JPWO2007055304A1 - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

表示電極および誘電体層が形成された前面基板（３）の誘電体層が形成された面に保護膜を成膜する蒸着室（２１）と、前面基板（３）を蒸着室（２１）内で搬送する搬送部（２５）と、蒸着室（２１）内にＨ２Ｏを含むガスを導入するガス導入部（２９ａ）、（２９ｂ）と、蒸着室（２１）の成膜空間の中央より前面基板（３）搬送方向の下流側の蒸着室（２１）内における所定のガスの分圧を計測する分圧検出部（２９ｃ）とを備え、分圧検出部（２９ｃ）でのガスの分圧を制御するようにガス導入部（２９ａ）、（２９ｂ）よりＨ２Ｏを含むガスを導入する。

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰとも略記する）の製造方法に関し、特にＰＤＰの保護膜として用いられる金属酸化膜の電子放出特性を安定的に制御する技術に関する。

近年、コンピュータやテレビ等の画像表示に用いられているカラー表示デバイスにおいて、液晶表示パネル（ＬＣＤ）、フィールドエミッションディスプレイパネル（ＦＥＤ）、ＰＤＰ等のフラットディスプレイパネルは、大型薄型のパネルを実現可能にする表示デバイスとして注目されている。特にＰＤＰは高速応答性を有し、高視野角である等の優れた特徴を備えている。

ＰＤＰは、前面板と背面板とを対向配置してその周縁部を封着部材によって封着した構造を有し、前面板と背面板との間に形成された放電空間には、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。

前面板は、ガラス基板に形成されたストライプ状の走査電極と維持電極とからなる複数の表示電極対と、表示電極対を覆う誘電体層と、誘電体層を覆う保護膜とを備えている。表示電極対は、それぞれ透明電極とその透明電極上に形成された金属材料のバス電極とによって構成されている。

一方、背面板は、ガラス基板に形成されたストライプ状の複数のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成され放電空間をアドレス電極毎に区画する隔壁と、隔壁間の下地誘電体層上と隔壁側面に形成された赤色、緑色、青色の蛍光体層とを備えている。

前面板と背面板とは表示電極対とアドレス電極とが直交するように対向配置され、それらの電極が交差する交差部に放電セルを形成している。放電セルはマトリクス状に配列されて、表示電極対の方向に並ぶ赤色、緑色、青色の蛍光体層を有する３個の放電セルがカラー表示のための画素を形成している。ＰＤＰは、走査電極とアドレス電極間、および、走査電極と維持電極間に所定の電圧を印加してガス放電を発生させ、そのガス放電で生じる紫外線によって蛍光体層を励起して発光させることによりカラー画像を表示している。

このような構造のＰＤＰにおいて、保護膜は耐スパッタ特性が大きいこと、かつ２次電子放出係数の大きいことなどが要求され、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の保護膜が一般的に用いられている。これらの耐スパッタ特性、２次電子放出特性によって、誘電体層のスパッタを防止し、かつ放電電圧を低くするようにしている。

保護膜は、電子ビーム蒸着法やプラズマガンによる成膜法などにより形成されるが、成膜方法、成膜条件によって膜特性に大きな差が生じる。保護膜である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜の２次電子放出特性は、その成膜過程での不純物混入により変化することが知られている。これは、膜中に、酸素が欠損したり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）原料や雰囲気ガス中に含まれる水（Ｈ_２Ｏ）に起因するＨ_２分子等の不純物が混入したりすると、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜内のＭｇ原子とＯ原子との結合に乱れが生じるからである。すなわち、未結合手（ダングリングボンド）が発生して、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のエネルギーバンドに影響を与え、２次電子放出の状態が変化するためである。

