JP2001199742A

JP2001199742A - ディスプレイ用基板

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Publication number: JP2001199742A
Application number: JP2000004499A
Authority: JP
Inventors: Masaki Nakamura; 真記中村; Toshiaki Anzaki; 利明安崎; Etsuo Ogino; 悦男荻野; Toshiaki Mizuno; 俊明水野; Katsuya Kamitsukuri; 克也神作
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2000-01-13
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2001-07-24
Anticipated expiration: 2020-01-13
Also published as: JP4382943B2

Abstract

(57)【要約】【課題】パッシベーション膜の膜厚を薄くしてディス
プレイの製造コストを低減することができるディスプレ
イ用基板を提供する。【解決手段】電子線励起ディスプレイ（ＦＥＤ）やプ
ラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に用いるディスプ
レイ用基板は、厚さが、例えば３ｍｍであるガラス基板
１０を備える。ガラス基板１０の素子形成側表面には、
アルカリイオンの熱拡散を防止すべく、ＭＦスパッタ法
により、厚さが、例えば４０ｎｍのアルカリイオンパッ
シベーション膜１１が形成されている。パッシベーショ
ン膜１１上には、導電性材料から成る一対の素子電極１
２，１３が形成されている。パッシベーション膜１１
は、シリコンの酸化物、シリコンの窒化物及びシリコン
の酸窒化物の群から選択された化合物を電極として用い
ると共に、金属シリコンにリン及びボロンの少なくとも
一方をドープしたものをターゲットとして用いてＭＦス
パッタ法によりガラス基板１０の表面に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイ用基
板、特に基板中に可動イオンの表面への熱拡散を防止す
る可動イオン拡散防止膜が表面に形成されたディスプレ
イ用基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子線励起ディスプレイ（ＦＥ
Ｄ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に用いる
ディスプレイ用基板は、該基板からのアルカリイオン
（可動イオン）の熱拡散による素子の動作異常を防止す
るために、デバイス側基板表面に基板中のアルカリイオ
ンの素子形成側基板表面への熱拡散を防止するアルカリ
パッシベーション膜（可動イオン拡散防止膜）を備えて
いる。

【０００３】このようなパッシベーション膜の成膜方法
としては、液晶表示素子の透明電極用のディスプレイ用
基板の場合等は、大面積基板の大量処理が可能な塗布焼
成法（ゾルゲル法）が採用されている。このゾルゲル法
は、出発原料として有機金属化合物を溶解した有機溶液
にガラス基板を浸漬した後等速引き上げにより該有機溶
液をガラス基板に塗布し、４００〜５００℃のオーブン
中で加熱処理し、ＳｉＯ₂膜を得るものであり、公知技
術として、特開昭５７−７９９１４号、特開昭５７−１
１２７１５号、特開昭６２−１５８１３６号の各公報に
記載された技術がある。

【０００４】また、これら公知技術のディスプレイ用基
板に形成されたパッシベーション膜には、基板中のアル
カリイオンの熱拡散の防止効果を向上させるために、リ
ンがドープされたＳｉＯ₂膜（ＰＳＧ(Phosphor Silicat
e Glass）膜)が用いられている。この場合、基板中のア
ルカリイオンの熱拡散の防止効果はリンの含有量が高い
ほど向上するので、上記ＰＳＧ膜におけるリンの含有量
は比較的高い値に設定され、例えば、特開昭５７−７
９９１４号の基板ではＰ₂Ｏ₅ベースで０．１〜２ｗｔ
％、特開昭５７−１１２７１５号の基板では同１ｗｔ％
程度、特開昭６２−１５８１３６号の基板では同０．５
〜２０ｗｔ％である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パッシ
ベーション膜をゾルゲル法により形成する場合は、加水
分解・重縮合反応した有機成分を熱処理により完全に分
解するのが困難なため、ゾルゲル法により形成されたパ
ッシベーション膜は緻密性が低く、所定のアルカリイオ
ン拡散防止性能を発揮させるためには、パッシベーショ
ン膜の膜厚を厚くしなければならず、ディスプレイの製
造コストが増大する。

