JP2009158374A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理対象基板と処理電極との間の電位差を高めて処理対象基板を耐圧処理することにより、耐圧特性の高い画像表示装置を製造することが可能な基板処理装置を提供する。
【解決手段】高電圧を印加することにより、処理対象基板２と処理電極部２２との間に電界を形成し、処理電極部２２と対向している処理対象基板２の表面を耐圧処理する基板処理装置において、処理電極部２２は、高電圧が印加される処理電極２２１と、処理電極２２１の表面を覆う表面被覆部２２２ａと当該表面被覆部２２２ａの端部から延在される側壁部２２２ｂとを含む誘電体２２２と、誘電体２２２を固定する固定ベース２２３と、固定ベース２２３と誘電体２２２の側壁部２２２ｂとの間に介在すると共に接地電位に保持される外側電極２２４と、誘電体２２２の内側表面における処理電極２２１との非接触領域に配置される高抵抗膜２２５と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像表示装置を構成する基板を処理する基板処理装置に関する。

近年、陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる次世代の軽量、薄型の画像表示装置として様々な平面型の画像表示装置が注目されている。例えば、放電現象による蛍光体の発光を利用したプラズマ・ディスプレイ・パネル（以下、ＰＤＰと称する）、電界放出素子や表面伝導型放出素子などの電子放出素子を利用したディスプレイなどが知られている。

例えば、電子放出素子を利用したディスプレイは、所定の間隔をおいて対向配置された前面基板及び背面基板を備え、矩形状の側壁を介してこれらの基板の周辺部を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。前面基板の内面には３色の蛍光体層が形成され、背面基板の内面には、蛍光体層を励起する電子源として、各画素に対応する多数の電子放出素子が配列されている。真空外囲器の内部は、真空度が１０^−４Ｐａ程度以下の高真空に維持されている。また、背面基板及び前面基板に加わる大気圧荷重を支えるために、これらの基板の間には複数の支持部材が配設されている。

画像を表示する場合、蛍光体層にアノード電圧が印加され、電子放出素子から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体層へ衝突させることにより、蛍光体層が発光して画像を表示する。実用的な表示特性を得るためには、通常のＣＲＴと同様の蛍光体層を用い、アノード電圧を数ｋＶ以上望ましくは５ｋＶ以上に設定することが必要となる。

上記のように、アノード電圧として高電圧を印加した場合、前面基板と背面基板との小さい隙間に強電界が形成されることを避けられず、両基板間の放電（絶縁破壊）が問題となる。放電が起こると、瞬間的に１００Ａ以上もの電流が流れることがあり、電子放出素子、蛍光面、駆動回路の破壊あるいは劣化が起こりうる。このような放電のダメージは致命的な製品不良につながるため、長期に渡り放電が起こらないような対策を施す必要がある。なお、放電を起こすことなく印加できる電圧を耐圧と称することにする。

放電を抑制する方法としては、前面基板及び背面基板上に残留する異物を除去して耐圧を向上させる処理方法（以下、耐圧処理と略す）が知られている。例えば、特許文献１には、基板の耐圧処理方法として、真空雰囲気中で基板と処理電極とを対向配置し、これら基板と処理電極との間に電界を形成して基板を電界処理する方法が開示されている。この方法によれば、基板に残留した異物等を処理電極に吸着すると共に基板上の微小突起等を溶かして基板上に残留する異物を除去し、放電発生の要因を取り除くことができる。この耐圧処理された基板を用いて画像表示装置を構成することにより、耐圧特性の向上を図ることが可能となる。また、特許文献２には、基板を処理するための処理電極は、処理電極の表面と誘電体との間に設けられた高抵抗膜を備えており、その高抵抗膜の抵抗値は１０^７〜１０^１０Ωであることが開示されている。
特開２００３−３０３５４５号公報 特開２００６−１９１０５号公報

ここで、前面基板及び背面基板の両基板を有する真空外囲器を形成して画像表示装置を
製作する際、前面基板や背面基板の基板表面に異物として導電体粉末、塵、埃等の微粒子が付着している場合がある。このような異物が前面基板と背面基板との間の真空ギャップ内に入り込むと、両基板間の耐圧特性が規格の電圧値を保持できなくなるおそれがある。特に、異物として径が０．１μｍ〜１０μｍ程度の導電体粉末（金属粉末）が基板上に存在する場合、耐圧特性が大幅に低減してしまうことが確認されている。