このような観点から、保護膜としての酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜を電子ビーム蒸着法で形成する際に、蒸着室内に酸素ガスや水（Ｈ_２Ｏ）を含むガスを導入し各種ガスの分圧を一定の範囲に制御することによって、膜特性の良好な保護膜を安定に製造しようとする例が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に開示されているような基板を搬送しながら連続的に保護膜を形成する成膜装置では、蒸着室全体にわたって均一な雰囲気とすることは困難である。特に、不純物ガスとして水（Ｈ_２Ｏ）を含むガスを導入する場合には、蒸着室内の温度分布、電子ビームによる水（Ｈ_２Ｏ）の分解などの影響によって、蒸着室内での水（Ｈ_２Ｏ）分子の存在に分布を有し、膜質の制御が安定的にできないといった課題を有していた。その結果、保護膜の電子放出特性を安定的に制御できず、ＰＤＰとして不灯や点灯不良を発生させるという課題が生じていた。
特開２００５−５０８０４号公報

本発明のＰＤＰの製造方法は、表示電極および誘電体層が形成された基板を成膜室内に搬入するとともに、基板を搬送しながら基板の誘電体層が形成された面に金属酸化膜を連続的に成膜するＰＤＰの製造方法であって、金属酸化膜を成膜する際に、成膜室の成膜空間の中央より基板搬送方向の下流側の成膜室内における所定のガスの分圧を計測するとともに、計測した分圧に基づいて成膜室内にＨ_２Ｏを含むガスを導入している。

このような製造方法によれば、電子放出特性が安定に制御された良質の金属酸化膜の保護膜を高い成膜速度でＰＤＰの基板に形成することができる。

図１は交流面放電型ＰＤＰの構成を示す斜視図である。 図２は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造装置の構成を示す側断面図である。 図３は図２におけるＡ部の詳細を示す側断面図である。 図４は本発明の実施の形態における製造方法の実施例として作製したＰＤＰの放電遅れ時間と水（Ｈ_２Ｏ）分圧との関係を示す図である。 図５は本発明の実施の形態における製造方法の実施例に対する比較例として作製したＰＤＰの放電遅れ時間と水（Ｈ_２Ｏ）分圧との関係を示す図である。

符号の説明

１ ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
２ 前面板
３ 前面基板
４ 走査電極
４ａ，５ａ 透明電極
４ｂ，５ｂ バス電極
５ 維持電極
６ 表示電極
７ 誘電体層
８ 保護膜
９ 背面板
１０ 背面基板
１１ アドレス電極
１２ 下地誘電体層
１３ 隔壁
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ 蛍光体層
１５ 放電空間
１６ 放電セル
２０ 成膜装置
２１ 蒸着室
２２ 基板搬入室
２３ 基板搬出室
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 真空排気系
２５ 搬送部
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ 仕切壁
２７ａ，２７ｂ 基板加熱部
２８ａ 蒸着源
２８ｂ ハース
２８ｃ 電子銃
２８ｄ 電子ビーム
２８ｅ 蒸気流
２８ｇ，２８ｈ シャッタ
２９ａ，２９ｂ ガス導入部
２９ｃ 分圧検出部
３０ 基板保持具

以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における交流面放電型ＰＤＰの構造を示す斜視図である。ＰＤＰは、ガラス製の前面板、背面板にそれぞれ行電極、列電極が直交配置され、画素（ピクセル）となる行電極と列電極の交点および両基板間にある隔壁により放電空間を形成する構造である。

図１において、ＰＤＰ１の前面板２は、例えばガラスのような透明な絶縁性の前面基板３の主面となる一方の面上に形成した走査電極４および維持電極５からなる表示電極６と、表示電極６を覆う誘電体層７と、さらに誘電体層７を覆う、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜による保護膜８とを有している。走査電極４および維持電極５は、透明電極４ａ、５ａに電気抵抗の低減を目的として金属材料、例えばＡｇ等からなるバス電極４ｂ、５ｂを積層した構造としている。

