JP3377426B2 - プラズマディスプレイパネルの保護層及び保護層形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネル（以下、ＰＤＰと略称）の保護層及びその形
成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＰＤＰは、画面を表示する表示放電がＤ
Ｃ（直流）であるＤＣ型と、ＡＣ（交流）であるＡＣ型
とに大きく分類することができる。このうちＡＣ型のＰ
ＤＰは、前面及び背面の少なくとも一方のガラス基板に
放電セルを構成する一対の表示電極を設けると共に、そ
れら電極を低融点ガラスなどの誘電体層で被覆し、さら
にこの表面に誘電体層を放電時のイオン衝撃から保護す
るための保護層が形成される構成である。

【０００３】従来、保護層としては、一般に酸化マグネ
シウム（ＭｇＯ）からなる５０００オングストローム〜
１００００オングストローム程度の厚さの薄膜が設けら
れる。このようなＭｇＯ膜は、膜材料であるＭｇＯを真
空中で例えば電子ビーム加熱等によって蒸発させ、誘電
体層の表面に結晶成長の形で堆積・成膜させる手法、す
なわち真空蒸着法によって形成されている。このＭｇＯ
膜はＰＤＰが発光する際に発生するイオンや電子により
スパッタされるため、膜厚５０００オングストローム以
下ではＭｇＯ膜の破壊が短期間に進行し、保護層として
の機能を失ってＰＤＰの寿命を縮めてしまうなど、この
ＭｇＯ膜の膜厚がＰＤＰの寿命を左右するという特徴を
有する。

【０００４】このような従来のＭｇＯ膜を形成するＰＤ
Ｐの製造方法の一例を図４及び図５を用いて説明する。
図４は従来のＰＤＰの製造装置における蒸着工程部分を
示す概略構成説明図、図５は従来のＰＤＰの製造方法で
得られたＭｇＯ膜の断面図である。

【０００５】前図に示した従来のＰＤＰの製造装置にお
ける蒸着工程部分は、ガラス基板１を載せたトレー２を
真空区域内へ導入するロードロック室１０１と、ガラス
基板１の予備加熱を行う加熱室１０２と、ＭｇＯ膜を成
膜する蒸着室１０３と、ガラス基板１を冷却する冷却室
１０４と、ガラス基板１を載せたトレー２を真空区域外
へ取出すアンロードロック室１０５と、トレー２をアン
ロードロック室１０５からロードロック室１０１まで戻
すためのリターンコンベア１０６とを備える構成であ
り、トレー２上にガラス基板１を載せて搬送し、ＭｇＯ
膜を真空蒸着法により通過成膜するものである。

【０００６】上記した従来のＰＤＰの製造装置によりＭ
ｇＯ膜を蒸着する工程について説明する。トレー２に載
ったガラス基板１は、ガラス基板１を長方形とした場
合、短辺方向を進行方向と平行にしてロードロック室１
０１に搬送され、雰囲気を真空排気して略真空状態とさ
れた後、次の加熱室１０２に搬送される。加熱室１０２
に搬送されたガラス基板１は、１００℃以上の高温に予
備加熱された後、蒸着室１０３に搬送され、ＭｇＯ膜を
真空蒸着法により成膜される。蒸着室１０３を通過した
後、ガラス基板１は冷却室１０４に搬送されて冷却さ
れ、さらにアンロードロック室１０５に搬送される。ア
ンロードロック室１０５で真空から大気圧に戻し、トレ
ー２に載ったガラス基板１を真空区域外へ搬出する。リ
ターンコンベア１０６上でガラス基板１はトレー２から
取出されると共に、新たなガラス基板１がトレー２に載
せられる。トレー２はリターンコンベア１０６でアンロ
ードロック室１０５からロードロック室１０１へと移動
し、以降、上記した工程が繰返される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の製造装置による
ＰＤＰの保護層形成方法は以上のような工程であり、ガ
ラス基板１の短辺方向を成膜方向と平行にした単一配向
結晶の単層膜の成膜を目的としたものとなっていること
から、ＭｇＯを成膜すると、柱状にＭｇＯの結晶が成長
する。単一方向の単層膜の場合、この柱状結晶が図４に
示すように緻密に形成され、５０００オングストローム
〜１００００オングストローム程度の厚さで誘電体層を
被覆することにより、ＰＤＰとして所定の製品寿命が得
られる。このＰＤＰの製品寿命はより長い方が望ましい
ことから、寿命を延すためにＭｇＯ膜を厚くする試みが
なされてきた。しかし、ＭｇＯ膜の膜厚が１００００オ
ングストロームを越えると、成膜後の温度降下に伴うガ
ラス基板の収縮により発生する膜の内部応力にＭｇＯ膜
自体の強度が耐えきれなくなり、膜内にクラックを生じ
ることから、保護層としての役割を果せなくなって歩留
りが低下するという課題を有した。

