JP3847871B2 - Vapor deposition equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板を搬送しながら薄膜を形成する通過型の蒸着装置に関し、特にPDP(プラズマディスプレイパネル)の誘電体保護膜を形成するための蒸着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、大面積の基板へ薄膜を形成する蒸着装置としては、一般に基板通過方式を採用した蒸着装置が用いられている。
【0003】
図9(a)(b)に、従来の基板通過方式の蒸着装置の概略構成を示す。
図9(a)(b)に示すように、この蒸着装置101は、概略、蒸着室102と、その両側に搬送室103、104が設けられ、これらは図示しない真空排気系に連結されている。そして、蒸着すべき例えばガラスからなる基板105が搬送室103から蒸着室102に連続的にx方向に搬送され、この蒸着室102を通過して搬送室104に向って搬送される。
【0004】
一方、蒸着室102の下方には、水冷銅ハース107に4つの蒸発源108a、108b、108c、108dが設けられる。そして、2つの電子銃106a、106bから各蒸発源108a、108b、108c、108dに対して電子ビームを照射することによりそれぞれの蒸着材料を蒸発させ、基板105上に蒸着を行う。
【0005】
かかる蒸着装置101を用いれば、蒸着すべき基板105の幅が1m以上ある場合であっても、基板105の搬送方向と直交する方向(y方向)に4つの蒸発源108a、108b、108c、108dが設けられていることから、基板105の幅方向の膜厚分布を均一にすることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の蒸着装置101の場合、各蒸発源108a、108b、108c、108dから蒸発した蒸着材料の粒子110は、基板105に対して垂直に入射した粒子と、基板105に対して大きな入射角で入射した粒子が混入した状態で蒸着膜が形成される。例えば、図10(a)(b)に示すように、従来の蒸着装置101の場合、各蒸発源108a、108b、108c、108dかから飛び出す蒸着材料の粒子110の角度は、θ1=7°、θ2=65°、θ3=55°、θ4=35°、θ5=42°で、最大入射角は65°にもなる。
【0007】
このような大きな入射角を持つ蒸着材料の粒子110が膜中に入射した場合、特にMgO膜の場合には、膜の結晶性の低下や膜密度の低下が生じる。MgO膜は、交流型プラズマディスプレイパネル用の誘電体保護膜として用いられる場合があるが、その場合には、プラズマディスプレイパネルの放電電圧が上昇するとともに、パネルとしての寿命が低下するという欠点があった。
【0008】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、基板に堆積する蒸着材料の粒子の入射角を制限することによって高品位の膜質を有する薄膜を形成しうる蒸着装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、真空下で複数個連続して搬送される平板状の基体の一の面に蒸着材料を蒸着して薄膜を形成するための蒸着装置であって、前記基体の一の面側に前記基体の搬送方向に対して交差方向に配置され、同一の材料を蒸発する複数の蒸発源と、前記各蒸発源の間において前記基体の搬送方向に設けられた第一蒸着材遮蔽部材と、前記蒸発源に対し、前記基体の搬送方向の上流側及び下流側に設けられた第二蒸着材遮蔽部材と、を備え、前記基体に付着する蒸着材料の粒子の垂直入射角が所定の角度より大きくならないように前記第一及び第二蒸着材遮蔽部材によって前記粒子の垂直入射角を規制することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、蒸着材料がMgOであり、基体に対するMgOの粒子の垂直入射角が35度より大きくならないように前記粒子の垂直入射角を規制することを特徴とする。
【0010】
本発明の場合、基体の搬送方向及びこれと交差する方向について、基体に付着する蒸着材料の粒子の垂直入射角が所定の角度(例えば35度)より大きくならないように当該粒子の垂直入射角が規制されるため、基体が大きい場合であっても、従来技術のような蒸着膜の結晶性の低下や膜密度の低下といった問題を回避することができ、均一な膜厚分布の膜を形成することができる。
本発明において、蒸着材料としてMgOを用い、基体に対するMgOの粒子の垂直入射角が35度より大きくならないように当該粒子の垂直入射角を規制すれば、例えば、プラズマディスプレイパネルの保護膜を形成した場合において、放電電圧の上昇を防止することができるとともに、パネルの寿命を延ばすことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蒸着装置の好ましい実施の形態を図1〜図8を参照して詳細に説明する。
【0012】
図1(a)(b)は、本実施の形態の蒸着装置の概略構成を示すものである。
図1(a)(b)に示すように、この蒸着装置1は、概略、蒸着室2と、その両側に搬送室3、4が設けられ、これらは図示しない真空排気系に連結されている。そして、蒸着すべき例えばガラスからなる基板5が搬送室3から蒸着室2にx方向に搬送され、この蒸着室2で蒸着された後に搬送室4に向って搬送されるように構成される。
この場合、図1(b)に示すように、多数の基板5が連続して蒸着室2を通過するように構成されている。
【0013】
一方、蒸着室2の下方には、水冷銅ハース7によって加熱される4つの蒸発源8(8a、8b、8c、8d)が設けられる。なお、本実施の形態の場合、各蒸発源8a、8b、8c、8dの蒸着材料としては、例えばMgOが用いられる。 そして、蒸着室2の下方に2つの電子銃6a、6bが設けられ、これらの電子銃6a、6bから各蒸発源8a、8b、8c、8dに対して電子ビームEBを照射することにより各蒸着材料を蒸発させ、基板5上に蒸着を行うようになっている。
【0014】
ここで、電子銃6a、6bとしては、例えば2点ジャンピング式のピアス式電子銃が用いられ、一方の電子銃6aによって蒸発源8a、8bに電子ビームEBを照射するとともに、他方の電子銃6bによって蒸発源8c、8dに電子ビームEBを照射するように構成される。
