JP2010037610A - 成膜材料 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、良好なプラズマディスプレイパネルの保護層の形成を可能とし、もって良好な画像表示を行うプラズマディスプレイパネルの実現を可能とする成膜材料（蒸着材料）を提供することを目的とするものである。
【解決手段】この目的を実現するために本発明は、成膜装置への供給がシューター（材料補給路）を通じて行われる成膜材料であって、六面体形状の成膜材料と、その他の形状の成膜材料とが混合されて構成された成膜材料２０２である。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子ビーム蒸着法により成膜するための成膜材料に関し、特に、ＡＣ型のプラズマディスプレイパネルのＭｇＯ膜を成膜するための多結晶ＭｇＯの成膜材料に関するものである。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰともいう）は、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、主流はＡＣ型の面放電型のものである。

このＡＣ型面放電のＰＤＰの構造は、少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに、前記放電空間を複数に仕切るための隔壁を基板に配置し、かつ前記隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に電極群を配置するとともに放電により発光する赤色、緑色、青色に発光する蛍光体を設けて複数の放電セルを構成したもので、放電により発生する波長の短い真空紫外光によって蛍光体を励起し、赤色、緑色、青色の放電セルからそれぞれ赤色、緑色、青色の可視光を発することによりカラー表示を行っている。

このようなＰＤＰは、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり、視野角が広いこと、大型化が容易であること、自発光型であるため表示品質が高いことなどの理由から、フラットパネルディスプレイの中で最近特に注目を集めており、多くの人が集まる場所での表示装置や家庭で大画面の映像を楽しむための表示装置として各種の用途に使用されている。

ところでＰＤＰにおいては、基板の、放電空間に露出する側が、放電に晒されイオン衝撃のスパッタリングにより表面状態が変化してしまうことを避けるために、基板の放電空間側に例えばＭｇＯ材料による保護膜が形成されており、この保護膜の形成にあたっては、単結晶ＭｇＯを蒸着材（成膜材料）とする電子ビーム蒸着法により成膜する方法が採られる。

ここで、その成膜の際に用いられる電子ビーム蒸着装置としては、成膜室内に設けたハースに収容した昇華性の成膜材料（蒸着材）に電子ビームを照射して、成膜材料を蒸発させ、その蒸発ガスを、キャリアにより移動する基板上に蒸着させることにより行われる。

そしてハースへの成膜材料の供給は、材料供給路（シューター）を用いて、成膜材料のペレットをシューター上を転がしてハースに投入することで行われる（特許文献１参照）。
特開２００８−１９４７３号公報

上述した構成においては、シューターは、成膜材料のペレットをハースに投入するための「ガイド」としての役目を有する。

すなわち、成膜材料は、シューター上を転がる、もしくは滑り落ちることによりハースに投入されることとなる。

ここで、安定した保護膜形成のためには、ハースへの成膜材料の投入を安定に行うことが要求され、すなわち、成膜材料は、よどみなくシューターを通過してハースに到達することが重要となる。

しかしながら、従来、シューターにおいて成膜材料が転がらずに滞留して詰まってしまうなど、「流れ」が悪くなってハースへの供給が不安定となってしまい、その結果、良好な保護膜の形成が困難となってしまうという課題が発生する場合があった。

本発明はこのような現状に鑑みなされたもので、良好な保護層の形成を可能とし、もって良好な画像表示を行うＰＤＰの実現を可能とする成膜材料を提供することを目的とする。

上記目的を実現するために本発明の成膜材料は、成膜装置への供給がシューターを通じて行われる成膜材料であって、六面体形状の成膜材料と、その他の形状の成膜材料とが混合されて構成されたものである。

本発明によれば、良好な保護層の形成を可能とし、もって良好な画像表示を行うＰＤＰの実現を可能とする成膜材料を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態による成膜材料（蒸着材）について図を用いて説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。

まず、ＰＤＰの構造について図１を用いて説明する。図１に示すように、ＰＤＰ１００は前面ガラス基板１０３などよりなる前面パネル１０２と、背面ガラス基板１１１などよりなる背面パネル１１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着部材によって気密封着している。封着されたＰＤＰ１００内部の放電空間１１６には、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが封入されている。