よって、画像表示装置の耐圧特性を改善し製品不良をなくすためには、画像表示装置の製造過程で前面基板及び背面基板の基板上から導電体粉末、塵、埃等の異物を取り除く必要がある。このため、画像表示装置の製造過程中に、基板と処理電極とを対向配置し、これら基板と処理電極との間に電界を形成して基板を電界処理する上述した耐圧処理が行われる。ここで、画像表示装置の耐圧特性は、耐圧処理における基板と処理電極との間の電位差に依存する特性が得られており、基板と処理電極との間の電位差が高いほど耐圧特性が高くなるといった相関がある。つまり、基板上から導電体粉末、塵、埃等の異物までをも取り除き、画像表示装置の耐圧特性を向上するためには、基板と処理電極との間の電位差をさらに高める必要がある。

本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、処理対象基板と処理電極との間の電位差を高めて処理対象基板を耐圧処理することにより、耐圧特性の高い画像表示装置を製造することが可能な基板処理装置を提供することにある。

本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
画像表示面を有した前面基板、又は、前記画像表示面に向けて電子を放出する電子放出素子を有した背面基板のどちらか一方である処理対象基板を配置した際に、前記処理対象基板と対向する処理電極部と、
対向配置された前記処理対象基板と前記処理電極部との間に電界を形成するために高電圧を印加する高電圧供給部と、
を備え、
前記高電圧供給部から高電圧を印加することにより、前記処理対象基板と前記処理電極部との間に電界を形成し、前記処理電極部と対向している前記処理対象基板の表面を耐圧処理する基板処理装置において、
前記処理電極部は、
前記高電圧供給部から高電圧が印加される処理電極と、
前記処理電極の前記処理対象基板と対向する表面を覆う表面被覆部と当該表面被覆部の端部から前記処理対象基板とは離れる方向に延在される側壁部とを含む誘電体と、
前記誘電体を固定する固定基部と、
前記固定基部と前記誘電体の前記側壁部の端部であって前記表面被覆部とつながった側とは反対側の端部との間に介在すると共に前記高電圧供給部から高電圧が印加されて高電位となる前記処理電極よりも低電位に保持される外側電極と、
前記誘電体の内側表面における前記処理電極との非接触領域に配置される高抵抗膜と、
を有することを特徴とする基板処理装置である。

本発明によると、処理対象基板と処理電極との間の電位差を高めて処理対象基板を耐圧処理することにより、耐圧特性の高い画像表示装置を製造することができる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のもので
はない。

以下では、本発明の実施形態に係る基板処理装置について説明する。この基板処理装置は、画像表示装置の前面基板又は背面基板に耐圧処理を施すためのものである。画像表示装置としては、電子放出素子を用いる画像表示装置が好適である。電子放出素子としては、電界放出素子、表面伝導型放出素子、ＭＩＭ型素子などを用いることができる。以下の実施形態では、表面伝導型放出素子を備える画像表示装置を例に挙げて説明を行う。

図１及び図２は、表面伝導型放出素子を備える画像表示装置の表示パネル１を示している。表示パネル１は、それぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板２及び背面基板３を備え、これらの基板２，３は、約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて対向配置されている。ガラスからなる矩形枠状の側壁４を介して前面基板２及び背面基板３の周縁部同士が接合され、前面基板２、背面基板３及び側壁４によって内部が１０^−５Ｐａ程度度の高真空に維持された偏平な真空外囲器５を構成している。

接合部材として機能する側壁４は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材６により、前面基板２の周縁部及び背面基板３の周縁部に封着され、これらの基板２，３同士を接合している。

真空外囲器５の内部には、外側から前面基板２及び背面基板３に加わる大気圧荷重を支えるため、例えば、ガラスからなる複数の板状の支持部材７が設けられている。これら複数の支持部材７は、真空外囲器５の長辺と平行な方向に延在していると共に短辺と平行な方向に所定の間隔を置いて配置されている。なお、支持部材７の形状については特にこれに限定されるものではなく、例えば柱状の支持部材を用いてもよい。

前面基板２の内面には蛍光面として機能する蛍光体スクリーン８が形成されている。前面基板２の蛍光体スクリーン８が形成された領域が画像表示面となっている。この蛍光体スクリーン８は、赤、緑、青に発光する蛍光体層９、及び遮光層１０を交互に並べて構成され、これらの蛍光体層９はストライプ状、ドット状或いは矩形状に形成されている。蛍光体スクリーン８上には、アルミニウム等からなるメタルバック１１が形成され、メタルバック１１の上にゲッター膜１２が形成されている。

