JP2005135606A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位置精度が高くフェースプレートとの密着性が良好な蛍光体スクリーンなどのパターンを形成することができ、かつマスクの使用寿命が長い露光装置を提供する。
【解決手段】本発明の露光装置は、光吸収層のパターンを有する平坦なフェースプレートの内面に形成されたスクリーン形成部材層に、光を照射して所定のパターンを焼付ける露光装置であり、前記所定のパターンを有するマスクを前記フェースプレートの外面に近接して配置するとともに、前記マスクの外側に光源を配置し、該光源から照射された光により前記マスクのパターンを前記スクリーン形成部材層に焼付けるように構成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置の蛍光体スクリーンなどの形成に用いられる露光装置に係り、特に、フラット型画像表示装置の平坦なフェースプレートの内面に、マスクを用いて蛍光体層のパターンを焼付け・形成するための露光装置に関する。

近年、平坦で大サイズのフェースプレートを有するカラー陰極線管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、液晶パネルのような画像表示装置に対する需要が大幅に拡大している。

このようなフラット型大画面の画像表示装置の蛍光体スクリーン形成においては、従来から、図２に示すように、ガラス基板に所定のパターンが形成されたマスク（フォトマスク）２１を、フェースプレート２２の内面に形成された感光剤層や蛍光体スラリー層などのスクリーン形成部材層２３に近接して配置し、紫外線のような活性光線を照射してマスク２１のパターンをスクリーン形成部材層２３に焼付ける露光工程が行われている。（例えば、特許文献１参照）なお、図２において、符号２４は、紫外線ランプのような光源を示し、２５は光吸収層のパターン（ブラックマトリクス）を示す。

しかし、このような従来からの露光方法においては、位置精度の高いパターンを形成するために、マスク２１をスクリーン形成部材層２３に密着して配置しなければならず、密着露光方式を採った場合には、マスク２１により蛍光体スラリー層などを損傷するおそれがあるばかりでなく、マスク２１自体にもきず等の欠陥が生じやすく、マスク寿命が短くなるという問題があった。また、フェースプレートとの密着力の大きいスクリーン形成部材層のパターンを形成することが難しかった。

さらに、前記した露光方法において、位置精度の高いパターンを形成するために、平行光調整ミラーのような集光ミラーを用いて平行光線を作り、この平行光線を、マスクを介してフェースプレートのスクリーン形成部材層に照射する方法も提案されているが、平行光線を用いた露光方式では、スクリーン形成部材層に対する照度分布を最適化し、高いパターン位置精度を得るために、光源に対して大きなミラー並びにマスクに対して十分な光路長を必要とし、装置が大型になるという問題があった。また、光拡散板や照度補正フィルターのような複雑な付帯設備を必要としていた。
特開平７−０３７４９７号公報（第５頁）

本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、位置精度が高くフェースプレートとの密着性が良好な蛍光体スクリーンなどのパターンを形成することができ、かつマスクの使用寿命が長い露光装置を提供することを目的とする。

本発明の露光装置は、光吸収層のパターンを有する平坦なフェースプレートの内面に形成されたスクリーン形成部材層に、光を照射して所定のパターンを焼付ける露光装置であり、前記所定のパターンを有するマスクを前記フェースプレートの外面に近接して配置するとともに、前記マスクの外側に光源を配置し、該光源から照射された光により前記マスクのパターンを前記スクリーン形成部材層に焼付けるように構成したことを特徴とする。

本発明の露光装置においては、フェースプレートの内面に形成されたスクリーン形成部材層の下層に光吸収層のパターンを有し、かつフェースプレートの外面側に配置されたフォトマスクを介して光を照射して露光するように構成されているので、スクリーン形成部材層に対する光照射による架橋が、フェースプレート側から行われることになる。したがって、フェースプレートとの間の密着力が向上したスクリーン形成部材層のパターンが形成される。また、形成されるスクリーン形成部材層のパターンの位置精度も良好である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明に係わる露光装置の実施形態を模式的に示す図である。

図１において、符号１はフェースプレートを示す。このフェースプレート１は、平坦な矩形のガラス板２の片面に、光吸収層３のパターンが形成され、さらにその上に、感光性物質を含む蛍光体スラリー層などのスクリーン形成部材層４が形成された構造を有する。そして、図示を省略したプレート支持部により、スクリーン形成部材層４の形成された内面を上向きにして水平に支持されている。

このフェースプレート１の下面（外面）に近接して、フェトマスクであるマスターマスク５が配置され、マスク支持部（図示を省略。）により水平に支持されている。

マスターマスク５は、平坦な矩形のガラス乾板の一方の面に、３色蛍光体層に対応する所定のマスクパターン（例えばストライプ状）が形成されたものであり、このマスクパターンの形成された面を上向きにし、かつフェースプレート１の外面（下面）と所定の間隔ａを保持するように位置決めされている。

ここで、フェースプレート１（ガラス板２）の外面とマスターマスク５（の上面）との間隔ａは、０〜１０００μｍとすることが望ましい。この間隔ａが１０００μｍを超えると、スクリーン形成部材層４に投影されるパターンの解像度が低下する。また、間隔ａが３μｍ未満であり、マスターマスク５がフェースプレート１の外面とほぼ接している状態では、マスクパターンが損傷を受けやすいため、マスク寿命が短くなる。より好ましくは、１０〜２００μｍの間隔を保つように保持することが好ましい。

