JP2000251734A - パネルプロセスモニター構造物及びパネルプロセスモニター方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度条件、雰囲気条件を高精度で効率良く容
易に検知する。 【解決手段】 フラットディスプレイパネル２の製造工
程における製造条件のパラメーターを検定するために配
置されるパネルプロセスモニター構造物であって、基体
１１上に、温度と雰囲気とからなるプロセス環境に感受
性を有する物質１２が微粒子状の層として形成して構成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパネルプロセスモニ
ター構造物及びパネルプロセスモニター方法に係わり、
特にガラスを主要な構成材料とする２枚の基板、即ちフ
ェースプレート（前面ガラス基板）とリヤプレート（後
面ガラス基板）とが、枠を介して、フリットガラスによ
り気密接合されている構造を有する、フラットパネルデ
ィスプレーの製造工程をモニターするために好適に用い
られるパネルプロセスモニター構造物及びパネルプロセ
スモニター方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自発光型の平板状ディスプレーである。
蛍光表示ディスプレー（ＶＦＤ）、プラズマディスプレ
ー（ＰＤＰ）、電界放射型電子源ディスプレー（ＦＥ
Ｄ）、表面伝導型電子源ディスプレー（ＳＥＤ）などの
フラットパネルディスプレー（以下、ＦＰＤと記す。）
は、いずれもガラス等を主要な構成材料とする２枚の基
板、即ちフェースプレート（前面基板）とリヤプレート
（後面基板）とが、枠を介して、フリットガラス等の封
着材により（又は枠を介さず直接フリットガラス等の封
着材により）気密接合されている構造を有する。上記の
ような構造体を以後、単純にパネルと呼ぶことにする。
高温でフリットガラスを軟化させ、基板と枠の間に気密
接合を形成する工程を封着工程と呼ぶ。この封着工程に
おいては、パネル構成材料の、機能劣化を伴う変質を抑
制し、気密性を維持するために、温度条件、雰囲気条件
の制御とそれらの適切な管理が重要である。そのため
に、工程中の温度条件、雰囲気条件を高精度でかつ効率
良く検知するプロセスモニター手段が求められる。

【０００３】従来、温度については、パネルの周辺に配
置されたセンサーにより温度を測定し、雰囲気について
は封着処理装置内の雰囲気の一部を外部に取り出して分
析する方法が採られていた。

【０００４】図７は従来のプロセスモニター装置の説明
図である。図７において、１は封着処置装置で、封着に
必要とされる温度条件、雰囲気条件を作り出す機能を有
している。２は封着されるパネルである。パネル２はフ
ェースプレート３、リヤプレート６とが、枠４を介し
て、フリットガラス等の封着材５により気密接合されて
構成される。２１は温度センサーで、パネル周辺の適当
な位置に、必要数配置される。温度センサーの信号は導
線によって温度測定装置２２へ送られ、各部の温度が測
定される。一方、雰囲気については、２３の雰囲気取り
出し管によって、封着処理装置１内の雰囲気がサンプリ
ングされ、ガス分析装置２４によってガス組成が分析さ
れる。温度測定装置２２によって測定された温度情報
と、ガス分析装置２４によって測定された雰囲気情報と
は、それぞれプロセス制御装置２５へ送られる。プロセ
ス制御装置２５は、あらかじめプログラムされた方法
で、入力情報を処理し、封着処理装置において、封着に
必要とされる温度条件、雰囲気条件を作り出すための制
御をおこなう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来用いられているようなプロセスモニター装置によっ
て得られる間接的情報からはパネルの構成材料が置かれ
た温度および雰囲気そのものを直接知ることはできない
ため、ＦＰＤが完成した後に、その特性を試験するま
で、パネル構成材料の劣化程度を評価することができな
い。従って、適切なプロセス条件を見出すまで、後続の
ＦＰＤ製造工程も含めて、テストを繰り返す必要があっ
た。

【０００６】本発明は、パネル封着工程中の温度条件、
雰囲気条件を高精度でかつ効率良く、容易に、検知する
プロセスモニター手段および方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のパネルプロセス
モニター構造物は、フラットディスプレイパネルの製造
工程における製造条件のパラメーターを検定するために
配置されるパネルプロセスモニター構造物であって、基
体上に、温度と雰囲気とからなるプロセス環境に感受性
を有する物質が微粒子状の層として形成して構成されて
いるものである。

