プラズマディスプレイパネルの製造方法
【課題】電極パターンの断線を抑制し、大画面で高精細であっても均一なパターン幅を有するＰＤＰを提供することを目的とする。
【解決手段】第１フォトマスク２２は基準位置マーク４１ａを有し、第２フォトマスク２４は位置確認マーク４２ａを有し、基準位置マーク４１ａと位置確認マーク４２ａの互いの位置を基準にして、第１フォトマスク２２でメインパターンとして転写パターン４１ｂを露光し、かつ、第２フォトマスク２４でサブパターンとして転写パターン４２ｂを露光しており、メインパターンとサブパターンの位置ずれ量に基づいて、第２露光時における第２フォトマスク２４の露光位置をあらかじめオフセットする構成である。
【解決手段】第１フォトマスク２２は基準位置マーク４１ａを有し、第２フォトマスク２４は位置確認マーク４２ａを有し、基準位置マーク４１ａと位置確認マーク４２ａの互いの位置を基準にして、第１フォトマスク２２でメインパターンとして転写パターン４１ｂを露光し、かつ、第２フォトマスク２４でサブパターンとして転写パターン４２ｂを露光しており、メインパターンとサブパターンの位置ずれ量に基づいて、第２露光時における第２フォトマスク２４の露光位置をあらかじめオフセットする構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、液晶ディスプレイパネル（以下、ＬＣＤという）やプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、大別して駆動方式では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。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、表示電極とアドレス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】
表示電極および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。したがって、例えば、フォトリソグラフィ法を用いて、所定の位置に所定形状の電極をパターニングして形成する。この形成法は、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し、その後、乾燥させ、さらに、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、それを現像するものである。
【０００５】
上述のようなフォトリソグラフィ法では、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。電極を形成する際に、このようなことが発生すると、現像時に溶解して、「抜け」となってしまい、断線に至ってしまう。断線が発生すると、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ないので、画像表示に支障が生じる。
【０００６】
そこで、上述のような断線の発生を抑制するために、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、複数回露光を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い。したがって、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、合計２回の露光を行えば、一方のフォトマスクに付着したダストによって、そのフォトマスクでの露光が遮られ未感光となったとしても、もう一方のフォトマスクでの露光の際には感光する。すなわち、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。このような技術は、例えば、特許文献１または特許文献２に開示されている。
【０００７】
さらに、露光パターンの幅が異なる複数のフォトマスクを用いて、複数回露光を行うという方法がある。これは、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可能となるというものである。このような技術は、例えば、特許文献３に開示されている。
【０００８】
ＬＣＤやＰＤＰ等を用いた薄型ディスプレイデバイスの製造工程では、一枚の基板に複数のパターンを一度に形成し、パターン完成後に分割するようにして、工数低減によるコスト削減を図っている。このため、薄型ディスプレイデバイスの製造工程に用いられる基板およびフォトマスクは大型化している。
【０００９】
さらに、地上波デジタルテレビジョン放送などに対応した高精細ディスプレイの需要が増加しているので、画素ピッチの小型化、構造パターンの細線化も進んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２５０４６５号公報
【特許文献２】特開平１−２８１４４８号公報
【特許文献３】特開２００４−３４２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように露光を複数回行うと、各々の露光工程で転写位置にずれが生じる。
【００１２】
このため、例えば、メインパターンを有するフォトマスクと、断線補償用にメインパターンより細いサブパターンを有するフォトマスクを用いて、２回の露光を行う方法が考えられる。
【００１３】
一般に、基板およびフォトマスクの大型化および高精細化が進むと、各々の露光工程で生じる転写位置ずれ量は拡大する傾向にある。したがって、断線補償用のサブパターンは、メインパターンに隠れるようにメインパターンより所定量だけ細く設計される。しかし、転写位置ずれが許容量を超えると、メインパターンからサブパターンがはみ出し、所定のパターン幅を得ることができなくなる。
【００１４】
仮に、転写位置ずれ量を測定できたり、転写位置を各々の露光工程で調整できたりすれば、メインパターンとサブパターンの転写位置を相対的に調整して、補正することが可能である。
【００１５】
しかしながら、メインパターンとサブパターンは重なることを前提として設計されている。このため、極端に大きな転写位置ずれ量が発生して、メインパターンとサブパターンが独立したパターンとして認識できない限り、メインパターンとサブパターンの転写位置ずれ量を確認することはできないという問題を有する。
【００１６】
