JP2004342348A

JP2004342348A - Manufacturing method of plasma display panel

Info

Publication number: JP2004342348A
Application number: JP2003134103A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Adachi; 大輔足立
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-13
Also published as: JP4196079B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a plasma display panel wherein a structure such as an address electrode of the PDP is formed by a photolithography method, the generation of a defect such as a chip due to dust or the like adhered to a photomask is suppressed, and upward warping, peeling or the like are also prohibited. <P>SOLUTION: Light exposure to a pattern of the structure forming such as the address electrode is performed by first exposure which carries out pattern exposure at its approximately central region and by second exposure which carries out pattern exposure overlapping at a part of the first exposure region and at a remained part of the pattern of the structure, by which the disconnection of the pattern due to the dust adhered to the photomasks 22, 24 and the generation of a defective configuration caused by two times of exposure are suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大画面で、薄型、軽量のディスプレイ装置として知られるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）の構造物の形成を行うプラズマディスプレイパネルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰは、ガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で蛍光体を励起して発光させることにより画像表示を行っている。
【０００３】
ＰＤＰには、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型とがあり、放電形式では面放電型と対向放電型とがあるが、高精細化、大画面化および構造の簡素性に伴う製造の簡便性から、現状では、３電極構造の面放電型のＰＤＰが主流である。その構造は、ガラス等の基板上に、走査電極と維持電極とからなる表示電極と、それを覆う誘電体層と、さらにそれを覆う保護層とを有する前面板と、表示電極に対して直交する複数のアドレス電極と、それを覆う誘電体層と、誘電体層上の隔壁とを有する背面板とを対向配置させることにより、表示電極とデータ電極との交差部に放電セルを形成し、且つ放電セル内に蛍光体層を備えたものである。
【０００４】
このようなＰＤＰは、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり、視野角が広いこと、大型化が容易であること、自発光型であるため表示品質が高いことなどの理由から、フラットパネルディスプレイの中で最近特に注目を集めており、多くの人が集まる場所での表示装置や家庭で大画面の映像を楽しむための表示装置として各種の用途に使用されている。
【０００５】
以上の構成においては、表示電極および／またはアドレス電極のような電極には、その形状および配設ピッチに精度が要求されることから、例えば、金属材料等のような導電性材料に、感光性材料を含有させた材料を基板全面に塗布、乾燥し、それを電極のパターンに露光する露光パターンを備えたフォトマスクにより露光し、その後、それを現像するという、いわゆるフォトリソグラフィ法によってパターニングすることで、所定の位置に所定形状の電極を形成する。
【０００６】
上述のようなフォトリソグラフィ法においては、フォトマスクが備える露光パターンの露光部にダスト等が付着していると、その部分に対応する感光性材料が感光せず重合されないことから、現像時に溶解し、「抜け」となってしまうことから、電極の場合、最悪の場合、断線に至ってしまう。ここで、断線が発生してしまうと、断線発生箇所より給電方向下流側の画素に電力を供給することができず、ＰＤＰにおいては画像表示に支障が生じ、致命的な欠陥となる。
【０００７】
そこで、上述のような断線の発生を抑制するために、露光を、同一の露光パターンを備える複数のフォトマスクを用いて、複数回、行うという方法がある。これは、異なるフォトマスクのそれぞれの露光パターンは、そのパターンの同一箇所にダストが付着している可能性は非常に小さく、したがって、露光を、例えば２枚のフォトマスクを用いて、フォトマスク毎にそれぞれ一回、計２回行うことによれば、一方のフォトマスクに付着したダストのために、そのフォトマスクでの露光が遮られ未感光となるとしても、もう一方のフォトマスクでの露光の際には感光するので、これにより、未感光となる領域を、ほとんどなくすことが可能となるというものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１−２８１４４８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、例えば露光を２回行うと、感光性材料の露光の履歴としては、１回目と２回目との両方の露光を受けた領域（２回露光領域）と、１回目もしくは２回目の一方の露光のみを受けた領域（１回露光領域）とに分かれる。
【００１０】
ここで、露光により感光性材料は架橋反応し、硬化するが、２回露光領域においては、その露光が過露光となる場合があり、そのような場合には架橋反応が過度に進行してしまい、形成した電極には応力が内在した状態となり、このような状態で焼成を行うと、電極が収縮し、エッジ部での反り上がりや剥がれといった問題が発生する場合がある。このような問題は、エッジ部が過露光となった場合に特に顕著となる。