【０００８】本発明は前記課題を解消するためになされ
たもので、ＭｇＯ膜の膜厚を１００００オングストロー
ム以上に形成しても膜内にクラックを生じさせず、一定
の歩留りを維持すると共に、保護層としての機能を長期
間維持させて長寿命化を図れるＰＤＰの保護層及び保護
層形成方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るＰＤＰの保
護層形成方法は、ガラス基板に形成した電極上に誘電体
層を介して設けられたプラズマディスプレイパネルの保
護層の形成方法において、前記誘電体層の表面に酸化マ
グネシウムを所定の膜厚且つ所定配向結晶となるように
蒸着する工程を複数回行い、各々結晶の配向性を異なら
せて成膜された酸化マグネシウム膜が複数積層した保護
層を形成したものである。このように本発明によれば、
１００００オングストローム以上の膜厚とした場合でも
積層構造の各層の膜厚は薄くでき、また、ＭｇＯ積層膜
の各層でそれぞれ結晶の配向性を異ならせることより、
各層に生じる内部応力が膜強度に対し十分小さなものと
なり、各層ごとに内部応力の発生状態を変えて各々の膜
が相互に補強し合う状態にすることができ、膜内にクラ
ックが生じにくく、歩留り低下を防げると共に、全体の
膜厚を増やせることにより、ＰＤＰの長寿命化、特性上
の信頼性向上が図れる。

【００１０】

【００１１】また、本発明に係るＰＤＰの保護層形成方
法は必要に応じて、各ＭｇＯ膜が、各々膜厚を異ならせ
て成膜されるものである。このように本発明によれば、
ＭｇＯ積層膜の各層でそれぞれ膜厚を異ならせることに
より、各層ごとに内部応力の発生状態を変えて各々の膜
が相互に補強し合う状態にすることができ、膜内にクラ
ックを生じにくくして、膜厚をさらに増やしてＰＤＰの
一層の長寿命化が図れる。

【００１２】また、本発明に係るＰＤＰの保護層形成方
法は必要に応じて、各ＭｇＯ膜が、ガラス基板に対する
成膜方向をそれぞれ異ならせて成膜されるものである。
このように本発明によれば、ＭｇＯ積層膜の各層でそれ
ぞれガラス基板に対する成膜方向を異ならせることによ
り、各層ごとに内部応力の発生状態を変えて各々の膜が
相互に補強し合う状態にすることができ、膜内にクラッ
クを生じにくくして、膜厚をさらに増やしてＰＤＰの一
層の長寿命化が図れる。

【００１３】また、本発明に係るＰＤＰの保護層は、前
記保護層形成方法に形成される保護層が、内部応力の異
なる複数の酸化マグネシウムの蒸着膜を積層されてなる
ものである。このように本発明によれば、内部応力の異
なる複数のＭｇＯの蒸着膜を積層してＭｇＯ積層膜とし
て形成することにより、各層に生じる内部応力が膜強度
に対し十分小さなものとなり、ＭｇＯ膜内にクラックを
生じにくくし、歩留り低下を防げると共に、膜厚を増や
してＰＤＰの長寿命化、信頼性の向上を実現するＭｇＯ
膜が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態に係
るＰＤＰのＭｇＯ保護層及びそれを蒸着形成する製造装
置について図１及び図２に基づいて説明する。図１は本
実施形態に係るＰＤＰ保護層の蒸着工程部分を示す概略
構成説明図、図２は本実施形態に係るＰＤＰの保護層形
成方法で得られるＭｇＯ積層膜の概略構成断面図であ
る。

