备荧光体层。
这样的PDP与液晶屏相比较能够进行高速的显示。另外，从视野角宽，易于大型化，进而由于是自发光型因此显示品质高等理由出发，即使在平板型显示板中也引人注目。特别是，作为大量人群聚集的公共场所的显示装置或者家庭中用于欣赏大画面图像的显示装置，在各种用途中大量使用。
PDP中，例如对于显示电极以及地址电极，在其形状以及配置间隙/间距方面要求比较高的精度。
因此，采用在基板整个面上涂敷含有感光性材料的例如金属材料等导电性材料，通过具备电极图形的光掩模把其曝光、显影的所谓光刻法。作为用这样的光刻法，在基板上的预定位置形成预定形状的电极的方法，例如在「2001 FPD工艺学大全，株式会社电子期刊2000年10月25日，p589-594，p601-p603，p604-p607」中介绍。
这里，通过曝光感光性材料发生交联反应而硬化，而根据其曝光的条件，有时曝光成为过曝光。这种情况下成为过度地进行交联反应，在电极膜内部存在应力的状态。如果在这样的状态下进行焙烧则电极膜收缩，在PDP的例如地址电极等构造物的图形的边缘部分中，有时发生翘起或者剥离的问题。以上是电极的例子，而在PDP中，尽管是大画面，然而在地址电极以外的其它构造物中也要求精度。从而，在电极以外的例如间壁等的形成中有时同样使用光刻法。在这样的情况下，与上述相同有时在图像显示方面产生障碍。
如果发生这样的问题，则对于所显示的图像将产生恶劣的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供在用光刻法进行PDP构造物形成的PDP的制造方法中，能够抑制所形成的构造物的翘曲(反曲)、剥离等的PDP的制造方法以及PDP。
为了达到上述目的，本发明的PDP的制造方法是用光刻法进行PDP构造物形成的PDP的制造方法，特征是，所述PDP的构造物的至少一个在所述构造物的形成工艺中用曝光部分的图形相同但开口宽度不同的多个光掩模使曝光量不同地进行曝光。
另外，为了达到上述目的，本发明的PDP是具备用光刻法形成的构造物的PDP，特征是所述构造物的至少一个在刚刚曝光后的状态下，在图形形状中的边缘部分与中央部分中交联反应的进行程度不同，图形的中央部分领先于其边缘部分。
附图说明
图1是用本发明一实施形态的PDP的制造方法制造的PDP的概略结构一例的剖面透视图；
图2A-图2D示出形成作为本发明PDP的一个构造物的地址电极的工艺(工序)的一例；
图3A-图3D示出形成地址电极的工艺的其它例子。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的一实施形态的PDP的制造方法。
(实施形态1)
首先，说明PDP构造的一个例子。图1是示出用本发明一实施形态的PDP的制造方法制造的PDP的概略结构一例的剖面透视图。
PDP1的正(前)面板2具有例如在通过浮法得到的玻璃那样平滑、透明而且具备绝缘性的基板3的一个主面上形成的由扫描电极4与维持电极5构成的显示电极6。
另外，(前面板2)具有设置在显示电极6和与其邻接的其它显示电极6之间的遮光层7，覆盖显示电极6和遮光层7的电介质层8，进而覆盖该电介质层8的例如包括MgO的保护层9。
扫描电极4和维持电极5为了谋求降低电阻，采用分别在透明电极4a以及5a上叠层了金属材料那样的良导电性材料的母线电极4b以及5b的构造。另外，遮光层7在用于遮蔽非发光时来自荧光体层(后述)的白色、提高对比度方面是有效的。