また、背面板９は、例えばガラスのような絶縁性の背面基板１０の一方の面上に形成したアドレス電極１１と、アドレス電極１１を覆う下地誘電体層１２と、下地誘電体層１２上の隣り合うアドレス電極１１の間に配置された隔壁１３と、各隔壁１３間に塗布形成された赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に発光する蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂとをそれぞれ有している。

そして、前面板２と背面板９とは隔壁１３を挟んで表示電極６とアドレス電極１１とが直交するように対向配置され、ＰＤＰ１の画像表示領域外の周縁部が封着部材（図示せず）により封止されている。前面板２と背面板９との間に形成された放電空間１５には、例えばネオン（Ｎｅ）にキセノン（Ｘｅ）１０％を混合させた混合希ガスからなる放電ガスを６６．５ｋＰａ（５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入している。そして、放電空間１５の表示電極６とアドレス電極１１との交差部が放電セル１６（単位発光領域）として動作する。

次に、上述したＰＤＰ１の製造方法を説明する。前面板２には、まず、前面基板３上に走査電極４および維持電極５をストライプ状に形成する。具体的には、前面基板３上に、例えばＩＴＯなどの透明導電性膜を蒸着法やスパッタリング法等を利用した成膜プロセスにより形成し、その後でフォトリソ法等を用いてパターニングして透明電極４ａ、５ａを形成する。さらにその上に積層する形で、例えばＡｇ等による膜を印刷法や蒸着法等を利用した成膜プロセスにより形成してから、フォトリソ法等を用いてパターニングすることでバス電極４ｂ、５ｂを形成する。このようにして、走査電極４および維持電極５からなる表示電極６を得ることができる。

次に、上述した方法で形成した表示電極６を誘電体層７で被覆する。誘電体層７は、例えばスクリーン印刷法により鉛系のガラス材料を含むペーストを塗布した後、加熱焼成することによって形成する。鉛系のガラス材料を含むペーストとしては、例えば、ＰｂＯ（７０ｗｔ％）−Ｂ_２Ｏ_３（１５ｗｔ％）−ＳｉＯ_２（１０ｗｔ％）−Ａｌ_２Ｏ_３（５ｗｔ％）のガラス材料と、α−ターピネオールに１０％のエチルセルローズを融解したバインダ材料よりなる有機材料との混合物が使用される。続いて、このようにして表示電極６上に被覆形成した誘電体層７を、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる金属酸化膜の保護膜８で被覆する。保護膜８の形成方法については、使用する成膜装置とともに、後で詳しく述べる。

一方、背面板９には、まず背面基板１０に複数のストライプ状のアドレス電極１１を形成する。具体的には、背面基板１０の一方の表面上に、例えばＡｇ等の導電性材料等による膜を印刷法や蒸着法等を利用した成膜プロセスにより形成してから、フォトリソ法等を用いてパターニングしてアドレス電極１１を形成する。このアドレス電極１１を下地誘電体層１２により被覆し、さらに、下地誘電体層１２上にアドレス電極１１間に平行に配置して隔壁１３を形成する。そして、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）用の蛍光体粒子と有機バインダとからなるペースト状の蛍光体インキを各隔壁１３間の溝部分に塗布し、これを焼成して有機バインダを焼失させることによって各蛍光体粒子が結着して蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂが形成される。

上述した方法で作製した前面板２と背面板９とを、前面板２の表示電極６と背面板９のアドレス電極１１とが直交するように重ね合わせるとともに、周縁に低融点ガラスが含まれる封着部材を介挿し、これを焼成して気密シール層（図示せず）を形成して封着する。そして、一旦、放電空間１５内を高真空に排気した後、放電ガスを所定の圧力で封入することによってＰＤＰ１が完成する。

次に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の金属酸化膜による保護膜８を成膜するプロセスについて、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造装置の構成を示す側断面図である。