【0015】
一方、本実施の形態においては、基板5に付着する蒸着材料の粒子10の垂直入射角(基板5の法線に対する粒子10の入射角度。以下、単に「入射角」という。)が所定の角度より大きくならないように、以下のような手段が設けられている。
【0016】
まず、図1(a)及び図2(a)に示すように、蒸着室2内の各蒸発源8a、8b、8c、8dの間に衝立状の蒸着材遮蔽板(第一蒸着材遮蔽部材)9a、9b、9cが設けられる。これらの蒸着材遮蔽板9a、9b、9cは、それぞれ基板5の搬送方向と平行にに配置され、その上端部が各蒸発源8a、8b、8c、8dより上方に位置するように構成される。そして、これらの蒸着材遮蔽板9a、9b、9cによって、各蒸発源8a、8b、8c、8dから蒸発した蒸着材料の粒子10a、10b、10c、10dが遮蔽され、これらの基板5の搬送方向と直交する方向(図1(a)のy方向)についての出射角θ2、即ち基板5に対する入射角θ2が所定の角度より大きい蒸着材料の粒子10が基板5に到達しないようになっている。ここで、本実施の形態の場合は、θ2は35°である。
【0017】
一方、両側の蒸発源8a、8dから蒸発した蒸着材料の粒子10a、10dの基板5の端部に対する入射角θ1 は、従来例と同様に7°となるようになっている。
【0018】
また、図1(b)及び図2(b)に示すように、各蒸発源8a、8b、8c、8dの基板5の搬送方向上流側及び下流側であって、基板5の近傍には、水平方向にそれぞれ蒸着材遮蔽板(第二蒸着材遮蔽部材)11a、11bが設けられている。そして、これらの蒸着材遮蔽板11a、11bによって、各蒸発源8a、8b、8c、8dから蒸発した蒸着材料の粒子10a、10b、10c、10dが遮蔽され、これらの基板5の搬送方向の上流側及び下流側の出射角θ3、即ち基板5に対する入射角θ3が所定の角度より大きい蒸着材料の粒子10が基板5に到達しないようになっている。ここで、本実施の形態の場合は、θ2と同様、θ3は35°である。
【0019】
このような構成を有する本実施の形態において、x方向に基板5を搬送しつつ各電子銃6a、6bから電子ビームEBを各蒸発源8a、8b、8c、8dに照射すると、各蒸発源8a、8b、8c、8dから蒸発した蒸着材料の粒子10a、10b、10c、10dは、蒸着材遮蔽板9a、9b、9cによって規制されるとともに、蒸着材遮蔽板11a、11bによって規制され、それぞれの基板5に対する入射角θ2、θ3が35°より大きくなることはない。
【0020】
その結果、本実施の形態によれば、従来技術のような蒸着膜の結晶性の低下や膜密度の低下といった問題は回避することができ、高品位の蒸着膜を形成することができる。よって、本実施の形態によるMgO膜をプラズマディスプレイパネルの保護膜として用いた場合には、放電電圧の上昇を防止し、パネルの寿命を延ばすことができる。
【0021】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述の実施の形態の場合は、各蒸発源8a、8b、8c、8dの間に衝立状の蒸着材遮蔽板9a、9b、9cを設け、また、基板5の近傍でその搬送方向上流側及び下流側に板状の蒸着材遮蔽板11a、11bを設けるようにしたが、本発明はこれに限られず、基板5に対する入射角θ2及びθ3が35°より大きくならない限り、種々の形状、配置のものを設けることができる。
【0022】
また、上述の実施の形態においては、2点ジャンピング方式の2台のピアス式電子銃6a、6bを配置するようにしたが、各蒸発源8a、8b、8c、8dに対応してトランスバース式の電子銃を4台配置するようにしてもよい。
【0023】
さらに、蒸発源の数も4つに限られず、これより増加又は減少させることも可能であるが、その場合には、それに応じて蒸着材遮蔽板の数を増減させることが必要である。
【0024】
さらにまた、本発明は基板5上にMgO膜を形成する場合のみならず、SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2、ZnO等の酸化物皮膜やMgF等の沸化物皮膜を形成する際にも同様の効果が得られるものである。
【0025】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例とともに詳細に説明する。
【0026】
図1に示す構成を有する蒸着装置1を用い、表1に示す条件で形成したMgO膜のX線回折パターンを測定した。その結果を図3及び図4に示す。
また、膜密度を求めるための一つの指針となる膜屈折率の結果も図3及び図4中に示す。
【0027】
なお、膜評価の測定位置は、図2(a)(b)に示すように、基板5の中央部(1)及び基板5の端部(2)の2箇所を評価した。
【0028】
【表1】
【0029】
本発明に係る蒸着装置1の場合は、基板5の搬送方向(x方向)及びこれと直交する方向(y方向)の両方において蒸着材料の粒子10の入射角θ3、θ2を35°までの範囲内に制限することにより、図3及び図4に示すように、基板5の中央部、基板5の端部の両方において蒸着膜の回折強度は大きく、しかも、(111)面に優先配向していることから、結晶性の改善がなされていることが推察される。
【0030】
さらに、本実施例の場合、屈折率は、1.68以上とバルクの場合の1.70とほぼ同等の値が得られ、膜密度は低下していないものと推察される。
【0031】
一方、比較例として、図9に示す構成を有する蒸着装置101を用い、上記実施例と同様の条件で形成したMgO膜のX線回折パターンと膜屈折率を測定した。その結果を図5及び図6に示す。
【0032】
図5及び図6から理解されるように、従来の蒸着装置101を用いて形成したMgO膜の中央部では、(111)面及び(100)面の反射からなる回折線ピークが得られた。それらは、比較的回折線ピーク強度が小さく、結晶性の低い膜であることが推察される。さらに、基板105の端部においては、その中央部よりも回折線強度の小さい膜となることが判明した。
【0033】
一方、膜屈折率についても、バルクの場合の1.70に比べ1.59と小さい値を示しており、膜密度が低下していることが推察される。
【0034】
