JP3830288B2

JP3830288B2 - 真空装置、及びプラズマディスプレイ装置の製造方法

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Publication number: JP3830288B2
Application number: JP32888798A
Authority: JP
Inventors: 隆一寺島; 行男増田; 倉内　　利春; 健桃野; 芳雄砂賀; 秀則諏訪; 久三中村
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1998-11-19
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2018-11-19
Also published as: JP2000156160A; US6533630B1

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装置を製造する真空装置にかかり、特に、スループットを高くできる真空装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、薄型で大画面を構成できるプラズマディスプレイ装置が注目されている。図９の符号１０１は、ＡＣ型のプラズマディスプレイ装置の構造を示しており、フロントパネル１２０とリアパネル１３０とを有している。
【０００３】
フロントパネル１２０とリアパネル１３０の表面には、電極１２１、１３１がそれぞれ設けられている。フロントパネル１２０とリアパネル１３０とは、その電極１２１、１３１が互いに面し、各電極１２１、１３１が、互いに垂直方向に延設されるように並行に対向配置されており、複数の電極１２１、１３１のうち、適当な電極１２１、１３１を選択して電圧を印加することで、プラズマディスプレイ装置１０１上の所望位置を発光させられるように構成されている。
【０００４】
このディスプレイ装置１０１のフロントパネル１２０の製造工程を説明すると、図８を参照し、先ず、透明なガラス基板１４１を用意する(図８(ａ))。このガラス基板１４１上に透明導電膜(例えばＩＴＯ膜)１４２を形成し(同図(ｂ))、次いで、金属薄膜１４３を形成する(同図(ｃ))。
【０００５】
透明導電膜１４２と金属薄膜１４３とをパターニングし、透明電極１４４と補助電極１４５とから成る電極１２１を形成した後(同図(ｄ))、その電極１２１表面に透明誘電体層(例えば低融点ガラス層)１４６を形成する(同図(ｅ))。
【０００６】
最後に、ガラス基板１４１を真空槽内に搬入し、透明誘電体層１４６表面に、蒸着法によってＭｇＯから成る保護膜１４７を形成し(同図(ｆ))、真空槽外に取り出した後、別途形成しておいたリアパネル１３０を上記のように並行に対向させ、相対的な位置合わせを行う。
【０００７】
次いで、フロントパネル１２０とリアパネル１３０を封着し、パネル１２０、１３０間に残存する大気を真空排気し、パネル１２０、１３０間を真空状態にした後、真空排気しながら加熱脱ガスし、その後、パネルに電圧を印加して放電させ、エージング処理を行う。
【０００８】
次いで、放電用ガスをパネル１２０、１３０間に導入し、完全に密封し、プラズマディスプレイ装置を作製した後、動作試験を行っている。
【０００９】
しかしながら上記のような製造工程では、保護膜１４７が一旦大気に曝されるため、水分の影響を受け、劣化してしまうという問題がある(ＭｇＯがＭｇ(ＯＨ)₂に変質してしまう)。