【００１１】
また、ＰＤＰにおいては、大画面であるにも関わらず、例えば隔壁など、その構造物には精度を要求されることから、形成には同様にフォトリソグラフィ法が用いられる場合がある。このような場合も、上述と同様の問題が発生し、同様に画像表示に支障が生じてしまう場合がある。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ＰＤＰの構造物の形成をフォトリソグラフィ法により行うＰＤＰの製造方法において、フォトマスクに付着したダスト等により、ＰＤＰの構造物に断線などの欠陥が発生することを抑制し、且つ、構造物の反り上がり、剥がれなども抑制することができるプラズマディスプレイパネルの製造方法を実現することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、フォトリソグラフィ法により形成した構造物を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、形成する構造物のパターンに対する露光を、その略中央領域をパターン露光する第一の露光と、この第一の露光による露光領域に一部を重複させて、前記構造物のパターンのうちの残りの領域をパターン露光する第二の露光とにより行うものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、フォトリソグラフィ法により形成した構造物を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、形成する構造物のパターンに対する露光を、その略中央領域をパターン露光する第一の露光と、この第一の露光による露光領域に一部を重複させて、前記構造物のパターンのうちの残りの領域をパターン露光する第二の露光とにより行うプラズマディスプレイパネルの製造方法である。
【００１５】
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の発明において、前記重複させる領域が、構造物のパターンの１／５以下であるというものである。
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法について、図を用いて説明する。
【００１７】
まず、ＰＤＰの構造の一例について説明する。図１は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法により製造される、ＰＤＰの概略構成の一例を示す断面斜視図である。
【００１８】
ＰＤＰ１の前面板２は、前面側の、例えばフロート法により得られたガラスのような、平滑、透明且つ絶縁性の基板３の一主面上に形成した、走査電極４と維持電極５とからなる表示電極６と、隣接する表示電極６間に設けた遮光層７と、表示電極６と遮光層７とを覆う誘電体層８と、さらにその誘電体層８を覆う、例えばＭｇＯによる保護層９とを有する構造である。走査電極４と維持電極５は、電気抵抗の低減を目的として、透明電極４ａ、５ａに金属材料のような良導電性材料によるバス電極４ｂ、５ｂを積層した構造である。また、遮光層７は、非発光時に蛍光体層（後述）からの白色を遮蔽し、コントラストを向上させるためのものである。
【００１９】
背面板１０は、背面側の、例えばフロート法により得られたガラスのような、平滑、且つ絶縁性の基板１１の一主面上に形成したアドレス電極１２と、そのアドレス電極１２を覆う誘電体層１３と、誘電体層１３上の、隣り合うアドレス電極１２の間に相当する場所に位置する隔壁１４と、隔壁１４間の蛍光体層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂとを有する構造である。
【００２０】
そして、前面板２と背面板１０とは、隔壁１４を挟んで、表示電極６とアドレス電極１２とが直交するように対向し、周囲を封着部材により封止した構成であり、前面板２と背面板１０との間に形成された放電空間１６には、例えばＮｅ−Ｘｅ５％の放電ガスを６６．５ｋＰａ（５００Ｔｏｒｒ）の圧力で封入している。
【００２１】
そして、放電空間１６の表示電極６とアドレス電極１２との交差部が放電セル１７（単位発光領域）として動作する。
【００２２】
次に、上述した構造のＰＤＰ１について、その製造方法を同じく図１を参照しながら説明する。
【００２３】
前面板２は、基板３上にまず、走査電極４および維持電極５を例えばストライプ状に形成する。具体的には、基板３上に透明電極４ａ、５ａの材料、例えばＩＴＯによる膜を、例えば電子ビーム蒸着法により形成し、さらにその上にレジストを、透明電極４ａ、５ａのパターンとして残るようにパターニングして形成した後、エッチングにより透明電極４ａ、５ａの材料による膜をエッチングし、その後、レジストを剥離することで、透明電極４ａ、５ａを形成する。なお、透明電極材料としてはＳｎＯ_２等も用いることができる。そして、上述のようにして形成した透明電極４ａ、５ａの上にバス電極４ｂ、５ｂを形成する。具体的には、黒色顔料、ガラスフリット（ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系やＢｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系等）、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用いスクリーン印刷法等によりガラス基板上に黒色電極膜を成膜した後、乾燥し、引き続き、スクリーン印刷法等により黒色電極膜の上にＡｇを材料に含有する導電性材料、ガラスフリット（ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系やＢｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系等）、重合開始剤、光硬化性モノマー、有機溶剤を含む感光性Ａｇペーストを用いて金属電極膜を成膜し、再度、乾燥する。そしてその後、フォトリソグラフィ法によってパターニングし、焼成することで、バス電極４ｂ、５ｂを形成することができる。以上により、走査電極４および維持電極５からなる表示電極６を形成することができる。
【００２４】
次に、遮光層７を形成する。これは、感光性黒色ペーストをスクリーン印刷法等により成膜した後、フォトリソグラフィ法によってパターニングし、焼成することで形成することができる。なお、遮光層７は、バス電極４ｂ、５ｂの下地黒色層と同時に形成してもよい。また、黒色であるならペーストを用いた形成方法でなくとも良い。また、バス電極４ｂ、５ｂ形成の前に形成しても良い。
【００２５】
次に、以上のようにして形成した表示電極６と遮光層７とを、誘電体層８で被覆する。誘電体層８は、鉛系のガラス材料を含むペーストを例えばスクリーン印刷で塗布、乾燥した後、焼成することによって形成する。