ここに開示された技術は上記問題を解決し、電極パターンの断線を抑制し、大画面で高精細であっても均一なパターン幅を有する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】
【００１７】
上記問題を解決するためにここに開示された技術は、マスク用メインパターンを含む第１フォトマスクでメインパターンを露光する第１露光と、マスク用サブパターンを含む第２フォトマスクでサブパターンを露光する第２露光を備え、前記第１フォトマスクは基準位置マークを有し、前記第２フォトマスクは位置確認マークを有し、前記基準位置マークと前記位置確認マークの互いの位置を基準にして、前記第１フォトマスクで前記メインパターンを露光し、かつ、前記第２フォトマスクで前記サブパターンを露光しており、前記メインパターンと前記サブパターンの位置ずれ量に基づいて、第２露光時における第２フォトマスクの露光位置をあらかじめオフセットする構成である。
【発明の効果】
【００１８】
ここに開示された技術によれば、メインパターンの転写位置とサブパターンの転写位置を相対的に補正することで、フォトマスクに付着したダスト等によりＰＤＰのパターンに断線などの欠陥が発生することを抑制し、且つ、大画面、高精細であっても均一なパターン幅を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施の形態におけるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図
【図２】同ＰＤＰのアドレス電極の製造工程図
【図３】第１フォトマスクと第２フォトマスクの開口部の周辺を示す拡大平面図
【図４】位置ずれ量と発生頻度の関係を示すグラフ
【図５】基準位置マークおよび位置確認マークの関係を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、一実施の形態におけるＰＤＰについて、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、一実施の形態におけるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図である。
【００２２】
図１において、ＰＤＰ１は、前面板２を備えている。この前面板２は、平滑で透明、且つ、絶縁性のある前面基板３と、この前面基板３の一主面上に形成した、走査電極４および維持電極５とからなる表示電極６と、隣接する表示電極６間に配置した遮光層７と、表示電極６と遮光層７とを覆う誘電体層８と、この誘電体層８を覆う保護層９とを有する。
【００２３】
ここで、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おり、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を積層して形成している。保護層９は、ＭｇＯを含む材料で形成している。
【００２４】
また、ＰＤＰ１は背面板１０を備えている。この背面板１０は、平滑で且つ絶縁性のある背面基板１１と、この背面基板１１の一主面上に形成したアドレス電極１２と、このアドレス電極１２を覆う誘電体層１３と、隣り合うアドレス電極１２の間に配置し、誘電体層１３上に形成した隔壁１４と、この隔壁１４間に配置した蛍光体層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂとを有する。
【００２５】
さらに、ＰＤＰ１は、表示電極６とアドレス電極１２が直交するように、前面板２と背面板１０とを対向配置し、周囲を封着部材により封止して形成している。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、放電ガスとして、例えば、ネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。
【００２６】
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、単位発光領域である放電セルとして動作する。
【００２７】
次に、ＰＤＰ１の製造方法について図１を参照しながら説明する。
【００２８】
まず、前面板２の製造について説明する。
【００２９】
第１に、透明電極４ａ、５ａの材料としてＩＴＯを用いた膜を前面基板３上に電子ビーム蒸着法により形成する。
【００３０】
第２に、透明電極４ａ、５ａのパターンとして残るように、レジストをパターニングする。
【００３１】
第３に、ＩＴＯを用いた膜をエッチングするとともにレジストを剥離して、透明電極４ａ、５ａを形成する。なお、透明電極４ａ、５ａの材料としては、ＳｎＯ2等も用いることができる。
【００３２】
第４に、透明電極４ａ、５ａ上にバス電極４ｂ、５ｂを形成する。このバス電極４ｂ、５ｂは、例えば、次にように形成する。
【００３３】
まず、黒色顔料、ガラスフリット（ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系やＢｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2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たスクリーン印刷法等により、前面基板３上に黒色電極膜を成膜して、乾燥させる。
【００３４】
その後、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−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系やＢｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2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、乾燥させる。
【００３５】
その後、フォトリソグラフィ法によってパターニングするとともに焼成して形成する。
【００３６】
以上、第１〜第４の工程によって、走査電極４および維持電極５からなる表示電極６をストライプ状に形成することができる。
【００３７】
第５に、遮光層７を形成する。この遮光層７は、例えば、次のように形成する。
【００３８】
まず、感光性黒色ペーストをスクリーン印刷法等により成膜する。
【００３９】