【０００６】特に、このパッシベーション膜が形成され
たディスプレイ用基板を電子線励起ディスプレイ（ＦＥ
Ｄ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）のような
真空容器型ディスプレイに用いる場合には、これらのデ
ィスプレイは、製造時に、周辺部に塗布されたペースト
状ガラスフリットにより貼り合わされた一対の板ガラス
を溶着するために、高温のプロセス、例えば５００℃で
の焼成プロセスを必要とし、上記焼成プロセスが実行さ
れても基板のアルカリイオン拡散防止性能を維持するた
めには、パッシベーション膜を２００ｎｍを越える比較
的厚い膜厚にしなければならない。

【０００７】また、上記真空容器型ディスプレイでは、
基板のパッシベーション膜中にリンを多く含むと、リン
の高吸湿性によりパッシベーション膜中のリンに吸着さ
れた水分が真空容器型ディスプレイ内に放出されてディ
スプレイ内の真空度合を所要度合に維持することができ
なくなる。

【０００８】本発明の目的は、パッシベーション膜の膜
厚を薄くしてディスプレイの製造コストを低減すること
ができるディスプレイ用基板を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、基板中の可動イオンの表面への熱拡散を防止する可
動イオン拡散防止膜が表面に形成されたディスプレイ用
基板において、前記可動イオン拡散防止膜は、シリコン
の酸化物、シリコンの窒化物及びシリコンの酸窒化物か
ら成る群から選択された化合物であって、リン及びボロ
ンの少なくとも一方を含む化合物をスパッタ法により前
記基板の表面にコーティングすることにより形成して成
ることを特徴とする。

【００１０】請求項１記載のディスプレイ用基板によれ
ば、可動イオン拡散防止膜は、シリコンの酸化物、シリ
コンの窒化物及びシリコンの酸窒化物から成る群から選
択された化合物であって、リン及びボロンの少なくとも
一方を含む化合物をスパッタ法により前記基板の表面に
コーティングすることにより形成して成るので、可動イ
オン拡散防止膜のディスプレイ用基板上への形成の際に
スパッタリングを異常放電が生じることなく安定して実
行することができ、その結果可動イオン拡散防止膜の緻
密性が高まると共に、可動イオン拡散防止膜の膜厚を薄
くしてディスプレイの製造コストを低減することができ
る。

【００１１】請求項２記載のディスプレイ用基板は、請
求項１記載のディスプレイ用基板において、前記スパッ
タ法がＭＦスパッタ法から成ることを特徴とする。

【００１２】請求項２記載のディスプレイ用基板によれ
ば、ディスプレイ用基板の表面に形成されるリン及びボ
ロンの少なくとも一方を含む化合物の形成をＭＦ（MidF
requency）スパッタ法によって行うことにより、可動イ
オン拡散防止膜のディスプレイ用基板上への形成の際に
スパッタリングをより安定して行うことに加えて、成膜
レートの向上を図ることができる。

【００１３】請求項３記載のディスプレイ用基板は、請
求項１又は２記載のディスプレイ用基板において、前記
可動イオン拡散防止膜の膜厚は２００ｎｍ以下であるこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項３記載のディスプレイ用基板によれ
ば、可動イオン拡散防止膜の膜厚が２００ｎｍ以下であ
るので、パッシベーション膜の膜厚が薄いことによりデ
ィスプレイの製造コストを低減することができる。

【００１５】請求項４記載のディスプレイ用基板は、請
求項１乃至３のいずれか１項に記載のディスプレイ用基
板において、前記ディスプレイは真空容器型ディスプレ
イであることを特徴とする。

【００１６】請求項５記載のディスプレイ用基板は、請
求項４記載のディスプレイ用基板において、前記化合物
は、リンを、前記化合物のシリコンに対するリンの比で
４０００ｐｐｍ以下の濃度で含むことを特徴とする。

【００１７】請求項５記載のディスプレイ用基板によれ
ば、化合物は、リンを、前記化合物のシリコンに対する
リンの比で４０００ｐｐｍ以下の濃度で含むので、基板
上の可動イオン拡散防止膜に含まれる吸湿性に富むリン
の含有量が低減することにより、可動イオン拡散防止膜
から真空容器型ディスプレイ内に放出される水分の量を
低減させて真空容器型ディスプレイ内の真空度合を所要
度合に維持することができる。

