JP3624234B2

JP3624234B2 - プラズマディスプレイパネルの製造装置及びプラズマディスプレイパネルの製造方法

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Publication number: JP3624234B2
Application number: JP2002207686A
Authority: JP
Inventors: 俊明平野; 健小倉
Original assignee: パイオニアプラズマディスプレイ株式会社
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2022-07-17
Also published as: US20040072497A1; KR20040008101A; KR100655673B1; JP2004055180A

Description

【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の基板上に保護膜を形成するプラズマディスプレイパネルの製造装置及びプラズマディスプレイパネルの製造方法に関し、特に、特性が均一な保護膜を形成できるプラズマディスプレイパネルの製造装置及びプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）を製造する際には、透明基板上に夫々複数の走査電極及び共通電極を交互に且つ平行に形成し、この走査電極及び共通電極を覆うように透明誘電体層を形成し、この透明誘電体層上にＭｇＯ等からなる保護膜を成膜して、前面基板を作製する。一方、絶縁基板上に複数のデータ電極を相互に平行に形成し、このデータ電極を覆うように誘電体層を形成し、この誘電体層上に隔壁を形成してマトリクス状にセルを区画する。そして、隔壁の内壁に蛍光体層を形成して、背面基板を作製する。次に、走査電極及び共通電極が延びる方向と、データ電極が延びる方向とが相互に直交するように、前面基板と背面基板とを重ね合わせ、両者を封着し、セル内を排気した後、放電ガスを封入する。これにより、ＰＤＰを製造することができる。
【０００３】
保護膜であるＭｇＯ膜は、放電時にイオン化した放電ガスによるスパッタリングから透明誘電体層を保護すると共に、放電時に２次電子を放出して放電を促進するものである。そして、ＭｇＯ膜の性質の違いにより、２次電子放出特性及び耐スパッタリング性が異なり、各セルにおける書込放電の開始電圧、誤灯電圧及び遅れ時間並びに電圧寿命が異なってくる。なお、放電遅れ時間とは、ＰＤＰの各セルにおいて、電極間にパルスが印加されてから実際に放電が起こるまでの時間をいい、通常、最大で３μｓｅｃ（マイクロ秒）程度である。
【０００４】
特開２００１−１１８５１８号公報、特開２００２−８３５４６号公報及び特開２００２−３３０５４号公報には、ＭｇＯ膜の結晶形状及び配向を制御することにより、２次電子放出特性を向上させる技術が開示されている。例えば、特開２００１−１１８５１８号公報には、ＭｇＯ膜が（１１０）及び（１００）に配向された混合晶を含むか、又は、結晶カラムが膜厚方向に対して５乃至６０°の角度で傾斜していると、２次電子放出特性が優れ、書込放電の開始電圧が低く、遅れ時間が短くなると記載されている。
【０００５】
図１０は従来のＭｇＯ膜の成膜装置を示す側面図である。図１０に示すような成膜装置は、例えば特開２００２−８３５４６号公報の図９（ｂ）に開示されている。この従来の成膜装置は、ガラス等からなる透明基板１０１の表示エリア１０２の表面に、ＭｇＯ膜（図示せず）を真空蒸着法により連続的に成膜するものである。この従来の成膜装置においては、真空チャンバ（図示せず）が設けられ、この真空チャンバの内部に、複数のＭｇＯの蒸発源１０３が、透明基板１０１の移動方向に直交する方向（幅方向）に１列に配列されている。蒸発源１０３は表示エリア１０２におけるＭｇＯ膜の膜厚が均一になるように配置されている。また、真空チャンバ内には電子銃（図示せず）が設けられている。
【０００６】
電子銃が蒸発源１０３に電子線を照射してＭｇＯを蒸発させると共に、透明基板１０１が真空チャンバ内を一定速度で移動する。透明基板１０１が蒸発源１０３の上方に達すると、蒸発したＭｇＯが透明基板１０１の表面に蒸着し、表示エリア１０２にＭｇＯ膜（図示せず）を成膜する。このＭｇＯ膜がＰＤＰの前面基板における保護膜となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の技術には、以下に示す問題点がある。図１０に示すような従来の成膜装置を使用してＭｇＯ膜を成膜すると、蒸発源１０３の配置及び電子銃の出力を調節して、ＭｇＯ膜を、膜厚が透明基板の幅方向において均一になるように形成しても、幅方向の端部において、ＭｇＯ膜の特性が低下することがある。このため、この透明基板を使用してＰＤＰを作製すると、表示エリアの端部に位置するセルにおいて、書込放電の開始電圧の上昇、誤灯電圧の低下、遅れ時間の増大、及び電圧寿命の低下といった問題が発生することがある。書込放電の開始電圧が上昇し、誤灯電圧が低下すると、書込放電の駆動マージンが狭くなり、正常な駆動が困難になる。また、遅れ時間が増大すると、パルスの印加時間を長くせざるを得なくなり、駆動の高速化が妨げられ、ＰＤＰの大画面化を図るうえで障害となる。更に、電圧寿命が低下すると、保護膜の膜厚を増加させざるを得なくなり、製造コストが増加する。