その後、フォトリソグラフィ法によってパターニングするとともに焼成して形成する。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。黒色であるならペーストを用いた形成方法でなくともよい。バス電極４ｂ、５ｂ形成の前に形成してもよい。
【００４０】
第６に、表示電極６と遮光層７とを誘電体層８で被覆する。この誘電体層８は、例えば、次のように形成する。
【００４１】
まず、鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷で塗布し、乾燥させる。
【００４２】
その後、焼成して形成する。
【００４３】
第７に、誘電体層８を保護層９で被覆する。この保護層９は、例えば、蒸着やスパッタなどの成膜プロセスによりＭｇＯを成膜して形成する。
【００４４】
次に、背面板１０の製造について説明する。
【００４５】
第８に、背面基板１１上にアドレス電極１２をストライプ状に形成する。このアドレス電極１２は、例えば、次のように形成する。
【００４６】
まず、アドレス電極１２の材料として感光性Ａｇペーストを背面基板１１上にスクリーン印刷法等により塗布する。
【００４７】
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て焼成する。
【００４８】
第９に、アドレス電極１２を誘電体層１３により被覆する。この誘電体層１３は、例えば、次のように形成する。
【００４９】
まず、鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷で塗布し、乾燥させる。
【００５０】
その後、焼成して形成する。なお、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１３の前駆体をラミネートして焼成して形成してもよい。
【００５１】
第９に、隔壁１４を格子状に形成する。この隔壁１４は、例えば、次のように形成する。
【００５２】
まず、Ａｌ2Ｏ3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する。
【００５３】
その後、フォトリソグラフィ法によりパターニングし、焼成して形成する。なお、鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法により所定のピッチで繰り返し塗布して、その後、乾燥させ、焼成して形成してもよい。
【００５４】
第１０に、隔壁１４と隔壁１４との間の溝に、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。この蛍光体層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、例えば、次のように形成する。
【００５５】
まず、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し、乾燥させる。
【００５６】
その後、４００〜５９０℃の温度で焼成して有機バインダを焼失させる。これによって、各蛍光体粒子を結着させる。
【００５７】
以上、第１〜第１０の工程によって形成した前面板２と背面板１０を対向配置して重ね合わせる。このとき、前面板２の表示電極６と背面板１０のアドレス電極１２が直交するように重ねあわせる。
【００５８】
その後、前面板２と背面板１０の周縁には封着用ガラス等の封着部材を塗布する。そして、例えば、４５０度程度で１０〜２０分間焼成して封着する。これによって、気密シール層（図示せず）が形成される。
【００５９】
その後、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系の不活性ガス）を封入することによってＰＤＰ１を製造している。
【００６０】
上述したＰＤＰ１の製造方における特徴的な点について説明する。
【００６１】
図２はアドレス電極１２の製造工程図、図３は第１フォトマスク２２と第２フォトマスク２４の開口パターンの相対関係を模式的に示した拡大平面図である。
【００６２】
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背面基板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。
【００６３】
次に、図２（ｂ）に示すように、開口部２２ａを備える第１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。この第１フォトマスク２２には、マスク用メインパターンが形成されている。図３に示すように、第１フォトマスク２２の開口部２２ａの開口幅Ｗ１は、コリメーション半角、デクリネーション角度による転写パターンのぼけを考慮し、図１に示すアドレス電極１２のパターン幅Ｗを形成し得る幅に設定している。
【００６４】
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１露光を行う。具体的には、マスク用メインパターンが形成された第１フォトマスクを介して、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、図２（ｃ）に示すように、アドレス電極１２のパターンとして、メインパターン３１が露光される。
【００６５】
次に、図２（ｄ）に示すように、開口部２４ａを備える第２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。この第２フォトマスク２４には、マスク用サブパターンが形成されている。図３に示すように、第２フォトマスク２４の開口部２４ａの開口幅Ｗ２は、第１フォトマスク２２と第２フォトマスク２４の転写位置誤差Ｄ１を考慮して、第１フォトマスク２２における開口部２２ａの開口幅Ｗ１に対して小さく形成している。
【００６６】
そして、この状態で、図２（ｅ）に示すように、マスク用サブパターンが形成された第２フォトマスク２４を介して、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２露光を行う。この露光により、図２（ｅ）に示すように、アドレス電極１２のパターンとして、メインパタ−ン３１に重複するようにサブパターン３２が露光される。
【００６７】