【００２６】
次に、誘電体層８を、保護層９で被覆する。保護層９は、例えばＭｇＯからなるものであり、蒸着やスパッタなどの成膜プロセスにより形成する。
【００２７】
一方、背面板１０は、基板１１上に、アドレス電極１２を、例えばストライプ状に形成する。具体的には、基板１１上に、アドレス電極１２の材料、例えば感光性Ａｇペーストを用い、スクリーン印刷法等により膜を形成し、その後、フォトリソグラフィ法などによってパターニングし、焼成することで形成することができる。
【００２８】
次に、以上のようにして形成したアドレス電極１２を、誘電体層１３により被覆する。誘電体層１３は、例えば、鉛系のガラス材料を含むペーストを、例えば、スクリーン印刷で塗布、乾燥した後、焼成することによって形成する。また、ペーストをスクリーン印刷する代わりに、成型されたフィルム状の誘電体層の前駆体をラミネートして焼成することによって形成しても良い。
【００２９】
次に、隔壁１４を例えばストライプ状に形成する。隔壁１４は、Ａｌ_２Ｏ_３等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印刷法やダイコート法等により成膜し、フォトリソグラフィ法によりパターニングし、焼成することで形成することができる。または、例えば、鉛系のガラス材料を含むペーストを、例えば、スクリーン印刷法により所定のピッチで繰り返し塗布、乾燥した後、焼成することによって形成してもよい。ここで、隔壁１４の間隙の寸法は、例えば３２インチ〜５０インチのＨＤ−ＴＶの場合、１３０μｍ〜２４０μｍ程度である。
【００３０】
そして、隔壁１４と隔壁１４との間の溝には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各蛍光体粒子により構成される蛍光体層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを形成する。これは、各色の蛍光体粒子と有機バインダとからなるペースト状の蛍光体インキを塗布、乾燥し、これを４００〜５９０℃の温度で焼成して有機バインダを焼失させることによって、各蛍光体粒子が結着してなる蛍光体層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂとして形成する。
【００３１】
以上のようにして作製した前面板２と背面板１０とを、前面板２の表示電極６と背面板１０のアドレス電極１２とが直交するように重ね合わせるとともに、周縁に封着用ガラス等の封着部材を介挿し、これを例えば４５０℃程度で１０〜２０分間焼成して形成した気密シール層（図示せず）により封着する。そして、一旦、放電空間１６内を高真空（例えば、１．１×１０^−４Ｐａ）に排気した後、放電ガス（例えば、Ｈｅ−Ｘｅ系、Ｎｅ−Ｘｅ系の不活性ガス）を封入することによってＰＤＰ１を作製する。
【００３２】
ここで、ＰＤＰ１は大画面であると同時に、表示電極６、遮光層７、アドレス電極１２、隔壁１４などのＰＤＰ１の構造物には、形状および位置に対する精度が要求されるため、これら、ＰＤＰ１の構造物の形成方法としては、フォトリソグラフィ法が多く用いられている。
【００３３】
そこで、本発明によるＰＤＰ１の製造方法におけるフォトリソグラフィ法について、アドレス電極１２をＰＤＰの構造物の一例として、その形成工程を、本発明の特徴的な点である、露光での工程の流れを中心に、図を用いて説明する。
【００３４】
図２は、アドレス電極１２を形成する際の工程の概略の流れを示す図である。また、図３は、その際に用いる第一のフォトマスクと第二のフォトマスクの開口パターンの相対関係を模式的に示すための部分拡大平面図である。また、図４は、露光による露光領域を模式的に示すための部分拡大平面図である。
【００３５】
まず、図２（ａ）に示すように、アドレス電極１２の材料となるＡｇ材料を有する感光性Ａｇペーストを用い、これをスクリーン印刷法等により基板１１に均一に塗布することで、感光性Ａｇペースト膜２１を形成する。
【００３６】
次に、図２（ｂ）に示すように、開口部２２ａを備える第１のフォトマスク２２を、所定の位置に位置合わせして設置する。ここで、開口部２２ａの開口幅ｔ１は、アドレス電極１２のパターンの線幅Ｔよりも小さく形成している。
【００３７】
この状態で、図２（ｃ）に示すように、感光性Ａｇペースト膜２１に対する第一の露光を行う。具体的には、超高圧水銀ランプによる紫外線２３を照射する。この露光により、開口幅ｔ１がパターンの線幅Ｔよりも小さいことから、図４（ａ）に示すように、アドレス電極１２のパターン３０の略中央領域３１が露光される。
【００３８】
次に、図２（ｄ）に示すように、開口部２４ａを備える第２のフォトマスク２４を、所定の位置に位置合わせして設置する。ここで、図３に示すように、第２のフォトマスク２４における開口部２４ａは、第１のフォトマスク２２における開口部２２ａの位置に対して、一部オーバーラップしてその両側となる位置に形成したものである。なお、開口部２４ａの外幅ｔ２は、感光性Ａｇペースト膜２１に対してアドレス電極１２のパターン３０の線幅Ｔに露光することができる幅である。
【００３９】
そして、この状態で、図２（ｅ）に示すように、超高圧水銀ランプによる紫外線２３を照射し、感光性Ａｇペースト膜２１に対する第二の露光を行う。この露光により、図４（ｂ）に示すように、第一の露光による露光領域３１に一部を重複させた状態で、アドレス電極１２のパターン３０のうちの残りの領域３２が露光され、これにより、パターン３０の全領域が露光されることとなる。
【００４０】
そして以上のようにして、アドレス電極１２のパターンを露光した感光性Ａｇペースト膜２１に対して、現像を行うことで、感光性Ａｇペースト膜２１をアドレス電極１２のパターンに形成することができ、それを焼成することでアドレス電極１２が完成する。
【００４１】
ここで、第１のフォトマスク２２および第２のフォトマスク２４に、それぞれダストが付着していたとしても、感光性Ａｇペースト膜２１に対する相対位置が一致する確率は非常に小さい。具体的には、４０インチクラスのＰＤＰの製造に用いられるフォトマスク上に直径１００μｍの円状の異物が１００個程度付着したとき、第１のフォトマスクと第２のフォトマスクとで付着した異物の位置が一致する確率は０．１％程度以下となる。すなわち、フォトマスクの交換毎に露光を行う場合、感光性Ａｇペースト膜２１に対してフォトマスクの交換によってでも同じ箇所にダストが位置するという確率は非常に小さく、したがって、フォトマスクの交換を行って、その交換毎に露光を行えば、フォトマスクに付着したダストにより露光が遮られ未露光となり断線してしまうという領域を、大幅に抑制することが可能となる。
【００４２】
したがって、上述したような２回露光によりパターン３０中に形成された、第一の露光による露光領域３１と、第二の露光による露光領域３２とが重複する２回露光の領域は、フォトマスクへのダストの付着に関わらず１回は露光される確率が非常に高まるため、このことにより、アドレス電極１２のパターン３０は、最悪でも、上述した二回露光の領域の存在により、断線に至る確率は非常に小さくなる。