【０００８】本発明のパネルプロセスモニター方法は、
温度と雰囲気とからなるプロセス環境に感受性を有する
物質を用いてフラットディスプレイパネルの製造工程に
おける製造条件のパラメーターを検定することを特徴と
する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
説明する。図１は本発明の１実施態様の説明図である。
図１において、１は封着処理装置で、封着に必要とされ
る温度条件、雰囲気条件を作り出す機能を有している。
２は封着されるパネルであり、パネル２はフェースプレ
ート３、リヤプレート６とが、枠４を介して、フリット
ガラス等の封着材５により気密接合されて構成される。
封着工程においては、上述のフェースプレート３，枠
４，リアプレート６の部材が、フリットガラス５によっ
て気密接着される。封着によりパネル内部はある程度閉
鎖された環境となる。本発明によれば、そのパネル内部
の封着工程時の環境をモニターすることができる。本発
明のパネルプロセスモニター構造物７はモニター基板１
１とプロセス環境感受物質１２とから構成されている。

【００１０】モニター基板１１は、封着の環境におかれ
た際に容易に変化せず、かつガス放出などで、パネル内
の環境に大きな影響を及ぼすことのないものであれば、
目的に応じて自由に材料を選択することができる。ま
た、評価を容易に行うために、少なくとも巨視的には平
滑な表面を有していることが好ましい。基板の大きさ、
厚さは目的に応じ自由に選択できる。上記条件を満たす
ものとして、石英ガラス板、アルカリ金属などの不純物
を減少させたガラス板、シリコンウエファー、白金など
の貴金属板などが使用可能である。

【００１１】プロセス環境感受物質１２は、封着の環境
におかれた際に検出可能な変化を示す物質であれば、使
用することができる。この物質が上記モニター基板上に
微粒子状の薄層の形態で形成されている。微粒子状の薄
層の形態をとることにより、以下の３つの利点が生まれ
る。 （１）微粒子であることで構造変化が容易である。その
ためプロセス環境に対して、敏感に反応する。そして応
答が速い。 （２）微粒子状の薄層であれば、感受物質の量を少なく
できるため、パネル内の環境への影響が小さい。 （３）微粒子の細かな組織が巨視的に平均化されて、均
一な感受物質を作ることができる。

【００１２】本発明のパネルプロセスモニター構造物７
は封着工程中はパネル内に置かれ、封着工程の完了後、
外部へ取り出され、検査される。プロセス環境感受物質
の変化のうち組織、粒径分布、結晶構造についてはＸ線
回折法などにより調べることができる。組織変化、化学
状態の変化に関しては、電子線マイクロアナライザーな
どにより調べることができる。分析は、電子線マイクロ
分析法、Ｘ線回折法の他に、二次イオン質量分析、Ｘ線
光電子分光、オージェ電子分光、電子線回折等の分析方
法を用いることができる。

【００１３】なお、本発明は温度と雰囲気の検定の必要
な構成であれば、封着工程以外の工程でも用いることが
できる。例えば、ＦＰＤは封着工程前に蛍光体や絶縁
層、導電層、スペーサ等の形成のために、フェースプレ
ートやリヤプレートを加熱処理工程に通す場合があり、
このような加熱工程でも本発明を用いることができる。
特に、多数枚の基板を同時に加熱する場合には、図７の
ような方法では同一工程での多数枚の基板の温度や雰囲
気を測定することは困難であり、ベルトコンベア形式等
の加熱装置では測定物自体が移動するので図７のような
方法を採用することが困難となるので、本発明を好適に
用いることができる。

【００１４】また温度と雰囲気とからなるプロセス環境
に感受性を有する物質は基体上に塗布して配置する形態
の他、パネルに直接塗布することも可能である。基体の
形状は特に限定されず、例えば平板状の他に、円筒状、
ワイヤ状等であってよい。さらに、本発明は検定のしに
くいパネル内での検定に効果的であるが、上述したよう
な検定のしにくい装置におけるパネル外での検定に用い
ることができることは勿論である。パネル内外での温度
と雰囲気とのプロセス環境の違いを検定するためにパネ
ル内外に同時にパネルプロセスモニター構造物を配置す
ることもできる。また、パネル以外のプロセス環境を検
定する場合にも本発明を用いることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。 （実施例１）図１および図２を使用して、本発明の第１
の実施例について説明を行う。