また、封着した後、加熱脱ガス及びエージング処理を行っているため、パネル１２０、１３０間に存する小孔を介して真空排気しなければならず、そのため、加熱脱ガス及びエージング処理に長時間を要し、スループットが低いという問題もある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、スループットが高く、高品質のプラズマディスプレイパネルを製造できる真空装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、真空雰囲気中で薄膜を形成する成膜室と、プラズマディスプレイ装置を構成させるフロントパネルとリアパネルを真空雰囲気中で相対的に位置合わせできる位置合わせ室とを有し、前記成膜室内で、前記フロントパネルの表面に薄膜を形成した後、大気に曝さずに前記位置合わせ室に搬入し、前記位置合わせ室内で、前記フロントパネルと前記リアパネルとの相対的な位置合わせが行えるように構成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の真空装置であって、前記リアパネルは、前記成膜室を通らずに、前記位置合わせ室内に搬入できるように構成されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の真空装置であって、前記位置合わせ室には封着室を有する組立ラインが接続され、前記相対的な位置合わせが行われた一組のパネルを、大気に曝さずに前記封着室内に搬入し、前記一組のパネル間にガスを導入した状態で密封できるように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の真空装置であって、前記組立ラインは、前記密封を行う前に、前記一組のパネルのエージングを行えるように構成されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４のいずれか１項記載の真空装置であって、前記組立ラインには電源が設けられ、該電源により、前記相対的な位置合わせが行われた一組のパネルに電圧を印加して発光させ、動作確認が行えるように構成されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の真空装置であって、前記組立ラインは、前記動作確認を、前記一組のパネル間を密封する前に行えるように構成されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の発明は、プラズマディスプレイ装置を構成させるフロントパネルとリアパネルのうち、前記フロントパネルを成膜室内に搬入し、真空雰囲気中で薄膜を形成した後、大気に曝さずに位置合わせ室に搬入し、他方のパネルとの間で相対的な位置合わせを行うことを特徴とする。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項７記載のプラズマディスプレイ装置の製造方法であって、前記相対的な位置合わせを行った後、大気に曝さずに、前記２枚のパネル間にガスを導入し、密封することを特徴とする。
【００１９】
本発明は上記のように構成されており、プラズマディスプレイ装置を構成させるフロントパネルを成膜室内に搬入し、真空雰囲気中で薄膜を形成した後、大気に曝さずに位置合わせ室に搬入し、真空雰囲気中でリアパネルとの間の位置合わせができるようになっている。従って、成膜室内で形成された薄膜に水分等のガスが吸着せず、薄膜の品質が劣化しないようになっている。
【００２０】
リアパネルについても、脱ガス処理をした後、位置合わせ室内に搬入するとよい。この場合、リアパネルの脱ガス時間はフロントパネルの薄膜形成に要する時間よりも長いので、リアパネルは複数枚を連続して脱ガス処理するようにすると、スループットが低下しない。
【００２１】
フロントパネルとリアパネルの位置合わせを行った後、大気に曝さずにエージング処理し、ガス封入及び密封(封着処理)を行うと、処理時間が短くて済む。この場合、密封処理前にフロントパネル及びリアパネルに電圧を印加し、発光検査を行うと、プラズマディスプレイ装置を製造するために、フロントパネル及びリアパネルを真空雰囲気内で連続的に処理が可能になる。なお、エージング処理の前に加熱脱ガスを行うようにしてもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１を参照し、符号１は本発明の一例の真空装置を示している。この真空装置１は、フロントパネル側製造ライン２０と、リアパネル側製造ライン３０と、位置合わせ室１１と、組立ライン４０とを有している。