以上のように、アドレス電極１２のパターンとして、メインパターン３１とサブパターン３２を露光して、感光性Ａｇペースト膜２１を現像し、それを焼成すればアドレス電極１２が完成する。
【００６８】
ここで、第１フォトマスク２２および第２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。例えば、４０インチクラスのＰＤＰ１の製造に用いられる第１フォトマスク２２と第２フォトマスク２４の各々に、直径１００μｍの粒状のダストが１００個程度付着していたとき、第１フォトマスク２２と第２フォトマスク２４に付着したダストの位置が一致する確率は０．１％程度以下となる。
【００６９】
すなわち、第１フォトマスク２２と第２フォトマスク２４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、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。
【００７０】
したがって、上述したような２回露光により、メインパタ−ン３１と、サブパタ−ン３２が重複する領域は、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い。これにより、アドレス電極１２のパターンが断線に至る確率は非常に小さくなる。
【００７１】
図３に示すように、第１フォトマスク２２のマスク用メインパターンにより転写されるメインパターン３１と第２フォトマスク２４のマスク用サブパターンにより転写されるサブパターン３２とは、第１露光と第２露光とで露光される領域の位置ずれＤｔが生じる。
【００７２】
さらに、図４に示すように、位置ずれＤｔは第１フォトマスク２２と第２フォトマスク２４の寸法精度、あるいは、製造工程の温度変動などに起因する平均的なずれ成分Ｄ２と、フォトマスクの位置合わせ誤差などに起因するばらつき成分Ｄ１に分類される。ここで、Ｄｔ＝Ｄ１＋Ｄ２となる。
【００７３】
この位置ずれＤｔによるパターン幅の精度悪化を抑制するために、第２フォトマスク２４の開口部２４ａの開口幅Ｗ２は、第１フォトマスク２２の開口部２２ａの開口幅Ｗ１より、Ｄ１だけ小さい設計としている。すなわち、Ｗ１＝Ｗ２＋Ｄ１としている。
【００７４】
さらに、第１フォトマスク２２に基準位置マーク４１ａを配置し、第２フォトマスク２４に位置確認マーク４２ａを配置し、第１フォトマスク２２により転写されるメインパターン３１と第２フォトマスク２４により転写されるサブパターン３２の平均的な位置ずれ量Ｄ２を基準位置マーク４１ａの転写パターン４１ｂと位置確認マーク４２ａの転写パターン４２ｂとを測定することで算出し、第２フォトマスクの位置合わせをオフセットすることで補正している。
【００７５】
具体的には、図５（ａ）に示す基準位置マーク４１ａと図５（ｂ）に示す位置確認マーク４２ａは、それぞれ図５（ｃ）に示す背面基板１１上に形成されたアドレス電極１２に転写された基準位置マ−クの転写パターン４１ｂと位置確認マ−クの転写パタ−ン４２ｂが位置ずれ測定装置の同一視野内で確認できるよう近接した状態、または、重なり合った状態となるように転写される。また、基準位置マ−クの転写パターン４１ｂと位置確認マ−クの転写パタ−ン４２ｂは、アドレス電極１２のパターン形成の障害となることを避けるため、ＰＤＰ１の主要構造物を避けるように外縁部に複数個、少なくとも２個以上設ける。複数の基準位置マーク位置から導出されるマスク用メインパターンの重心位置と、複数の位置確認マーク位置から導出されるマスク用サブパターンの重心位置を比較することで、位置ずれ量Ｄ２が算出できる。
【００７６】
一実施の形態では、第１フォトマスク２２の外縁部に４個の基準位置マークを設け、第２フォトマスク２４の外縁部に４個の位置確認マークを設けている。これにより、位置ずれＤｔに起因したパターン幅精度の悪化を抑制できる。
【００７７】
なお、一実施の形態における基準位置マークおよび位置確認マークの形状、配置数、配置位置は、単に、一例を示したに過ぎず、これに限定されるものではない。
【００７８】
また、一実施の形態では、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等を形成する際にも適用でき、同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
ここに開示された技術は、電極等の形成における断線や欠陥の発生を抑制でき、かつ、大画面、高精細であっても均一なパターン幅を得ることができるので、ＰＤＰの製造に有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１ ＰＤＰ
２ 前面板
３ 前面基板
４ 走査電極
４ａ、５ａ 透明電極
４ｂ、５ｂ バス電極
５ 維持電極
６ 表示電極
７ 遮光層
８ 誘電体層
９ 保護層
１０ 背面板
１１ 背面基板
１２ アドレス電極
１３ 誘電体層
１４ 隔壁
１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ 蛍光体層
１６ 放電空間
２１ 感光性Ａｇペースト膜
２２ 第１フォトマスク
２２ａ 開口部
２３ 紫外線
２４ 第２フォトマスク
２４ａ 開口部
３１ メインパタ−ン
３２ サブパタ−ン
４１ａ 基準位置マーク
４１ｂ 転写パターン
４２ａ 位置確認マーク
４２ｂ 転写パターン
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、液晶ディスプレイパネル（以下、ＬＣＤという）やプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、大別して駆動方式では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。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、表示電極とアドレス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】
表示電極および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。したがって、例えば、フォトリソグラフィ法を用いて、所定の位置に所定形状の電極をパターニングして形成する。この形成法は、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し、その後、乾燥させ、さらに、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、それを現像するものである。
