JPH10288842A - 露光装置及び蛍光面形成方法 - Google Patents
露光装置及び蛍光面形成方法Info
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- JPH10288842A JPH10288842A JP9310572A JP31057297A JPH10288842A JP H10288842 A JPH10288842 A JP H10288842A JP 9310572 A JP9310572 A JP 9310572A JP 31057297 A JP31057297 A JP 31057297A JP H10288842 A JPH10288842 A JP H10288842A
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Abstract
の露光装置であって、少ない露光量で所望の形状の蛍光
面が得られる露光装置を提供する。 【解決手段】 ワーク基板11上に設けられた障壁21
の少なくともその間に感光性の蛍光面形成層22を形成
し、ワーク基板11とマスク23のアライメントをして
から、マスク23を介して露光を行い、現像、焼成して
蛍光面を形成する蛍光面形成工程で使用する露光装置と
して、マスクの上方から発散光或いは拡散光を照射する
光源を配設した構成の露光装置を使用する。マスク23
の裏側にも光が回り込み、マスク23の影の部分が発生
しないので、平行光を使用する露光装置に比べて少ない
露光量で所望の形状の蛍光面を形成することができる。
Description
た自発光形式のフラットディスプレイであるカラー表示
のプラズマディスプレイパネル(以下、PDPと記す)
における蛍光面の形成時に使用する露光装置及びこの装
置を使用した蛍光面の形成方法に関するものである。
基板にそれぞれ規則的に配列した一対の電極を設け、そ
の間にNe,Xe等を主体とするガスを封入した構造に
なっている。そして、これらの電極間に電圧を印加し、
電極周辺の微小なセル内で放電を発生させることによ
り、各セルを発光させて表示を行うようにしている。情
報表示をするためには、規則的に並んだセルを選択的に
放電発光させる。このPDPには、電極が放電空間に露
出している直流型(DC型)と絶縁層で覆われている交
流型(AC型)の2タイプがあり、双方とも表示機能や
駆動方法の違いによって、さらにリフレッシュ駆動方式
とメモリー駆動方式とに分類される。
の図は前面板と背面板を離した状態で示したもので、図
示のように2枚のガラス基板1,2が互いに平行に且つ
対向して配設されており、両者は背面板となるガラス基
板2上に互いに平行に設けられた障壁3により一定の間
隔に保持されるようになっている。前面板となるガラス
基板1の背面側には透明電極である維持電極4と金属電
極であるバス電極5とで構成される複合電極が互いに平
行に形成され、これを覆って誘電体層6が形成されてお
り、さらにその上に保護層7(MgO層)が形成されて
いる。また、背面板となるガラス基板2の前面側には前
記複合電極と直交するように障壁3の間に位置してアド
レス電極8が互いに平行に形成されており、さらに障壁
3の壁面とセル底面を覆うようにして蛍光体層9が設け
られている。このAC型PDPは面放電型であって、前
面板上の複合電極間に交流電圧を印加し、空間に漏れた
電界で放電させる構造である。この場合、交流をかけて
いるために電界の向きは周波数に対応して変化する。そ
してこの放電により生じる紫外線により蛍光体層9を発
光させ、前面板を透過する光を観察者が視認するように
なっている。
ス基板2の上にアドレス電極8を形成し、必要に応じて
それを覆うように誘電体層を形成した後、障壁3を形成
してその障壁3の間に蛍光体層9からなる蛍光面を設け
ることで製造される。電極8の形成方法としては、真空
蒸着法、スパッタリング法、メッキ法、厚膜法等によっ
て基板2上に電極材料の膜を形成し、これをフォトリソ