【００１５】前記図１において本実施形態に係るＰＤＰ
の保護層の蒸着工程部分は、ガラス基板１を載置された
トレー２を真空区域内へ導入するロードロック室１０
と、ガラス基板１の予備加熱を行う加熱室１１と、前記
トレー２に載置されたガラス基板１に対してＭｇＯ膜を
成膜する第一蒸着室１２と、トレー２の搬送方向を左へ
９０°転換する第一転換室１３と、前記第一蒸着室１２
で成膜されたガラス基板１の第１層膜に積層して第２層
膜のＭｇＯ膜を成膜する第二蒸着室１４と、トレー２の
搬送方向を再度左へ９０°転換する第二転換室１５と、
前記ガラス基板１の第２層膜に積層して第３層膜のＭｇ
Ｏ膜を成膜する第三蒸着室１６と、第１、第２、第３膜
の各層膜が積層形成されたガラス基板１を冷却する冷却
室１７と、この冷却室１７で冷却されたガラス基板１を
載置したトレー２を真空区域外へ取出すアンロードロッ
ク室１８と、トレー２をアンロードロック室１８からロ
ードロック室１０まで戻すトラバーサ１９とを備える構
成である。

【００１６】前記第一蒸着室１２、第二蒸着室１４、第
三蒸着室１６は、各蒸着室の下面にスリット状の開口部
２２が形成され、この開口部２２の斜め下方に蒸発物質
のＭｇＯを収納する坩堝２０及びこの坩堝２０を加熱す
る磁束発生部２１からなる蒸発源が配設される構成であ
る。この開口部２２は、図１中に示す矢印のトレー２の
搬送方向に対して直交する方向にスリット状の開口領域
として穿設される。

【００１７】次に、前記構成に基づく製造装置による保
護層形成工程について説明する。まず、予め複数の電極
とそれらを覆う誘電体層が形成されたガラス基板１をト
レー２上に載置する。トレー２に載せられたガラス基板
１は、ガラス基板１を長方形とした場合、搬送方向に対
し短辺方向を平行にしてロードロック室１０に搬送さ
れ、ここで雰囲気を真空排気して略真空状態とした後、
次の加熱室１１に搬送される。加熱室１１に搬送された
ガラス基板１は、１００℃以上の高温に予備加熱された
後、第一蒸着室１２に移され、第一蒸着室１２で第１層
目のＭｇＯ膜を真空蒸着法により成膜される。この第一
蒸着室１２では、ガラス基板１が一方の長辺を先頭にし
て搬送されながら通過成膜され、図２（Ａ）に示す坩堝
２０と開口部２２ａの位置関係により、図２（Ｂ）に示
される角度θをなす向きに成長させた第１層膜が得られ
る。

【００１８】第一蒸着室１２を通過したガラス基板１
は、第一転換室１３に入り、トレー２と共に搬送方向を
短辺方向に平行な向きから長辺方向に平行な向きへと左
へ９０°転換される。搬送方向を転換されたガラス基板
１は第二蒸着室１４で第２層目のＭｇＯ膜を成膜され
る。この第二蒸着室１４では、ガラス基板１は一方の短
辺を先頭にして搬送されながら通過成膜され、図２
（Ｂ）に示すように前記第一蒸着室１２の場合とは異な
らせた向きに成長させた第２層膜が得られる。