背面板10具有形成在背面一侧例如通过浮法得到的玻璃那样的平滑而且具备绝缘性的基板11的一个主面上的地址电极12，覆盖该地址电极12的电介质层13，在电介质层13上的与相邻的地址电极12之间相当的位置配置的间壁14，与相邻的其它间壁14之间的荧光体层15R、15G以及荧光体层15B。
前面板2与背面板10相对配置成把间壁14夹在中间，使得显示电极6与地址电极12正交，用密封构件密封了前面板2与背面板10周围。在形成于前面板2与背面板10之间的放电空间16中，例如以66.5kPa(500Torr)的压力封入Ne-Xe5％的放电气体。
而且，放电空间16的显示电极6与地址电极12的交叉部分作为放电单元17(单位发光区)进行工作。
其次，参照图1对于PDP1说明其制造方法。
在制造前面板2时，首先在基板3上，例如条纹形地形成扫描电极4以及维持电极5。具体地讲，在透明基板3上例如通过电子束蒸镀法形成作为透明电极4a、5a材料的例如ITO膜。进而，对该ITO膜上抗蚀剂进行构图使其残留成透明电极4a、5a的图形。而且，在该状态下，对透明电极4a、5a进行腐蚀，然后，剥离抗蚀剂，条纹形地形成透明电极4a、5a。另外，作为透明电极材料还能够使用SnO2等。
而且，在上述透明电极4a、5a上形成母线电极4b、5b。作为母线电极4b、5b的材料，使用黑色颜料，玻璃料(基于PbO-B2O3-SiO2或者Bi2O3-B2O3-SiO2等)，聚合引发剂，光硬化性单体，含有有机溶剂的感光性黑色膏。
用丝网印刷法等在玻璃基板上把该感光性黑色膏成膜为黑色电极膜以后，进行干燥，然后，用丝网印刷法等在黑色电极膜上使用在材料中含有Ag的导电性材料，玻璃料(基于PbO-B2O3-SiO2或者Bi2O3-B2O3-SiO2等)，聚合引发剂，光硬化性单体，含有有机溶剂的感光性Ag膏，成膜金属电极膜，再次进行干燥。最后，用光刻法构图、烧结，形成母线电极4b、5b。
根据上述的制造方法，能够形成由扫描电极4以及维持电极5构成的显示电极6。
接着，形成遮光层7。该层用丝网印刷法将感光性黑色膏成膜以后，用光刻法构图、烧结而形成。另外，遮光层7也可以与母线电极4b、5b的基底黑色层同时形成。另外，如果感光性膏是黑色，则也可以不是使用了膏的形成方法。另外，遮光层7也可以在母线电极4b、5b形成之前形成。
接着，用电介质层8覆盖显示电极6和遮光层7。电介质层8例如用丝网印刷涂敷包括基于铅的玻璃材料的膏而形成。然后，在预定的温度和预定的时间，例如560℃和20分钟期间，通过烧结膏，电介质层8形成预定的厚度，例如大约20μm的厚度。
作为包括基于铅系的玻璃材料的膏，例如使用PbO(70wt％)，B2O3(15wt％)，SiO2(10wt％)以及Al2O3(5wt％)和有机粘合剂(例如，在α-萜品醇中溶解了10％的乙基纤维素的材料)的混合物。这里，所谓有机粘合剂是在有机溶剂中溶解了树脂的材料。除去乙基纤维素以外作为树脂还能够使用丙烯酸类树脂，作为有机溶剂还能够使用正丁基卡必醇等。
进而，在这样的有机粘合剂中还可以混入分散剂，例如三油酸甘油酯。另外，代替用膏进行丝网印刷，还能够把成型为薄膜形的电介质前体通过叠层并烧结而形成。
接着，用保护层9覆盖电介质层8。保护层9例如以MgO为主要成分。通过蒸镀或者溅射等成膜工艺，保护层9形成为预定的厚度，例如大约0.5μm。
另一方面，背面板10在基板11上条纹形地形成地址电极12。具体来讲，在基板11上，使用成为地址电极12的材料的例如感光性Ag膏，用丝网印刷法等形成膜，然后，用光刻法等构图、烧结形成。