【０００８】
従来、保護膜の形成については、膜厚が均一になるように蒸発源の配置を決定していた。従来、ＰＤＰを１枚の基板から１ヶ所の表示エリアを採取する所謂１枚取りで生産する場合、表示エリアのサイズに対して、製造装置の仕様に余裕があり、上述の問題は発生しなかった。しかしながら、近時、ＰＤＰの大型化に伴い、製造装置の限界に近いサイズの表示エリアを持つ基板を処理するようになり、上述の問題が発生するようになった。例えば、１枚取りにおいて５５型以上のＰＤＰを製造しようとすると、その端部において上述のような問題が発生する。また、１枚の基板から搬送方向に直交する方向に配置された２ヶ所の表示エリアを採取する所謂２枚取りで生産する場合、４２型の表示エリアを２枚取りする場合には問題はないが、５０型以上の表示エリアを２枚取りしようとすると上述の問題が発生する。更に、例えば４２型の表示エリアを３枚取りしようとすると上述の問題が発生する。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ＰＤＰの基板上に２次電子放出特性及び耐スパッタリング性が良好且つ均一な保護膜を形成することができるプラズマディスプレイパネルの製造装置及びプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプラズマディスプレイパネルの製造装置は、プラズマディスプレイパネルの基板の表面の表示エリアに保護膜を形成するプラズマディスプレイパネルの製造装置において、真空チャンバと、この真空チャンバの内部において前記基板を第１の方向に搬送する搬送手段と、前記基板が成膜位置にあるときに前記基板の表示エリアに対向する位置に配置された複数の蒸発源と、を有し、前記基板が前記成膜位置にあるときに、前記基板の表面に垂直な方向から見て、前記基板の表面に平行であり前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記搬送手段が搬送可能な最大の基板における前記第１の方向に延びる両端縁から夫々４０ｍｍ内側に位置し前記第１の方向に延びる２本の直線により挟まれる領域の両外側に、夫々少なくとも１個の前記蒸発源が配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、前記第２の方向、即ち幅方向において、基板の両端縁から夫々４０ｍｍ内側の直線に挟まれる領域の両外側に、夫々少なくとも１個の蒸発源を配置することにより、表示エリア内の全ての位置において、幅方向の両側から蒸発物質が飛来する。これは、基板には最小でも表示エリアの周囲に額縁部分を加えたサイズが必要であり、額縁部分の幅は最小でも４０ｍｍ必要であるからである。表示エリア内の全ての位置において、幅方向の両側から蒸発物質が飛来することにより、表示エリアの全域にわたって均一な結晶配向を持つ保護膜を形成することができる。この結果、表示エリアの全域において保護膜の２次電子放出特性及び耐スパッタリング性を良好且つ均一にすることができる。
【００１２】
また、前記基板が前記成膜位置にあるときに、前記２個の蒸発源の夫々について、前記２本の直線におけるこの蒸発源から最も近い点とこの蒸発源とを結ぶ直線と、この蒸発源から前記第２の方向に延びる直線とのなす角度が、８０°以下であることが好ましい。これにより、保護膜の特性の均一化をより確実に図ることができる。
【００１３】
本発明に係る他のプラズマディスプレイパネルの製造装置は、プラズマディスプレイパネルの基板の表面の表示エリアに保護膜を形成するプラズマディスプレイパネルの製造装置において、真空チャンバと、この真空チャンバの内部において前記基板を第１の方向に搬送する搬送手段と、前記基板が成膜位置にあるときに前記基板の表示エリアに対向する位置に配置された複数の蒸発源と、前記基板と前記蒸発源との間に配置され前記表示エリアに相当する領域に開口部を有するマスクと、を有し、前記基板の表面に垂直な方向から見て、前記基板の表面に平行であり前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記開口部の両外側に、夫々少なくとも１の前記蒸発源が配置されていることを特徴とする。
【００１４】
また、前記蒸発源が酸化マグネシウムからなり、前記保護膜として酸化マグネシウム膜を成膜することが好ましく、この酸化マグネシウム膜は、表面が（１１１）配向していることがより好ましい。これにより、保護膜の２次電子放出特性及び耐スパッタリング性をより一層向上させることができる。
【００１５】