【００１９】第二蒸着室１４を通過したガラス基板１は
第二転換室１５に入り、再度、トレー２と共に搬送方向
を長辺方向に平行な向きから短辺方向に平行な向きへと
左へ９０°転換されるが、第一蒸着室１２における搬送
方向とは反対方向へ搬送される。搬送方向を転換された
ガラス基板１は、第三蒸着室１６で第３層目のＭｇＯ膜
を成膜される。第三蒸着室１６では、ガラス基板１が第
一蒸着室１２の場合とは反対側となる長辺を先頭にして
搬送されながら通過成膜され、図２（Ｂ）に示すように
前記第二蒸着室１４の場合とは異ならせた向きに成長さ
せた第３層膜が得られる。

【００２０】第三蒸着室１６を通過したガラス基板１
は、冷却室１７に搬送されて冷却され、アンロードロッ
ク室１８に搬送される。アンロードロック室１８で略真
空状態から大気圧に戻した後、ガラス基板１がトレー２
ごとトラバーサ１９へ搬出される。トラバーサ１９上で
は、蒸着済のガラス基板１がトレー２から取出されると
共に、新たなガラス基板１がトレー２に載せられる。ト
レー２はアンロードロック室１８側からロードロック室
１０側へと移動し、以降、前記同様の工程が繰返され
る。

【００２１】こうして形成されたＭｇＯ膜の保護層は、
蒸着部である第一蒸着室１２、第二蒸着室１４、第三蒸
着室１６でそれぞれ成膜されることで、図２（Ｂ）に示
す第１層膜、第２層膜及び第３層膜からなる積層膜とし
て形成される。また、各々の蒸着室１２、１４、１６で
は、搬送方向に対するガラス基板１の向きがそれぞれ異
なるため、図２（Ｂ）に示すように異なった成膜方向
（成長方向）の膜を形成することができる。こうして形
成された異方向の積層膜では、全体の膜厚が従来の単層
膜と同じでも、積層構造の各層ごとの膜厚が薄い分、生
じる内部応力が小さくなり、また異方向の膜の積層構造
にすることで各々の膜が膜相互間で補強し合って強度を
増しており、クラックが生じにくくなっている。

【００２２】このように本実施の形態に係るＰＤＰの保
護層形成では、保護層として単層膜とは異なる内部応力
状態となるＭｇＯ積層膜を形成するため、１００００
以上の膜厚でも膜内にクラックが生じにくく、歩留りが
低下することがない。また、成膜の際、各蒸着室で成膜
条件（ガス流量、圧力、温度等）を調整することによ
り、ＰＤＰの特性を左右するＭｇＯ膜の結晶性（配向
性）や膜厚についても適切にコントロールすることがで
きることとなり、特性の改善を図れ、ＰＤＰの長寿命
化、信頼性向上が図れる。

【００２３】なお、前記実施の形態においては、第一蒸
着室１２、第二蒸着室１４、第三蒸着室１６の各開口部
２２を蒸発源の坩堝２０に対して斜め上方（仰角θ）に
配設する構成としたが、図３に示すように坩堝２０の真
上に開口部２２が位置する構成とすることもできる。こ
の構成に基づいて形成される第１層膜、第２層膜、第３
層膜は各々がガラス基板１に対して垂直に起立する形態
で成膜され、各層間が不連続な成膜構成となっており、
内部応力によるクラックの発生を極力抑制できる。

【００２４】また、前記各実施形態における第１層膜、
第２層膜、第３層膜等の各膜厚を異ならせる場合には、
各蒸着室における開口部２２の開口幅及びこの開口部２
２を通過する搬送速度等を調整することにより制御する
こともできる。また、前記各実施形態における第１層
膜、第２層膜、第３層膜等の各膜厚の特性を異ならせて
生成する場合には、異なる性質・成分の材料に基づいて
蒸発源から蒸発させることもできる。

【００２５】また、第１層膜、第２層膜、第３層膜等の
成膜条件を異ならせる場合には、各蒸着室に供給される
ガス流量、圧力、温度等を調整することにより、各膜特
性を異ならせて生成して内部応力に対する耐力を向上さ
せることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明においては、１００
００オングストローム以上の膜厚とした場合でも積層構
造の各層の膜厚は薄くでき、また、ＭｇＯ積層膜の各層
でそれぞれ結晶の配向性を異ならせることより、各層に
生じる内部応力が膜強度に対し十分小さなものとなり、
各層ごとに内部応力の発生状態を変えて各々の膜が相互
に補強し合う状態にすることができ、膜内にクラックが
生じにくく、歩留り低下を防げると共に、全体の膜厚を
増やせることにより、ＰＤＰの長寿命化、特性上の信頼
性向上が図れるという効果を奏する。