背面基板３の内面には、蛍光体スクリーン８の蛍光体層９を励起する電子放出源として、電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１３が各蛍光体層９に対向して設けられている。これらの電子放出素子１３は複数列及び複数行に配列され、対応する蛍光体層９と共に画素を形成している。各電子放出素子１３は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。背面基板３の内面上には、電子放出素子１３に電位を供給する多数本の配線１４がマトリックス状に設けられ、その配線１４の端部は真空外囲器５の外部に引出されている。

表示パネル１において、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン８及びメタルバック１１に例えば、８ｋＶのアノード電圧を印加し、電子放出素子１３から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体スクリーン８へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン８の蛍光体層９が励起されて発光し、カラー画像を表示する。

次に、上記のように構成された表示パネル１の製造工程において、前面基板２及び背面基板３を耐圧処理する基板処理装置２０及び基板処理方法について説明する。

図３に示すように、基板処理装置２０は、真空処理槽として機能する真空チャンバ２１を備え、この真空チャンバ２１には、内部を真空排気する排気ポンプ２１ａが接続されて
いる。

真空チャンバ２１内には、処理対象基板となる前面基板２を耐圧処理する際に前面基板２と対向配置される処理電極部２２、ゲッター成膜装置２３が設けられている。並びに前面基板２を処理電極部２２と対向する耐圧処理位置Ｐ１とゲッター成膜装置２３と対向するゲッター蒸着位置Ｐ２との間で搬送する基板搬送機構２４が設けられている。

図３〜図６に示すように、処理電極部２２は、細長い矩形状に形成されている。処理電極部２２は、耐圧処理位置Ｐ１に搬送された前面基板２上で前面基板２の短辺におけるゲッター膜１２が形成される予定の範囲に相当する処理領域よりも長い長辺と、前面基板２の長辺よりも短い短辺と、を有している。処理電極部２２は、前面基板２よりも小さな寸法である。処理電極部２２の前面基板２に対向する下面は、耐圧処理位置Ｐ１に搬送された前面基板２の上表面と共に水平に配置されている。処理電極部２２の長辺は、前面基板２の短辺と平行に位置するように配置されている。また、処理電極部２２の長辺方向両端部が前面基板２の短辺における処理領域を越えて両側へ突出して配置されている。

上記のような処理電極部２２は、図５、図６に示すように処理電極２２１、誘電体２２２、固定ベース２２３、外側電極２２４、及び高抵抗膜２２５を有して構成されている。

処理電極２２１は、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、ニッケル等の金属により形成された細長い矩形板状に形成されている。処理電極２２１は、耐圧処理位置Ｐ１に搬送された前面基板２上で前面基板２の短辺における処理領域よりも長い長辺と、前面基板２の長辺よりも短い短辺と、を有している。処理電極２２１の長辺方向両端部が前面基板２の短辺における処理領域を越えて両側へ突出している。処理電極２２１は、誘電体２２２を間に挟んで、前面基板２と隙間をおいてほぼ平行に対向している。処理電極２２１は、基板処理装置２０の高電圧供給部として機能する電源２５と接続されている。この電源２５によって高電圧が処理電極２２１に印加されることにより、耐圧処理位置Ｐ１に搬送された前面基板２の処理表面と、処理電極部２２の前面基板２に対向する対向表面との間に電界が形成される。高電圧の印加方法は、これに限らず、処理対象基板と処理電極２２１間に電界を形成できれば他の方法としてもよい。例えば、処理電極２２１だけでなく、耐圧処理位置Ｐ１に搬送された前面基板２にも処理電極２２１に印加された電圧とは正負が逆の電圧を印加してもよい。このように前面基板２にも電圧を印加すれば、処理対象基板と処理電極２２１間の電位差をより高めることができる。処理電極２２１の長辺側の縁及び短辺側の縁、つまり、処理電極２２１のエッジ２２１ａは、丸められ円弧状に形成されている。