図２に示すように、成膜装置２０はＰＤＰ１の前面基板３に対して蒸着法により保護膜８を形成するための成膜室となる蒸着室２１が設けられている。蒸着室２１の前後には、前面基板３を投入する前に前面基板３を予備加熱するとともに、予備排気を行うための基板搬入室２２と、蒸着室２１での蒸着が終了後、取り出された前面基板３を冷却するための基板搬出室２３とを備えている。

これらの基板搬入室２２、蒸着室２１、基板搬出室２３の各々は、内部を真空雰囲気にできるよう密閉構造となっている。各室毎に独立して真空排気系２４ａ、２４ｂ、２４ｃをそれぞれ備えている。また、基板搬入室２２、蒸着室２１、基板搬出室２３を貫いて、搬送ローラ、ワイヤ、チェーン等による搬送部２５を配設している。また、外気と基板搬入室２２との間、基板搬入室２２と蒸着室２１との間、蒸着室２１と基板搬出室２３との間、基板搬出室２３と外気との間を、それぞれ開閉可能な仕切壁２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄで仕切っている。

搬送部２５の駆動と仕切壁２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの開閉との連動によって、基板搬入室２２、蒸着室２１、基板搬出室２３それぞれの真空度の変動を抑えている。誘電体層７までが形成された前面基板３を外部から仕切壁２６ａを通して成膜装置２０の基板搬入室２２に導入し、蒸着室２１、基板搬出室２３を順次に通過させて、それぞれの室での所定の処理を行い、成膜装置２０の外部に搬出する。このようにして、複数枚の前面基板３に対して連続して酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜を成膜する枚葉式処理を行うことができる。基板搬入室２２、蒸着室２１の各室には、前面基板３を加熱するための基板加熱部２７ａ、２７ｂをそれぞれ設置している。なお、前面基板３の搬送は、通常、トレイと呼ばれる基板保持具３０に保持した状態で行われる。

次に、成膜室である蒸着室２１について説明する。蒸着室２１には、真空排気系２４ｂが接続された密閉容器２１ａ内に、主に蒸着源２８ａとなる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の粒を入れたハース２８ｂ、電子銃２８ｃ、磁場を印加する偏向マグネット（図示せず）等を設けている。偏向マグネットにより発生する磁場によって、電子銃２８ｃから放出された電子ビーム２８ｄを偏向して蒸着源２８ａに照射することにより、熱量が投入されて蒸着源２８ａから蒸気流２８ｅを発生させる。

このとき、前面基板３は、開口部を有する基板支持用の基板保持具３０に載せられ、搬送部２５により図２の左側から右側に移動する。このとき、蒸気流２８ｅを遮断するシャッタ２８ｇ、２８ｈを移動させて基板保持具３０の下側を開放状態に保てば、蒸気流２８ｅが基板保持具３０の開口部を通過し、前面基板３の表面上に付着、堆積して所定の形状、膜厚の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の保護膜８が連続的に形成される。この時、前面基板３は赤外線ランプ等のヒータを用いた基板加熱部２７ａ、２７ｂにより所定温度まで加熱されている。

また、図２に示すように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造装置である成膜装置では、蒸着室２１へのガス導入部２９ａ、２９ｂと、蒸着室２１の分圧検出部２９ｃとを、蒸着室２１のうちの基板搬出室２３側に位置する下流側突出部２１ｃ周辺に配置している。このように、本発明の実施の形態では、成膜室である蒸着室２１の成膜空間の中央より前面基板３の搬送方向の下流側の蒸着室２１における分圧を分圧検出部２９ｃで検出するようにしている。なお、分圧検出部２９ｃとしては、例えば四重極質量分析計を用いている。