【００４３】
ここで、図３に示すように、第１のフォトマスク２２と第２のフォトマスク２４とは、その位置合わせの誤差による、第一の露光と第二の露光とで露光される領域の位置ずれを抑制するために、第２のフォトマスク２４の開口部２４ａの外幅ｔ２は，感光性Ａｇペースト膜２１に対して、アドレス電極１２のパターンの線幅Ｔに露光できる幅とし、第１のフォトマスク２２の開口部２２ａの開口幅ｔ１は、第２のフォトマスク２４の開口部２４ａの内幅ｔ３よりも若干、広くしたものとしている。このことにより、第１のフォトマスク２２による第一の露光による露光領域に一部を重複して、第二の露光が行われるため、その位置合わせの誤差によるパターン３０の「抜け」という問題は抑制される。なお、第１のフォトマスク２２の開口部２２ａの開口幅ｔ１に対する、第２のフォトマスク２４の開口部２４ａの外幅ｔ２と内幅ｔ３とは、露光パターンのデザイン、各フォトマスクの位置決め精度、および感光性材料の焼成時の収縮率などの材料特性に基づき決定すればよい。
【００４４】
また、ここで、露光により感光性Ａｇペースト膜２１は架橋反応し、硬化するが、アドレス電極１２のパターン３０の全領域を、第一の露光と第二の露光とで露光してしまうと、フォトマスクに付着したダストの影響を抑制することは可能とはなるが、２回露光領域においては架橋反応が過度に進行し、過露光となってしまうため、アドレス電極１２には、応力が内在した状態となる。このような状態のアドレス電極１２を焼成すると、焼成の際に異常な収縮が発生し、アドレス電極１２のエッジ部が反り上がったり、剥がれが発生したりする。逆に、２回露光領域の過露光を抑制するために、第一の露光と第二の露光とでの露光量をそれぞれ一様に低減すると、ダストの存在により１回露光のみとなってしまう領域においては露光不足となり、架橋反応の進行が不十分となる場合がある。露光不足の状態とは、露光時の光照射は膜表面から行われるため、架橋反応は膜表面から進行し電極膜表面では硬化が十分に行われているが、電極膜内部では硬化が不充分な露光不足の状態のことであり、このような場合も、現像時や焼成時に剥がれが発生しやすい状態である。
【００４５】
しかしながら、上述したような、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法における露光方法では、第一の露光による露光領域３１と第二の露光による露光領域３２の重複する箇所、すなわち過露光となる箇所が、アドレス電極１２のパターン３０に対して、内側に入った箇所となり、エッジ部および中央部は１回露光となることから、過露光により発生する応力が原因となるエッジ部での反りや剥がれといった問題の発生が抑制される。
【００４６】
ここで、図５に示すように、第１のフォトマスク２２の開口部２２ａの開口幅をｔ１、第２のフォトマスク２４の開口部２４ａのそれぞれの開口幅をｔ４とし、それぞれを、パターン３０の線幅Ｔに対して、ｔ１＝２×Ｔ／３、ｔ４＝Ｔ／５とすれば、二回露光領域の占める面積は、片側でＴ／１５となり、過露光により発生する応力は十分小さくなる。
【００４７】
なお、本発明者の検討により、二回露光領域の占める割合が、パターンの線幅Ｔに対して、１／５程度以下であれば過露光部が存在しても、反り上がり等不具合が発生しないことを実験的に確認している。
【００４８】
また、以上より、本発明によれば、ＰＤＰの構造物は、その露光後、焼成前の状態において、内部に架橋反応状態が異なる領域を有する状態を呈する。これは具体的には、例えば、炭素濃度の状態で確認することが可能である。また、その異なる領域は、構造物の形成する際の全露光領域に対し、１／５以下である。
【００４９】
また、一方のフォトマスクの開口幅を大きくすると、二回露光領域の面積を小さくするためにもう一方のフォトマスクの開口幅を小さくする必要があるが、この時の開口幅が、ダストの大きさと同等となってしまうと、パターン３０の仕上がり形状が悪化する。このため、第２のフォトマスク２４の開口部２４ａの開口幅の和と第１のフォトマスク２２の開口部２２ａの開口幅は少なくともアドレス電極１２のパターン３０の線幅Ｔの１／４程度以上とすることが望ましい。
【００５０】
以上の説明では、最初に、アドレス電極１２のパターンの略中央領域を露光する第一の露光を行い、次に、第一の露光による露光領域に一部を重複させて、アドレス電極１２のパターンのうちの残りの領域を露光する第二の露光を行うという形態を示したが、上記での第一、第二はその露光の順序を指定するものではなく、したがって、先に第二の露光を行い、その後、第一の露光を行う形態によっても、本発明の効果を同様に得ることが可能である。
【００５１】
また、以上は、ＰＤＰの構造物の一例として、アドレス電極１２を例として説明したが、表示電極６、遮光層７、アドレス電極１２、隔壁１４など、フォトリソグラフィ法を用いて形成するＰＤＰ１の構造物に対しても同様の効果を得ることができる。
【００５２】
以上説明した、本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法によれば、上述したような、第１のフォトマスクと第２のフォトマスクとを用いた二回露光を行うので、フォトマスクに付着した異物によるパターンの断線と、二回露光による形状不良の発生とを抑制することが可能となる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＰＤＰの構造物の形成をフォトリソグラフィ法により行うＰＤＰの製造方法において、フォトマスクに付着したダスト等により、ＰＤＰの構造物に断線などの欠陥が発生することを抑制し、且つ、その構造物の反り上がり、剥がれなども抑制することができるプラズマディスプレイパネルの製造方法を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法により製造される、ＰＤＰの概略構成の一例を示す断面斜視図
【図２】アドレス電極を形成する際の工程の概略の流れを示す図
【図３】形成するアドレス電極のパターンを模式的に示す平面図
【図４】第一のフォトマスクと第二のフォトマスクの開口パターンを模式的に示す平面図
【図５】露光による露光領域を模式的に示す平面図
【符号の説明】
１１基板
２１感光性Ａｇペースト膜
２２第１のフォトマスク
２２ａ開口部
２４第２のフォトマスク
２４ａ開口部
３１、３２領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma display panel manufacturing method for forming a structure of a plasma display panel (hereinafter, referred to as a PDP) known as a large-screen, thin, and lightweight display device.