グラフィ法によってパターニングする方法と、厚膜ペー
ストを用いたスクリーン印刷法によりパターニングする
方法とが知られている。また、誘電体層はスクリーン印
刷等により形成され、障壁3はスクリーン印刷による重
ね刷り、或いはサンドブラスト法等によって形成されて
いる。そして、蛍光面はスクリーン印刷により障壁3の
間に赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の蛍光体ペー
ストを選択的に充填する方法により形成されている。
るには、3色の蛍光体ペーストをスクリーン印刷により
直接障壁間に充填して焼成する方法が採られている。し
かしながら、大型サイズの基板ではスクリーン版の作製
が困難であるとともに寸法のズレを生じるという問題点
があり、また高精細タイプでは精度の確保が難しいとい
う問題点がある。そこで、感光性蛍光体ペースト若しく
は感光性蛍光体フィルムを用いたフォトリソグラフィ法
により蛍光面を形成することが考えられており、このフ
ォトリソグラフィ法では平行光による露光方式が検討さ
れている。
による露光方式では、数〜数十μm程度のライン&スペ
ースのパターンを形成する正確な平行光を形成するため
に図2に示すような光学系が必要であり、装置自体が高
価なものになってしまう。すなわち、光源10から出射
した光をワーク基板11に直接照射するのではなく、反
射レンズ12、コリメートレンズ13を使用すること
で、照射強度がワーク基板11の面内で均一になるよう
に調整している。
形成し難いという問題がある。すなわちフォトリソグラ
フィ法では、まずワーク基板上に形成した障壁の上から
感光性の蛍光体ペーストをベタでコーティングして乾燥
させてから、若しくは、感光性の蛍光体フィルムを障壁
上から加熱圧着することにより障壁間に蛍光面形成層を
形成してから、マスクを介して露光を行い、現像して蛍
光面を形成し、この工程を異なる色の蛍光面形成層につ
いて同様に行って3色の蛍光面を形成し、最後に焼成す
る。この工程において、本来ならば図3に示すように障
壁21の間にある蛍光面形成層22を露光するのに障壁
21の間隔と合致した開口を有するマスク23を設計す
るのが望ましいが、ワーク基板11が伸びると図4に示
すように障壁21の頂部まで露光されたり、片方の壁面
付近が露光されなくなったりする。その結果、図5に示
すように隣接する障壁21の頂部の上に蛍光面が形成さ
れたり、障壁頂部付近の壁面に蛍光面が形成されずに、
蛍光面の形状が左右非対称になってしまう。そこで、ワ
ーク基板11の伸びを考慮できないので、図6に示すよ
うに障壁21の間に突き出す形でマスク設計をしてお
き、マスク23がずれたとしても障壁21の頂部の上に
蛍光面が形成されないようにしているが、平行光を使用
している以上、蛍光面の形状は左右非対称になってしま
う。また、このマスク23で露光するとマスク23の影
により障壁21の壁面付近が露光され難くなる。実際は
蛍光体自体が白色であるために散乱されて壁面付近も露
光されはするが、強度が弱いために現像時に剥離してし
まう。したがって現状では、露光量を増加させて対応し
ているが、光源の強度を上げる必要がある。
ため、本発明は、マスクの影の部分が発生しないような
露光光源を使用することとしている。そして、このよう
な露光光源を使用することにより、平行光を使用する場
合に比べて少ない露光量で所望の形状の蛍光面を得るこ
とができる。
上に設けられた障壁の少なくともその間に感光性の蛍光
面形成層を形成し、ワーク基板とマスクのアライメント
をしてから、マスクを介して露光を行い、現像、焼成し
て蛍光面を形成するPDPの蛍光面形成工程にて使用さ
れる露光装置であって、マスクの上方から発散光或いは
拡散光を照射する露光光源を配設したものである。
に示すように、ワーク基板11に対して同一レベルに配
された多数の光源30で構成される。このように発散光
は1つの光源30に対して方向性のある光である。この
光源30としては例えば超高圧水銀灯ランプが用いられ