さらに、実施例及び比較例の蒸着装置によってMgO膜を形成し、その放電電圧を測定した。その結果を図7及び図8に示す。なお、図7及び図8中、曲線A、Cはそれぞれ点火電圧を示し、曲線B、Dはそれぞれ消灯電圧を示す。
【0035】
図7から明らかなように、本発明の蒸着装置によって形成した場合は、点火放電電圧が低く、寿命についても1000時間以上安定して放電電圧に異常のないMgO膜を得ることができた。
【0036】
一方、図8から明らかなように、従来技術の蒸着装置によって形成したMgO膜は、点火放電電圧が上記実施例よりも約10V高く、かつ、長時間の放電寿命テストで膜の劣化に起因すると思われる放電電圧の緩やかな上昇が見られた。
【0037】
このように、基板5に対するMgO粒子の入射角を35°以内に制限した本実施例の蒸着装置によれば、点火放電電圧が低く、かつ、1000時間以上の寿命を有するAC型PDP用の誘電体保護膜を容易に形成することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、基板に付着する蒸着材料の粒子の入射角が所定の角度より大きくならないように当該粒子の入射角を規制することにより、従来技術のような蒸着膜の結晶性の低下や膜密度の低下といった問題を回避することができ、高品位の蒸着膜を形成することができる。
【0039】
したがって、本発明によって形成したMgO膜をプラズマディスプレイパネルの保護膜として用いた場合には、放電電圧の上昇を防止し、パネルの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a):本発明に係る蒸着装置の一実施の形態の概略構成平面図
(b):同実施の形態の概略構成を示す側面図
【図2】(a):本発明の作用を示すための正面説明図
(b):本発明の作用を示すための要部側面説明図
【図3】本発明によって形成したMgO膜の中央部のX線回折スペクトルの例
【図4】本発明によって形成したMgO膜の端部のX線回折スペクトルの例
【図5】従来技術によって形成したMgO膜の中央部のX線回折スペクトルの例
【図6】従来技術によって形成したMgO膜の端部のX線回折スペクトルの例
【図7】本発明によって形成したMgO膜の放電電圧の一例を示すグラフ
【図8】従来技術によって形成したMgO膜の放電電圧の一例を示すグラフ
【図9】(a):従来例に係る蒸着装置の概略構成を示す平面図
(b):同従来例の概略構成を示す側面図
【図10】(a):従来技術の作用を示すための正面説明図
(b):従来技術の作用を示すための要部側面説明図
【符号の説明】
1……蒸着装置 2……蒸着室 3、4……搬送室 5……基板 6(6a、6b)……電子銃 8(8a、8b、8c、8d)……蒸発源 9a、9b、9c……蒸着材遮蔽板(第一蒸着材遮蔽部材) 10(10a、10b、10c、10d)……蒸着材料の粒子 11a、11b……蒸着材遮蔽板(第二蒸着材遮蔽部材) EB……電子ビーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pass-through vapor deposition apparatus that forms a thin film while transporting a substrate, and more particularly to a vapor deposition apparatus for forming a dielectric protective film of a plasma display panel (PDP).
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a deposition apparatus for forming a thin film on a large-area substrate, a deposition apparatus employing a substrate passing method is generally used.
[0003]
9A and 9B show a schematic configuration of a conventional substrate passing type vapor deposition apparatus.
As shown in FIGS. 9A and 9B, this
[0004]
On the other hand, four
[0005]
If such a
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of the conventional
[0007]
When the
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and is a vapor deposition capable of forming a thin film having a high quality film quality by limiting the incident angle of particles of the vapor deposition material deposited on the substrate. The object is to provide an apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in
The invention according to
[0010]
For the present invention, the direction intersecting the conveying direction and with which the base, the vertical angle of incidence of the particles as normal incidence of the particles of the deposition material is not greater than a predetermined angle (e.g. 35 degrees) to adhere to the substrate Because of restrictions, even when the substrate is large, problems such as a decrease in crystallinity and a decrease in film density of the deposited film as in the prior art can be avoided, and a film having a uniform film thickness distribution is formed. be able to.