[0002]
[Prior art]
The PDP performs image display by generating ultraviolet rays by gas discharge and exciting the phosphor with the ultraviolet rays to emit light.
[0003]
PDPs are roughly classified into two types: an AC type and a DC type in terms of driving, and a discharge type includes a surface discharge type and a counter discharge type. However, manufacturing is accompanied by high definition, large screen and simple structure. At present, a surface discharge type PDP having a three-electrode structure is mainly used because of its simplicity. Its structure is such that a front plate having a display electrode composed of a scanning electrode and a sustain electrode, a dielectric layer covering it, and a protective layer covering it further on a substrate such as glass, By disposing a plurality of address electrodes, a dielectric layer covering the same, and a back plate having a partition on the dielectric layer to face each other, a discharge cell is formed at an intersection between the display electrode and the data electrode, In addition, a phosphor layer is provided in the discharge cell.
[0004]
Such a PDP can display at a higher speed than a liquid crystal panel, has a wide viewing angle, is easy to increase in size, and has a high display quality because it is a self-luminous type. In recent years, panel displays have attracted particular attention, and have been used for various purposes as display devices in places where many people gather and display devices for enjoying large-screen images at home.
[0005]
In the above configuration, since electrodes such as display electrodes and / or address electrodes require precision in the shape and arrangement pitch, for example, a photosensitive material such as a metal material may be used. Applying the material containing the material to the entire surface of the substrate, drying it, exposing it to a photomask having an exposure pattern for exposing it to the electrode pattern, and then developing it, so-called patterning by the so-called photolithography method Thus, an electrode having a predetermined shape is formed at a predetermined position.
[0006]
In the above-described photolithography method, if dust or the like adheres to the exposed portion of the exposure pattern provided on the photomask, the photosensitive material corresponding to the portion is not exposed to light and is not polymerized. In the worst case, the electrode may be disconnected due to the "missing". Here, if a disconnection occurs, power cannot be supplied to a pixel on the downstream side in the power supply direction from a location where the disconnection has occurred, and an image display is disturbed in a PDP, resulting in a fatal defect.
[0007]
Therefore, there is a method in which exposure is performed a plurality of times using a plurality of photomasks having the same exposure pattern in order to suppress the occurrence of disconnection as described above. This is because it is very unlikely that each of the exposure patterns of different photomasks has dust adhering to the same portion of the pattern. Therefore, the exposure is performed for each photomask using, for example, two photomasks. Is performed once each time, that is, even if the exposure on one photomask is interrupted and unexposed due to dust adhering to one photomask, the exposure on the other photomask is performed. In this case, light is exposed, so that it is possible to almost eliminate the unexposed area (for example, see Patent Document 1).
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-1-281448
[Problems to be solved by the invention]
As described above, for example, when the exposure is performed twice, the exposure history of the photosensitive material includes a region that has been subjected to both the first exposure and the second exposure (a second exposure region) and a first or second exposure. (One-time exposure area).
[0010]
Here, the photosensitive material undergoes a cross-linking reaction and is cured by exposure, but in the twice-exposed region, the exposure may be overexposed, and in such a case, the crosslinking reaction proceeds excessively. In addition, the formed electrode has a state in which stress is inherent, and if sintering is performed in such a state, the electrode may shrink, causing a problem such as warpage or peeling at an edge portion. Such a problem is particularly remarkable when the edge portion is overexposed.
[0011]
Further, in the PDP, although a large screen is used, a structure such as a partition wall requires accuracy, and therefore, a photolithography method may be similarly used for the formation. Also in such a case, the same problem as described above occurs, and similarly, there is a case where a problem occurs in image display.
[0012]
The present invention has been made in view of such a problem, and in a method of manufacturing a PDP in which a PDP structure is formed by a photolithography method, the PDP structure is disconnected by dust or the like attached to a photomask. It is an object of the present invention to realize a method of manufacturing a plasma display panel that can suppress occurrence of defects such as defects, and can also suppress warpage and peeling of a structure.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a plasma display panel according to the present invention is directed to a method of manufacturing a plasma display panel having a structure formed by a photolithography method. Is performed by a first exposure for pattern exposure and a second exposure for partially exposing the remaining area of the pattern of the structure by partially overlapping the exposure area by the first exposure. is there.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
That is, according to the invention of claim 1 of the present invention, in a method for manufacturing a plasma display panel having a structure formed by photolithography, exposure of a pattern of a structure to be formed is performed by pattern exposure of a substantially central region thereof. A method of manufacturing a plasma display panel, comprising: a first exposure and a second exposure that partially exposes the remaining area of the pattern of the structure while partially overlapping the exposure area by the first exposure. It is.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the overlapping area is equal to or less than 1/5 of the pattern of the structure.