誘電体２２２は、ガラス等からなり、処理電極２２１の前面基板２と対向する表面を覆う表面被覆部２２２ａと、処理電極部２２の短辺側における表面被覆部２２２ａの端部から前面基板２とは離れる方向に延在される側壁部２２２ｂと、を含んで構成される。誘電体２２２の表面被覆部２２２ａは、処理電極２２１の前面基板２と対向する表面を何も介在させず直接接触して覆っていると共に処理電極２２１を保持している。誘電体２２２の表面被覆部２２２ａと側壁部２２２ｂとは、角部２２２ｃでつながっており、この角部２２２ｃは、内側表面及び外側表面共に丸められ円弧状に形成されている。処理電極部２２の長辺側における誘電体２２２の端部は、図６に示すように表面被覆部２２２ａよりも前面基板２とは離れる方向に一段小さくなった被押さえ部２２２ｄとなっている。Ｌ字型の押さえ部材２２６によって誘電体２２２の被押さえ部２２２ｄが固定ベース２２３に押し付けられ、誘電体２２２が固定ベース２２３に固定されている。

固定ベース２２３は、本発明の固定基部に相当し上記のように誘電体２２２を固定する。固定ベース２２３は、処理電極部２２の細長い矩形状と等しい形状を有している。固定
ベース２２３の中央には、電源２５と処理電極２２１とを接続する電線が挿通される孔２２３ａが形成されている。本実施形態では、処理電極２２１は誘電体２２２のみに接触して固定されており、処理電極２２１と固定ベース２２３とは離間し固定には関与していない。固定ベース２２３は接地電位に接続されている。押さえ部材２２６は、固定ベース２２３に設けられているため、固定ベース２２３と共に接地電位となる。このように押さえ部材２２６も接地電位とすることができ、処理電極２２１からの放電を抑制しつつ処理電極部２２の固定が容易となる。なお、押さえ部材２２６の処理電極２２１に最も接近する先端と処理電極２２１との間には放電を抑制するため十分な空隙が形成されている。

外側電極２２４は、固定ベース２２３と、誘電体２２２の側壁部２２２ｂの端部であって誘電体２２２の表面被覆部２２２ａとつながった側とは反対側の端部、すなわち誘電体２２２の側壁部２２２ｂの前面基板２から離れた側の端部と、の間に介在している。外側電極２２４は、誘電体２２２の側壁部２２２ｂの前面基板２から離れた側の端部の端面領域に合わせた形状を有している。このため、外側電極２２４は、誘電体２２２の側壁部２２２ｂにおける内側表面及び外側表面にはみだしてはいない。外側電極２２４は、固定ベース２２３と面接触しており、固定ベース２２３と共に接地電位となる。なお、外側電極２２４は、電源２５から高電圧が印加されて高電位となる処理電極２２１よりも低電位（接地電位に近い電位）に保持されればよく、他の電源から低電圧の所定の電圧が印加されてもよい。

高抵抗膜２２５は、誘電体２２２の内側表面における、誘電体２２２と処理電極２２１とが接触している領域以外の処理電極２２１との非接触領域に配置される。言い換えると、高抵抗膜２２５は、誘電体２２２の表面被覆部２２２ａの内側表面以外の領域に配置されるともいえる。より具体的には、高抵抗膜２２５は、主に誘電体２２２の側壁部２２２ｂの内側表面に配置されている。そして、高抵抗膜２２５は処理電極部２２の短辺側及び長辺側における処理電極２２１の丸められたエッジ２２１ａから外側電極２２４の内側の縁を覆い固定ベース２２３に接触する箇所にわたって連続して配置される。高抵抗膜２２５は、例えば、三酸化アンチモン（ＡＴＯ）、金属酸化膜、金属窒化膜等によって形成され、高抵抗膜２２５のシート抵抗値は、１０^７Ω／□以上を有しており、処理電極２２１及び外側電極２２４のいずれの抵抗値よりも高いシート抵抗値である。

図３に示すように、真空チャンバ２１内には、処理電極部２２の固定ベース２２３を支持していると共に、耐圧処理位置Ｐ１に搬送された前面基板２に対して処理電極部２２を相対的に移動させる移動機構２６が設けられている。移動機構２６は、耐圧処理位置Ｐ１に搬送された前面基板２の長辺と平行な方向Ｘに沿って延在した一対のガイド部２７を有している。処理電極部２２は、その長辺方向両端部がそれぞれガイド部２７に沿って移動自在に支持されている。