接着，用电介质层13覆盖地址电极12。电介质层13例如在用丝网印刷涂敷了例如包含基于铅系的玻璃材料的膏以后，在预定的温度和预定的时间，例如560℃和20分钟期间烧结。由此，电介质层13形成为大约20μm的预定厚度。
另外，代替丝网印刷膏，还可以用成型了的薄膜形的基底电介质层前体通过叠层并烧结而形成(电介质层13)。
接着，例如条纹形地形成间壁14。间壁14用印刷法或者模涂法等成膜以Al2O3等附聚体(骨材)和玻璃料为主剂的感光性膏，用光刻构图、烧结而形成。另外，例如，也可以用丝网印刷法以预定的间隙反复涂敷了包含基于铅的玻璃材料的膏以后，通过烧结而形成。这里，间壁14的间隙尺寸例如在32英寸～50英寸的HD-TV的情况下，是130μm～240μm左右。
而且，在间壁14与相邻的间壁14之间的沟槽中，形成由红色(R)，绿色(G)以及蓝色(B)的各荧光体粒子构成的荧光体层15R、15G以及15B。这是涂敷了各种颜色荧光体粒子和有机粘合剂构成的膏状的荧光体墨水，把其例如在400～590℃的温度下烧结，烧完有机粘合剂。由此，形成各荧光体粒子粘接构成的荧光体层15R、15G以及15B。
把前面板2与背面板10重叠成使得前面板2的显示电极6与背面板10的地址电极12正交，在前面板2与背面板10的周围边缘中插入密封用玻璃等密封构件，由把该密封构件在例如450℃左右下焙烧10～20分钟形成的气密密封层(未图示)密封。而且，在一旦把放电空间16内以例如1.1×10-4Pa排气成高真空以后，通过以预定的压力封入放电气体(例如，基于He-Xe，基于Ne-Xe的惰性气体)制作PDP1。
这里，由于要求PDP1是大画面的同时，在显示电极6、遮光层7、地址电极12和间壁14等PDP1的构造物中要求对于形状以及位置的精度，因此，作为这些PDP1的构造物的形成方法大多使用光刻法。
因此，对于本发明的PDP的制造方法中的光刻方法，以作为PDP1的一构造物的地址电极12的形成为例，以作为本发明特征点的曝光工艺的流程为中心，使用附图进行说明。
图2A-图2D示出形成地址电极12时的工艺(工序)的概略流程。
首先，如图2A所示，用丝网印刷法等均匀地涂敷感光性Ag膏，在基板11上形成感光性Ag膏膜21。感光性Ag膏膜21成为图1所示的地址电极12的前体。
接着，如图2B所示，在基板11上的预定位置对位配置具备用于通过光刻法得到地址电极12的曝光图形的光掩模22。在图2B中，第1光掩模22没有划阴影线的部分是开口宽度为A的开口部分，其成为曝光部分22a。
接着，如图2C所示，借助光掩模22对于感光性Ag膏膜21进行第1次曝光。具体地讲，(对光掩模22)照射超高压水银灯发出的紫外线23。
接着，如图2D所示，在预定的位置对位设置具备用于通过光刻法得到地址电极12的曝光图形的第2光掩模24，该曝光图形虽然与第1光掩模22的曝光图形相同但是其开口部分的开口宽度B不同。在图2D中，第2光掩模24中的没有画阴影线的部分是开口宽度B的开口部分，成为曝光部分24a。
而且，如以上那样通过对于曝光了地址电极12的图形的感光性Ag膏膜21进行显影，把感光性Ag膏膜21做成地址电极12的图形，通过把其焙烧形成地址电极12。