In the present invention, using a MgO as a vapor deposition material, when regulating the normal incidence of the particles as normal incidence of the particles of MgO with respect to the substrate is not greater than 35 degrees, for example, to form a protective film of a plasma display panel In some cases, the discharge voltage can be prevented from rising and the life of the panel can be extended.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of a vapor deposition apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0012]
FIGS. 1A and 1B show a schematic configuration of the vapor deposition apparatus of the present embodiment.
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), this
In this case, as shown in FIG.1 (b), it is comprised so that many board |
[0013]
On the other hand, below the
[0014]
Here, as the
[0015]
On the other hand, in the present embodiment, the vertical incident angle of the
[0016]
First, as shown in FIG. 1A and FIG. 2A, a screen-shaped vapor deposition material shielding plate (first vapor deposition material shielding member) is provided between the
[0017]
On the other hand, the incident angle θ 1 with respect to the edge of the
[0018]
Further, as shown in FIGS. 1B and 2B, the
[0019]
In the present embodiment having such a configuration, when each of the
[0020]
As a result, according to the present embodiment, problems such as a decrease in crystallinity and a decrease in film density of the deposited film as in the prior art can be avoided, and a high-quality deposited film can be formed. Therefore, when the MgO film according to the present embodiment is used as a protective film of a plasma display panel, the discharge voltage can be prevented from increasing and the life of the panel can be extended.
[0021]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made.
For example, in the case of the above-described embodiment, the screen-shaped vapor deposition
[0022]
In the above-described embodiment, the two piercing
[0023]
Furthermore, the number of evaporation sources is not limited to four, and can be increased or decreased. In this case, it is necessary to increase or decrease the number of vapor deposition shielding plates accordingly.
[0024]
Furthermore, the present invention forms not only an MgO film on the
[0025]
【Example】
Examples of the present invention will be described below in detail together with comparative examples.
[0026]
Using the
In addition, the results of the film refractive index as one guideline for obtaining the film density are also shown in FIGS.