【００２７】 また、本発明においては、ＭｇＯ積層膜
の各層でそれぞれ膜厚を異ならせることにより、各層ご
とに内部応力の発生状態を変えて各々の膜が相互に補強
し合う状態にすることができ、膜内にクラックを生じに
くくして、膜厚をさらに増やしてＰＤＰの一層の長寿命
化が図れるという効果を有する。

【００２８】また、本発明においては、ＭｇＯ積層膜の
各層でそれぞれガラス基板に対する成膜方向を異ならせ
ることにより、各層ごとに内部応力の発生状態を変えて
各々の膜が相互に補強し合う状態にすることができ、膜
内にクラックを生じにくくして、膜厚をさらに増やして
ＰＤＰの一層の長寿命化が図れるという効果を有する。

【００２９】また、本発明においては、内部応力の異な
る複数のＭｇＯの蒸着膜を積層してＭｇＯ積層膜として
形成することにより、各層に生じる内部応力が膜強度に
対し十分小さなものとなり、ＭｇＯ膜内にクラックを生
じにくくし、歩留り低下を防げると共に、膜厚を増やし
てＰＤＰの長寿命化、信頼性の向上を実現するＭｇＯ膜
が得られるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るＰＤＰの保護層の蒸
着工程部分の概略構成説明図である。

【図２】本発明の一実施形態に係るＰＤＰの保護層形成
方法で得られたＭｇＯ積層膜の成膜態様図及び断面図で
ある。

【図３】本発明の他の実施形態に係るＰＤＰの保護層形
成方法で得られたＭｇＯ積層膜の断面図である。

【図４】従来のＰＤＰの製造装置の蒸着工程部分の概略
構成説明図である。

【図５】従来のＰＤＰの製造方法で得られたＭｇＯ膜の
断面図である。

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２ トレー １０、１０１ ロードロック室 １１、１０２ 加熱室 １２ 第一蒸着室 １３ 第一転換室 １４ 第二蒸着室 １５ 第二転換室 １６ 第三蒸着室 １７、１０４ 冷却室 １８、１０５ アンロードロック室 １９ トラバーサ ２０ 坩堝 ２１ 加熱手段 ２２ 開口部 １０３ 蒸着室 １０６ リターンコンベア

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス基板に形成した電極上に誘電体層を
   介して設けられたプラズマディスプレイパネルの保護層
   の形成方法において、 前記誘電体層の表面に酸化マグネシウムを所定の膜厚且
   つ所定配向結晶となるように蒸着する工程を複数回行
   い、各々結晶の配向性を異ならせて成膜された酸化マグ
   ネシウム膜が複数積層した保護層を形成したことを特徴
   とするプラズマディスプレイパネルの保護層形成方法。
2. 【請求項２】前記請求項１に記載のプラズマディスプレ
   イパネルの保護層形成方法において、 前記各酸化マグネシウム膜が、各々膜厚を異ならせて成
   膜されることを特徴とするプラズマディスプレイパネル
   の保護層形成方法。
3. 【請求項３】前記請求項１または２に記載のプラズマデ
   ィスプレイパネルの保護層形成方法において、 前記各酸化マグネシウム膜が、ガラス基板に対する成膜
   方向をそれぞれ異ならせて成膜されることを特徴とする
   プラズマディスプレイパネルの保護層形成方法。
4. 【請求項４】 プラズマディスプレイパネルの電極上に
   誘電体層を介して設けられた保護層において、 前記保護層が、各々結晶の配向性を異ならせて成膜され
   た内部応力の異なる複数の酸化マグネシウムの蒸着膜か
   らなることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの
   保護層。