前面パネル１０２の前面ガラス基板１０３の一主面上には、走査電極１０４および維持電極１０５よりなる一対のストライプ状の表示電極１０６と遮光層（ブラックストライプ）１０７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。さらにこれらの表示電極１０６と遮光層１０７とを覆うように誘電体層１０８が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの金属酸化膜による保護膜１０９が形成されている。

また、背面パネル１１０の背面ガラス基板１１１の一主面上には、走査電極１０４および維持電極１０５と交差する方向に、複数のストライプ状のアドレス電極１１２が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１１３が被覆している。さらに、アドレス電極１１２間の下地誘電体層１１３上には放電空間１１６を区切る所定の高さの隔壁１１４が形成されている。隔壁１１４間の溝にアドレス電極１１２毎に、紫外線によって赤色、緑色、および青色にそれぞれ発光する蛍光体層１１５が順次塗布されている。走査電極１０４および維持電極１０５とアドレス電極１１２とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極１０６方向に並んだ赤色、緑色、および青色の蛍光体層１１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。

次に、保護膜１０９を形成するための成膜装置について説明する。図２は、保護膜の成膜装置の概略構成を示す断面図である。

成膜装置２００は、真空成膜方法の一種である成膜材料２０２を電子ビームで加熱、溶融して蒸着する電子ビーム（ＥＢ）蒸着装置である。成膜装置２００は、真空槽である真空チャンバ２０１の内部に、成膜材料２０２であるＭｇＯ等のペレットを満たした金属製のハース２０３が配置されている。真空チャンバ２０１の側壁には電子ビーム源２０４が設置され、電子ビーム源２０４から、電子ビーム２０４ａをハース２０３内の成膜材料２０２に照射する。電子ビーム２０４ａの照射は、ハース２０３のサイドに配置された図示していない磁気回路による電磁石を制御することにより、その照射位置を制御することが可能である。

また、真空チャンバ２０１内の金属製ハース２０３の略上方には、走査電極１０４、維持電極１０５および誘電体層１０８が形成された状態の前面パネル１０２が設置され、さらにこの前面パネル１０２の上方にはヒーター２０５が設置されており、前面パネル１０２への成膜を行う前に、ヒーター２０３に通電し、前面パネル１０２の温度を上昇させることが行われる。

ここで、前面パネル１０２とハース２０３との間には、シャッター板２０６が設けられており、蒸着時間以外のタイミングで蒸着粒子が不用意に前面パネル１０２に付着することが防止される。そして前面パネル１０２に蒸着されるＭｇＯの膜厚は、膜厚モニター２０７で管理される。

さらに真空チャンバ２０１には、真空排気を行う排気ポンプ２０８、真空度を計測する真空計２０９などが接続されている。

また、ハース２０３内の成膜材料２０２であるペレットは、成膜に伴う加熱、蒸発により消費されるため、成膜材料２０２を補給するための材料補給系を備えている。材料補給系は、例えば、成膜材料２０２を管理する密閉容器である材料補給チャンバ２１０、材料容器２１１、および成膜材料２０２をハース２０３へ導く材料補給路（シューター）２１２から構成される。

また材料補給チャンバ２１０と真空チャンバ２０１とは、開閉バルブ２１３を介して接続されており、成膜材料２０２を供給する時のみ、開閉バルブ２１３が開放される。なお、シューター２１２は、電子ビーム２０４ａとの干渉がないよう、電子ビーム源２０４とは対向する側へ設置し、ハース２０３上に成膜材料２０２を供給するようにしている。

そして、前面パネル１０２に対し、ハース２０３に収容した成膜材料である成膜材料２０２に電子ビーム２０４ａを照射して、成膜材料２０２を蒸発させ、その蒸発ガスを、前面パネル１０２の誘電体層１０８上に蒸着させることにより保護膜１０９の形成が行われる。

