JPH02299125A - 電極の形成方法及び電子線表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、反射板を用いたセルファライン露光によって
得られたレジストパターン形状を利用した、電極の形成
方法及び表示装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、セルファライン露光法レジストパターンによる
電極の形成は、ホトマスクを用いないことによるアライ
メント工程の省略や工程の簡易化及びマスクとなる基板
パターンと電極パターンとの絶対的な位置精度の向上部
にある。

従来のセルファライン露光による電極の形成方法は、通
常、光透過性基板上の光不透過性パターン、例えば電極
パターンを該基板上のレジストパターンに１：１の形状
で転写したもので、電極形状も基板上の光不透過性パタ
ーンと同形状パターンか、あるいは、反転パターンを形
成する方法であった。

第１１図　（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は、従来例
を示す図である。第１１図において、２７は光透過性の
基板、２８は基板２７上にパターン形成された光不透過
性の電極パターン、２９は基板２７の電極パターン形成
面の反対面上に堆積させた透明導電膜であるところのＩ
ＴＯ膜、３０はＩＴＯ膜２膜面９面上布されたホトレジ
ストである。

本図　（ａ）において示す様に、基板上面より紫外線平
行光６を照射し、電極パターン２８をホトマスクとして
基板２７及びＩＴＯ膜２９を透過した紫外線によりホト
レジスト３０を露光する。ホトレジスト３０がポジ形レ
ジストの場合、同図（ｂ）の様に電極パターン２８と同
形状のホトレジストパターン３０′　が形成できる。次
に、得られたホトレジストパターン３０’　をエツチン
グマスクとしてＩＴＯ膜２９をエツチングし、電極パタ
ーン２８と同形状の透明導電膜であるＩＴＯ電極２９′
が形成される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では、基板上の電極パターン
が直接ホトマスクになるため、電極パターンすなわち光
不透過性パターンと異なるレジストパターンを得ること
ができず、従って、異なる形状の電極を形成できないと
いう問題点を有していた。

また、光透過を利用したセルファラインゆえ、光透過性
の材料以外を基板材として用いるこ−とけできなかった
。さらに、形成される電極材も、光透過性の材料である
必要があり、基板材、形成される電極材共に非常に限定
された材料しか利用できないという欠点を有していた。

［課題を解決するための手段（及び作用）］本発明によ
れば、基板の光照射面の反対側に光反射板を配置するこ
とによって、基板を透過してきた光を反射板にて方向を
変え、未感光のホトレジスト部へ露光することができる
。このことによって、基板上の光不透過性パターンとは
異なった形状のホトレジストパターンを形成することが
でき、これを用いて電極を形成するものである。

また、光不透過性材料から成るものを基板として用いて
も、かかる基板に部分的な開口部を設け、その光透過を
利用することによって、開口部パターンとは異なった形
状の電極を形成することができる。

また、電極の形成方法として、上記レジストパターン形
成後にエツチング法等を用いることができ、電極支持体
であるところの基板あるいは構造体の側壁をサイドエツ
チングすることにより、形成された電極が張り出した形
状となるために、電子線が電極支持体に照射されること
が少な（なり、電極支持体でのチャージアップを減少す
ることができるものである。

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。第１図
（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）及び第２図に本発明の
第１の実施態様を示す。

第１図において、１はガラス材から成る光透過性基板、
２は基板上面に形成された光不透過性電極パターン、３
は基板１の下面に堆積された透明導電膜であるＩＴＯ膜
、４はＩＴＯ膜３上に塗布されたポジ型ホトレジスト、
５はホトレジスト４の塗布面に近接して配置された光反
射板である。

第２図は、第１図で示した光反射板５の光反射面を示す
斜視図である。光反射板５の反射面は、同図に示すよう
に、中央部分は平面で、両端部は四角錘が並んだ形状で
ある。