る。また、必要に応じて図7に示す如く光源30に対し
てワーク基板11と反対側に例えば金属板等からなる反
射表面が鏡面の反射板31を配設してもよい。
に示すように、多数の光源30とそれらの光源30とワ
ーク基板11との間に配した拡散板32とで構成され
る。このように拡散光は光源30を出射してから拡散板
32を通過して方向性が全くなくなった光である。この
光源30としては例えば超高圧水銀灯ランプが用いられ
る。必要に応じて図8に示す如く光源30に対して拡散
板32と反対側に例えば金属板等からなる表面が鏡面の
反射板31を配設してもよい。また、このような拡散板
32を使用するのに代えて、反射表面が凹凸面をした反
射板をワーク基板11と反対側に配設させることでも拡
散光の露光光源を得ることができる。
たように、光源10から反射レンズ12を介し、さらに
コリメートレンズ13により光を90°の均一な平行光
に変換している。これに対し、発散光或いは拡散光を用
いる本発明の露光装置では光照射強度の面内均一性が低
いため、以下のようにすることが望ましい。すなわち、
アライメントしたマスクとワーク基板に対して露光光源
が揺動する機構か、これとは逆に、アライメントしたマ
スクとワーク基板が露光光源に対して揺動する機構を備
えさせるとよい。或いは、アライメントしたマスクとワ
ーク基板に対して露光光源が移動する機構を備えさせる
か、これとは逆に、アライメントしたマスクとワーク基
板が露光光源の下を通過する機構を備えさせるとよい。
このようにワーク基板若しくは露光光源を動かす場合に
は前記の如き光源30を1つにすることも可能である。
ラフィ法で蛍光面を形成する場合であっても、PDPの
大型化、高精細化が進むのに伴い、ワーク基板とマスク
のアライメントが難しくなる。そのため、悪くすると隣
接する障壁頂部への蛍光体のかぶりを生じることがあ
る。このようなかぶりがあると、前面板と背面板とを合
わせてパネル化する際に邪魔となる。これを防止するた
め、蛍光面を形成する障壁の間隔より狭い開口幅を持っ
た図6に示した如きマスクを利用するとよい。具体的に
は、図9に示すように障壁の間隔をaとし、マスクの開
口幅をbとした時に、a>2×bの条件を満たすマスク
を使用してコンタクト露光を行うようにするのである。
するためには、ワーク基板とマスクを密着させたコンタ
クト露光を行うのが望ましいが、マスクはガラス板にク
ロム膜等でパターンを描いたものであり、実際にはその
パターンに障壁頂部が当たってマスクに傷が付くため、
障壁頂部とマスクに隙間を開けたギャップ露光を行うの
が望ましい。この場合、両者の隙間が大きすぎると隣接
する障壁の頂部の上に蛍光面が形成されるので、図10
に示すように障壁頂部とマスクのギャップをcとした時
に、c<(a−b)/2の条件で露光を行うようにする
のが好ましい。なお、この条件でギャップ露光をした場
合、どうしても障壁頂部に光が当たるが、露光量や現像
により調整することでかぶりをなくすようにする。
dとした時に、障壁頂部とマスクのギャップcを上記の
条件から広げて、c<(d−b)/2までの条件でのギ
ャップ露光を行うことも可能である。しかしながら、こ
の場合、隣接する障壁間には蛍光面が形成されないが、
障壁頂部には蛍光面が形成されるので、3色の蛍光面を
形成した後で障壁頂部を研磨して蛍光体を除去する必要
がある。
10重量部、平均分子量6万のヒドロキシプロピルセル
ロース100重量部、ペンタエリスリトールトリアクリ
レート100重量部、2−ベンジル−2−ジメチルアミ
ノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オ
ン10重量部、メチルヒドロキノン0.5重量部、3−
メチル−3−メトキシブタノール300重量部を3本ロ
ールミルで混練して感光性の蛍光体ペーストを作製し
た。
てあるワーク基板を準備した。障壁は幅が60μm、高
さが150μm、ピッチが200μmである。このワー
ク基板に上記の蛍光体ペーストを全面塗布した。具体的
には、ダイコートにより障壁底部から30μm厚となる