【００２３】
フロントパネル側製造ライン２０とリアパネル側製造ライン３０は、プラズマディスプレイ装置製造工程の位置合わせ室１１の前段にあり、位置合わせ室１１の入口側に接続されている。組立ライン４０は、製造工程の位置合わせ室１１の後段にあたり、位置合わせ室１１の出口側に接続されている。
【００２４】
フロントパネル側製造ライン２０には、搬入室２１と、該搬入室２１と位置合わせ室１１の間に配置された成膜室２２とを有している。また、リアパネル側製造ライン３０は、搬入室３１と、該搬入室３１と位置合わせ室１１との間に配置された脱ガス室３２とを有している。この真空装置１が有する各室は予め真空雰囲気にされている。
【００２５】
先ず、フロントパネル側製造ライン２０を用いる製造工程を説明すると、搬入室２１を大気に開放し、上記図８(ａ)〜(ｆ)の図８(ｅ)に示すような透明誘電体層１４６が形成されたフロントパネルを、搬入室２１内に搬入する。
【００２６】
搬入室２１内部を真空排気した後、搬入室２１内部を成膜室２２内部に接続し、フロントパネルを成膜室２２内に搬入する。
【００２７】
成膜室２２の構造の一例を図３に示す。この成膜室２２は、真空槽７１を有しており、該真空槽７１の底壁上には蒸発源７３が配置され、また天井側には基板ホルダ７４が配置されている。真空槽７１外には、電源７７とガス導入系７８が配置されている。ガス導入系７８は、ガスボンベ８１と、マスフローコントローラ８３とがこの順序で接続されており、ガスボンベ８１内に充填された酸素ガスを、マスフローコントローラ８３で流量制御しながら真空槽７１内に導入できるように構成されている。
【００２８】
蒸発源７３内には、ＭｇＯから成る蒸着材料８６が配置されており、酸素ガスを導入した真空槽７１内が所定圧力で安定した後、蒸着材料８６に電子ビーム８４を照射し、真空槽７１内に蒸着材料８６の蒸気を放出させる。
【００２９】
図３の符号６は、成膜室２２内に配置したフロントパネルを示しており、その背面には、ヒータ７６が設けられている。そのヒータ７６に通電し、フロントパネルを加熱すると共に、蒸発源７３から蒸着材料８６の蒸気８８を放出させると、フロントパネル６表面の透明誘電体層表面に、更にＭｇＯから成る保護膜が成長する。その保護膜が所定膜厚に形成されると、成膜処理を終了し、成膜室２２内と位置合わせ室１１内を接続し、フロントパネルを位置合わせ室１１に搬入する。図１の符号６は、位置合わせ室１１内に搬入したフロントパネルを示している。
【００３０】
なお、ここでは蒸着法を用いてＭｇＯ膜を形成しているが、本発明はそれにものではなく、スパッタリング法、イオンプレーティング法、又はＣＶＤ法を用いて形成してもよい。
【００３１】
上記のようなフロントパネル６の製造と並行して、リアパネル側製造ライン３０では、リアパネルの脱ガス処理が行われている。
【００３２】
ここで、リアパネルの処理を説明すると、先ず、リアパネルは、搬入室３１を介して脱ガス室３２内に搬入する。脱ガス室３２内は、複数枚のリアパネルを加熱できるように構成されており、それら複数枚のリアパネルを順次加熱し、脱ガス処理を行い、脱ガス処理が終了したリアパネルから、位置合わせ室１１内に搬入する。なお、ここでは、加熱による脱ガス処理を説明したが、加熱すると共にプラズマによるボンバードを併用してもよい。
【００３３】
図１の符号７は、位置合わせ室１１内に搬入したリアパネルを示している。この位置合わせ室１１は、図４に示すように、真空槽６１を有しており、該真空槽６１底壁上には、フロントパネル用の載置台６２が設けられている。該載置台６２底面には、軸６５が設けられており、その下端部は、ベローズ６６を介して真空槽６１外に導出され、モータ６７に接続されている。
【００３４】
真空槽６１の天井側には、リアパネル用の保持台６３が配置されており、該保持台６３には、基板保持機構６４が設けられている。
【００３５】
位置合わせ室１１内に搬入したフロントパネル６は、ＭｇＯ保護膜を上方に向けて載置台６２上に載置する。また、位置合わせ室１１内に搬入したリアパネル７は、基板保持機構６４を用い、成膜面を下方に向けて保持台６３に保持させる。