[0027]
In addition, the measurement position of film | membrane evaluation evaluated two places, the center part (1) of the board |
[0028]
[Table 1]
[0029]
In the case of the
[0030]
Further, in the case of this example, the refractive index is 1.68 or more, which is almost the same value as 1.70 in the case of the bulk, and it is presumed that the film density is not lowered.
[0031]
On the other hand, as a comparative example, the
[0032]
As understood from FIGS. 5 and 6, a diffraction line peak composed of reflection of the (111) plane and the (100) plane was obtained in the central portion of the MgO film formed using the conventional
[0033]
On the other hand, the film refractive index also shows a value as small as 1.59 compared with 1.70 in the case of bulk, and it is assumed that the film density is lowered.
[0034]
Furthermore, the MgO film was formed with the vapor deposition apparatus of an Example and a comparative example, and the discharge voltage was measured. The results are shown in FIGS. In FIGS. 7 and 8, curves A and C indicate ignition voltages, and curves B and D indicate extinguishing voltages, respectively.
[0035]
As is apparent from FIG. 7, when formed by the vapor deposition apparatus of the present invention, an MgO film having a low ignition discharge voltage and a stable life of 1000 hours or more with no abnormality in the discharge voltage could be obtained.
[0036]
On the other hand, as is apparent from FIG. 8, the MgO film formed by the vapor deposition apparatus of the prior art has an ignition discharge voltage that is about 10 V higher than that of the above embodiment, and is caused by deterioration of the film in a long discharge life test. A moderate increase in the discharge voltage was observed.
[0037]
Thus, according to the vapor deposition apparatus of the present example in which the incident angle of MgO particles with respect to the
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the incident angle of the particles of the vapor deposition material adhering to the substrate is regulated so that the incident angle of the particles does not become larger than a predetermined angle. Problems such as a decrease in crystallinity and a decrease in film density can be avoided, and a high-quality deposited film can be formed.
[0039]
Therefore, when the MgO film formed according to the present invention is used as a protective film of a plasma display panel, the discharge voltage can be prevented from increasing and the life of the panel can be extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic configuration plan view of an embodiment of a vapor deposition apparatus according to the present invention.
(B): Side view showing a schematic configuration of the same embodiment [FIG. 2] (a): Front explanatory diagram for illustrating the operation of the present invention.
(B): Explanatory side view for explaining the operation of the present invention. FIG. 3 shows an example of an X-ray diffraction spectrum in the center of the MgO film formed according to the present invention. FIG. 4 shows the MgO film formed according to the present invention. Example of X-ray diffraction spectrum at the end portion [FIG. 5] Example of X-ray diffraction spectrum at the center portion of the MgO film formed by the conventional technique [FIG. 6] X-ray diffraction spectrum of the end portion of the MgO film formed by the conventional technique Example FIG. 7 is a graph showing an example of the discharge voltage of the MgO film formed according to the present invention. FIG. 8 is a graph showing an example of the discharge voltage of the MgO film formed by the conventional technique. The top view which shows schematic structure of the vapor deposition apparatus which concerns
(B): Side view showing a schematic configuration of the conventional example. FIG. 10 (a): Front explanatory diagram for illustrating the operation of the prior art.
(B): Side view of the main part for illustrating the operation of the prior art [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記基体の一の面側に前記基体の搬送方向に対して交差方向に配置され、同一の材料を蒸発する複数の蒸発源と、
前記各蒸発源の間において前記基体の搬送方向に設けられた第一蒸着材遮蔽部材と、
前記蒸発源に対し、前記基体の搬送方向の上流側及び下流側に設けられた第二蒸着材遮蔽部材と、を備え、
前記基体に付着する蒸着材料の粒子の垂直入射角が所定の角度より大きくならないように前記第一及び第二蒸着材遮蔽部材によって前記粒子の垂直入射角を規制することを特徴とする蒸着装置。A deposition apparatus for forming a thin film by depositing a deposition material on one surface of a flat substrate that is continuously conveyed under vacuum,
A plurality of evaporation sources disposed on one surface side of the substrate in a direction intersecting the conveyance direction of the substrate and evaporating the same material;
A first vapor deposition material shielding member provided in the transport direction of the substrate between the evaporation sources;
A second vapor deposition material shielding member provided on the upstream side and the downstream side in the transport direction of the substrate with respect to the evaporation source,
Deposition normal incidence of the particles of the deposition material adhering to the substrate and wherein the Turkey to regulate normal incidence of the particles by the first and second deposition material shielding member so as not larger than a predetermined angle apparatus.
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