移動機構２６は、ガイド部２７に沿って処理電極部２２を往復移動させる駆動部２８を備えている。駆動部２８を作動させることにより、処理電極部２２は、耐圧処理位置Ｐ１に搬送された前面基板２に対して、前面基板２の長辺と平行な方向Ｘに沿って相対移動される。

一方、ゲッター成膜装置２３は、ゲッター蒸着位置Ｐ２に向かって下方に開口したカバー２３１、カバー２３１内の上底部に設けられたゲッター材２３２、及びゲッター材２３２を加熱する加熱機構２３３を備えている。加熱機構２３３としては、高周波加熱方式或いは抵抗加熱方式を用いることができる。

次に、上記基板処理装置２０により処理対象基板を耐圧処理する方法について説明する。ここでは、処理対象基板として、蛍光体スクリーン８及びメタルバック１１が形成され
た前面基板２を処理する場合について説明する。

図３に示すように、まず、排気ポンプ２２により真空チャンバ２１内を所望の真空度まで真空排気する。続いて、真空チャンバ２１内に搬入した前面基板２を基板搬送機構２４によって耐圧処理位置Ｐ１に設置する。前面基板２は、その長辺方向が処理電極部２２の移動方向Ｘと一致した状態で配置される。処理電極部２２は、前面基板２の長辺側端部の表面、例えば、左端部の表面と対向する初期位置に移動させておく。耐圧処理位置Ｐ１において、前面基板２のメタルバック１１側の表面、すなわち上面が処理電極部２２の処理電極２２１と接触している誘電体２２２の表面と所望の隙間、例えば、２ｍｍの隙間を置いて対向配置される。

次に、メタルバック１１を電気的に接地電位にし、電源２５から処理電極２２１に高電圧を印加する。印加電圧は、例えばアノード電圧８ｋＶの２倍かつ負の−１６ｋＶ或いはそれ以上の負の高電圧とする。なお、処理電極２２１に印加する電圧は正の高電圧であってもよい。また、メタルバック１１にも高電圧を印加してもよい。メタルバック１１には表示パネル１動作時と同様、メタルバック１１に正の電圧を印加するのが好適である。このため、処理電極２２１に負の高電圧を印加すると共にメタルバック１１に正の電圧を印加すると、前面基板２と処理電極２２１との間の電位差をより高めることができる。しかし、メタルバック１１に負の電圧を印加してもよい。メタルバック１１に負の電圧を印加する場合には、前面基板２と処理電極２２１との間の電位差をより高めるために、処理電極２２１に正の高電圧を印加するのが好適である。

電源２５から処理電極２２１に高電圧を印加することにより、前面基板２と処理電極２２１との間に電界を発生させ、処理電極２２１と対向している前面基板２の表面領域を耐圧処理する。すなわち、前面基板２上に残留した異物をクーロン力によって処理電極部２２において処理電極２２１と接触している誘電体２２２の表面被覆部に吸着させて除去し、或いは、前面基板２表面の微小な突起を放電によって溶かして除去する。このような耐圧処理を行うことで、前面基板２表面の放電発生の要因を取り除くことができる。なお、放電発生要因を除去という表現を便宜上使うが、除去されたものがすべて放電発生要因というわけではなく、厳密には、放電源になる可能性のある放電源候補を除去するという意味である。

ところで、表示パネル１の耐圧特性を改善し製品不良をなくすためには、前面基板２上から導電体粉末、塵、埃等の異物を取り除く必要がある。導電体粉末、塵、埃等の微粒子の異物は、前面基板２と背面基板３との間の真空ギャップ内に入り込むと、両基板間の耐圧特性が規格の電圧値を保持できなくなるおそれがあるからである。特に、異物として径が０．１μｍ〜１０μｍ程度の導電体粉末（金属粉末）が基板上に存在する場合、耐圧特性が大幅に低減してしまうことが確認されている。

このため、上述した耐圧処理によって、導電体粉末、塵、埃等の異物までをも取り除くことが望まれている。ここで、表示パネル１の耐圧特性は、耐圧処理における前面基板２と処理電極２２１との間の電位差に依存する特性が得られており、前面基板２と処理電極２２１との間の電位差が高いほど耐圧特性が高くなるといった相関がある。つまり、前面基板２上から導電体粉末、塵、埃等の異物までをも取り除き、表示パネル１の耐圧特性を向上するためには、前面基板２と処理電極２２１との間の電位差をさらに高める必要がある。