かかる光反射板５の反射面を、ホトレジスト４に対向さ
せて配置し、第１図　（ａ）に示すように、基板１の上
面よりホトレジストの感光波長を有する平行光６を照射
する。これにより、平行光６は、電極パターン２の位置
において反射し、それ以外の部分では基板ｌ及びＩＴＯ
膜３を透過してホトレジスト４へ到達し露光を行う。さ
らに、平行光６は、ホトレジスト４を透過して光反射板
５の表面に到達し反射される。この際、四角錘形状から
成る光反射板５の両端部では、平行光６は発散１反射さ
れる。そして、この発散１反射された光は、再びホトレ
ジスト４上に到達し、再露光を行うが、電極パターン２
の下部に位置するホトレジスト４をも露光する。従って
、光反射板５の四角踵部近傍のホトレジスト４は、電極
パターン２があるにもかかわらず露光されるため、電極
パターン２の下部には現像後ホトレジストパターンは形
成されない。一方、光反射板５の中央部は平面であるこ
とから、平行光６は、反射面にほぼ垂直の方向に反射さ
れ、よって、近傍の電極パターン２の下部に位置するホ
トレジスト４においては、電極パターン２の外形近傍以
外は露光されない。従って、光反射板５の平面部近傍の
ホトレジストは、現像後電極パターン２の形状とほぼ同
形状、あるいは小さい形状となってホトレジストパター
ン４′が形成される。かかるホトレジストパターン４′
の断面形状を第１図（ｂ）に示す。

また、第１図（ｂ）で得られたホトレジストパターン４
′を用いてＩＴＯ膜３をエツチングし、ホトレジストパ
ターン４′を剥離した後のＩＴＯ電極３′の断面形状を
第１図（Ｃ）に示す。

本実施態様において、光反射板５の両端部を四角錘形状
としたが、これに限定されるものではな（、ガラスの砂
ずり面のように光が乱反射するような面でもかまわない
。また、光反射板５の中央部を平面としたが、例えば光
反射板５を部分的に取り除いた形状、具体的には孔明き
形状として平行光６が全く反射しない部分としても良い
。さらには、光反射量を部分的に減するために、光吸収
率の高い材料、例えば全面四角錐形状の光反射板上へカ
ーボン材のような黒化材を部分的にコーティングし、近
傍のホトレジストを露光あるいは再露光しないようにす
ることもできる。また光反射率の高い金属コーティング
の有無によっても、ホトレジストの露光あるいは再露光
も制御することができる。

第３図（ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）に本発明の第２
の実施態様を示す。

第３図において、７はガラス材から成り平板内に部分的
な開口部を複数有しているスペーサー。

８はスペーサー７の上面に堆積された金属薄膜から成る
電極材、９は電極材８上に塗布されたネガ型ホトレジス
ト、５は光反射板、６は平行光である。

本図においても第１の実施態様と同様に、光反射板５を
ホトレジスト９に近接して配置し、平行光６をスペーサ
ー７の下面より照射した。その結果、スペーサー７の開
口部及びホトレジスト９を通過した平行光６は光反射板
５で反射されて、ホトレジスト９を再び部分的に露光す
る。露光されたホトレジスト９を現像処理すると、第３
図（ｂ）に示す様に、光反射板５の反射角度の大きい両
端部では、ホトレジスト９が全面感光して電極材８の上
に残っている。また、反射角度の小さい中央部では、電
極材８の中央部９みホトレジスト９が感光されないため
、取り除かれた形状となる。

同図（ｂ）で得られたホトレジストパターン９′を用い
て電極材８をエツチングし、ホトレジストパターン９′
を剥離した後の電極８′の断面形状を第３図Ｃに示す。

以上の様に、光反射板５をホトレジスト面に近接して配
置し、平行光を反射させてホトレジスト面を再度露光す
ることによって、光不透過性の電極パターン２や電極材
８の形状と異なったレジストパターンを形成することが
でき、さらには異なった形の電極パターンを形成するこ
とができる。この異なったパターンは光反射板の反射の
有無９反射角度１反射方向、設定位置（ホトレジストと
の距離）等によって調整することができる。

また、特に第２の実施態様では、形成する電極の支持体
が開口を有するスペーサー基板であり、このスペーサー
上面に堆積した電極材８は、先ずスペーサーの開口とい
うパターンで堆積時にセルファラインされ、その後、電
極材８自身が、本発明の反射板を用いたセルファライン
露光の光不透過性のパターンとなる。さらに、セルファ
ラインレジストパターンによってエツチングされる電極
材にもなっており、最終的にスペーサーの開ロバターン
とは一異なった形状に形成することができる。