【００１８】請求項６記載のディスプレイ用基板は、請
求項４又は５記載のディスプレイ用基板において、前記
真空容器型ディスプレイは、電子線励起ディスプレイ又
はプラズマディスプレイパネルであることを特徴とす
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明者は、上記目的を達成すべ
く鋭意検討を行った結果、ディスプレイ用基板の表面に
形成される可動イオン拡散防止膜の形成をスパッタ法に
より行うことにより、形成された可動イオン拡散防止膜
が十分な緻密性を有することに着目し、前記可動イオン
拡散防止膜を、シリコンの酸化物、シリコンの窒化物及
びシリコンの酸窒化物から成る群から選択された化合物
であって、リン及びボロンの少なくとも一方を含む化合
物をスパッタ法により前記基板の表面にコーティングす
ることにより形成すると、可動イオン拡散防止膜のディ
スプレイ用基板上への形成の際にスパッタリングを異常
放電が生じることなく安定して実行することができ、そ
の結果可動イオン拡散防止膜の緻密性が高まると共に、
可動イオン拡散防止膜の膜厚を薄くしてディスプレイの
製造コスト低減を可能にすること、ＭＦスパッタ法によ
れば、直流スパッタ法と比べてスパッタリングを安定し
て行うことができると共に、高周波スパッタ法と比べて
成膜レートの向上を図り、もって製造コスト低減を可能
にすること、及び化合物のシリコンに対するリンの比を
４０００ｐｐｍ以下にすることにより、可動イオン拡散
防止膜から真空容器型ディスプレイ内に放出される水分
の量が低減して真空容器型ディスプレイ内の真空度合を
所要度合に維持することができることを見い出した。

【００２０】ＭＦスパッタ法は、２つのターゲットを陰
極と陽極との間で交互に極性を反転させながら同一ガス
雰囲気中で同時に放電させてスパッタリングを行うもの
であり、これにより、互いのターゲット表面における電
荷が反転電位及び反転電流で中和されて該表面を除電す
るので異常放電が生じるのとを防止し、さらに、プラズ
マが互いのターゲット表面をスパッタリングによりクリ
ーニングしながら成膜を実施するので、互いのターゲッ
ト表面に堆積する絶縁性膜による放電不能化の発生を防
止することができ、その結果、より高い電力の印加を可
能として成膜レートを向上させることができる。

【００２１】ＭＦスパッタ法におけるターゲットの極性
の反転周波数は１００Ｈｚ〜１ＧＨｚ程度が好ましく、
さらに１〜１００ＫＨｚがより好ましい。この下限は、
除電作用の程度で決まり、上限は電源の駆動安定性など
で決まる。また、このときの反転波形は正弦波や方形パ
ルス波、時間非対称波など、長い時間軸に対し両ターゲ
ット表面の電荷が中和されるように正負のバランスのと
れた印加電圧波形であればよい。

【００２２】このＭＦスパッタ法のターゲットとして電
気抵抗率の高い金属シリコンを用いると、ターゲット表
面で通電性不足により帯電現象が発生しプラズマ放電が
不安定となって異常放電が生じ易くなるが、この不具合
は、金属シリコンにリン及びボロンの少なくとも一方を
ドープしてターゲットの導電性を増加することにより解
消することができ、もってリン及びボロンの少なくとも
一方を含む化合物の基板表面へのコーティングによる形
成をより高い成膜レートで行うことができる。

【００２３】このように、ＭＦ法によれば、直流スパッ
タ法における問題、即ち、スパッタリング時に成膜され
る絶縁膜がターゲット表面にも堆積し、これにより、タ
ーゲット表面の導電性が損なわれ、異常放電が発生し易
くなるという問題、また、高周波スパッタ法における問
題、即ち、成膜レートが遅く、もって製造コストの増大
を招くという問題を解消することができる。

【００２４】以下、本発明の実施の形態に係るディスプ
レイ用基板を備える電子線励起素子の構成を図１を参照
して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るディ
スプレイ用基板を備える電子線励起素子の断面図であ
る。

【００２５】図１において、ガラス基板１０の素子形成
側表面には、基板１０の表面の帯電を防止すべくＭＦス
パッタ法によりアルカリイオンパッシベーション膜１１
が形成されている。基板１０はソーダライムガラスから
成り、その厚さは、例えば３ｍｍである。

【００２６】パッシベーション膜１１上には、導電性材
料から成る一対の素子電極１２，１３が形成されてい
る。これらの素子電極１２，１３は、例えばＣＶＤ等の
成膜技術とフォトリソグラフィー、エッチング等のパタ
ーニング技術を組み合わせて形成することができるが、
印刷技術によって形成してもよい。素子電極１２，１３
の形状は、当該電子線励起素子の用途に合わせて適宜設
計される。