本発明に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法は、プラズマディスプレイパネルの基板の表面の表示エリアに保護膜を形成する工程を有し、この保護膜を形成する工程は、真空中において、前記基板を第１の方向に移動させながら、前記基板の表示エリアに対向する位置に配置され、前記基板の表面に垂直な方向から見て、前記第１の方向に直交する第２の方向において前記表示エリアの両外側に、夫々少なくとも１個が配置された複数の蒸発源を加熱し蒸発させる工程であることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、前述の課題を解決するために鋭意実験研究を行った結果、幅方向において膜厚が均一になるように保護膜を形成しても、保護膜の結晶配向性は幅方向端部において低下することを見出した。また、保護膜が酸化マグネシウム膜である場合、その結晶が（１１１）配向していると２次電子放出特性及び耐スパッタリング性が良好であるが、（１１１）配向性が低下すると、これらの特性も低下することを見出した。本発明者等はこれらの知見に基づいて、本発明を完成した。
【００１７】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本実施形態に係るＰＤＰの成膜装置を示す平面図であり、図２はこの成膜装置を示す断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係るＰＤＰの成膜装置１においては、真空チャンバ２が設けられており、この真空チャンバ２内には、基板３の搬送手段５が設けられている。搬送手段５は、基板３を真空チャンバ２内において成膜位置７を通過するように基板搬送方向４に搬送するものである。基板３はガラス等からなる透明基板上に走査電極（図示せず）及び共通電極（図示せず）並びに透明誘電体層（図示せず）が形成されたものであり、基板３の表示エリア６に成膜装置１によりＭｇＯ膜が成膜されて、ＰＤＰの前面基板となるものである。表示エリア６は基板３の表面の例えば中央部に配置されており、基板３の表面における表示エリア６の外側の額縁部分の幅は、例えば４０ｍｍである。なお、走査電極及び共通電極並びに透明誘電体層は、基板３の下面に形成されている。また、本実施形態の成膜装置１には、基板３として、外形及び表示エリア６の大きさが相互に異なる複数の種類の基板が装入される。
【００１８】
また、真空チャンバ２内における成膜位置７の下方には、２個のＭｇＯのリングハース８が基板搬送方向４に直交する方向（以下、幅方向という）に沿って配置されており、リングハース８にはリングハース８を回転させる回転手段（図示せず）が連結されている。更に、リングハース８間には仕切板９が設けられている。仕切板９は、その表面は幅方向に直交するように配置されている。更にまた、仕切板９と共にリングハース８を挟む位置には、夫々１台、合計２台の電子銃１０が設けられている。電子銃１０は、リングハース８における電子銃１０から見て最も近い部分１１ａ及び最も遠い部分１１ｂに、電子線１２を照射するものである。リングハース８における電子線１２の照射部分１１ａ及び１１ｂが、ＭｇＯの蒸発源となる。従って、成膜装置１においては、ＭｇＯの蒸発源は４個あり、基板３が成膜位置７にあるときに基板３の表示エリア６に対向する位置において、幅方向に１列に配列されている。各蒸発源の位置は、表示エリア６においてＭｇＯ膜の膜厚が均一になるように調整されている。また、基板３の下方には、基板３に密着するように、マスク（図示せず）が設けられている。マスクには開口部が形成され、この開口部が基板３におけるＭｇＯの蒸着領域を規定する。開口部、即ちＭｇＯの蒸着領域は、表示エリア６を含む領域であり、この開口部の内縁は、表示エリア６の外縁よりも約５ｍｍ外側に位置している。これは、マスク近傍は膜がぼけるためである。
【００１９】
更にまた、リングハース８の近傍には、電子線１２の通過域に磁場を発生させ、電子線１２の経路を制御する磁場発生手段（図示せず）が夫々設けられている。仕切板９は磁場を遮蔽するものであり、この仕切板９の両側において夫々独立に磁場を制御するために設けられている。更にまた、真空チャンバ２の外部には、真空チャンバ２に連結されて真空チャンバ内を真空に保つ排気手段（図示せず）が設けられている。なお、図２においては、真空チャンバ２及び搬送手段５は図示を省略されている。
【００２０】
そして、上方、即ち、基板３の表面に垂直な方向から見て、成膜装置１に装入される基板３の表示エリア６のうち、最大の表示エリア６の幅方向における両側の外側に、夫々１個の蒸発源（照射部分１１ａ）が配置されている。即ち、基板３の幅方向中央を通る垂直面１３から照射部分１１ａの中心までの距離Ｌ_ａは、垂直面１３から表示エリア６の基板搬送方向４に延びる端縁６ａまでの距離Ｗ_１よりも大きい。また、基板３が成膜位置７にあるときに、照射部分１１ａの中心と表示エリア６の端縁６ａにおける照射部分１１ａの中心に最も近い点とを結ぶ直線１４と、この照射部分１１ａの中心から幅方向に延びる水平線１５とのなす角度θは、例えば８０°以下である。なお、額縁部分の幅が４０ｍｍである場合は、図２に示す（Ｗ_２−Ｗ_１）の値は４０ｍｍとなり、端縁６ａは基板３における基板搬送方向４に平行な端縁から４０ｍｍ内側に位置し、基板搬送方向４に平行に延びる直線と一致する。
【００２１】