【００３６】
その状態では、フロントパネル６とリアパネル７は互いに平行になっており、モータ６６の動作により軸６５を動かし、フロントパネル６とリアパネル７とを相対的に回転移動させ、所定の位置関係になるように位置合わせをし、位置ズレしないようにクリップ等で仮留めする。
【００３７】
位置合わせ室１１後方の組立ライン４０には、エージング室４１と、検査室４２と、封着室４３と、搬出室４４とが、位置合わせ室１１側からこの順序で設けられている。位置合わせ室１１内で相対的な位置合わせを行ったフロントパネル６とリアパネル６６は、エージング室４１内に搬入する。
【００３８】
エージング室４１には、図示しない放電用電極が設けられており、真空排気しながら不活性ガスを導入し、搬入されたフロントパネル６とリアパネル７に電圧を印加してエージング放電を行う。エージング処理後、フロントパネル６及びリアパネル７を検査室４２内に搬入する。なお、エージング室４１に加熱装置を並設し、エージング処理前にフロントパネル６及びリアパネル７を２００〜５００℃に加熱し、脱ガスを行ってもよい。
【００３９】
検査室４２の一例を図５に示す。この検査室４２は、真空槽９１と、電源９３、９４a、９４bと、検査電極９５、９６a、９６bとを有している。検査電極９５、９６a、９６bは、その一端が真空槽９１内に配置され、他端が真空槽９１外に気密に導出されている。
【００４０】
電源９３、９４a、９４bは真空槽９１外に配置されており、各検査電極９５、９６a、９６bの真空槽９１外へ導出された部分は、電源９３、９４a、９４bにそれぞれ接続されている。
【００４１】
検査室４２内に搬入されたフロントパネル６とリアパネル７上にそれぞれ形成され、表面に露出している電極に対し、検査電極９５、９６a、９６bの先端部分を当接させ、真空槽９１内にアルゴンガスやネオン・キセノンガス等の不活性ガスを所定圧力まで導入した後、電源９３、９４a、９４bを起動し、フロントパネル６とリアパネル７に電圧を印加する。すると、一組のパネル６、７間にプラズマが発生し、良品であった場合には、欠陥が無く発光する。
【００４２】
その発光の状態を検査し、良品であった場合は、封着室４３内に搬入し、処理を行う。不良であった場合は、封着室４３での処理を行うことなく大気中に取り出し、再生可能なものや使用可能な方のパネルを除いて破棄する。
【００４３】
良品であり、封着室４３内に搬入したフロントパネル６及びリアパネル７は、封着処理を行う。この封着処理は、フロントパネル６とリアパネル７間を放電用の不活性ガスを封入した状態で密封する処理であり、封着処理を説明すると、リアパネル７表面の周辺部分には、予めシール層が設けられており、シール層をフロントパネル６に密着させ、封着室４３内を真空排気しながらシール層部分を加熱し、フロントパネル６とリアパネル７とを、仮に密封する。
【００４４】
この状態ではフロントパネル６とリアパネル７とが接続された部分には、一部分貫通孔が存しており、一組のパネル６、７間に存する残留ガスは、封着室４３の真空排気に伴って、排気されるようになっている。
【００４５】
仮に密封した後、封着室４３内の真空雰囲気が所定圧力まで回復したところで、封着室４３内に、ネオン・キセノンガス等の放電用ガスを所定圧力まで導入し、一組のパネル６、７間を放電用ガスで充満させる。そして、充満した状態で、貫通孔を塞ぎ、その一組のパネル６、７間を気密に封止(密封)すると、プラズマディスプレイパネルが得られる。
【００４６】
最後に、製造されたプラズマディスプレイパネルを搬出室４４に搬入し、封着室４３との間を遮断した後、搬出室４４に大気を導入すると、プラズマディスプレイ装置を取り出すことができる。
【００４７】
以上説明したように、フロントパネル６とリアパネル７は、搬入室２１、３１にそれぞれ搬入された後、搬出室４４から取り出されるまで、一貫して真空雰囲気中で処理されるので、フロントパネル６表面に形成されたＭｇＯ保護膜は大気に曝されることがなく、従って、保護膜は劣化しない。