本実施態様においては、電極の形成方法としてエツチン
グを用いた場合を説明したが、本発明はこれに限らず、
形成されたホトレジストパターンを用いた薄膜のリフト
オフ形成やメッキ用レジストとして用いることができる
ことは言うまでもない。

［実施例］ 以下に、本発明の実施例を具体的に詳述する。

見立五ユ 第１図（ａ）において、石英ガラスから成る基板１上に
真空蒸着法及びホトリソエツチング法によってＣｒ材厚
み１０００人から成る電極パターン２を形成する。次に
、基板１の下面に透明電極であるＩＴＯを厚み１０００
人真空成膜し、その上に東京応化工業■製０ＦＰＲ８０
０ポジ型ホトレジスト４を塗布した。光反射板５をホト
レジスト４表面から約６０μｍ離して配置し、基板１の
上方より紫外線平行光６を照射し露光を行った。

光反射板５は、第２図に示すように、平面部分と約５０
＃Ｌｍピッチで四角錐を配列した形状から成り、ガラス
材の機械加工によって作成した。

尚、四角踵部分の表面には、アルミを真空蒸着しである
。

露光、現像後、第１図（ｂ）のように、光反射板５の四
角鏝部近傍のホトレジストは全て無くなり、平面部近傍
のホトレジストは、電極パターン２よりやや小さな形状
で形成された。得られたホトレジストパターンを用いて
ＩＴＯ膜３をウェットエツチングし、その後、ホトレジ
ストを剥離することによって第１図（ｃ）のＩＴＯ電極
３′を得た。

夾１皿ユ 第４図において、７はガラス材から成り開口部１０を有
しているスペーサーで、開口部１０は開口寸法が約１６
００ｐｍＸ　４００　ｐ、ｔｎ、開口間隔が約８００　
ｐｍである。８はスペーサー７の上面に堆積された金属
薄膜から成る電極材、９は電極材８上に塗布されたネガ
型ホトレジス訃である。１１は光反射板で、第５図に示
す様に、約１２５　ｇｍピッチでライン状の斜面を有す
る形状である。６は平行光を示す。

第４図　（ａ）に示す様に、先ず、感光性ガラス材（ｌ
（ＯＹＡ又はコーニング社製）によって、開口部１０を
設けたスペーサー７を形成した。次に、スペーサ−７上
面に厚み約５０００人のＮｉから成る電極材８を真空成
膜法により堆積し、その上にドライフィルムネガ型ホト
レジスト９をコーティングした。その後、光反射板１１
の光反射面をホトレジスト９に対向させ間隔的８００　
ｐｍの位置に配置し、スペーサー７の下面より紫外線平
行光６を照射した。

ここで、平行光６は、開口部ｌＯに位置するホトレジス
ト９を感光させ、さらに、透過した光は光反射板１１で
反射し、電極材８上のホトレジスト９をも部分的に露光
する。この際、光反射板１１表面のライン状斜面と直角
方向のホトレジスト９は、光の反射角度が大きいため開
口部より奥の位置まで露光されるが、ライン状斜面と平
行方向のホトレジスト９は、光の反射角度が小さいため
に開口部の近傍のみしか露光されない。従って、露光。

現像後のホトレジストパターンは、第４図（ｂ）に示す
ごとく、光反射板１１のライン状斜面直角方向に連続し
たライン形状として得られた。

かかるライン状ホトレジスト９′を用いて電極材８をウ
ェットエツチングし、ライン状ホトレジスト９′を剥離
したところ第４図　（Ｃ）に示すごとく、電極材８が、
開口部１０の位置においてつながったライン状の電極８
′を形成することができた。さらには、各電極の隣接ラ
インは相互に電気的に分離、絶縁されており、短絡した
形状にはならなかった。

本実施例で形成された電極及びスペーサーを、ライン状
に配置されたマルチ電子放出素子基板と・蛍光体、透明
導電膜を堆積したフェースプレート間に配置し、真空下
で電子放出させた場合、かかる電極は放出電子の変調電
極として、かかるスペーサーは、電子放出基板とフェー
スプレート間の間隔を保つための部材として用いられ、
電子線表示装置とすることができた。

この場合の電子線表示装置の部分的な構成図を第６図に
示す。本図において、１２は電子放出素子基板、　１３
は電子放出部、　１４は蛍光体、１５は透明導電膜、　
１６はフェースプレート、７はスペーサー。