次に、本実施形態に係る成膜装置１の動作、即ち、本実施形態に係るＰＤＰの製造方法について説明する。本実施形態においては、表示エリア６を１枚取りする。表示エリア６の大きさは特に限定されないが、例えば５５型以上であり、例えば６０型である。図１及び図２に示すように、先ず、透明基板上に走査電極、共通電極及び透明誘電体層が形成された基板３が真空チャンバ２内に装入される。次に、搬送手段５が基板３を基板搬送方向４に搬送する。また、電子銃１０が電子線１２を出力すると共に、磁場発生手段が電子線１２の通過域に磁場を発生させて、電子線１２の経路を制御する。これにより、電子線１２はリングハース８における部分１１ａ及び１１ｂに交互に照射され、部分１１ａ及び１１ｂにおけるＭｇＯを蒸発させる。このとき、回転手段がリングハース８を自転させて、照射部分１１ａ及び１１ｂに常に新しいＭｇＯが供給されるようにする。
【００２２】
基板３が成膜位置７に到達すると、リングハース８の部分１１ａ及び１１ｂから蒸発したＭｇＯ分子が基板３の表示エリア６に蒸着し、ＭｇＯ膜を形成する。このとき、表示エリア６の全域において、ＭｇＯ分子は幅方向両側から飛来して堆積する。このように形成されたＭｇＯ膜は、ＰＤＰの前面基板における保護膜となる。なお、このＭｇＯ膜の結晶構造は面心立方構造（ｆｃｃ）であり、その表面は（１１１）配向している。また、その結晶は、例えば基板の表面に垂直な方向に延びる柱状晶である。
【００２３】
以下、本発明の構成要件における数値限定理由について説明する。
【００２４】
最外蒸発源と表示エリアの端縁における最外蒸発源に最も近い点とを結ぶ直線と、最外蒸発源から基板の表面に平行であり基板の搬送方向に直交する方向に延びる直線とのなす角度：８０°以下
前記角度が８０°より大きいと、表示エリアの端部において、蒸発分子の入射方向が偏り、保護膜の結晶配向性が低下する。これにより、表示エリアの端部において、２次電子放出特性及び耐スパッタリング性が低下する。従って、前記角度は８０°以下であることが好ましい。
【００２５】
以下、この限定理由を具体的に説明する。図３は、横軸に基板における幅方向の位置をとり、縦軸にＸ線回折法によるＭｇＯ膜の（１１１）回折線強度をとって、ＭｇＯ膜の（１１１）配向性の基板位置依存性を示すグラフ図である。図３の横軸は、各位置における幅方向中央からの距離であり、図示の右側は正の値、図示の左側は負の値で示している。図４は、横軸に基板における各点と最外蒸発源とを結ぶ直線と、最外蒸発源から基板の幅方向に延びる水平線とのなす角度αをとり、縦軸にＸ線回折法によるＭｇＯ膜の（１１１）回折線強度の相対値をとって、ＭｇＯ膜の（１１１）配向性の角度依存性を示すグラフ図である。
【００２６】
図１及び図２に示す成膜装置１において、垂直面１３から照射部分１１ａの中心までの距離Ｌ_ａを７１０ｍｍとし、垂直面１３から照射部分１１ｂの中心までの距離Ｌ_ｂを１９０ｍｍとし、垂直面１３から基板３の端縁までの距離Ｗ_２を７６０ｍｍとし、垂直面１３から表示エリア６の端縁６ａまでの距離Ｗ_１を６００ｍｍとし、照射部分１１ａの中心から基板３までの距離ｈを６５５ｍｍとして、ＭｇＯ膜の成膜を行う。なお、Ｗ_１＝６００ｍｍの場合は、表示エリアの長手方向がＷ_１を測定する方向となるように、即ち、表示エリアの長手方向の長さが２×Ｗ_１＝１２００ｍｍとなるように基板３が配置される。また、この場合、表示エリアのアスペクト比が１６：９であれば、表示エリア６の大きさは５４型（ＰＤＰにおける縦が６７５ｍｍ、横が１２００ｍｍの大きさ）となる。真空チャンバ内の真空度は３．１×１０^−２Ｐａとし、電子銃の出力は３００ｍＡとする。成膜後、Ｘ線回折法によりＭｇＯ膜の結晶配向性を調査する。その結果、図３及び図４に示す結果が得られる。図３及び図４は同じ測定結果を示している。
【００２７】
なお、ＰＤＰパネルのサイズは、表示エリアの周囲、即ち上下左右に額縁部分を加えたサイズとなるが、通常、額縁部分の幅は最小でも約４０ｍｍが必要である。即ち、ＰＤＰパネルの縦及び横の長さは、夫々表示エリアの縦及び横の長さに８０ｍｍ以上を加えた長さとなる。１枚の基板から１枚のＰＤＰパネルを得るためには、基板のサイズはＰＤＰパネルサイズ以上であり、且つ、露光装置にセットできるサイズであればよい。実際には、基板のサイズはコストを考えて決定され、相互にサイズが異なる複数種類の表示エリアに対して、基板サイズを共通にすることもある。図２に示す例では、表示エリア６の長手方向の長さは２×Ｗ_１＝１２００ｍｍであるが、基板３の長手方向の長さは２×Ｗ_２＝１５２０ｍｍにしている。上述の各数値は一例であり、本実施形態はこの数値に限定されるものではない。
【００２８】
図３に示すように、ＭｇＯ膜は（１１１）配向しており、他の方位の配向は認められない。また、ＭｇＯ膜の膜厚はほぼ均一である。ＭｇＯ膜の（１１１）回折線強度は、基板の幅方向中央からの距離が−５００乃至５００ｍｍとなる領域において高く、それより外側の領域においては基板の幅方向中央からの距離が増加するに従って減少する。これは、この領域においては蒸発分子が幅方向両側から飛来せず、蒸発分子の入射方向が偏っていることに起因する。また、中央部において（１１１）回折線強度が僅かに減少しているが、これは仕切板９（図２参照）の影響により、蒸発分子の入射方向が偏っていることに起因する。
【００２９】