しかし、前面基板２に対しての許容範囲以上の高電圧を前面基板２に印加すると、前面基板２の不良を発生させるおそれがあるため、前面基板２に印加可能な高電圧には制限があった。そこで、本実施形態では、前面基板２ではなく、処理電極２２１に電源２５から
高電圧を印加するようにしている。これによれば、前面基板２の許容範囲以上の高電圧を処理電極２２１に印加でき、前面基板２と処理電極２２１との間の電位差をさらに高めることができる。したがって、前面基板２上から導電体粉末、塵、埃等の異物までをも取り除き、表示パネル１の耐圧特性を向上できる。

しかしながら、処理電極２２１に高電圧を印加する場合には、高電圧が印加される処理電極２２１からガイド部２７などに放電が生じてしまうおそれがある。そこで、処理電極２２１の周囲に接地電位とされた外側電極２２４を配置している。これにより、処理電極２２１からガイド部２７などへの放電は抑制できるが、処理電極２２１と外側電極２２４との間では放電が生じるおそれがある。処理電極２２１と外側電極２２４との間は誘電体２２２の内側表面が連続して存在している。このため、処理電極２２１のエッジ２２１ａで電界放出により発生した電子が誘電体２２２の内側表面上を負に帯電させ、この負に帯電した誘電体２２２の内側表面の帯電領域が外側電極２２４に向かって広がる。そして、帯電領域が外側電極２２４まで到達すると、絶縁破壊され処理電極２２１と外側電極２２４との間で放電が発生してしまう。

そこで、本実施形態では、処理電極２２１の２２１ａから外側電極２２４に連続して誘電体２２２の内側表面上に高抵抗膜２２５を備えている。そして、耐圧処理の際には、処理電極２２１には負の高電圧を印加し、外側電極２２４は接地電位とするようにしている。処理電極２２１と外側電極２２４との間に連続する高抵抗膜２２５は、処理電極２２１のエッジ２２１ａと外側電極２２４の内側縁との間で発生する放電を抑える働きを有する。高抵抗膜２２５が存在しない場合、処理電極２２１のエッジ２２１ａで電界放出により発生した電子が誘電体２２２の内側表面上を負に帯電させ、この負に帯電した帯電領域が外側電極２２４へ向かって広がり、帯電領域が外側電極２２４の内側縁に到達する。すると、絶縁破壊され、処理電極２２１と外側電極２２４との間で放電が発生する。これに対し、高抵抗膜２２５が存在すると、処理電極２２１のエッジ２２１ａから電界放出で電子が発生しても高抵抗膜２２５に吸収される。このため、誘電体２２２の内側表面が負へ帯電することがない。よって、絶縁破壊がなく、処理電極２２１と外側電極２２４との間で発生する放電を抑制できる。

前面基板２と処理電極２２１との間に電界を発生させた後、移動機構２６の駆動部２８を駆動する。そして、処理電極２２１を前面基板２のメタルバック１１と所定の隙間を置いて対向した状態で、前面基板２の長辺方向に沿ってその左端部から右端部に向かって一定の速度で移動させる。このように、前面基板２及び処理電極部２２を相対的に移動させ、前面基板２の表面を耐圧処理しながら、処理電極部２２によって前面基板２の表面全体を走査する。

その後、処理電極部２２が前面基板２の表面右端を越え、前面基板２外まで移動した時点で、処理電極部２２の移動を停止すると共に処理電極２２１への電圧印加を停止する。これにより、前面基板２の表面全域を耐圧処理し、前面基板２のメタルバック１１上に残留していた異物等を除去することができる。特に本実施形態では、前面基板２の許容範囲以上の高電圧を処理電極２２１に印加できるので、前面基板２のメタルバック１１上から導電体粉末、塵、埃等の異物までをも取り除き、表示パネル１の耐圧特性を向上できる。

耐圧処理が終了した後、基板搬送機構２４により前面基板２を耐圧処理位置Ｐ１からゲッター蒸着位置Ｐ２へ移動させる。なお、本実施形態では、処理電極部２２を前面基板２表面の左端から右端へ片道だけ走査する構成とした。しかし、上記と同様の方法により、処理電極部２２を往復移動させ、前面基板２の左端を越え前面基板２外まで移動させた後に停止する構成としてもよい。この場合、耐圧処理が完了した前面基板２は、処理電極部２２の下を通過することなくゲッター蒸着位置Ｐ２に移動することが可能となる。