[0016]
Hereinafter, a method of manufacturing a PDP according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
First, an example of the structure of the PDP will be described. FIG. 1 is a cross-sectional perspective view showing an example of a schematic configuration of a PDP manufactured by a method of manufacturing a PDP according to an embodiment of the present invention.
[0018]
The front plate 2 of the PDP 1 is composed of a scan electrode 4 and a sustain electrode 5 formed on one main surface of a smooth, transparent and insulating substrate 3 such as glass obtained by a float method on the front side. Display electrode 6, a light-shielding layer 7 provided between adjacent display electrodes 6, a dielectric layer 8 covering the display electrode 6 and the light-shielding layer 7, and a protective layer covering the dielectric layer 8, for example, MgO. 9 is provided. The scan electrode 4 and the sustain electrode 5 have a structure in which bus electrodes 4b, 5b made of a highly conductive material such as a metal material are stacked on the transparent electrodes 4a, 5a for the purpose of reducing electric resistance. The light-shielding layer 7 is for shielding white from a phosphor layer (described later) during non-light emission and improving contrast.
[0019]
The back plate 10 includes an address electrode 12 formed on one main surface of a smooth and insulating substrate 11 such as glass obtained by a float method, for example, a glass obtained by a float method, and a dielectric covering the address electrode 12. The structure has a layer 13, barrier ribs 14 located at locations corresponding to adjacent address electrodes 12 on the dielectric layer 13, and phosphor layers 15 R, 15 G, and 15 B between the barrier ribs 14.
[0020]
The front plate 2 and the back plate 10 have a configuration in which the display electrode 6 and the address electrode 12 are opposed to each other with the partition wall 14 interposed therebetween so as to be orthogonal, and the periphery thereof is sealed with a sealing member. A discharge space 16 formed between the rear plate 10 and the rear plate 10 is filled with a discharge gas of, for example, 5% Ne-Xe at a pressure of 66.5 kPa (500 Torr).
[0021]
The intersection of the display electrode 6 and the address electrode 12 in the discharge space 16 operates as a discharge cell 17 (unit light emitting area).
[0022]
Next, a method of manufacturing the PDP 1 having the above-described structure will be described with reference to FIG.
[0023]
The front plate 2 first forms the scan electrodes 4 and the sustain electrodes 5 on the substrate 3 in, for example, a stripe shape. Specifically, a film of the material of the transparent electrodes 4a and 5a, for example, ITO, is formed on the substrate 3 by, for example, an electron beam evaporation method, and a resist is further formed thereon so as to remain as a pattern of the transparent electrodes 4a and 5a. After being formed by patterning, the film made of the material of the transparent electrodes 4a and 5a is etched by etching, and then the resist is removed to form the transparent electrodes 4a and 5a. Note that SnO ₂ or the like can also be used as a transparent electrode material. Then, bus electrodes 4b, 5b are formed on the transparent electrodes 4a, 5a formed as described above. Specifically, a black pigment, a glass frit (PbO—B ₂ O ₃ —SiO ₂ system, Bi ₂ O ₃ —B ₂ O ₃ —SiO ₂ system, etc.), a polymerization initiator, a photocurable monomer, and an organic solvent are used. A conductive material containing Ag as a material on a black electrode film by a screen printing method or the like after forming a black electrode film on a glass substrate by a screen printing method or the like using a photosensitive black paste containing Using a photosensitive Ag paste containing a glass frit (PbO—B ₂ O ₃ —SiO ₂ system, Bi ₂ O ₃ —B ₂ O ₃ —SiO ₂ system, etc.), a polymerization initiator, a photocurable monomer, and an organic solvent. To form a metal electrode film, and dried again. Then, after patterning by photolithography and baking, the bus electrodes 4b and 5b can be formed. As described above, the display electrode 6 including the scan electrode 4 and the sustain electrode 5 can be formed.
[0024]
Next, the light shielding layer 7 is formed. This can be formed by forming a photosensitive black paste into a film by a screen printing method or the like, patterning the film by a photolithography method, and baking. The light-shielding layer 7 may be formed simultaneously with the black base layer of the bus electrodes 4b and 5b. Further, if it is black, it is not necessary to use a forming method using a paste. Further, it may be formed before forming the bus electrodes 4b, 5b.
[0025]
Next, the display electrode 6 and the light shielding layer 7 formed as described above are covered with the dielectric layer 8. The dielectric layer 8 is formed by applying a paste containing a lead-based glass material by, for example, screen printing, drying, and then firing.
[0026]
Next, the dielectric layer 8 is covered with a protective layer 9. The protective layer 9 is made of, for example, MgO, and is formed by a film forming process such as vapor deposition or sputtering.
[0027]
On the other hand, the back plate 10 has the address electrodes 12 formed on the substrate 11 in a stripe shape, for example. Specifically, a film is formed on the substrate 11 using a material of the address electrode 12, for example, a photosensitive Ag paste by a screen printing method or the like, and thereafter, is patterned by a photolithography method or the like, and is formed by firing. be able to.
[0028]
Next, the address electrode 12 formed as described above is covered with the dielectric layer 13. The dielectric layer 13 is formed, for example, by applying and drying a paste containing a lead-based glass material by screen printing, for example, and then firing. Further, instead of screen printing the paste, the paste may be formed by laminating and firing a precursor of a molded film-shaped dielectric layer.
[0029]
Next, the partition walls 14 are formed, for example, in a stripe shape. The partition walls 14 can be formed by forming a photosensitive paste mainly containing an aggregate such as Al ₂ O ₃ and glass frit by a printing method, a die coating method, or the like, patterning the same by a photolithography method, and firing. it can. Alternatively, for example, the paste may be formed by repeatedly applying and drying a paste containing a lead-based glass material at a predetermined pitch by, for example, a screen printing method, and then firing. Here, the dimension of the gap between the partition walls 14 is, for example, about 130 μm to 240 μm in the case of a 32 inch to 50 inch HD-TV.