这里，第1光掩模22的开口宽度A与第2光掩模24的开口宽度B，为了控制由其对位误差引起的由第1次曝光和第2次曝光所曝光的区域的位移的线宽度的变化，具有以下的关系。即，某一方的光掩模，例如第1光掩模22的开口宽度A做成用于形成地址电极12的图形的预定的开口宽度。而且，作为另一方光掩模的第2光掩模24的开口宽度B虽然具有与第1光掩模22为相同的曝光图形，但是做成比第1光掩模22的开口宽度A狭窄的开口宽度B。
而且，把第2光掩模24对位(定位)进行曝光使得第2次曝光的区域收容在第1光掩模22的第1次曝光的曝光区域内。这里，第2光掩模24的曝光部分24a的开口宽度B对于第1光掩模22的曝光部分22a的开口宽度A的大小可以根据曝光图形的设计，各个光掩模的对位精度以及感光材料焙烧时的收缩率等材料特性等决定。
进而，在上述的曝光中，使第1次曝光与第2次曝光中的曝光量不同。具体地讲，使开口宽度宽的光掩模，即在上述的例子中第1光掩模22中的曝光的曝光量比开口宽度窄的光掩模，即上述的例子中第2光掩模24中的曝光的曝光量大。
更具体地讲，例如使通过第1光掩模22曝光时的曝光量成为感光性Ag膏膜21的曝光所需要的曝光量的2/3左右，另外，使通过第2光掩模24曝光时的曝光量成为感光性Ag膏膜21的曝光所需要的曝光量的1/3左右。而且，使第1次曝光和第2次曝光的总计曝光量不超过感光性Ag膏膜21的曝光所需要的曝光量。如果依据上述的曝光工艺，则在感光性Ag膏膜21中，作为曝光的历史，分为接受了第1次和第2次两次曝光的区域B’(通过第2光掩模24的曝光部分24a曝光了的区域)，和仅接受了第1次曝光的区域C’(从通过第1光掩模22的曝光部分22a曝光了的区域A，到除去区域B’的区域)。而且，曝光图形的边缘部分由于成为仅曝光一次的区域C’，因此边缘中成为过曝光的部分非常稀少，能够抑制发生以过曝光产生的应力为原因的图形边缘部分的翘曲或者剥离这样的问题。
这里，在上述的例子中，曝光图形的边缘部分中的直接曝光量是所需要的曝光量的2/3左右。而且，如果曝光量不足，则由于曝光时的光照射从膜表面进行，交联反应从膜表面进行，因此在电极膜表面虽然进行了充分的硬化，但是在电极膜内部成为硬化不充分的状态。在这样的情况下，也易于在曝光图形中发生剥离等。
然而，如果依据上述的曝光工艺，则试验性地确认了在曝光图形中发生剥离的不理想状况非常稀少。这一点认为是基于以下的理由。
即，交联反应在曝光时不仅是在膜厚方向而且也在面方向扩展。从而，在第二次曝光时，曝光图形的边缘部分(区域C’)中虽然没有被直接曝光，但是通过沿着其膜面方向扩展的交联反应，认为实际上进行交联反应。由此，即使没有成为所需要的预定曝光量，认为在图像形成上也不至于达到成为问题的曝光不足。
另外，上述中示出首先在开口宽度大的光掩模中进行曝光量多的第一次曝光，接着，在开口宽度小的光掩模中进行曝光量少的第二次曝光的顺序。而代替该顺序，在首先使用开口宽度小的光掩模进行曝光量少的第一次曝光，接着，使用开口宽度大的光掩模进行曝光量多的第二次曝光这种形态的曝光工艺中也能够得到同样的效果。
如果依据上述本发明实施形态1的PDP的制造方法，则能够在抑制了发生过曝光、曝光不足这样问题的状态下，良好地进行对于感光性Ag膏膜21的图形曝光。
而且如以上那样，通过对于曝光了地址电极12的图形的感光性Ag膏膜21进行显影，把感光性Ag膏膜21做成地址电极12的图形，通过把其焙烧完成地址电极12。
另外，在上述中，作为PDP1的构造物以地址电极12为例进行了说明。而通过对于显示电极6、遮光层7、间壁14等使用光刻法形成的PDP1的构造物同样适用上述工艺，能够得到同样的效果。
(实施形态2)