【００２７】素子電極１２，１３の間には、フォトリソ
グラフィー、エッチング等により導電性薄膜１４が形成
されている。導電性薄膜１４は、素子電極１２，１３と
電気的に良好に接続されるのが望ましいため、互いに部
分的に重なりあっている。導電性薄膜１４の一部には、
導電性薄膜１４よりも電気的に高抵抗な電子放出部１５
が通電フォーミング処理により形成されている。

【００２８】電子放出部１５及びその近傍は薄膜１６に
よって被覆されており、この薄膜１６は、炭素又は炭素
化合物から成り、上記電子放出部１５の形成後に通電活
性化処理により形成される。

【００２９】パッシベーション膜１１は、シリコンの酸
化物（ＳｉＯ₂）、シリコンの酸窒化物（ＳｉＯＮ）及
びシリコンの窒化物（Ｓｉ₃Ｎ₄）から成る群から選択さ
れた化合物であって、リン及びボロンの少なくとも一方
を含む化合物を含む少なくとも１層のアルカリイオンパ
ッシベーション膜（可動イオン拡散防止膜）から成る。
このパッシベーション膜１１により、例えばＮａイオン
のようなアルカリイオンの熱拡散による素子の動作異常
を防止することができる。

【００３０】パッシベーション膜１１は、シリコンの酸
化物、シリコンの窒化物及びシリコンの酸窒化物から成
る群から選択された化合物であって、リン及びボロンの
少なくとも一方を含む化合物をＭＦスパッタ法により基
板１０の表面にコーティングすることにより形成され
る。具体的には、シリコンの酸化物、シリコンの窒化物
及びシリコンの酸窒化物から成る群から選択された化合
物を電極として用いると共に、金属シリコンにリン及び
ボロンの少なくとも一方をドープしたものをターゲット
として用いてＭＦスパッタ法によりパッシベーション膜
１１を形成する。これにより、ターゲットの導電性が増
加するので、パッシベーション膜１１のディスプレイ用
基板上への形成の際にスパッタリングを異常放電が生じ
ることなく安定して実行することができ、その結果パッ
シベーション膜１１の緻密性が高まると共に、パッシベ
ーション膜１１の膜厚を薄くしてディスプレイ用基板の
製造コストを低減することができる。ＭＦスパッタ法に
よれば、直流スパッタ法や高周波スパッタ法によること
なくパッシベーション膜１１を形成することにより、ス
パッタリング時の異常放電発生の防止やディスプレイ用
基板の製造コストの低減を図ることができる。

【００３１】上記化合物のシリコンに対するリンの比を
４０００ｐｐｍ以下にするのが好ましい。これにより、
パッシベーション膜１１から真空容器型ディスプレイ内
に放出される水分の量を低減させて真空容器型ディスプ
レイ内の真空度合を所要度合に維持することができる。

【００３２】上記パッシベーション膜１１の膜厚は２０
０ｎｍ以下であるのが好ましい。２００ｎｍを越える
と、ディスプレイ用基板の製造コストが増大する。

【００３３】

【実施例】本発明の上記知見を確認するために以下のよ
うな実験を行った。

【００３４】まず、上記のような基板１０を、膜厚３ｍ
ｍのソーダライムガラス材料（主として、ＳｉＯ₂７２
重量％、Ｎａ₂Ｏ１３重量％、ＣａＯ８重量％、ＭｇＯ
４重量％、Ａｌ₂Ｏ₃１．８重量％、Ｋ₂Ｏ０．９重量％
を含む）で作製し、この基板１０の表面上に表１に示す
ターゲット及び混合ガス雰囲気でＭＦスパッタ法又はゾ
ルゲル法により実施例１〜６及び比較例１に係るパッシ
ベーション膜１１を形成した。