ゲッター蒸着位置Ｐ２において、前面基板２はそのメタルバック１１側の表面が上を向いた状態でゲッター成膜装置２３のカバー２３１の下部開口内側と対向する。この状態で、カバー２３１の内側上底部に設けられたゲッター材２３２を加熱機構２３３により加熱して蒸発させ、ゲッターフラッシュを行う。これにより、前面基板２のメタルバック１１上にゲッターを蒸着しゲッター膜１２を形成する。

ゲッター膜１２の成膜後、基板搬送機構２４により前面基板２をゲッター蒸着位置Ｐ２から再び耐圧処理位置Ｐ１に搬送する。そして、ゲッター膜１２の形成された前面基板２を上記と同様の工程により耐圧処理する。これにより、ゲッター蒸着工程で前面基板２に付着した異物や新たに形成された放電源を除去する。

一方、配線１４及び電子放出素子１３等が形成された背面基板３の電子放出面を上記と同様の工程により耐圧処理する。ただし、背面基板３に対してゲッター蒸着は行わない。したがって、背面基板３の耐圧処理は１回だけ行えばよい。

その後、耐圧処理された前面基板２及び背面基板３を大気に晒すことなく真空雰囲気中に維持した状態で図示しない封着位置へ搬送し、ここで互いに封着して真空外囲器５を形成する。なお、これら基板２，３の封着は、上述した耐圧処理と同一の真空チャンバ２１内、あるいは、真空状態で連通した他の真空チャンバ内のいずれで行ってもよい。

上記のように構成された基板処理装置２０によれば、真空チャンバ２１へ投入される前に前面基板２及び背面基板３に付着した粉塵などの異物並びに前面基板２及び背面基板３の生産過程で形成された不要な突起などを除去することができる。特に本実施形態の基板処理装置２０では、前面基板２や背面基板３に印加可能な許容電圧以上の高電圧を処理電極２２１に印加でき、前面基板２と処理電極２２１との間の電位差をより高めることができる。よって、前面基板２及び背面基板３上から導電体粉末、塵、埃等の異物までをも取り除き、表示パネル１の耐圧特性を向上できる。また、これらの基板２，３を真空チャンバ２１へ投入した後、ゲッター蒸着工程で発生した新たな放電源浮遊物質等の基板に付着した塵、埃等の異物を除去することができる。

また、処理電極部２２は、処理対象基板よりも小さな寸法に形成されているため、処理電極２２１の支持及び処理対象基板に対する位置決めが容易であり、高い精度で耐圧処理を実施することができる。処理電極２２１の小型化、軽量化に伴い駆動系の簡素化も図ることが可能となる。

この際、処理電極２２１は、そのエッジ２２１ａが丸められ円弧状に形成されている。そのため、小型の処理電極２２１を用いた場合でも、処理電極２２１のエッジ２２１ａでの電界集中を抑制することができ、処理電極２２１と処理対象基板との間の放電発生を防止することができる。従って、処理電極２２１と処理対象基板との間に一層高い電界を印加させた状態で処理対象基板を耐圧処理することが可能となり、処理対象基板上の異物、突起等を一層確実に除去することができる。更に、処理電極部２２の表面には誘電体２２２が設けられていることから、処理電極２２１と処理対象基板との間の放電を一層確実に防止することが可能となる。また、誘電体２２２は、表面被覆部２２２ａと側壁部２２２ｂをつなぐ角部２２２ｃが内側表面及び外側表面共に丸められ円弧状に形成されている。そのため、誘電体２２２の角部２２２ｃでの電界集中を抑制することができ、これによっても処理電極２２１と処理対象基板との間の放電発生を防止することができる。

そして、上記のように耐圧処理された前面基板２及び背面基板３を用いて真空外囲器５を製造することにより、耐圧特性の向上した表示パネル１を得ることができる。また、前
面基板２及び背面基板３の耐圧処理及びゲッター蒸着処理を真空チャンバ２１内で行った後、これらの基板２，３を大気に晒すことなく真空外囲器５を形成する。これにより、大気中の粉塵などがこれら基板２，３に再付着するおそれがなく、初期放電及び長期に渡る放電の抑制を実現することができる。