ここでシューター２１２の形状は、例えば図３に示すようなものである。図３は、シューター２１２とハース２０５とを概略的に示す斜視図である。

また、図４は本発明の一実施の形態による成膜材料を概略的に平面図で示すものである。図４に示すように、本発明の一実施の形態による成膜材料２０２は、成膜装置２００（図２）への供給がシューター２１２（図２、３）を通じて行われる成膜材料であって、六面体形状の成膜材料２０２ａと、その他の形状、例えば円柱・円板形状の成膜材料２０２ｂとが混合されて構成されたというものである。なお、それぞれの形状毎のサイズは、同一であっても異なるものであっても構わない。

すなわち従来、図５に概略的に平面図で示すように、成膜材料２０２であるＭｇＯ等のペレットが円柱・円板形状のみであったり、六面体形状のみであると、シューター２１２においていわゆる「ブリッジ」を形成してしまい、その結果、詰まってしまってハースへの成膜材料の供給が滞ってしまい、保護膜を安定的に形成できなくなってしまうという課題が発生する場合があった。さらに、このようなブリッジの発生は、単一形状である場合には、その大きさが異なったものであっても同様に詰まりは発生した。

ここで本発明者らが行った実験について図６を用いて説明する。図６は、実験の状態を概略的に示す図であり、シューター２１２の傾き角度θを、２０度から６０度の間で１０度刻みで変化させ、それぞれの傾き角度において、成膜材料を通常の成膜条件と同じ程度の供給量でシューター２１２を通じてハース２０５に投入し、その際の詰まりの発生状態を確認した。その結果を図７に示す。

図７より明らかなように、従来のように成膜材料が、六面体形状のみであったり、円柱・円板形状のみであると、図５に概略的に平面図で示したように、シューター２１２を通じて成膜材料２０２を金属製ハースに投入しようとすると成膜材料２０２がシューター２１２において、いわゆる「ブリッジ」を形成してしまい、その結果、詰まってしまってハースへの成膜材料の供給が滞ってしまい、保護膜を安定的に形成できなくなってしまうという課題が発生する場合があった。さらに、このようなブリッジの発生は、成膜材料が単一形状の成膜材料のみで構成される場合には、その大きさが異なったものが含まれるものであっても、同様に詰まりは発生した。

しかしながら、図４に示したような本発明の一実施の形態による成膜材料である、六面体形状と円柱・円板形状とが混合された成膜材料である場合、詰まりの発生は確認されなかった。

その理由としては、成膜材料が同一形状の場合、たとえ大きさが異なっても、シューター上に於いて整列してしまい、ブリッジを形成して詰まってしまうということが起こってしまうが、六面体形状と円柱・円板形状との混合体のように、異なる形状の混合物により構成された成膜材料であると、上述したような、シューター上に於いて整列してしまうということがかなり軽減され、その結果、ブリッジを形成してしまって詰まってしまうという問題の発生が大幅に軽減されることとなったものと考えられる。

以上のように本発明は、大画面、高精細のＰＤＰを提供する上で有用な発明である。

プラズマディスプレイパネルの要部を示す断面斜視図 プラズマディスプレイパネルの保護膜の成膜装置の概略構成を示す断面図 保護膜の成膜装置におけるシューターの形状を概略的に示す平面図 本発明の一実施の形態による成膜材料を概略的に示す斜視図 シューターにおける成膜材料の詰まりの状態を概略的に示す平面図 本発明者らが行った実験の状態を概略的に示す図 本発明者らが行った実験の結果を示す図

符号の説明

２０１ 真空チャンバ
２０２ ペレット（成膜材料）
２０２ａ 六面体形状のペレット
２０２ｂ 円柱・円板形状のペレット
２０３ 金属製ハース
２０４ 駆動回路ブロック
２１２ シューター（材料補給路）

Claims (2)

1. 成膜装置への供給がシューターを通じて行われる成膜材料であって、六面体形状の成膜材料と、その他の形状の成膜材料とが混合されて構成された成膜材料。
2. 前記成膜材料は、多結晶ＭｇＯの焼結体ペレットである請求項１に記載の成膜材料。

Images