【０００５】
上述のようなフォトリソグラフィ法では、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。電極を形成する際に、このようなことが発生すると、現像時に溶解して、「抜け」となってしまい、断線に至ってしまう。断線が発生すると、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ないので、画像表示に支障が生じる。
【０００６】
そこで、上述のような断線の発生を抑制するために、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、複数回露光を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い。したがって、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、合計２回の露光を行えば、一方のフォトマスクに付着したダストによって、そのフォトマスクでの露光が遮られ未感光となったとしても、もう一方のフォトマスクでの露光の際には感光する。すなわち、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。このような技術は、例えば、特許文献１または特許文献２に開示されている。
【０００７】
さらに、露光パターンの幅が異なる複数のフォトマスクを用いて、複数回露光を行うという方法がある。これは、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可能となるというものである。このような技術は、例えば、特許文献３に開示されている。
【０００８】
ＬＣＤやＰＤＰ等を用いた薄型ディスプレイデバイスの製造工程では、一枚の基板に複数のパターンを一度に形成し、パターン完成後に分割するようにして、工数低減によるコスト削減を図っている。このため、薄型ディスプレイデバイスの製造工程に用いられる基板およびフォトマスクは大型化している。
【０００９】
さらに、地上波デジタルテレビジョン放送などに対応した高精細ディスプレイの需要が増加しているので、画素ピッチの小型化、構造パターンの細線化も進んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２５０４６５号公報
【特許文献２】特開平１−２８１４４８号公報
【特許文献３】特開２００４−３４２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように露光を複数回行うと、各々の露光工程で転写位置にずれが生じる。
【００１２】
このため、例えば、メインパターンを有するフォトマスクと、断線補償用にメインパターンより細いサブパターンを有するフォトマスクを用いて、２回の露光を行う方法が考えられる。
【００１３】
一般に、基板およびフォトマスクの大型化および高精細化が進むと、各々の露光工程で生じる転写位置ずれ量は拡大する傾向にある。したがって、断線補償用のサブパターンは、メインパターンに隠れるようにメインパターンより所定量だけ細く設計される。しかし、転写位置ずれが許容量を超えると、メインパターンからサブパターンがはみ出し、所定のパターン幅を得ることができなくなる。
【００１４】
仮に、転写位置ずれ量を測定できたり、転写位置を各々の露光工程で調整できたりすれば、メインパターンとサブパターンの転写位置を相対的に調整して、補正することが可能である。
【００１５】
しかしながら、メインパターンとサブパターンは重なることを前提として設計されている。このため、極端に大きな転写位置ずれ量が発生して、メインパターンとサブパターンが独立したパターンとして認識できない限り、メインパターンとサブパターンの転写位置ずれ量を確認することはできないという問題を有する。
【００１６】
ここに開示された技術は上記問題を解決し、電極パターンの断線を抑制し、大画面で高精細であっても均一なパターン幅を有する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】
【００１７】
上記問題を解決するためにここに開示された技術は、マスク用メインパターンを含む第１フォトマスクでメインパターンを露光する第１露光と、マスク用サブパターンを含む第２フォトマスクでサブパターンを露光する第２露光を備え、前記第１フォトマスクは基準位置マークを有し、前記第２フォトマスクは位置確認マークを有し、前記基準位置マークと前記位置確認マークの互いの位置を基準にして、前記第１フォトマスクで前記メインパターンを露光し、かつ、前記第２フォトマスクで前記サブパターンを露光しており、前記メインパターンと前記サブパターンの位置ずれ量に基づいて、第２露光時における第２フォトマスクの露光位置をあらかじめオフセットする構成である。
【発明の効果】
【００１８】
ここに開示された技術によれば、メインパターンの転写位置とサブパターンの転写位置を相対的に補正することで、フォトマスクに付着したダスト等によりＰＤＰのパターンに断線などの欠陥が発生することを抑制し、且つ、大画面、高精細であっても均一なパターン幅を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施の形態におけるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図
【図２】同ＰＤＰのアドレス電極の製造工程図
【図３】第１フォトマスクと第２フォトマスクの開口部の周辺を示す拡大平面図
【図４】位置ずれ量と発生頻度の関係を示すグラフ
【図５】基準位置マークおよび位置確認マークの関係を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、一実施の形態におけるＰＤＰについて、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、一実施の形態におけるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図である。
【００２２】