【００３５】

【表１】即ち、表１において、実施例１〜３は、Ｐドープ量が８
００ｐｐｍのＰ（リン）ドープＳｉターゲット（Ｐ−Ｓ
ｉターゲット）を用いた場合、実施例４〜６は、Ｂドー
プ量が８００ｐｐｍのＢ（ボロン）ドープＳｉターゲッ
ト（Ｂ−Ｓｉターゲット）を用いた場合を示し、実施例
１及び４は、アルゴン−酸素の混合ガス雰囲気でＭＦス
パッタ法によりＳｉＯ₂膜を形成した場合、実施例２及
び５は、アルゴン−酸素−窒素の混合ガス雰囲気でＭＦ
スパッタ法によりＳｉＯＮ膜を形成した場合、実施例３
及び６は、アルゴン−窒素の混合ガス雰囲気でＮＭＳス
パッタ法によりＳｉ３Ｎ４膜を形成した場合を示す。

【００３６】また、比較例１は、ゾルゲル法によりＳｉ
Ｏ₂膜を形成した場合を示す。

【００３７】上記ターゲットの作製方法をＰ−Ｓｉター
ゲットの場合を例にとって説明する。Ｂ−Ｓｉターゲッ
トもこれに準ずる。

【００３８】まず、高純度ポリシリコンブロックの端材
を、高純度Ｓｉを内張りしたポットミル中に装填してミ
ルを回転させ、ポリシリコンブロックの端材同士の衝
突、又は端材と内張りしたＳｉとの衝突等によって端材
を粉砕し、平均粒径が５μｍであるＳｉ粉末を調製し
た。このＳｉ粉末にＰ微粉末を所定量混合し、Ｐ−Ｓｉ
混合粉末を調製した。

【００３９】次に、離型剤を塗布した黒鉛製成形型を有
するホットプレス装置の成形型に上記調製した混合粉末
を充填すると共に、雰囲気の真空度合を１０^-4Ｔｏｒｒ
（１．３３×１０^-2Ｐａ）に調整した後、温度１３２０
℃で４時間加熱処理を実施し付着酸素及び不純物を揮散
させた後に、加圧力２５０ｋｇ／ｃｍ²を作用させると
同時に、温度１３２０℃で４時間Ｓｉ粉末を焼成し、Ｐ
−Ｓｉ焼結体ターゲットを形成した。

【００４０】実施例１〜３におけるＭＦスパッタ法によ
るパッシベーション膜１１は下記の製膜方法で形成し
た。

【００４１】まず、実施例１では、Ｐドープ量８００ｐ
ｐｍのＰ−Ｓｉターゲットを予備排気室とスパッタ室か
らなるインライン式スパッタリング装置にセットし、ス
パッタ室をロータリーポンプ及びクライオポンプで５．
０×１０^-4Ｐａ以下まで排気した。次いで、洗浄した厚
さ３ｍｍの基板１０を予備排気室に入れて０．３Ｐａ以
下に排気した。そして、基板１０をスパッタ室に移し、
スパッタ室にアルゴンガス３０ｃｍ³／分（標準状態
下）（以下「ＳＣＣＭ）という）及び酸素ガス２０ＳＣ
ＣＭを導入し、圧力を０．３Ｐａに調節した。１対のＰ
−Ｓｉターゲットが備えられたカソードに３０ＫＨｚの
反転周波数で電力を印加して放電を起こし、Ｐ−Ｓｉタ
ーゲットの上を基板１０を通過させることにより、基板
１０の表面にＳｉＯ₂膜から成る膜厚２０ｎｍのパッシ
ベーション膜１１を形成した。

【００４２】同様にして、実施例１について、パッシベ
ーション膜１１として膜厚３０ｎｍ、４０ｎｍ、８０ｎ
ｍ、２００ｎｍのＳｉＯ₂膜を基板１０上に形成した。

【００４３】実施例２では、実施例１と同様にして、Ｐ
ドープ量８００ｐｐｍのＰ−Ｓｉターゲットを用いてＭ
Ｆスパッタ法でパッシベーション膜１１を基板１０に形
成するに際して、スパッタ室にアルゴンガス３０ＳＣＣ
Ｍ、酸素ガス１０ＳＣＣＭ、窒素ガス１０ＳＣＣＭを導
入し、Ｐ−Ｓｉターゲットが備えられたカソードに３０
ＫＨｚの反転周波数で電力を印加して放電を起こし、Ｐ
−Ｓｉターゲットの上を基板１０を通過させることによ
り、基板１０の表面にＳｉＯＮ膜から成る２０ｎｍの厚
さのパッシベーション膜１１を形成した。