図３に示すように、（１１１）回折線強度は、基板３の幅方向中央から幅方向両側に夫々約４５０ｍｍ距離にある点の近傍において最大となり、この点から基板３の幅方向端縁に向かうに従って低下し、基板３の幅方向中央からの距離が６００ｍｍとなる点において、最大値に対して１５％低下する。なお、基板３の幅方向中央から幅方向両側に夫々約４５０ｍｍの距離にある点は、蒸発源である照射部分１１ａと１１ｂとの中点に相当する。基板上における幅方向中央からの距離がｘｍｍの位置においては、前記角度αは、下記数式１を満たす。
【００３０】
【数１】

【００３１】
この数式１に前述の各値を入力すると、α＝８０°となる。従って、角度αが８０°以下である領域においては、（１１１）回折線強度の低下が、その最大値に対して１５％以下となり、ＭｇＯ膜の特性が安定する。従って、表示エリアの大きさが決まっている場合は、表示エリアの端縁における角度α、即ち前述の角度θが８０°以下となるように最外蒸発源を配置すれば、表示エリア全域にわたって特性が均一なＭｇＯ膜を成膜することができる。
【００３２】
図４は、図３に示す測定結果を、基板表面における幅方向の位置を前述の角度αに換算して示したグラフ図である。図４に示すように、角度αが８０°以下となる領域においては、（１１１）回折線強度の低下がその最大値に対して１５％以下となる。
【００３３】
なお、蒸発分子の入射方向が偏ると、ＭｇＯ膜の（１１１）配向性が低下する理由として、（１）蒸発分子の入射方向の偏りによりＭｇＯ結晶の（１１１）面が傾く、（２）ＭｇＯ膜の結晶性そのものが低下する、ことが考えられる。本発明者等がＸ線回折法により調査した結果、上記（１）の要素はある程度認められ、蒸発分子の入射方向とグレインの配向の傾きとの間には一定の相関関係があることが確認された。但し、上記（２）の要素の有無については、現時点では不明である。
【００３４】
次に、ＭｇＯ膜の（１１１）配向性が低下することにより、保護膜の諸特性が低下することを具体的に説明する。図５は、横軸に（１１１）配向強度を膜厚により規格化した値をとり、縦軸に書込放電の開始電圧及び誤灯電圧の相対値をとって、ＭｇＯ膜の（１１１）配向性と書込放電開始電圧及び誤灯電圧との関係を示すグラフ図である。図５において、白抜きの矩形（□）は誤灯電圧を示し、黒い菱形（◆）は開始電圧を示し、開始電圧及び誤灯電圧の値は、（１１１）配向強度が４２００ｃｐｓのときの開始電圧を１とした場合の相対値として示す。また、図５に示す各プロットの数値は表１に示す。図５及び表１に示すように、（１１１）配向強度の増加に伴って、書込放電の開始電圧は減少し、誤灯電圧は上昇する。なお、表１に示す「−」は、該当するデータが無いことを示す。
【００３５】
図６は、横軸に（１１１）配向強度を膜厚により規格化した値をとり、縦軸に書込放電の放電遅れ時間の相対値をとって、ＭｇＯ膜の（１１１）配向性と放電遅れ時間との関係を示すグラフ図である。図６において、放電遅れ時間の値は、（１１１）配向強度が４２００ｃｐｓのときの放電遅れ時間を１とした場合の相対値として示す。また、図６に示す各プロットの数値は表１に示す。図６及び表１に示すように、（１１１）配向強度の増加に伴って、放電遅れ時間が減少する。
【００３６】
ＭｇＯ膜が（１１１）配向すると放電遅れ時間が減少する理由は、はっきりとは解明されていないが、ＭｇＯ結晶の（１１１）面は最密面であるため、ＭｇＯ膜が（１１１）配向することにより、その表面から電荷が逃げ難くなり、これにより壁電荷をより長時間保持できるようになり、放電遅れ時間が減少することが推定される。
【００３７】
図７は、横軸に（１１１）配向強度を膜厚により規格化した値をとり、縦軸に電圧寿命の相対値をとって、ＭｇＯ膜の（１１１）配向性と電圧寿命との関係を示すグラフ図である。図７において、電圧寿命の値は、（１１１）配向強度が４２００ｃｐｓのときの電圧寿命を１とした場合の相対値として示す。また、図７に示す各プロットの数値は表１に示す。図７及び表１に示すように、（１１１）配向強度の増加に伴って、電圧寿命が増大する。これは、ＭｇＯ結晶の（１１１）面は最密面であるため、ＭｇＯ膜が（１１１）配向することにより、耐スパッタリング性が向上するためと考えられる。
【００３８】
また、参考までに、ＭｇＯ膜の膜厚と電圧寿命との関係を示す。図８は、横軸にＭｇＯ膜の膜厚をとり、縦軸に電圧寿命の相対値をとって、ＭｇＯ膜の膜厚と電圧寿命との関係を示すグラフ図である。電圧寿命の値は、（１１１）配向強度が４２００ｃｐｓのときの電圧寿命を１とした場合の相対値として示す。図８に示すように、ＭｇＯ膜の膜厚と電圧寿命とはほぼ正比例の関係にあり、膜厚が増加するほど電圧寿命は増大する。
【００３９】
【表１】

【００４０】
本実施形態においては、幅方向における表示エリア６の外側、即ち、基板３の両端縁から４０ｍｍ内側の直線により挟まれる領域の外側に、蒸発源である照射部分１１ａが配置されているため、表示エリア６内の全ての位置において、幅方向の両側からＭｇＯ分子が入射する。これにより、表示エリア６の全域にわたって均一な結晶配向を持つＭｇＯ膜を形成することができる。特に、角度θが８０°以下の領域では、（１１１）回折線強度の低下を、その最大値に対して１５％以下に抑えることができ、均一に（１１１）配向したＭｇＯ膜を得ることができる。なお、表示エリア６における照射部分１１ｂの直上に相当する領域においては、照射部分１１ｂからの蒸着物質の入射角度は８０°よりも大きくなるが、この照射部分１１ｂと同じリングハース８の照射部分１１ａ及び異なるリングハース８の照射部分１１ｂからの蒸着物質の入射角度が８０°以下となるため、ＭｇＯ膜の結晶性は問題ない。