図１において、ＰＤＰ１は、前面板２を備えている。この前面板２は、平滑で透明、且つ、絶縁性のある前面基板３と、この前面基板３の一主面上に形成した、走査電極４および維持電極５とからなる表示電極６と、隣接する表示電極６間に配置した遮光層７と、表示電極６と遮光層７とを覆う誘電体層８と、この誘電体層８を覆う保護層９とを有する。
【００２３】
ここで、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おり、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を積層して形成している。保護層９は、ＭｇＯを含む材料で形成している。
【００２４】
また、ＰＤＰ１は背面板１０を備えている。この背面板１０は、平滑で且つ絶縁性のある背面基板１１と、この背面基板１１の一主面上に形成したアドレス電極１２と、このアドレス電極１２を覆う誘電体層１３と、隣り合うアドレス電極１２の間に配置し、誘電体層１３上に形成した隔壁１４と、この隔壁１４間に配置した蛍光体層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂとを有する。
【００２５】
さらに、ＰＤＰ１は、表示電極６とアドレス電極１２が直交するように、前面板２と背面板１０とを対向配置し、周囲を封着部材により封止して形成している。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、放電ガスとして、例えば、ネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。
【００２６】
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、単位発光領域である放電セルとして動作する。
【００２７】
次に、ＰＤＰ１の製造方法について図１を参照しながら説明する。
【００２８】
まず、前面板２の製造について説明する。
【００２９】
第１に、透明電極４ａ、５ａの材料としてＩＴＯを用いた膜を前面基板３上に電子ビーム蒸着法により形成する。
【００３０】
第２に、透明電極４ａ、５ａのパターンとして残るように、レジストをパターニングする。
【００３１】
第３に、ＩＴＯを用いた膜をエッチングするとともにレジストを剥離して、透明電極４ａ、５ａを形成する。なお、透明電極４ａ、５ａの材料としては、ＳｎＯ2等も用いることができる。
【００３２】
第４に、透明電極４ａ、５ａ上にバス電極４ｂ、５ｂを形成する。このバス電極４ｂ、５ｂは、例えば、次にように形成する。
【００３３】
まず、黒色顔料、ガラスフリット（ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系やＢｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2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たスクリーン印刷法等により、前面基板３上に黒色電極膜を成膜して、乾燥させる。
【００３４】
その後、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−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系やＢｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2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、乾燥させる。
【００３５】
その後、フォトリソグラフィ法によってパターニングするとともに焼成して形成する。
【００３６】
以上、第１〜第４の工程によって、走査電極４および維持電極５からなる表示電極６をストライプ状に形成することができる。
【００３７】
第５に、遮光層７を形成する。この遮光層７は、例えば、次のように形成する。
【００３８】
まず、感光性黒色ペーストをスクリーン印刷法等により成膜する。
【００３９】
その後、フォトリソグラフィ法によってパターニングするとともに焼成して形成する。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。黒色であるならペーストを用いた形成方法でなくともよい。バス電極４ｂ、５ｂ形成の前に形成してもよい。
【００４０】
第６に、表示電極６と遮光層７とを誘電体層８で被覆する。この誘電体層８は、例えば、次のように形成する。
【００４１】
まず、鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷で塗布し、乾燥させる。
【００４２】
その後、焼成して形成する。
【００４３】
第７に、誘電体層８を保護層９で被覆する。この保護層９は、例えば、蒸着やスパッタなどの成膜プロセスによりＭｇＯを成膜して形成する。
【００４４】
次に、背面板１０の製造について説明する。
【００４５】
第８に、背面基板１１上にアドレス電極１２をストライプ状に形成する。このアドレス電極１２は、例えば、次のように形成する。
【００４６】
まず、アドレス電極１２の材料として感光性Ａｇペーストを背面基板１１上にスクリーン印刷法等により塗布する。
【００４７】
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て焼成する。
【００４８】
第９に、アドレス電極１２を誘電体層１３により被覆する。この誘電体層１３は、例えば、次のように形成する。
【００４９】
まず、鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷で塗布し、乾燥させる。
【００５０】
その後、焼成して形成する。なお、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１３の前駆体をラミネートして焼成して形成してもよい。
【００５１】
第９に、隔壁１４を格子状に形成する。この隔壁１４は、例えば、次のように形成する。
【００５２】
まず、Ａｌ2Ｏ3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する。
【００５３】