[0030]
Then, phosphor layers 15R, 15G, and 15B composed of phosphor particles of red (R), green (G), and blue (B) are formed in the grooves between the partitions 14. In this method, a paste-like phosphor ink composed of phosphor particles of each color and an organic binder is applied, dried, and baked at a temperature of 400 to 590 ° C. to burn off the organic binder. Are formed as the phosphor layers 15R, 15G, and 15B.
[0031]
The front plate 2 and the back plate 10 manufactured as described above are overlapped so that the display electrode 6 of the front plate 2 and the address electrode 12 of the back plate 10 are orthogonal to each other, and the periphery is sealed with a sealing glass or the like. An attachment member is inserted, and this is sealed with a hermetic seal layer (not shown) formed by firing at, for example, about 450 ° C. for 10 to 20 minutes. After the inside of the discharge space 16 is once evacuated to a high vacuum (for example, 1.1 × 10 ⁻⁴ Pa), a discharge gas (for example, a He—Xe-based or Ne—Xe-based inert gas) is filled. Thus, PDP 1 is manufactured.
[0032]
Here, the PDP 1 has a large screen, and at the same time, the structure of the PDP 1 such as the display electrode 6, the light-shielding layer 7, the address electrode 12, and the partition wall 14 is required to have accuracy in shape and position. As a method for forming a structure, a photolithography method is often used.
[0033]
Therefore, in the photolithography method in the method of manufacturing the PDP 1 according to the present invention, the address electrode 12 is used as an example of the structure of the PDP, and the forming process is mainly described with respect to the characteristic flow of the present invention. Next, a description will be given with reference to the drawings.
[0034]
FIG. 2 is a diagram showing a schematic flow of a process for forming the address electrode 12. FIG. 3 is a partially enlarged plan view schematically showing the relative relationship between the opening patterns of the first photomask and the second photomask used at that time. FIG. 4 is a partially enlarged plan view schematically showing an exposure area by exposure.
[0035]
First, as shown in FIG. 2A, a photosensitive Ag paste having an Ag material serving as a material of the address electrode 12 is used, and the Ag paste is uniformly applied to the substrate 11 by a screen printing method or the like. A paste film 21 is formed.
[0036]
Next, as shown in FIG. 2B, the first photomask 22 having the opening 22a is positioned at a predetermined position and installed. Here, the opening width t1 of the opening 22a is formed smaller than the line width T of the pattern of the address electrode 12.
[0037]
In this state, the first exposure is performed on the photosensitive Ag paste film 21 as shown in FIG. Specifically, ultraviolet rays 23 are irradiated from an ultra-high pressure mercury lamp. By this exposure, since the opening width t1 is smaller than the line width T of the pattern, the substantially central region 31 of the pattern 30 of the address electrode 12 is exposed as shown in FIG.
[0038]
Next, as shown in FIG. 2D, a second photomask 24 having an opening 24a is positioned at a predetermined position and installed. Here, as shown in FIG. 3, the opening 24 a in the second photomask 24 partially overlaps with the position of the opening 22 a in the first photomask 22 and is located at a position on both sides thereof. It was formed. Note that the outer width t2 of the opening 24a is a width that allows the photosensitive Ag paste film 21 to be exposed to the line width T of the pattern 30 of the address electrode 12.
[0039]
Then, in this state, as shown in FIG. 2E, the photosensitive Ag paste film 21 is subjected to the second exposure by irradiating ultraviolet rays 23 from an ultra-high pressure mercury lamp. By this exposure, as shown in FIG. 4B, the remaining area 32 of the pattern 30 of the address electrode 12 is exposed while partially overlapping the exposure area 31 by the first exposure. As a result, the entire area of the pattern 30 is exposed.
[0040]
Then, as described above, the photosensitive Ag paste film 21 exposed to the pattern of the address electrode 12 is developed, whereby the photosensitive Ag paste film 21 can be formed in the pattern of the address electrode 12. By firing it, the address electrode 12 is completed.
[0041]
Here, even if dust adheres to the first photomask 22 and the second photomask 24, the probability that their relative positions with respect to the photosensitive Ag paste film 21 match is very small. Specifically, when about 100 circular foreign substances having a diameter of 100 μm adhere to a photomask used for manufacturing a 40-inch class PDP, the foreign substances adhered by the first photomask and the second photomask. Is about 0.1% or less. That is, when the exposure is performed every time the photomask is replaced, the probability that the dust is located at the same place even when the photomask is replaced with respect to the photosensitive Ag paste film 21 is very small. If the exposure is performed every time the exchange is performed, the region where the exposure is blocked by dust adhering to the photomask, becomes unexposed, and is disconnected can be largely suppressed.
[0042]
Therefore, the double-exposure area where the exposure area 31 by the first exposure and the exposure area 32 by the second exposure formed in the pattern 30 by the double exposure as described above overlaps the photomask. The probability of one exposure is greatly increased irrespective of the adhesion of the dust, so that the worst case is that the pattern 30 of the address electrode 12 is likely to be disconnected due to the presence of the above-described double exposure area. Becomes very small.