【００４１】
これにより、表示エリア６の全域にわたって、良好な２次電子放出特性及び耐スパッタリング性を有するＭｇＯ膜を形成することができる。従って、本実施形態によれば、ＰＤＰの各セルにおける書込放電の開始電圧を低くし、誤灯電圧を高くし、遅れ時間を小さくし、電圧寿命を長くすることができる。これにより、書込放電の駆動マージンが大きく、駆動を高速化でき、電圧寿命が長いＰＤＰを製造することができる。
【００４２】
なお、本実施形態において、蒸発源である照射部分１１ａ間の間隔（＝Ｌ_ａ×２）、並びに照射部分１１ａ及び１１ｂと基板３との間の距離ｈとして、相互に異なる複数の設定値を設定可能とし、表示エリア６の大きさに基づいてこれらの設定値を選択してもよい。この場合は、表示エリア６における幅方向の長さをＡ又はＢ（Ａ＞Ｂ）とするとき、この長さがＢであるときに選択される前記設定値は、この長さがＡであるときに選択される前記設定値以下の値とする。例えば、本実施形態においては、表示エリア６の幅（Ｗ_１×２）が１２００ｍｍであり、距離ｈが６５５ｍｍである例を示したが、表示エリア６の幅がこれより小さい場合は、この幅に比例して距離ｈを小さくすることができる。また、照射部分１１ａ間の距離（Ｌ_ａ×２）も、θ≦８０°を満たす範囲で、小さくすることができる。例えば、表示エリア６の幅が１２００ｍｍの場合と１０００ｍｍの場合とで、照射部分１１ａ間の間隔及び前記距離ｈを異ならせ、表示エリア６の幅が１０００ｍｍの場合は、この幅が１２００ｍｍの場合よりも、前記間隔及び距離ｈを小さくする。これにより、ＭｇＯ膜の結晶性を劣化させずにＭｇＯの蒸着レートを増加させ、ＰＤＰの生産性を向上させることができる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図９は、本実施形態に係るＰＤＰの成膜方法を示す平面図である。なお、図９において、図１に示す構成要素と同じ構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。図９に示すように、本実施形態は、前述の第１の実施形態に対して、表示エリアを３枚取りする点が異なっている。本実施形態に係るＰＤＰの成膜装置の構成は、前述の第１の実施形態と同じである。なお、１枚の基板から複数の表示エリアを取る場合には、図９に示すように、表示エリアの長手方向を基板搬送方向４と平行にする。
【００４４】
本実施形態においては、基板３に３ヶ所の表示エリア１６ａ、１６ｂ及び１６ｃが設定されており、幅方向に沿ってこの順に配置されている。表示エリア１６ａ、１６ｂ及び１６ｃの大きさは例えば夫々３７型である。本実施形態においては、蒸発源である２個の照射部分１１ａは、夫々、基板３の表面に垂直な方向から見て、表示エリア１６ａよりも表示エリア１６ｂから遠い領域、及び表示エリア１６ｃよりも表示エリア１６ｂから遠い領域に配置されている。これにより、表示エリア１６ａ、１６ｂ及び１６ｃの全域において、幅方向の両側からＭｇＯ分子が飛来し、結晶性が良好なＭｇＯ膜を成膜することができる。本実施形態における上記以外のＰＤＰの製造方法は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４５】
なお、前述の第１及び第２の実施形態においては、１枚取り及び３枚取りの場合を示したが、本発明はこれに限定されず、２枚取り及び４枚取り以上であってもよい。２枚取りの場合は、例えば表示エリアの大きさは夫々５０型以上とすることができる。また、前述の第１及び第２の実施形態においては、電子銃による真空蒸着法によりＭｇＯ膜を成膜する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、抵抗加熱による真空蒸着法により保護膜を成膜してもよく、イオンプレーティングにより保護膜を成膜してもよい。イオンプレーティングにより保護膜を成膜する場合は、蒸発源が前述の第１及び第２の実施形態のような電子線の照射部分ではなく、プラズマが形成される領域となり、更に、基板に印加する電圧により、蒸発分子の入射方向をある程度制御することができる。
【００４６】