ように充填した。その後、クリーンオーブンにて80
℃、30分間の条件で乾燥を行った。この蛍光体ペース
ト充填済みのワーク基板に対し、図7に示すタイプの発
散光の露光光源を有する露光装置を使用して、露光量2
70mJ/cm2 のワーク基板とマスクを密着させたコ
ンタクト露光を行った。この時のマスクとしては、障壁
の間隔の140μmに対して開口幅を50μmに設定し
たフォトマスクを使用した。続いて、スプレー式現像機
にて圧力1kg/cm2 、4.5l/minの条件で現
像を行った後、90℃、30分間の条件で乾燥を行っ
た。
ースト充填済みのワーク基板を用意し、実施例1と同じ
露光装置を使用して、露光量を540mJ/cm2 とし
たコンタクト露光を行い、同様に現像してから乾燥を行
った。
ースト充填済みのワーク基板を用意し、実施例1と同じ
露光装置を使用して、露光量を540mJ/cm2 とし
ワーク基板とマスクとのギャップを70μmあけたギャ
ップ露光を行い、同様に現像してから乾燥を行った。
ースト充填済みのワーク基板を用意し、図8に示すタイ
プの拡散光の露光光源を有する露光装置を使用して、露
光量270mJ/cm2 のコンタクト露光を行い、同様
に現像してから乾燥を行った。
ースト充填済みのワーク基板を用意し、実施例4と同じ
露光装置を使用して、露光量を540mJ/cm2 とし
たコンタクト露光を行い、同様に現像してから乾燥を行
った。
ースト充填済みのワーク基板を用意し、実施例4と同じ
露光装置を使用して、露光量を540mJ/cm2 とし
た70μmのギャップ露光を行い、同様に現像してから
乾燥を行った。
ースト充填済みのワーク基板を用意し、通常の平行光光
源を有する露光装置を使用して、露光量480mJ/c
m2 のコンタクト露光を行い、同様に現像してから乾燥
を行った。
ースト充填済みのワーク基板を用意し、通常の平行光光
源を有する露光装置を使用して、露光量2400mJ/
cm2 のコンタクト露光を行い、同様に現像してから乾
燥を行った。
ースト充填済みのワーク基板を用意し、通常の平行光光
源を有する露光装置を使用して、露光量7200mJ/
cm2 のコンタクト露光を行い、同様に現像してから乾
燥を行った。
蛍光面の形状を評価した。具体的には、障壁頂部付近の
壁面に蛍光面が形成されているか否か、隣接する障壁間
に蛍光面が形成されているか否かをチェックした。その
評価結果を表1に示す。
拡散光を照射する露光光源を使用して露光すると、障壁
頂部付近の壁面に蛍光面を形成するための露光量は27
0mJ/cm2 でよく、平行光の場合の7200mJ/
cm2 と比較すると約20分の1以下になった。なお、
フォトマスクとの密着を避ける意味で発散光或いは拡散
光でギャップ露光した時、隣接する障壁間に光が回り込
んでしまい、不必要な部分に蛍光面が形成される懸念が
ある。しかし実験の結果、70μmのギャップ露光を行
ったものでも、そのような問題は発生していない。
スト充填済みのワーク基板(障壁の間隔:140μm)
を複数用意し、開口幅の異なるマスクを使用してそれぞ
れコンタクト露光を行い、実施例1と同様にそれぞれ現
像してから乾燥を行った。具体的には、それぞれ20μ
m、30μm、50μm、70μm、80μm、100
μm、120μm、140μmの開口幅を持つ8種類の
マスクを使用し、図8に示すタイプの拡散光の露光光源
を有する露光装置を使用した。ここではフィリップ社製
のUVランプ「TL80W/10R」を29本と拡散板
を装備した露光装置(有効露光範囲1000mm×14
00mm)を使用し、露光量540mJ/cm2 のギャ
ップ露光を行った。そして、先に行った評価項目に加
え、障壁頂部の上に蛍光面が形成されているか否かをチ
ェックした。その評価結果を表2に示す。
半分より大きな開口幅を持つマスクでは障壁頂部の上に
蛍光面が形成されたが、それに満たない大きさの開口幅
を持つマスクでは障壁頂部の上に蛍光面が形成されなか
った。
スト充填済みのワーク基板(障壁の間隔:140μm)