[0043]
Here, as shown in FIG. 3, the first photomask 22 and the second photomask 24 are positioned at the positions of the areas exposed by the first exposure and the second exposure due to an alignment error. In order to suppress the displacement, the outer width t2 of the opening 24a of the second photomask 24 is set to a width that allows exposure to the line width T of the pattern of the address electrode 12 with respect to the photosensitive Ag paste film 21, and The opening width t1 of the opening 22a of the photomask 22 is slightly larger than the inner width t3 of the opening 24a of the second photomask 24. As a result, since the second exposure is performed while partially overlapping the exposure area by the first exposure by the first photomask 22, the problem of "missing" of the pattern 30 due to an alignment error is eliminated. Be suppressed. The outer width t2 and the inner width t3 of the opening 24a of the second photomask 24 with respect to the opening width t1 of the opening 22a of the first photomask 22 are the design of the exposure pattern and the positioning accuracy of each photomask. And the material properties such as the shrinkage ratio of the photosensitive material during firing.
[0044]
In addition, here, the photosensitive Ag paste film 21 undergoes a cross-linking reaction and cures by exposure, but if the entire area of the pattern 30 of the address electrode 12 is exposed by the first exposure and the second exposure, Although it is possible to suppress the influence of dust adhering to the photomask, the cross-linking reaction proceeds excessively in the twice-exposed region, resulting in overexposure. It will be in the state of having done. When the address electrode 12 in such a state is fired, abnormal shrinkage occurs during firing, and the edge of the address electrode 12 warps or peels off. Conversely, if the amount of exposure in the first exposure and the amount of exposure in the second exposure are uniformly reduced in order to suppress overexposure of the two-time exposure area, only one exposure is performed due to the presence of dust. In some regions, the exposure may be insufficient, and the progress of the crosslinking reaction may be insufficient. Under-exposure state means that the light irradiation at the time of exposure is performed from the film surface, so that the cross-linking reaction proceeds from the film surface and curing is sufficiently performed on the electrode film surface, but is insufficiently cured inside the electrode film. Underexposure, and in such a case, peeling is likely to occur during development or baking.
[0045]
However, as described above, in the exposure method in the method of manufacturing the PDP according to the embodiment of the present invention, the overlapping portion of the exposure region 31 by the first exposure and the exposure region 32 by the second exposure, Is located inside the pattern 30 of the address electrode 12, and the edge portion and the central portion are exposed once, so that the warpage at the edge portion caused by the stress generated by overexposure. The occurrence of problems such as peeling and peeling is suppressed.
[0046]
Here, as shown in FIG. 5, the opening width of the opening 22a of the first photomask 22 is t1, the opening width of the opening 24a of the second photomask 24 is t4, and Assuming that t1 = 2 × T / 3 and t4 = T / 5 with respect to the line width T, the area occupied by the double exposure region is T / 15 on one side, and the stress generated by overexposure is sufficiently small. Become.
[0047]
According to the study of the present inventor, if the proportion of the double exposure area occupies about 1/5 or less of the line width T of the pattern, a problem such as warpage occurs even if an overexposed portion exists. I have experimentally confirmed that it will not.
[0048]
As described above, according to the present invention, the structure of the PDP exhibits a state in which a cross-linking reaction state is different in a state after exposure and before firing. This can be specifically confirmed, for example, in the state of the carbon concentration. Further, the different area is equal to or less than 1/5 of the entire exposure area when the structure is formed.
[0049]
In addition, if the opening width of one photomask is increased, the opening width of the other photomask must be reduced in order to reduce the area of the double exposure area. If this is the case, the finished shape of the pattern 30 will be degraded. Therefore, the sum of the opening widths of the openings 24 a of the second photomask 24 and the opening width of the openings 22 a of the first photomask 22 are at least about 程度 of the line width T of the pattern 30 of the address electrode 12. It is desirable that
[0050]
In the above description, first, the first exposure for exposing the substantially central area of the pattern of the address electrode 12 is performed, and then the pattern of the address electrode 12 is partially overlapped with the exposure area by the first exposure. Although the form of performing the second exposure for exposing the remaining area is shown, the first and second above do not specify the order of the exposure, and therefore, the second exposure is performed first. And then performing the first exposure, the effect of the present invention can be similarly obtained.
[0051]
In the above, the address electrode 12 has been described as an example of the structure of the PDP. However, the structure of the PDP 1 formed by using the photolithography method, such as the display electrode 6, the light shielding layer 7, the address electrode 12, the partition 14, and the like. Similar effects can be obtained for objects.
[0052]
According to the method of manufacturing a plasma display panel according to the embodiment of the present invention described above, the double exposure using the first photomask and the second photomask is performed as described above. It is possible to suppress disconnection of the pattern due to foreign matter adhering to the mask and occurrence of shape defects due to double exposure.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a method of manufacturing a PDP in which a PDP structure is formed by photolithography, a defect such as disconnection occurs in the PDP structure due to dust or the like attached to a photomask. Thus, it is possible to realize a method of manufacturing a plasma display panel that can prevent the structure from warping and peeling off.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional perspective view showing an example of a schematic configuration of a PDP manufactured by a method of manufacturing a PDP according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a schematic flow of steps in forming an address electrode. FIG. 3 is a plan view schematically showing a pattern of an address electrode to be formed. FIG. 4 is a plan view schematically showing an opening pattern of a first photomask and a second photomask. Plan view schematically showing an area [Explanation of reference numerals]
11 Substrate 21 Photosensitive Ag Paste Film 22 First Photomask 22a Opening 24 Second Photomask 24a Openings 31, 32 Area

Claims

In a method of manufacturing a plasma display panel having a structure formed by a photolithography method, an exposure for a pattern of a structure to be formed is performed by first exposure for pattern exposure of a substantially central area thereof, and an exposure area by the first exposure. And a second exposure for pattern-exposing the remaining area of the pattern of the structure to partially overlap the structure.

2. The method according to claim 1, wherein the overlapping area is equal to or less than 1/5 of the pattern of the structure.