また、ＭｇＯ膜の配向方位は（１１１）に限定されず、２次電子放出特性及び耐スパッタリング性が高い配向方位であれば、他の配向方位でもよく、例えば（２２０）でもよい。イオンプレーティング法によりＭｇＯ膜を成膜すれば、このＭｇＯ膜を（２２０）配向させることが容易である。更にまた、保護膜は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜に限定されず、２次電子放出特性及び耐スパッタリング性が高い膜であれば、他の材料からなる膜であってもよい。更にまた、蒸発源の数は４個に限定されず、３個以下又は５個以上であってもよい。但し、蒸発源の数が少なすぎると、保護膜の膜厚を均一に形成することが困難になる。一方、蒸発源の数が多すぎると、成膜時における基板温度の上昇が大きくなり、成膜前後における基板温度との温度差が拡大し、基板の割れが発生することがある。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、基板の表面に垂直な方向から見て、基板の幅方向における基板端縁から４０ｍｍ内側の領域の両外側に、夫々少なくとも１の蒸発源を配置することにより、表示エリア内の全ての位置において、幅方向の両側から蒸発物質が飛来するようになり、表示エリアの全域にわたって均一な結晶配向を持つ保護膜を形成することができる。これにより、ＰＤＰの基板上に２次電子放出特性及び耐スパッタリング性が良好且つ均一な保護膜を形成することができ、書込放電の駆動マージンが大きく、駆動を高速化でき、電圧寿命が長いＰＤＰを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るＰＤＰの成膜装置を示す平面図である。
【図２】この成膜装置を示す断面図である。
【図３】横軸に基板における幅方向の位置をとり、縦軸にＸ線回折法によるＭｇＯ膜の（１１１）回折線強度をとって、ＭｇＯ膜の（１１１）配向性の基板位置依存性を示すグラフ図である。
【図４】横軸に基板における各点と最外蒸発源とを結ぶ直線と、最外蒸発源から基板の幅方向に延びる水平線とのなす角度αをとり、縦軸にＸ線回折法によるＭｇＯ膜の（１１１）回折線強度の相対値をとって、ＭｇＯ膜の（１１１）配向性の角度依存性を示すグラフ図である。
【図５】横軸に（１１１）配向強度を膜厚により規格化した値をとり、縦軸に書込放電の開始電圧及び誤灯電圧の相対値をとって、（１１１）配向と書込放電開始電圧及び誤灯電圧との関係を示すグラフ図である。
【図６】横軸に（１１１）配向強度を膜厚により規格化した値をとり、縦軸に書込放電の放電遅れ時間の相対値をとって、（１１１）配向と放電遅れ時間との関係を示すグラフ図である。
【図７】横軸に（１１１）配向強度を膜厚により規格化した値をとり、縦軸に電圧寿命の相対値をとって、（１１１）配向と電圧寿命との関係を示すグラフ図である。
【図８】横軸にＭｇＯ膜の膜厚をとり、縦軸に電圧寿命の相対値をとって、ＭｇＯ膜の膜厚と電圧寿命との関係を示すグラフ図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るＰＤＰの成膜方法を示す平面図である。
【図１０】従来のＭｇＯ膜の成膜装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１；成膜装置
２；真空チャンバ
３；基板
４；基板搬送方向
５；搬送手段
６；表示エリア
６ａ；端縁
７；成膜位置
８；リングハース
９；仕切板
１０；電子銃
１１ａ、１１ｂ；リングハース８の部分（蒸発源）
１２；電子線
１３；基板３の幅方向中央を通る垂直面
１４；直線
１５；照射部分１１ａの中心から幅方向に延びる水平線
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ；表示エリア
１０１；透明基板
１０２；表示エリア
１０３；蒸発源
ｈ；照射部分１１ａの中心から基板３までの距離
Ｌ_ａ；垂直線１３から照射部分１１ａの中心までの距離
Ｌ_ｂ；垂直線１３から照射部分１１ｂの中心までの距離
Ｗ_１；垂直線１３から端縁６ａまでの距離
Ｗ_２；垂直線１３から基板３の端縁までの距離
α；基板における各点と照射部分１１ａとを結ぶ直線と水平線１５のなす角度
θ；直線１４と水平線１５のなす角度

Claims

プラズマディスプレイパネルの基板の表面の表示エリアに保護膜を形成するプラズマディスプレイパネルの製造装置において、真空チャンバと、この真空チャンバの内部において前記基板を第１の方向に搬送する搬送手段と、前記基板が成膜位置にあるときに前記基板の表示エリアに対向する位置に配置された複数の蒸発源と、を有し、前記基板が前記成膜位置にあるときに、前記基板の表面に垂直な方向から見て、前記基板の表面に平行であり前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記搬送手段が搬送可能な最大の基板における前記第１の方向に延びる両端縁から夫々４０ｍｍ内側に位置し前記第１の方向に延びる２本の直線により挟まれる領域の両外側に、夫々少なくとも１個の前記蒸発源が配置されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造装置。
前記第２の方向において前記２本の直線により挟まれる領域の両外側に配置された２個の蒸発源が、夫々、前記最大の基板における前記第１の方向に延びる両端縁よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造装置。
前記保護膜の形成を真空蒸着法により行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネルの製造装置。