上述した実施形態において、ゲッター膜１２を形成した後にのみ、前面基板２を処理電極２２１と対向する耐圧処理位置Ｐ１に搬送し、前面基板２の耐圧処理を行う構成としてもよい。この場合においても、最終的に真空外囲器５内に露出して背面基板３と対向するゲッター膜１２を耐圧処理することにより、放電源を除去することができる。その結果、表示パネル１の耐圧特性を充分に向上させることが可能となる。或いは、ゲッター膜蒸着前にのみ耐圧処理を行う構成としてもよく、この場合でも耐圧特性の向上を図ることができる。

その他、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

処理対象基板側を固定とし処理電極部２２を移動させる構成としたが、逆に、処理電極部２２を固定とし処理対象基板側を移動させることにより、処理電極部２２と処理対象基板とを相対的に移動させる構成としてもよい。上述した実施の形態では、前面基板２及び背面基板３の両方を真空雰囲気中で耐圧処理する構成としたが、少なくとも一方の基板を耐圧処理することによっても耐圧の向上した画像表示装置を得ることができる。真空雰囲気中の方が高い電圧を印加できる点や封着と一貫して処理ができる点で好適ではある。しかし、真空雰囲気中であることが必ずしも必要なわけではなく、大気中で耐圧処理を行うことでもある程度の効果が期待できることを確認している。

本発明は、電子放出素子として表面伝導型放出素子を用いたものに限らず、電界放出素子、ＭＩＮ型素子、カーボンナノチューブ等の他の電子放出素子を用いた画像表示装置を構成する基板の基板処理装置にも適用可能である。

本発明の実施形態に係る基板処理装置により処理される処理対象基板を備えた表示パネルを示す斜視図である。 図１の線Ａ−Ａに沿った表示パネルの断面図である。 本発明の実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る基板処理装置の処理電極部及び移動機構を示す平面図である。 図４の線Ｂ−Ｂに沿った処理電極部の断面図である。 図４の線Ｃ−Ｃに沿った処理電極部の断面図である。

符号の説明

１ 表示パネル
２ 前面基板
３ 背面基板
４ 側壁
５ 真空外囲器
８ 蛍光体スクリーン
９ 蛍光体層
１０ 遮光層
１１ メタルバック
１２ ゲッター膜
１３ 電子放出素子
２０ 基板処理装置
２２ 処理電極部
２５ 電源
２２１ 処理電極
２２２ 誘電体
２２３ 固定ベース
２２４ 外側電極
２２５ 高抵抗膜

Claims (7)

1. 画像表示面を有した前面基板、又は、前記画像表示面に向けて電子を放出する電子放出素子を有した背面基板のどちらか一方である処理対象基板を配置した際に、前記処理対象基板と対向する処理電極部と、
   対向配置された前記処理対象基板と前記処理電極部との間に電界を形成するために高電圧を印加する高電圧供給部と、
   を備え、
   前記高電圧供給部から高電圧を印加することにより、前記処理対象基板と前記処理電極部との間に電界を形成し、前記処理電極部と対向している前記処理対象基板の表面を耐圧処理する基板処理装置において、
   前記処理電極部は、
   前記高電圧供給部から高電圧が印加される処理電極と、
   前記処理電極の前記処理対象基板と対向する表面を覆う表面被覆部と当該表面被覆部の端部から前記処理対象基板とは離れる方向に延在される側壁部とを含む誘電体と、
   前記誘電体を固定する固定基部と、
   前記固定基部と前記誘電体の前記側壁部の端部であって前記表面被覆部とつながった側とは反対側の端部との間に介在すると共に前記高電圧供給部から高電圧が印加されて高電位となる前記処理電極よりも低電位に保持される外側電極と、
   前記誘電体の内側表面における前記処理電極との非接触領域に配置される高抵抗膜と、
   を有することを特徴とする基板処理装置。
2. 前記高抵抗膜は、前記処理電極の縁から前記外側電極にわたって連続して配置されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記高抵抗膜は、１０^７Ω／□以上のシート抵抗値を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板処理装置。
4. 前記処理電極は、縁が丸められていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
5. 前記誘電体は、前記表面被覆部と前記側壁部とがつながる角部が内側表面及び外側表面共に丸められていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
6. 前記処理電極部は、前記処理対象基板よりも小さな寸法であり、
   対向配置された前記処理対象基板と前記処理電極部とを相対移動させ、前記処理対象基板の表面を前記処理電極部により走査する移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
7. 前記処理対象基板と前記処理電極部とが配置される真空チャンバをさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板処理装置。

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