图3A-图3D示出形成地址电极12时的其它工艺的概略流程说明。
首先，如图3A所示，用丝网印刷法等均匀地涂敷感光性Ag膏，形成感光性Ag膏膜21。感光性Ag膏膜21成为图1所示的地址电极12的前体。
接着，如图3B所示，在基板11上的预定位置对位配置具备用于通过光刻法得到地址电极12的曝光图形的光掩模22。在图3B中，第1光掩模22没有划阴影线的部分是开口宽度为A的开口部分，其成为曝光部分22a。
接着，如图3C所示，借助光掩模22对于感光性Ag膏膜21进行第1次曝光。具体地讲，对光掩模22照射超高压水银灯发出的紫外线23。
接着，如图3D所示，在预定的位置对位设置具备用于通过光刻法得到地址电极12的虽然是具有与第1光掩模22相同的曝光图形，但是其开口部分的开口宽度B不同的曝光图形的第2光掩模24。在图3D中，第2光掩模24中的没有画阴影线的部分是开口宽度为B的开口部分，其成为曝光部分24a。
这里，第1光掩模22的开口宽度A与第2光掩模24的开口宽度B为了控制由其对位误差引起的由第1次曝光和第2次曝光所曝光的区域的位移的线宽度的变化，具有以下的关系。即，某一方的光掩模，例如第1光掩模22的开口宽度A做成用于形成地址电极12的图形的预定的开口宽度。而且，作为另一方光掩模的第2光掩模24的开口宽度B虽然是具有与第1光掩模22相同的曝光图形，但是做成比第1光掩模22的开口宽度A狭窄一些的开口宽度B。
而且，把第2光掩模24对位进行曝光使得第2次曝光的区域收容在通过第1光掩模22进行的第1次曝光的曝光区域内中。这里，第2光掩模24的曝光部分24a的开口宽度B对于第1光掩模22的曝光部分22a的开口宽度A的大小可以根据曝光图形的设计，各个光掩模的对位精度以及感光性材料焙烧时的收缩率等材料特性等决定。
进而，在上述的曝光中，使第1次曝光与第2次曝光中的曝光量不同。具体地讲，使开口宽度宽的光掩模，即第1光掩模22中的曝光的曝光量比开口宽度窄的光掩模，即第2光掩模24中的曝光的曝光量大。
进而，例如使通过第1光掩模22曝光时的曝光量成为感光性Ag膏膜21的曝光所需要的曝光量的2/3左右，另外，使通过第2光掩模24曝光时的曝光量成为感光性Ag膏膜21的曝光所需要的曝光量的1/3左右。而且，使第1次曝光和第2次曝光的总计曝光量不超过感光性Ag膏膜21的曝光所需要的曝光量。依据上述的曝光工艺，能够在抑制了发生过曝光、曝光不足这样问题的状态下，良好地进行对于感光性Ag膏膜21的图形曝光，这一点与使用图2A-图2D说明过的实施形态1相同。进而，如图3B-图3D所示，即使在第1光掩模22的一部分上附着灰尘22b，或者在第2光掩模24的一部分上附着了灰尘24b的状态下，也能够把其影响抑制成极小。
即，如图3C所示，在借助光掩模22对于感光性Ag膏膜21进行第1次曝光时，如果在光掩模22的开口部分22a附着灰尘22b，则感光性Ag膏膜21的从通过第1光掩模22的曝光部分22a被曝光的区域A’除去了与灰尘22b相对应的区域21a的区域实际上被曝光、感光。
接着，如图3D所示，即使在第2光掩模24中附着灰尘24b，认为与附着在第1光掩模22的灰尘22b成为相同位置的概率非常小。
从而，在第2次曝光时，由于灰尘24b而没有感光的区域21b成为与在第1次曝光时由于灰尘22b而没有感光的区域21a的不同区域的可能性非常高。即，即使在第1光掩模22上由于附着灰尘22b，在第1次曝光时与灰尘22b相对应的区域21a没有感光，在使用了第2光掩模24进行第2次曝光时，区域21a感光的可能性非常高。另外，在第2次曝光时，由灰尘24b遮挡曝光而没有感光的区域21b已经通过第1次曝光而感光的可能性非常高。