さらに、このようなマスターマスク５の下方には光源６が設けられている。光源６としては、点状の発光光源あるいは棒状の超高圧紫外線ランプのような発光光源を使用することができる。また、並行光調整ミラーのような集光ミラーを使用した平行光線を使用することができる。さらに点状の発光光源から放射される光を、光ファイバーやプリズム、ハーフミラーなどで複数に分割し、分割された光の出射端部を線状に配列することにより、線状の光出射部を形成したものを使用することができる。

また、線状の発光光源（例えば、超高圧紫外線ランプ）を使用し、これを光源移動機構によりマスクパターンの長手方向と直交する方向に往復移動させるように構成しても良い。このように構成した場合には、スクリーン形成部材層に投射される光の照度分布が、マスターマスクのパターン形成部分の全体で均一化かつ最適化されるので、よりパターンの転写性が良好で形状の歪みがなく位置精度の高い投影パターンが形成されるという利点がある。

本発明の露光装置によれば、フェースプレート１の内面に形成されたスクリーン形成部材層４に所定のマスクパターンを焼付けるにあたり、スクリーン形成部材層４の下層に光吸収層３のパターンを有し、かつフェースプレート１（ガラス板２）の外面側に配置されたマスターマスク５を介して、ガラス板２側から光を照射して露光するように構成されているので、スクリーン形成部材層４の光架橋がガラス板２に接する側から行われ、ガラス板２との間の密着力が向上したスクリーン形成部材層４のパターンが形成される。また、パターンの位置精度も良好である。

さらに、フェースプレート１の外面とマスターマスク５との間の間隔ａが、０〜１０００μｍの範囲に保持されているので、マスターマスク５の使用寿命が延長されるうえに、光の拡散、回折、光源の大きさなどによる解像度の劣化を防止することができる。

次に、このように構成される露光装置を使用し、ＦＥＤの蛍光体スクリーンを形成した実施例について説明する。

実施例１，２
厚さ５ｍｍの矩形のガラス板の片面に、黒色顔料からなる光吸収層のパターン（ストライプ状）を印刷法により形成した後、その上に、ＺｎＳ系の青色蛍光体とポリビニルアルコール（ＰＶＡ）および重クロム酸アンモニウム（ＡＤＣ）を主成分とする蛍光体スラリーを塗布・乾燥し、スクリーン形成部材層である感光層を形成した。

次いで、光吸収層のパターンおよび感光層の形成されたガラス板（フェースプレート）を、前記した露光装置に、感光層の形成面を上向きにして配置した後、ストライプ状のマスクパターンを有するマスターマスクを、フェースプレートの下面に近接して位置決め固定した。このとき、フェースプレート１の外面とマスターマスクのマスクパターン形成面（上面）との間に、表１に示す間隔ａが保持されるように調整した。そして、点状の発光光源から放射された紫外線を、フェースプレート側からマスターマスクを介して照射し、マスクパターンを感光層に焼付けた。

次に、マスクパターンの焼付けられた感光層を現像して未感光部を除去し、ストライプ状の青色蛍光体パターンを形成した。

また、比較のために、マスターマスクを感光層の上面に対して表１に示す間隔ａで近接して配置するとともに、点状光源からの光線（比較例１）または面光源からの平行光線（比較例２）をそれぞれ感光層側（フェースプレートの内面側）から照射して露光を行い、青色蛍光体パターンを形成した。さらに、比較例３として、マスターマスクを配置することなく、点状光源からの光線をフェースプレート側から照射して露光を行った。

次いで、実施例１，２および比較例１〜３でそれぞれ形成された青色蛍光体パターンの位置精度、フェースプレートとの密着性、色選別性およびマスターマスクの寿命（使用可能回数）をそれぞれ調べた。結果を表１に示す。なお、各項目において、良好なものを○、実用的に使用可能なレベルのものを△、実使用不可能なレベルのもの×として示した。

表１から、実施例１，２において、パターンの位置精度が高くフェースプレートとの密着性に優れ、かつ色選別された蛍光体パターンが得られることが確認された。また、これらの実施例では、マスターマスクが十分な長さの使用寿命を有しており、マスク交換回数およびコストの増大は生じなかった。

本発明の露光装置によれば、平坦なフェースプレートの内面にフェースプレートとの密着力が高く位置精度が良好なスクリーン形成部材層のパターンを形成することができるので、ＦＥＤのようなフラット型画像表示装置の蛍光体スクリーンなどの形成に好適している。

本発明に係る露光装置の実施形態を模式的に示す図である。本発明の実施の形態に使用する転写フィルムの構造を示す断面図である。 蛍光体スクリーンの形成に使用される従来の露光装置を模式的に示す図である。

符号の説明

１…フェースプレート、２…ガラス板、３…光吸収層、４…スクリーン形成部材層、５…マスターマスク、６…光源。

Claims (2)

1. 光吸収層のパターンを有する平坦なフェースプレートの内面に形成されたスクリーン形成部材層に、光を照射して所定のパターンを焼付ける露光装置であり、
   前記所定のパターンを有するマスクを前記フェースプレートの外面に近接して配置するとともに、前記マスクの外側に光源を配置し、該光源から照射された光により前記マスクのパターンを前記スクリーン形成部材層に焼付けるように構成したことを特徴とする露光装置。
2. 前記フェースプレートと前記マスクとの間隔が、０〜１０００μｍに保持されていることを特徴とする請求項１記載の露光装置。

Images