８′は電極である。

実」Ｌ医」− 第７図に本発明の第３の実施例を示す。本実施例は、第
２の実施例中のスペーサー７の代わりに電子線表示装置
に用いられるフォーカス電極を形成するべき電極の支持
体としたものである。説明上第７図の断面図を用いるが
、ホトレジストの形成方法、開口部形状等は、第４図と
同様である。

第７図（ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）　、　（ｄ）　
、　（ｅ）は、第４図に本実施例を適応した場合のＸ方
向の断面図を示し、同図（ａ’）、　（ｂ’）、　（ｃ
’）、　（ｄ′）、　（ｅ′）は、Ｙ方向の断面図を示
したものである。

第７図（ａ）　、　（ａ’　）において、１７は金属薄
板から成るフォーカス電極材、１８はフォーカス電極材
１７上面に堆積した絶縁層、１９は絶縁層１８上に堆積
した電極材、２０はフォーカス電極材１７下面に塗布し
パターニングされたレジスト、２１は電極材１９上に塗
布されたホトレジストである。第７図　（ａ）、（ａ）
に示す様に、フォーカス電極材１７の上面に、真空成膜
法によって厚み５ｐｍのＳｉＯ□薄膜から成る絶縁層１
８と厚み１μｍのＮｉ薄膜から成る電極材１９を堆積さ
せた。その後、開口部を設けるためのエツチングレジス
トとしてレジスト２０をパターニングし、レジスト２１
をエツチング保護のため電極材１９上に塗布した。

かかるレジストを用いてエツチングを行い、第７図（ｂ
）　、　（ｂ’　）に示す様な開口部を設け、レジスト
２０、２１を剥離し、フォーカス電極１７’を形成した
。次に、第７図（ｃ）　、　（ｃ’　）に示す様に、電
極材１９上にドライフィルム・ネガ型ホトレジスト９を
コーティングし、光反射板１１を配置し、フォーカス電
極１７′の下面より紫外線平行光６を照射した。ここで
平行光６は、光反射板１１で反射され、電極材１９上の
ホトレジスト９をも部分的に露光する。しかし、光反射
板１１の反射角度が第７図　（ｃ）で示すＸ方向断面で
は浅く、Ｙ方向断面では深いために、露光、現像後のホ
トレジストパターンは第７図（ｄ）　、　（ｄ’　）に
示すごと（、Ｘ方向では電極材１９上の中央部のホトレ
ジスト９が未感光であり取り除かれているが、Ｙ方向で
は電極材１９上の全面のホトレジスト９が感光し残され
ており、第４図（ｂ）で示した様なライン状のホトレジ
ストパターン９′が得られた。

このライン状ホトレジストパターン９′を用いて電極材
１９をウェットエツチングし、かかるホトレジスト９′
を剥離したところ、第７図（ｅ）　、　（ｅ’　）に示
すごとく、電極材１９が開口部の位置において継がった
ライン状の電極１９’を形成することができた。

本実施例で形成された電極１９′及びフォーカス電極１
７′を実施例２と同様変調電極及びフォーカス電極とし
て用い電子線表示装置とすることができた。さらに、電
子線表示装置とすや場合、第８図に示す様に形成した電
極の絶縁層１８をウェットエッチのサイドエツチングに
より電極１９′　よりも後退させた構造とすることによ
って、電子放出時における絶縁層１８の荷電子によるチ
ャージアップが減少した。

支五困ユ 第９図に本発明の第４の実施例を示す。第９図において
、２２は感光性ガラスから成るスペーサー、２３は厚み
ｌｐｍのＮｉ薄膜から成るフォーカス電極、２４は厚み
１０ｐｍのＳｉＯ□薄膜から成る絶縁層。

２５は厚みｌｐｍのＮｉ薄膜から成る変調電極、２６は
厚み１０μｍのＳｉＯ□薄膜から成る絶縁層である。

本実施例も実施例２．３と同様にスペーサー２２上にフ
ォーカス電極２３．絶縁層２４．変調電極２５゜絶縁層
２６を順に堆積し、光反射板を用いた本発明の電極形成
法によって変調電極２５及び絶縁層２６をライン状に形
成したものである。形成後、絶縁層２４、２６にウェッ
トエッチによるサイドエツチングを行い電極よりも後退
させた。これは、実施例２と同様に電子線表示装置に用
いることができた。この場合の電子線表示装置の部分的
な構成図を第１Ｏ図に示す。