如以上所说明的那样，由于在上述的例子中在多个光掩模的每一个中进行曝光，因此对于感光性Ag膏膜21，即使由于光掩模的交换灰尘位于相同位置的概率也非常小，能够几乎不存在由附着在(下一个)光掩模中的灰尘完全遮挡曝光而成为完全未感光的区域。
另外，在上述的例子中，开口宽度宽的光掩模，即在上述的例子中第1光掩模22中的曝光量比宽口宽度窄的光掩模，即在上述的例子中第2光掩模24中的曝光量大，例如，使通过第1光掩模22进行的曝光的曝光量成为感光性Ag膏膜21的曝光所需要的曝光量的2/3左右，另外，使通过第2光掩模24进行的曝光的曝光量成为感光性Ag膏膜21的曝光所需要的曝光量的1/3左右，而且使第1次曝光和第2次曝光的总计曝光量没有超过感光性Ag膏膜21的曝光所需要的曝光量。
因此，第1次曝光时成为未曝光区域的区域21a在曝光量仅为感光性Ag膏膜21的曝光所需要的曝光量的1/3左右下被直接曝光。另外，第2次曝光时成为未曝光区域的区域21b在曝光量仅为感光性Ag膏膜21的曝光所需要的曝光量的2/3左右下被直接曝光。然而，即使在这样的情况下，试验性地确认了每一种都不至于达到发生剥离等程度的曝光不足。
由于交联反应对于曝光不仅在膜厚方向而且也在面方向扩展，因此在第1次曝光时，在区域21a上即使没有被直接曝光，但认为通过对于其区域21a周围的曝光，在区域21a的部分中也进行交联反应。从而，通过在这种状态下进行的交联反应与由第2次直接曝光进行的交联反应的相加作用，即使没有成为所需要的预定曝光量，认为在图形形成上也不至于达到成为问题的曝光不足。对于区域21b在同样的理由下，即使没有达到所需要的预定曝光量，认为在图像形成上也不至于达到成为问题的曝光不足。
如果依据上述本发明实施形态2的PDP的制造方法，则能够最小化附着在光掩模上的灰尘的影响，而且能够良好地进行对于感光性Ag膏膜21的图形曝光。
另外，上述说明中的曝光量根据曝光强度和曝光时间决定。
如果依据本发明，则在用光刻法形成PDP的构造物的方法中，由于能够提供抑制所形成的构造物的翘曲、剥离等的PDP的制造方法以及PDP，因此其产业上的实用性很高。
Claims (4)
1.一种等离子体显示板的制造方法，该制造方法用光刻法进行等离子体显示板的构造物的形成，其特征在于：
作为所述构造物的显示电极、遮光层、地址电极及间壁中的至少一个，在所述光刻法的曝光工艺中使用曝光部分的图形相同、但开口宽度不同的多个光掩模，并使得由曝光强度和曝光时间所决定的曝光量不同地进行曝光，通过所述开口宽度宽的光掩模曝光时从光源照射的曝光量比通过所述开口宽度窄的光掩模曝光时从光源照射的曝光量大。
2.根据权利要求1所述的等离子体显示板的制造方法，其特征在于：
大的曝光量是所需要的全部曝光量的2/3。
3.根据权利要求1所述的等离子体显示板的制造方法，其特征在于：
所述构造物中的至少一个在刚曝光后的状态下，在该构造物的图形的边缘部分和中央部分处的交联反应进行的程度不同，所述中央部分的交联反应程度领先于所述边缘部分。
4.根据权利要求1所述的等离子体显示板的制造方法，其特征在于：
所述曝光工艺是所述地址电极的形成工艺，曝光是对于具有感光性的银膏膜进行的。
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