その後、フォトリソグラフィ法によりパターニングし、焼成して形成する。なお、鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法により所定のピッチで繰り返し塗布して、その後、乾燥させ、焼成して形成してもよい。
【００５４】
第１０に、隔壁１４と隔壁１４との間の溝に、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。この蛍光体層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、例えば、次のように形成する。
【００５５】
まず、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し、乾燥させる。
【００５６】
その後、４００〜５９０℃の温度で焼成して有機バインダを焼失させる。これによって、各蛍光体粒子を結着させる。
【００５７】
以上、第１〜第１０の工程によって形成した前面板２と背面板１０を対向配置して重ね合わせる。このとき、前面板２の表示電極６と背面板１０のアドレス電極１２が直交するように重ねあわせる。
【００５８】
その後、前面板２と背面板１０の周縁には封着用ガラス等の封着部材を塗布する。そして、例えば、４５０度程度で１０〜２０分間焼成して封着する。これによって、気密シール層（図示せず）が形成される。
【００５９】
その後、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系の不活性ガス）を封入することによってＰＤＰ１を製造している。
【００６０】
上述したＰＤＰ１の製造方における特徴的な点について説明する。
【００６１】
図２はアドレス電極１２の製造工程図、図３は第１フォトマスク２２と第２フォトマスク２４の開口パターンの相対関係を模式的に示した拡大平面図である。
【００６２】
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背面基板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。
【００６３】
次に、図２（ｂ）に示すように、開口部２２ａを備える第１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。この第１フォトマスク２２には、マスク用メインパターンが形成されている。図３に示すように、第１フォトマスク２２の開口部２２ａの開口幅Ｗ１は、コリメーション半角、デクリネーション角度による転写パターンのぼけを考慮し、図１に示すアドレス電極１２のパターン幅Ｗを形成し得る幅に設定している。
【００６４】
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１露光を行う。具体的には、マスク用メインパターンが形成された第１フォトマスクを介して、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、図２（ｃ）に示すように、アドレス電極１２のパターンとして、メインパターン３１が露光される。
【００６５】
次に、図２（ｄ）に示すように、開口部２４ａを備える第２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。この第２フォトマスク２４には、マスク用サブパターンが形成されている。図３に示すように、第２フォトマスク２４の開口部２４ａの開口幅Ｗ２は、第１フォトマスク２２と第２フォトマスク２４の転写位置誤差Ｄ１を考慮して、第１フォトマスク２２における開口部２２ａの開口幅Ｗ１に対して小さく形成している。
【００６６】
そして、この状態で、図２（ｅ）に示すように、マスク用サブパターンが形成された第２フォトマスク２４を介して、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２露光を行う。この露光により、図２（ｅ）に示すように、アドレス電極１２のパターンとして、メインパタ−ン３１に重複するようにサブパターン３２が露光される。
【００６７】
以上のように、アドレス電極１２のパターンとして、メインパターン３１とサブパターン３２を露光して、感光性Ａｇペースト膜２１を現像し、それを焼成すればアドレス電極１２が完成する。
【００６８】
ここで、第１フォトマスク２２および第２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。例えば、４０インチクラスのＰＤＰ１の製造に用いられる第１フォトマスク２２と第２フォトマスク２４の各々に、直径１００μｍの粒状のダストが１００個程度付着していたとき、第１フォトマスク２２と第２フォトマスク２４に付着したダストの位置が一致する確率は０．１％程度以下となる。
【００６９】
すなわち、第１フォトマスク２２と第２フォトマスク２４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、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。
【００７０】
したがって、上述したような２回露光により、メインパタ−ン３１と、サブパタ−ン３２が重複する領域は、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い。これにより、アドレス電極１２のパターンが断線に至る確率は非常に小さくなる。
【００７１】
図３に示すように、第１フォトマスク２２のマスク用メインパターンにより転写されるメインパターン３１と第２フォトマスク２４のマスク用サブパターンにより転写されるサブパターン３２とは、第１露光と第２露光とで露光される領域の位置ずれＤｔが生じる。
【００７２】
さらに、図４に示すように、位置ずれＤｔは第１フォトマスク２２と第２フォトマスク２４の寸法精度、あるいは、製造工程の温度変動などに起因する平均的なずれ成分Ｄ２と、フォトマスクの位置合わせ誤差などに起因するばらつき成分Ｄ１に分類される。ここで、Ｄｔ＝Ｄ１＋Ｄ２となる。
【００７３】
この位置ずれＤｔによるパターン幅の精度悪化を抑制するために、第２フォトマスク２４の開口部２４ａの開口幅Ｗ２は、第１フォトマスク２２の開口部２２ａの開口幅Ｗ１より、Ｄ１だけ小さい設計としている。すなわち、Ｗ１＝Ｗ２＋Ｄ１としている。
【００７４】