［発明の効果］ 以上述べたように、光反射板を配置することによって基
板上のホトマスクとなるべき光不透過性のパターンと異
なった形状で、電極を形成することができる。従来、セ
ルファライン露光法によるレジストパターン形成の材料
としては光透過性の基板材を用いなければならず、また
、エツチング法による場合、被加工物がＩＴＯの様な透
明膜であることが必要であった。しかし、本発明のセル
ファライン露光法によれば、光が透過する開口を有した
光不透過性の基板を用いることも可能となり、さらには
、その上に形成された光不透過性の被加工物をも加工し
、パターニングすることができるようになり、幅広い材
料加工に対応することができるという効果がある。

また、セルファライン露光法を用いているために、基板
上のホトマスクとなるべき光不透過性のパターンと形成
した電極パターンの相互の位置精度が非常に良好であり
、電極パターン形成のための特別なホトマスクを作成す
る必要がなく、マスクアライメント工程の省略や工程の
簡易化が行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施態様及び第１の実施例を
示す断面図、 第２図は、本発明の第１の実施態様及び第１の実施例で
用いた光反射板を示す斜視図、 第３図は、本発明の第２の実施態様を示す断面図、 第４図は、本発明の第２の実施例を示す斜視図、第５図
は、本発明の第２の実施例で用いた光反射板を示す斜視
図、 第６図は、本発明の第２の実施例の表示装置を示す断面
図、 第７図及び第８図は、本発明の第３の実施例を示す断面
図、 第９図は、本発明の第４の実施例を示す断面図、第１０
図は、本発明の第４の実施例の表示装置を示す断面図、 第１１図は、従来例を示す断面図である。 １．２７−光透過性基板 ２．２８−光不透過°性電極パターン ３．２９−ＩＴＯ膜 ３’、２９’　−Ｉ　Ｔｏ電極 ４−ポジ型ホトレジスト ４’　、　９’　、　３０’　−ホトレジストパターン
５−光反射板 ６−平行光 ７．２２−スペーサー ８−電極材 ８′−電極 ９−ネガ型ホトレジスト ｌ〇−開口部 １１−光反射板 １２−電子放出素子基板 １３−電子放出部 １４−蛍光体 １５−透明導電膜（ＩＴＯ膜） １６−フェースプレート １７、２３−フォーカス電極材 １７’　−フォーカス電極 １８．２４，２６−絶縁層 １９−電極材 １９′−電極 ２０−バターニングされたレジスト ２１．３０−ホトレジスト ２５−変調電極

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板あるいは構造体から成る電極支持体の少なく
   とも一部が光透過性であって、該光透過パターンを該電
   極支持体上のホトレジストに転写するセルフアライン露
   光において、ホトレジスト塗布面に対して光反射板を配
   置し、該光反射板で反射した光によって前記ホトレジス
   トを露光し、得られたホトレジストパターン形状にて、
   電極を形成することを特徴とする電極の形成方法。
2. （２）前記電極支持体の側壁をサイドエッチすることを
   特徴とする請求項１記載の電極の形成方法。
3. （３）前記電極支持体として光不透過性材料から成り、
   かつ、光の透過する開口部を部分的に有した基板を用い
   ることを特徴とする請求項１記載の電極の形成方法。
4. （４）少なくとも電子放出素子基板と、画像を形成する
   ターゲットと、該素子基板と該ターゲット間に配置され
   るスペーサーとを具備した電子線表示装置の電極形成に
   際し、該スペーサーを前記電極の支持体として用いるこ
   とを特徴とする請求項１記載の電極の形成方法。
5. （５）前記スペーサーの電極支持側表面にフォーカス電
   極を有し、かつ該フォーカス電極上に絶縁層を有したス
   ペーサーを、前記電極支持体として用いることを特徴と
   する請求項１記載の電極の形成方法。
6. （６）請求項１〜５いずれかに記載の方法により得られ
   た電極を具備したことを特徴とする電子線表示装置。