を複数用意し、開口幅50μmのマスクを使用して障壁
頂部とマスクとのギャップを変えて露光を行い、実施例
1と同様にそれぞれ現像してから乾燥を行った。具体的
には、0μm、20μm、40μm、50μm、70μ
m、90μm、100μmのギャップで露光を行った。
露光装置は実施例7の場合と同じものを使用し、露光量
も同じとした。そして、実施例7の場合と同じ評価項目
でチェックを行った。その評価結果を表3に示す。
スク開口幅の差の半分より大きなギャップでは障壁頂部
の上に蛍光面が形成されたが、それに満たないギャップ
では障壁頂部の上に蛍光面が形成されなかった。
面形成を例にして説明したが、実際には蛍光体の種類を
変化させて、さらに2色の蛍光面を形成することによ
り、R,G,B3色の蛍光面を形成できる。
によれば、露光時に発散光或いは拡散光が照射されるの
で、障壁の間に突き出た形のマスクの裏側にも光が回り
込み、マスクの影の部分が発生しないことから、平行光
を使用する場合に比べて少ない露光量で所望の形状の蛍
光面を形成することができる。また、従来の平行光を形
成する露光装置に比べて構造が簡単になるため、装置自
体が低価格で済み、コストダウンが図られる。
をその前面板と背面板を離間した状態で示す構造図であ
る。
図である。
露光工程を説明するための断面図である。
光工程を説明するための断面図である。
蛍光面を示す断面図である。
露光工程を説明するための断面図である。
る。
Claims (11)
- 【請求項1】 ワーク基板上に設けられた障壁の少なく
ともその間に感光性の蛍光面形成層を形成し、ワーク基
板とマスクのアライメントをしてから、マスクを介して
露光を行い、現像、焼成して蛍光面を形成するプラズマ
ディスプレイパネルの蛍光面形成工程にて使用される露
光装置であって、マスクの上方から発散光或いは拡散光
を照射する露光光源を配設したことを特徴とする露光装
置。 - 【請求項2】 複数の光源で発散光の露光光源を構成し
た請求項1に記載の露光装置。 - 【請求項3】 複数の光源とそれら光源とワーク基板と
の間に配した拡散板とで拡散光の露光光源を構成した請
求項1に記載の露光装置。 - 【請求項4】 アライメントしたマスクとワーク基板に
対して露光光源が揺動する機構を備えた請求項1,2又
は3に記載の露光装置。 - 【請求項5】 アライメントしたマスクとワーク基板が
露光光源に対して揺動する機構を備えた請求項1,2又
は3に記載の露光装置。 - 【請求項6】 アライメントしたマスクとワーク基板に
対して露光光源が移動する機構を備えた請求項1,2,
3,4又は5に記載の露光装置。 - 【請求項7】 アライメントしたマスクとワーク基板が
露光光源の下を通過する機構を備えた請求項1,2,
3,4又は5に記載の露光装置。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の露光装
置を使用してプラズマディスプレイパネルの蛍光面を形
成する方法であって、ワーク基板上に設けられた障壁の
少なくともその間に感光性の蛍光面形成層を形成し、ワ
ーク基板とマスクのアライメントをしてから、マスクを
介して前記露光装置により露光を行い、現像、焼成して
蛍光面を形成することを特徴とする蛍光面形成方法。 - 【請求項9】 障壁の間隔をa、マスクの開口幅をbと
した時に、a>2×bの条件を満たすマスクを使用して
コンタクト露光を行うようにした請求項8に記載の蛍光
面形成方法。 - 【請求項10】 障壁の間隔をa、マスクの開口幅を
b、障壁頂部とマスクのギャップをcとした時に、a>
2×bの条件を満たすマスクを使用し、c<(a−b)
/2の条件でギャップ露光を行うようにした請求項8に
記載の蛍光面形成方法。 - 【請求項11】 障壁のピッチをdとした時に、c>
(d−b)の条件でギャップ露光を行うようにした請求
項10に記載の蛍光面形成方法。
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