さらに、第１フォトマスク２２に基準位置マーク４１ａを配置し、第２フォトマスク２４に位置確認マーク４２ａを配置し、第１フォトマスク２２により転写されるメインパターン３１と第２フォトマスク２４により転写されるサブパターン３２の平均的な位置ずれ量Ｄ２を基準位置マーク４１ａの転写パターン４１ｂと位置確認マーク４２ａの転写パターン４２ｂとを測定することで算出し、第２フォトマスクの位置合わせをオフセットすることで補正している。
【００７５】
具体的には、図５（ａ）に示す基準位置マーク４１ａと図５（ｂ）に示す位置確認マーク４２ａは、それぞれ図５（ｃ）に示す背面基板１１上に形成されたアドレス電極１２に転写された基準位置マ−クの転写パターン４１ｂと位置確認マ−クの転写パタ−ン４２ｂが位置ずれ測定装置の同一視野内で確認できるよう近接した状態、または、重なり合った状態となるように転写される。また、基準位置マ−クの転写パターン４１ｂと位置確認マ−クの転写パタ−ン４２ｂは、アドレス電極１２のパターン形成の障害となることを避けるため、ＰＤＰ１の主要構造物を避けるように外縁部に複数個、少なくとも２個以上設ける。複数の基準位置マーク位置から導出されるマスク用メインパターンの重心位置と、複数の位置確認マーク位置から導出されるマスク用サブパターンの重心位置を比較することで、位置ずれ量Ｄ２が算出できる。
【００７６】
一実施の形態では、第１フォトマスク２２の外縁部に４個の基準位置マークを設け、第２フォトマスク２４の外縁部に４個の位置確認マークを設けている。これにより、位置ずれＤｔに起因したパターン幅精度の悪化を抑制できる。
【００７７】
なお、一実施の形態における基準位置マークおよび位置確認マークの形状、配置数、配置位置は、単に、一例を示したに過ぎず、これに限定されるものではない。
【００７８】
また、一実施の形態では、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等を形成する際にも適用でき、同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
ここに開示された技術は、電極等の形成における断線や欠陥の発生を抑制でき、かつ、大画面、高精細であっても均一なパターン幅を得ることができるので、ＰＤＰの製造に有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１ ＰＤＰ
２ 前面板
３ 前面基板
４ 走査電極
４ａ、５ａ 透明電極
４ｂ、５ｂ バス電極
５ 維持電極
６ 表示電極
７ 遮光層
８ 誘電体層
９ 保護層
１０ 背面板
１１ 背面基板
１２ アドレス電極
１３ 誘電体層
１４ 隔壁
１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ 蛍光体層
１６ 放電空間
２１ 感光性Ａｇペースト膜
２２ 第１フォトマスク
２２ａ 開口部
２３ 紫外線
２４ 第２フォトマスク
２４ａ 開口部
３１ メインパタ−ン
３２ サブパタ−ン
４１ａ 基準位置マーク
４１ｂ 転写パターン
４２ａ 位置確認マーク
４２ｂ 転写パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク用メインパターンを含む第１フォトマスクでメインパターンを露光する第１露光と、
マスク用サブパターンを含む第２フォトマスクでサブパターンを露光する第２露光を備え、
前記第１フォトマスクは基準位置マークを有し、
前記第２フォトマスクは位置確認マークを有し、
前記基準位置マークと前記位置確認マークの互いの位置を基準にして、
前記第１フォトマスクで前記メインパターンを露光し、かつ、
前記第２フォトマスクで前記サブパターンを露光しており、
前記メインパターンと前記サブパターンの位置ずれ量に基づいて、
第２露光時における第２フォトマスクの露光位置をあらかじめオフセットする
プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２】
前記マスク用メインパターンおよび前記マスク用サブパターンは開口部を有し、
前記マスク用メインパターンの開口部の幅よりも前記マスク用サブパターンの開口部の幅を狭くし、
前記マスク用メインパターンの開口部に対応したメインパターンの露光領域に、
前記マスク用サブパターンの開口部に対応したサブパターンの露光領域が含まれるように、
前記第１露光および前記第２露光をする
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１】
マスク用メインパターンを含む第１フォトマスクでメインパターンを露光する第１露光と、
マスク用サブパターンを含む第２フォトマスクでサブパターンを露光する第２露光を備え、
前記第１フォトマスクは基準位置マークを有し、
前記第２フォトマスクは位置確認マークを有し、
前記基準位置マークと前記位置確認マークの互いの位置を基準にして、
前記第１フォトマスクで前記メインパターンを露光し、かつ、
前記第２フォトマスクで前記サブパターンを露光しており、
前記メインパターンと前記サブパターンの位置ずれ量に基づいて、
第２露光時における第２フォトマスクの露光位置をあらかじめオフセットする
プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２】
前記マスク用メインパターンおよび前記マスク用サブパターンは開口部を有し、
前記マスク用メインパターンの開口部の幅よりも前記マスク用サブパターンの開口部の幅を狭くし、
前記マスク用メインパターンの開口部に対応したメインパターンの露光領域に、
前記マスク用サブパターンの開口部に対応したサブパターンの露光領域が含まれるように、
前記第１露光および前記第２露光をする
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−３８４４６（Ｐ２０１２−３８４４６Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７５０２８（Ｐ２０１０−１７５０２８）
【出願日】平成２２年８月４日（２０１０．８．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月４日（２０１０．８．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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