【００１６】図１中のパネルプロセスモニター構造物７
のモニター基板１１は石英ガラスからなる。石英ガラス
基板１１の大きさは、縦１０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ１
ｍｍである。基板１１上にプロセス環境感受物質１２と
して、酸化パラジウム微粒子膜が形成されている。酸化
パラジウム微粒子膜の形成は以下の方法で行う。酢酸
パラジウム水溶液を、石英ガラス基板１１にスピンコー
トにより塗布する。次にこれを空気中で３５０℃、１
時間加熱する。

【００１７】このような方法により形成される酸化パラ
ジウム微粒子膜の平均粒子径は約５ｎｍ、膜厚は約１０
ｎｍである。

【００１８】このようにして形成されたパネルプロセス
モニター構造物７を、真空チャンバー中で熱処理した際
のプロセス環境感受物質のＸ線回折パターンの変化を図
２に示す。

【００１９】Ｘ線回折パターンはＣｕＫα線を用いて測
定した。初期状態は酸化パラジウムの結晶構造を有して
いる。真空中加熱２００℃までは初期の結晶構造を保持
しているが、２５０℃加熱では酸化パラジウムが還元さ
れて金属のパラジウムに変化していることが分かる。こ
のような結晶構造の変化をＸ線回折測定により検知する
ことで、パネルプロセスモニター構造物７の置かれた温
度条件を検定することが可能である。 （実施例２）本発明の第２の実施例はモニター基板１１
上にプロセス環境感受物質１２として、ジルコニウム合
金微粒子膜が形成されている。該ジルコニウム合金の重
量組成はジルコニウム８０％、バナジウム２０％であ
る。該ジルコニウム合金を水素に暴露させて脆化させた
後、粉砕して微粒子とし、基板上に塗布した。ジルコニ
ウム合金微粒子膜の平均粒子径は約５μｍ、膜厚は約３
０μｍである。

【００２０】このようにして形成されたパネルプロセス
モニター構造物７を、空気中で熱処理した際のプロセス
環境感受物質のＸ線回折パターンの変化を図３に示す。

【００２１】Ｘ線回折パターンは銅Ｋα線を用いて測定
した。初期状態はジルコニウムの結晶構造を有してい
る。空気中加熱２５０℃までは初期の結晶構造を保持し
ているが、３００℃加熱ではジルコニウムが酸化されて
酸化ジルコニウムに変化していることが分かる。このよ
うな結晶構造の変化をＸ線回折測定により検知すること
で、パネルプロセスモニター構造物７の置かれた温度条
件を検定することが可能である。

【００２２】さらに温度条件を定量的に検討するため
に、パネルプロセスモニター構造物７を、空気中で熱処
理した際にプロセス環境感受物質に取り込まれる酸素の
量を電子線マイクロアナライザーで評価した。含有酸素
量に相関して検出される酸素Ｋα線強度の熱処理温度依
存性を図４に示す。図４によれば、熱処理温度の増大と
共に酸素量が増大することが分かる。

【００２３】このような含有酸素量の変化を電子線マイ
クロアナライザーにより評価することで、パネルプロセ
スモニター構造物７の置かれた温度条件を検定すること
が可能である。 （実施例３）本発明の実施例はモニター基板１１上にプ
ロセス環境感受物質１２として、ニッケル微粒子膜が形
成されている。ニッケル微粒子膜はニッケル真空蒸着に
より形成した。ニッケル微粒子膜の膜厚は１０ｎｍであ
る。

【００２４】このようにして形成されたパネルプロセス
モニター構造物７を、窒素雰囲気中で熱処理した際のプ
ロセス環境感受物質のＸ線回折パターンの変化を図５に
示す。

【００２５】Ｘ線回折パターンは銅Ｋα線を用いて測定
した。

【００２６】図５のＸ線回折パターンにはＮｉ（１１
１）とＮｉ（２００）の回折ピークが観測されるが、熱
処理温度が上昇するにつれ、これらのピークの形状が細
くなっていくことが確認できる。これは熱処理によりニ
ッケルの結晶子が成長するためである。回折ピークの半
価幅からニッケルの結晶子径を求め、熱処理温度との関
係を示したものが図６である。なお、多結晶体を構成し
ている単結晶とみなせる一次粒子のことを結晶子（crys
tallite）という。一般に多結晶体を加熱すると結晶子
は成長して大きくなる。