【００４８】
また、フロントパネル６とリアパネル７は、脱ガスがされ、位置合わせが行われた後、大気に曝されることなくエージングされるので、エージング処理によって放出させるべき吸着ガスが少なく、エージング時間が短くて済む。
【００４９】
本発明の方法を用いて形成したプラズマディスプレイ装置の、エージング時間に対する放電開始電圧Ｖ_fと放電維持電圧Ｖ_sの測定を行った。
ＭｇＯ膜の蒸発条件を下記表１に示す。
【００５０】
【表１】

【００５１】
また、そのプラズマディスプレイ装置の電極構造と、放電電圧の測定条件を下記表２と表３にそれぞれ示す。
【００５２】
【表２】

【００５３】
【表３】

【００５４】
比較例として、上記表１の蒸発条件でＭｇＯ膜を形成したフロントパネルを、大気(湿度５４％)に３０分間曝した後、真空雰囲気中で３５０℃で３時間加熱脱ガスし、放電開始電圧Ｖ_fと放電維持電圧Ｖ_sの測定を行った。電極構造と測定条件は、上記表２、表３に示したとおりである。なお、この比較例のフロントパネルにおいて、加熱脱ガス開始時の圧力は８×１０^-5torr、終了時の圧力は６．２×１０^-6torrであった。
【００５５】
測定結果を図６、図７に示す。大気に曝した比較例の場合は、放電開始電圧Ｖ_f、放電維持電圧Ｖ_sともに高く、本実施例の方が優れていることが分かる。また、電圧が一定になるまでの時間は、比較例の場合は約１０分間を要しているのに対し、本実施例の場合は約２分間であり、本実施例の方が速いことが分かる。
【００５６】
なお、上記エージング室４１にて、フロントパネル６とリアパネル７を加熱して脱ガスさせた場合、プラズマボンバードを併用すると、一組のパネル６、７を、室温乃至１００℃程度に昇温させるだけで済むので、冷却時間が不要であり、スループットが一層向上して望ましい。
【００５７】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
図２を参照し、符号２は、本発明の第二例の真空装置であり、第一例の真空装置１と同じ構造と同じ配置のフロントパネル側製造ライン２０、リアパネル側製造ライン３０、位置合わせ室１１とを有している。
【００５８】
他方、この真空装置２は、第一例の真空装置１とは異なる組立ライン５０を有している。
その組立ライン５０は、搬送通路５５を有しており、搬送通路５５の一端は位置合わせ室１１に接続されている。
【００５９】
搬送室５５は真空雰囲気に置かれており、位置合わせ室１１内の真空雰囲気を維持しながら、位置合わせ室１１内で位置合わせされたフロントパネル６及びリアパネル７を、仮に固定した状態で、搬送通路５５内に搬入できるように構成されている。
【００６０】
搬送通路５５の、位置合わせ室１１とは反対側の先端には、取出室５３が設けられており、搬送通路５５の、位置合わせ室１１と取出室５３の間には、複数の処理室５１₁〜５１₄が設けられている。各処理室５１₁〜５１₄には、加熱装置とガス導入系が設けられており(図示せず。)、各処理室５１₁〜５１₄は同じ構造に構成されている。
【００６１】
位置合わせ後の処理を行う場合、位置合わせ室１１で位置合わせされたフロントパネル６とリアパネル７を、空いている処理室５１₁に搬入する。その処理室５１₁内で、真空排気しながらエージングを行い、放電用のガスを導入し、移動させることなく発光検査を行う。
【００６２】
続いて、放電用ガスの導入を停止し、同じ処理室５１₁内で真空排気しながらフロントパネル６とリアパネル７とを封着させる。
【００６３】
融着後、処理室５１₁内の真空雰囲気が所定の圧力まで回復したところで、処理室５１₁内に、再度放電用ガスを導入し、パネル６、７間がその放電用ガスで充満された状態で密封処理すると、プラズマディスプレイ装置が得られる。
【００６４】
上記処理室５１₁内で処理を行っている間に、位置合わせ室１１内で位置合わせが行われたフロントパネル６とリアパネル７を、別の処理室５１₂〜５１₄に搬入し、上記のように、エージング、検査、封着(ガス封入及び密封処理)の各処理を並行して行う。