【００４４】同様にして、実施例２について、パッシベ
ーション膜１１として膜厚３０ｎｍ、４０ｎｍ、８０ｎ
ｍ、２００ｎｍのＳｉＯＮ膜を基板１０上に形成した。

【００４５】実施例３では、実施例１と同様にして、Ｐ
ドープ量８００ｐｐｍのＰ−Ｓｉターゲットを用いてス
パッタ法でパッシベーション膜１１を基板１０に形成す
るに際して、スパッタ室にアルゴンガス３０ＳＣＣＭ、
窒素ガス２０ＳＣＣＭを導入し、１対のＰ−Ｓｉターゲ
ットが備えられたカソードに３０ＫＨｚの反転周波数で
電力を印加して放電を起こし、Ｐ−Ｓｉターゲットの上
を、基板１０を通過させることにより、基板１０の表面
にＳｉ₃Ｎ₄膜から成る２０ｎｍの厚さのパッシベーショ
ン膜１１を形成した。

【００４６】同様にして、実施例３について、パッシベ
ーション膜１１として膜厚３０ｎｍ、４０ｎｍ、８０ｎ
ｍ、２００ｎｍのＳｉＯＮ膜を基板１０上に形成した。

【００４７】以上のようにパッシベーション膜１１が形
成された各基板１０を、５００℃、２時間の熱処理を行
った後、パッシベーション膜１１のＮａ拡散防止性能
（ｐｐｍ）を後述の測定方法により測定した。

【００４８】また、パッシベーション膜１１のＮａ拡散
防止性能（ｐｐｍ）は、基板中（実質的には基板表面）
におけるＮａイオン数Ｎ０に対する膜中におけるＮａイ
オン数Ｎ（実質的には最低値）の比（Ｎ／Ｎ０）をｐｐ
ｍで表して評価した。ｐｐｍ値が低い程Ｎａイオン拡散
防止性能が高い。このようなＮａイオン数Ｎ０，Ｎは、
後述する２次イオン質量分離スペクトル分析法（以下、
「ＳＩＭＳ法」という）を用いてパッシベーション膜１
１又は基板１０中のＮａイオン濃度をパッシベーション
膜１１又は基板１０の深さ方向にそって分析することに
より取得することができる。

【００４９】上記ＳＩＭＳ法による測定結果を表１に示
す。実施例１〜３では、パッシベーション膜１１のＮａ
イオン拡散防止性能は、例えば、膜厚４０ｎｍの場合、
夫々、６７５ｐｐｍ、３３８ｐｐｍ、１３５ｐｐｍであ
った。

【００５０】上記ＳＩＭＳ法による分析は、次のような
手順で行った。

【００５１】先ず、準備された試料を５００℃で２時間
熱処理を行い、この熱処理された試料をパッシベーショ
ン膜１１側からアルゴンのスパッタリング照射により切
削しつつ各試料のＮａイオン数をカウントすることによ
り成分分析を行った。代表的なものとして、ドープ量８
００ｐｐｍのＢドープＳｉターゲットを用いて基板上に
パッシベーション膜１１を形成した資料の分析結果を図
３に示す。

【００５２】図３は、２次イオン質量分離スペクトル分
析法によるスパッタ時間とイオン数（個／秒）の関係を
示すグラフである。

【００５３】図３において、パッシベーション膜１１の
表面からアルゴンのスパッタリング照射による切削が始
まり、分析開始後約２０分までは、パッシベーション膜
１１中のＮａイオン数を示しているが、約２０分以後は
基板１０中のＮａイオン数を示している。

【００５４】Ｎａイオン数のプロファイルは、パッシベ
ーション膜１１中においては、約１．０×１０⁷個／秒
であるが、基板１０中においては、約１．０×１０¹⁰個
／秒と大きくなる。また、膜表面でのＮａイオン数のプ
ロファイルが大きくなっているのはコンタミネーション
に起因するものである。

【００５５】次に、実施例４〜６並びに比較例１の場合
におけるパッシベーション膜１１は下記の成膜方法で形
成した。

【００５６】実施例４〜６は、ターゲットとしてＢ−Ｓ
ｉターゲットを使用するものであり、Ｂドープ量８００
ｐｐｍのＢ−Ｓｉターゲットを用いた上で上記実施例１
〜３と同様にＭＦスパッタ法によりパッシベーション膜
１１を基板１０上に形成した後、パッシベーション膜１
１が形成された基板１０を、５００℃、２時間の熱処理
を行った後、上実施例１〜３と同様に、パッシベーショ
ン膜１１のＮａイオンの拡散防止性能を評価した。結果
を表１に示す。実施例４〜６では、Ｎａイオン拡散防止
性能は、例えば膜厚４０ｎｍの場合、夫々、１１２５ｐ
ｐｍ、５６３ｐｐｍ、２２５ｐｐｍであった。