【００２７】このような結晶子径の変化をＸ線回折測定
により検知することで、パネルプロセスモニター構造物
７の置かれた温度条件を検定することが可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基体上に、温度と雰囲気からなるプロセス環境に感受性
を有する物質が微粒子状の薄層として形成されたプロセ
スモニター構造物を用いることにより、パネルの構成材
料が置かれた温度および雰囲気そのものを直接検定する
ことができる。また、このモニター構造物に使用される
感受物質の組織または粒径分布または結晶構造または酸
化状態または組成、などの変化を、電子線マイクロ分
析、Ｘ線回折、などの手段で評価して、その結果をパネ
ルを構成する材料の同一プロセスにおける変化と関連づ
けることにより、パネル構成材料の劣化の程度を評価す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施態様の説明図である。

【図２】ＰｄＯ微粒子膜Ｘ線回折パターンのプロセス条
件依存性を示す特性図である。

【図３】Ｚｒ合金のＸ線回折パターンのプロセス条件依
存性を示す特性図である。

【図４】Ｚｒ合金の酸素含有量のプロセス条件依存性を
示す特性図である。

【図５】Ｎｉ微粒子膜のＸ線回折パターンのプロセス条
件依存性を示す特性図である。

【図６】Ｎｉ微粒子膜のＮｉ結晶子径のプロセス条件依
存性を示す特性図である。

【図７】従来のプロセスモニター装置の説明図である。

【符号の説明】

１ 封着処理装置 ２ 封着されるパネル ３ フェースプレート（前面ガラス基板） ４ 枠 ５ フリットガラス ６ リヤプレート（後面ガラス基板） ７ パネルプロセスモニター構造物 １１ モニター基板 １２ プロセス環境感受物質 ２１ 温度センサー ２２ 温度測定装置 ２３ 雰囲気取り出し管 ２４ ガス分析装置 ２５ プロセス制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G061 AA13 AA18 BA03 BA07 CD02 CD21 DA26 DA28 DA29 5C012 AA05 BC03 BC05 BE01 BE03 5G435 AA00 EE09 EE33 KK05 KK10

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フラットディスプレイパネルの製造工程
   における製造条件のパラメーターを検定するために配置
   されるパネルプロセスモニター構造物であって、 基体上に、温度と雰囲気とからなるプロセス環境に感受
   性を有する物質が微粒子状の層として形成して構成され
   ているパネルプロセスモニター構造物。
2. 【請求項２】 前記プロセス環境に感受性を有する物質
   が、プロセスパラメーターの値に応じて、組織、粒径分
   布、結晶構造、酸化状態、組成の少なくとも一つの変化
   を示すことを特徴とする、請求項１に記載のパネルプロ
   セスモニター構造物。
3. 【請求項３】 前記プロセス環境に感受性を有する物質
   が、Ｚｒ，Ｐｄ，Ｎｉのうち少なくとも一種を含むこと
   を特徴とする、請求項１に記載のパネルプロセスモニタ
   ー構造物。
4. 【請求項４】 前記製造工程は、封着工程であることを
   特徴とする、請求項１〜３のいずれかの請求項に記載の
   パネルプロセスモニター構造物。
5. 【請求項５】 前記パネルプロセスモニター構造物はフ
   ラットディスプレイパネル内に配置されることを特徴と
   する、請求項４に記載のパネルプロセスモニター構造
   物。
6. 【請求項６】 温度と雰囲気とからなるプロセス環境に
   感受性を有する物質を用いてフラットディスプレイパネ
   ルの製造工程における製造条件のパラメーターを検定す
   ることを特徴とするパネルプロセスモニター方法。
7. 【請求項７】 前記プロセス環境に感受性を有する物質
   が、プロセスパラメーターの値に応じて、組織、粒径分
   布、結晶構造、酸化状態、組成の少なくとも一つの変化
   を示すことを特徴とする、請求項６に記載のパネルプロ
   セスモニター方法。
8. 【請求項８】 前記プロセス環境に感受性を有する物質
   が、Ｚｒ，Ｐｄ，Ｎｉのうち少なくとも一種を含むこと
   を特徴とする、請求項６に記載のパネルプロセスモニタ
   ー方法。
9. 【請求項９】 前記製造工程は、封着工程であることを
   特徴とする、請求項６〜８のいずれかの請求項に記載の
   パネルプロセスモニター方法。
10. 【請求項１０】 前記パネルプロセスモニター構造物は
    フラットディスプレイパネル内に配置されることを特徴
    とする、請求項９に記載のパネルプロセスモニター方
    法。
11. 【請求項１１】 前記変化は電子線マイクロ分析又はＸ
    線回折で評価することを特徴とする請求項７に記載のパ
    ネルプロセスモニター方法。