前述のように、保護膜８を形成する場合、保護膜８である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の物性は、その成膜過程での酸素欠損や不純物混入により変化する。このことは、膜中の酸素が欠損したり、膜中において原料や雰囲気ガス中に含まれる水（Ｈ_２Ｏ）に起因するＨ原子、Ｈ_２分子、ＯＨ分子等の不純物が混入すると、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜内のＭｇ原子とＯ原子との結合に乱れが生じる。すなわち、この乱れによって未結合手（ダングリングボンド）が発生して酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のエネルギーバンドに影響を与え、２次電子放出の状態が変化するためであると考えられる。そこで、蒸着室２１内に酸素ガスや水（Ｈ_２Ｏ）を導入することで、これらの未結合手の発生を抑制することが必要となる。

本発明の実施の形態では、蒸着室２１に導入する酸素ガスや水（Ｈ_２Ｏ）の導入量の制御を、蒸着室２１のうちの基板搬出室２３側に位置する下流側突出部２１ｃ周辺に配置した分圧検出部２９ｃから得られた結果に基づいて行うように構成している。すなわち、本発明の実施の形態では、特に成膜過程のうちの成膜終了近傍時点で、酸素欠損や不純物混入による酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜の物性を制御するようにしている。

蒸着室２１の雰囲気を制御して成膜する場合、蒸着室２１全体にわたって均一な雰囲気とすることは困難である。すなわち、蒸着源２８ａのあるハース２８ｂの上方部にある蒸着室２１の中央部と基板搬入室２２または基板搬出室２３側近傍の蒸着室２１の左右端部とでは雰囲気に差がある。特に、成膜が終了する時間付近においては、前面基板３が蒸着室２１の基板搬出室２３の近くに移動しており、蒸着室２１内のガス雰囲気の差により、保護膜８の特性に影響を及ぼす膜物性が大きく変化することが明らかになっている。そのため、保護膜８の特性を安定にするためには、ガス状態を成膜過程において適正に制御することが必要となる。

本発明者らは検討の結果、成膜室となる蒸着室２１内のガス状態の適正な制御を行うためのパラメータとして、蒸着室２１における特に成膜が終了する時間付近の水（Ｈ_２Ｏ）を含むガスの分圧を用い、この分圧を一定範囲内に保ちながら成膜を行うことにより、安定して良質な酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜を形成できることを確認している。ここで、分圧とは蒸着室２１内の、ハース２８ｂと前面基板３との間の空間である成膜場における成膜終了近傍時の分圧を指すものとする。また、成膜終了近傍時とは、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の必要膜厚に対して半分の厚さが成膜された時間から成膜終了時までの時間範囲としている。

成膜室となる蒸着室２１には、特に成膜終了時間近傍の蒸着室２１内の雰囲気を制御するために、上述したような各種ガスを導入することが可能な少なくとも１つ以上のガス導入部２９ａ、２９ｂを設置している。一方のガス導入部２９ａにより、例えば酸素ガスを導入し、別のガス導入部２９ｂにより、例えば水（Ｈ_２Ｏ）を含むガスを導入することができる。さらに、蒸着室２１内における成膜終了時間近傍の上述ガスの分圧を検出するために、例えば四重極質量分析計からなる分圧検出部２９ｃを基板搬出室２３側の下流側突出部２１ｃ周辺に設けている。

この分圧検出部２９ｃからの情報に基づき、蒸着室２１内のガスの分圧が一定範囲内となるように、ガス導入部２９ａ、２９ｂからのガス導入量と真空排気系２４ｂによる排気量とを制御するための制御部（図示せず）も設けられている。これらの構成により、成膜室となる蒸着室２１における成膜が終了する時間近傍での雰囲気ガス、例えば酸素ガスや水を含むガスの分圧を一定範囲内に保った状態に制御して酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜の蒸着を行うことが可能である。

なお、上述の図２に示した本発明の実施の形態におけるＰＤＰの保護膜を形成するための成膜装置２０では分圧検出部２９ｃを１つだけ設けた例を示しているが、本発明はこれに限定されることはなく複数の分圧検出部２９ｃを設けることも可能である。複数の分圧検出部２９ｃを設ける場合は、前面基板３を載置する基板保持具３０の搬送方向に対して垂直、かつ搬送方向に対して水平方向に並べて配設すると分圧検出における測定精度が上り望ましい。