【００６５】
処理室５１₁〜５１₄内での処理が終了し、作製されたプラズマディスプレイパネルは、搬送通路５５を介して搬出室５３内に搬入し、搬出室５３と搬送通路５５の間を遮断した後、搬出室５３内に大気を導入し、プラズマディスプレイパネルを搬出する。
【００６６】
このように、第二例の真空装置では、長時間を要するエージング処理が、各処理室５１₁〜５１₄内で並行して行われるので、多数のフロントパネル６及びリアパネル７を連続して処理することが可能である。
【００６７】
以上説明したように、本発明の真空装置を用いれば、保護膜(ＭｇＯ)が劣化せず、また、エージング処理も速いので、高品質のプラズマディスプレイパネルを低コストで製造することが可能である。
【００６８】
なお、上記第一例、第二例の真空装置では、発光検査後、ガス封入を行ったが、ガス封入後に発光検査を行ってもよい。また、位置合わせ室内で、エージング処理や発光検査を行えるようにしてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
高品質のＭｇＯ膜を形成できる。
プラズマディスプレイ装置製造のスループットを高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一例の真空装置
【図２】本発明の第二例の真空装置
【図３】本発明の用いることができるＭｇＯ膜成膜装置の一例
【図４】本発明に用いることができる位置合わせ室の概略構成図
【図５】検査室を説明するための図
【図６】エージング時間と放電開始電圧及び放電維持電圧の関係を示すグラフ
【図７】エージング時間と放電開始電圧及び放電維持電圧の関係を示すグラフ
【図８】(ａ)〜(ｆ)：フロントパネルの製造工程を説明するための図
【図９】プラズマディスプレイパネルを説明するための図
【符号の説明】
１、２……真空装置
６……フロントパネル
７……リアパネル
１１……位置合わせ室
２２……成膜室
４３……封着室
９３、９４a、９４b……電源

Claims

真空雰囲気中で薄膜を形成する成膜室と、
プラズマディスプレイ装置を構成させるフロントパネルとリアパネルを真空雰囲気中で相対的に位置合わせできる位置合わせ室とを有し、
前記成膜室内で、前記フロントパネルの表面に薄膜を形成した後、大気に曝さずに前記位置合わせ室に搬入し、前記位置合わせ室内で、前記フロントパネルと前記リアパネルとの相対的な位置合わせが行えるように構成された真空装置。
請求項１記載の真空装置であって、前記リアパネルは、前記成膜室を通らずに、前記位置合わせ室内に搬入できるように構成された真空装置。
請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の真空装置であって、前記位置合わせ室には封着室を有する組立ラインが接続され、
前記相対的な位置合わせが行われた一組のパネルを、大気に曝さずに前記封着室内に搬入し、前記一組のパネル間にガスを導入した状態で密封できるように構成された真空装置。
請求項３記載の真空装置であって、前記組立ラインは、前記密封を行う前に、前記一組のパネルのエージングを行えるように構成された真空装置。
請求項３又は請求項４のいずれか１項記載の真空装置であって、前記組立ラインには電源が設けられ、該電源により、前記相対的な位置合わせが行われた一組のパネルに電圧を印加して発光させ、動作確認が行えるように構成された真空装置。
請求項５記載の真空装置であって、前記組立ラインは、前記動作確認を、前記一組のパネル間を密封する前に行えるように構成された真空装置。
プラズマディスプレイ装置を構成させるフロントパネルとリアパネルのうち、前記フロントパネルを成膜室内に搬入し、真空雰囲気中で薄膜を形成した後、大気に曝さずに位置合わせ室に搬入し、他方のパネルとの間で相対的な位置合わせを行うプラズマディスプレイ装置の製造方法。
請求項７記載のプラズマディスプレイ装置の製造方法であって、前記相対的な位置合わせを行った後、大気に曝さずに、前記２枚のパネル間にガスを導入し、密封するプラズマディスプレイ装置の製造方法。