【００５７】比較例１では、出発原料として、テトラエ
トキシシランを用いる公知のゾルゲル法によりパッシベ
ーション膜１１を基板１０上に形成した後、パッシベー
ション膜１１が形成された基板１０を、５００℃、２時
間の熱処理を行った後、パッシベーション膜１１のＮａ
イオンの拡散防止性能を評価した。結果を表１に示す。

【００５８】次に、実施例１〜６について、表１の結果
を横軸に膜厚（ｎｍ）、縦軸にＮａイオン拡散防止性能
（ｐｐｍ）をとったグラフにプロットしたものを図４に
示す。図４は、膜厚（ｎｍ）を変えた場合のＮａイオン
拡散防止性能（ｐｐｍ）を示すグラフであり、（ａ）は
実施例１及び４の場合、（ｂ）は実施例２及び５の場
合、（ｃ）は実施例３及び６の場合を示す。

【００５９】図４から、パッシベーション膜１１の膜厚
が４０ｎｍ以上のときは、Ｂ−Ｓｉターゲットを用いる
場合も、Ｐ−Ｓｉターゲットを用いる場合もＮａ拡散防
止性能（ｐｐｍ）が約１１３０ｐｐｍ以下であり、その
結果、これらの基板１０から作製された電子線励起素子
は、加速試験での素子劣化・破壊までの時間を長くする
ことができる。

【００６０】また、図４によれば、膜厚が４０ｎｍ未満
のときは、Ｂ−Ｓｉターゲットを用いる場合とＰ−Ｓｉ
ターゲットを用いる場合とで、アルカリイオンの拡散防
止性能はさほど変わらないが、４０ｎｍ以上になると、
後者の方が、その性能が顕著に現れ、膜厚が増すにつれ
て、性能差が顕著に現れる。

【００６１】次に、実施例１について、ターゲットのＰ
ドープ量を８００ｐｐｍ以外に、０ｐｐｍ、４０ｐｐ
ｍ、４０００ｐｐｍ、５０００ｐｐｍと変えた場合につ
いてＮａの信号強度の最低値で示される膜中濃度とその
下のガラス基板表面近傍中のＮａイオン濃度を計測する
ことによりＮａイオンの拡散防止性能を評価した。結果
を表２に示す。

【００６２】

【表２】また、このように作製したパッシベーション膜１１が形
成されたガラス基板１０を用いて図５に示す幅５０ｍｍ
×奥行き５０ｍｍ×高さ５ｍｍの真空容器供試体２０を
作製した。図５は、パッシベーション膜１１が形成され
たガラス基板１０を備える真空容器供試体２０の断面図
である。

【００６３】真空容器供試体２０は、パッシベーション
膜１１が形成されたガラス基板１０の一対を、高さ５ｍ
ｍ、厚さ３ｍｍのガラス支持体２１を介して、ガラスフ
リット２２を用いて５００℃、２時間の熱処理により溶
着することにより真空容器供試体２０を作製した。これ
らの供試体２０に真空ポンプ及び真空計を接続し、真空
ポンプを用いて１．３３×１０^-5Ｐａまで減圧した。さ
らに、これらの供試体２０を、２４時間放置後、真空計
を用いて真空度を計測した。結果を表２に示す。

【００６４】表２において、ターゲットのＰドープ量
が、４０００ｐｐｍ以下のときは、真空度が１．０７×
１０^-3Ｐａ以下であって、実用上問題の無い範囲であっ
たが、４０００ｐｐｍを越えると、真空度が急激に低下
している。

【００６５】一方、ターゲットのＰドープが無い場合
は、素子表面のＮａイオンの量が４５００ｐｐｍとな
り、Ｎａイオン拡散防止性能が低下している。

【００６６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載のディスプレイ用基板によれば、可動イオン拡散防止
膜は、シリコンの酸化物、シリコンの窒化物及びシリコ
ンの酸窒化物から成る群から選択された化合物であっ
て、リン及びボロンの少なくとも一方を含む化合物をス
パッタ法により前記基板の表面にコーティングすること
により形成して成るので、可動イオン拡散防止膜のディ
スプレイ用基板上への形成の際にスパッタリングを異常
放電が生じることなく安定して実行することができ、そ
の結果可動イオン拡散防止膜の緻密性が高まると共に、
可動イオン拡散防止膜の膜厚を薄くしてディスプレイの
製造コストを低減することができる。