前記蒸発源に電子線を照射することにより前記蒸発源を加熱して蒸発させる電子銃を有することを特徴とする請求項３に記載のプラズマディスプレイパネルの製造装置。
前記基板が前記成膜位置にあるときに、前記２個の蒸発源の夫々について、前記２本の直線におけるこの蒸発源から最も近い点とこの蒸発源とを結ぶ直線と、この蒸発源から前記第２の方向に延びる直線とのなす角度が、８０°以下であることを特徴とする請求項３又は４に記載のプラズマディスプレイパネルの製造装置。
プラズマディスプレイパネルの基板の表面の表示エリアに保護膜を形成するプラズマディスプレイパネルの製造装置において、真空チャンバと、この真空チャンバの内部において前記基板を第１の方向に搬送する搬送手段と、前記基板が成膜位置にあるときに前記基板の表示エリアに対向する位置に配置された複数の蒸発源と、前記基板と前記蒸発源との間に配置され前記表示エリアに相当する領域に開口部を有するマスクと、を有し、前記基板の表面に垂直な方向から見て、前記基板の表面に平行であり前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記開口部の両外側に、夫々少なくとも１の前記蒸発源が配置されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造装置。
前記保護膜の形成を真空蒸着法により行うことを特徴とする請求項６に記載のプラズマディスプレイパネルの製造装置。
前記蒸発源に電子線を照射することにより前記蒸発源を加熱して蒸発させる電子銃を有することを特徴とする請求項７に記載のプラズマディスプレイパネルの製造装置。
前記複数の蒸発源のうち前記第２の方向において最も外側に位置する２個の蒸発源の夫々について、前記開口部におけるこの蒸発源から最も近い点とこの蒸発源とを結ぶ直線と、この蒸発源から前記第２の方向に延びる直線とのなす角度が、８０°以下であることを特徴とする請求項７又は８に記載のプラズマディスプレイパネルの製造装置。
前記複数の蒸発源と前記基板との間の距離には、相互に異なる複数の設定値が設定可能であり、前記表示エリアにおける前記第２の方向の長さをＡ又はＢ（Ａ＞Ｂ）とするとき、前記長さがＢであるときに選択される前記設定値は、前記長さがＡであるときに選択される前記設定値以下の値であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造装置。
前記蒸発源が酸化マグネシウムからなり、前記保護膜として酸化マグネシウム膜を成膜することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造装置。
前記酸化マグネシウム膜の表面が（１１１）配向していることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造装置。
プラズマディスプレイパネルの基板の表面の表示エリアに保護膜を形成する工程を有し、この保護膜を形成する工程は、真空中において、前記基板を第１の方向に移動させながら、前記基板の表示エリアに対向する位置に配置され、前記基板の表面に垂直な方向から見て、前記第１の方向に直交する第２の方向において前記表示エリアの両外側に、夫々少なくとも１個が配置された複数の蒸発源を加熱し蒸発させる工程であることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
前記保護膜を形成する工程を真空蒸着法により行うことを特徴とする請求項１３に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
前記第２の方向において前記表示エリアの両外側に配置された２個の蒸発源の夫々について、前記表示エリアにおけるこの蒸発源から最も近い点とこの蒸発源とを結ぶ直線と、この蒸発源から前記第２の方向に延びる直線とのなす角度が、８０°以下であることを特徴とする請求項１４に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
前記基板は前記第２の方向に配列された２以上の前記表示エリアを有し、この表示エリアの大きさは夫々５０型以上であり、前記蒸発源のうち少なくとも１つは、前記第２の方向に配列された複数の表示エリアにおける両端に位置する表示エリアよりも前記第２の方向の更に外側に配置されていることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
前記基板は前記第２の方向に配列された３以上の前記表示エリアを有し、前記蒸発源のうち少なくとも１つは、前記第２の方向に配列された複数の表示エリアにおける両端に位置する表示エリアよりも前記第２の方向の更に外側に配置されていることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
前記表示エリアの大きさが５５型以上であることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
前記表示エリアの大きさが６０型以上であることを特徴とする請求項１８に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。