【００６７】請求項２記載のディスプレイ用基板によれ
ば、ディスプレイ用基板の表面に形成されるリン及びボ
ロンの少なくとも一方を含む化合物の形成をＭＦスパッ
タ法によって行うことにより、可動イオン拡散防止膜の
ディスプレイ用基板上への形成の際にスパッタリングを
より安定して行うことに加えて、成膜レートの向上を図
ることができる。

【００６８】請求項３記載のディスプレイ用基板によれ
ば、可動イオン拡散防止膜の膜厚が２００ｎｍ以下であ
るので、パッシベーション膜の膜厚が薄いことによりデ
ィスプレイの製造コストを低減することができる。

【００６９】請求項５記載のディスプレイ用基板によれ
ば、化合物は、リンを、前記化合物のシリコンに対する
リンの比で４０００ｐｐｍ以下の濃度で含むので、基板
上の可動イオン拡散防止膜に含まれる吸湿性に富むリン
の含有量が低減することにより、可動イオン拡散防止膜
から真空容器型ディスプレイ内に放出される水分の量を
低減させて真空容器型ディスプレイ内の真空度合を所要
度合に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るディスプレイ用基板
を備える平面型の表面伝導型放出素子の断面図である。

【図２】パッシベーション膜１１の説明図である。

【図３】２次イオン質量分離スペクトル分析法によるス
パッタ時間とイオン数の関係を示すグラフである。

【図４】膜厚（ｎｍ）を変えた場合のＮａイオン拡散防
止性能（ｐｐｍ）を示すグラフであり、（ａ）は実施例
１及び４の場合、（ｂ）は実施例２及び５の場合、
（ｃ）は実施例３及び６の場合を示す。

【図５】パッシベーション膜１１が形成されたガラス基
板１０を備える真空容器２０の断面図である。

【符号の説明】

１０基板１１パッシベーション膜１２，１３素子電極１４導電性薄膜１５電子放出部１６薄膜２０真空容器供試体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｊ 29/04 Ｈ０１Ｊ 29/04 ５Ｃ０９４ 31/12 31/12 Ｃ (72)発明者荻野悦男大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号日本板硝子株式会社内 (72)発明者水野俊明大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号日本板硝子株式会社内 (72)発明者神作克也大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号日本板硝子株式会社内Ｆターム(参考） 4G059 AA08 AC30 EA05 EA16 EB04 5C027 AA01 AA10 BB01 5C031 DD17 5C036 EG02 EG12 5C040 GA01 GA09 JA07 KA04 KB03 KB19 KB28 MA10 MA26 5C094 AA31 AA43 AA44 BA31 BA32 BA34 EB02 ED01 FA02 FB02 FB15 GB10 JA01 JA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板中の可動イオンの表面への熱拡散を
防止する可動イオン拡散防止膜が表面に形成されたディ
スプレイ用基板において、前記可動イオン拡散防止膜
は、シリコンの酸化物、シリコンの窒化物及びシリコン
の酸窒化物から成る群から選択された化合物であって、
リン及びボロンの少なくとも一方を含む化合物をスパッ
タ法により前記基板の表面にコーティングすることによ
り形成して成ることを特徴とするディスプレイ用基板。
【請求項２】前記スパッタ法がＭＦスパッタ法から成
ることを特徴とする請求項１記載のディスプレイ用基
板。
【請求項３】前記可動イオン拡散防止膜の膜厚は２０
０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載
のディスプレイ用基板。
【請求項４】前記ディスプレイは真空容器型ディスプ
レイであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
１項に記載のディスプレイ用基板。
【請求項５】前記化合物は、リンを、前記化合物のシ
リコンに対するリンの比で４０００ｐｐｍ以下の濃度で
含むことを特徴とする請求項４記載のディスプレイ用基
板。
【請求項６】前記真空容器型ディスプレイは、電子線
励起ディスプレイ又はプラズマディスプレイパネルであ
ることを特徴とする請求項４又は５に記載のディスプレ
イ用基板。