なお、図３に示すように、分圧検出部２９ｃを配設する位置は、下流側遮断壁２８ｈが下流側突出部２１ｃ側に移動して、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜が成膜できる状態における下流側遮断壁２８ｈの右側端部を基準として、さらに下流側突出部２１ｃ側に配設することが望ましい。

次に、成膜プロセスの手順を具体的に説明する。まず、成膜室となる蒸着室２１では、赤外線ランプ等を用いた基板加熱部２７ｂにより前面基板３を加熱してこれを所定の温度で一定に保持する。加熱温度は、前面基板３上に前もって形成されている表示電極６や誘電体層７が熱劣化することがないように、１００℃から４００℃程度の温度範囲に設定される。そして、上流側遮断壁２８ｇと下流側遮断壁２８ｈとが閉じた状態で、電子銃２８ｃから電子ビーム２８ｄを蒸着源２８ａに照射し、蒸着源２８ａに含まれる不純物ガスの脱ガスを行う。真空排気系２４ｂで不純物ガスを排気した後に、ガス導入部２９ａ、２９ｂからガスを導入する。導入するガスは、上述したように、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜中の酸素欠損を防止するためには、酸素、または酸素を含むガスを、また、積極的に不純物を膜中に混入する目的で水を含むガスを用いる。そしてこれらのガスは蒸着室２１の成膜場の中でも、基板搬送方向の下流側においてその分圧が一定範囲内となるように制御される。すなわち、蒸着室２１に対して、真空排気系２４ｂにより排気しながらガス導入部２９ａ、２９ｂからガスを導入し、排気量とガス導入量とを制御部（図示せず）で制御しながら排気とガス導入とを平衡させる。そして、搬送されている前面基板３が所定領域に移動した時点で、上流側遮断壁２８ｇと下流側遮断壁２８ｈと移動させて基板保持具３０の下側を開放し、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の蒸気流２８ｅを前面基板３に向けて噴射させて堆積させる。

その結果、特に、成膜された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の成膜後半に形成された表層部分の未結合手の量が制御されて２次電子放出性能の良好な酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜からなる保護膜８を形成することができる。

以下に本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法を用いて保護膜を成膜して、ＰＤＰを試作して評価した実施例について説明する。本実施例の成膜装置の条件を表１に示す。

表１においては、水（Ｈ_２Ｏ）の分圧あるいはＯＨ分子の分圧が一定となるように、酸素ガスと水（Ｈ_２Ｏ）をガス導入部２９ａ、２９ｂから導入して、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜の保護膜８を有する前面板２を作成した。

このように、分圧を一定範囲に保つとともに、成膜室である蒸着室２１の真空度（圧力）を一定範囲に保つことは、成膜速度を一定として良質な膜を効率的に得るという観点から好ましい条件である。この場合、図２に示す成膜装置２０の蒸着室２１に対して、成膜場での真空度を検出する真空度検出部（図示せず）をさらに設けることも可能である。この真空度検出部からの真空度の情報と併せて、ガス導入部２９ａ、２９ｂからのガス導入量と真空排気系２４ｂによる排気量を制御し、蒸着室２１内でのガスの分圧を一定範囲内とし、かつ真空度も一定範囲内となるようにすればよい。

このとき、真空度を一定範囲内に調整する方法としては、例えばアルゴン、ヘリウムのような希ガスや窒素ガス等の不活性ガスを用いれば、成膜される酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の物性に影響を与えずに、真空度の調整を行うことが可能となる。一般的に、不活性ガスは酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜に対し化学的な作用を与えることがないので、その物性に影響を与えずに真空度の調整のみに作用させることができるので好ましい。

このような条件において成膜した酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の保護膜８を有する前面板２を用いてＰＤＰを試作し、書き込み放電特性の評価を行った。書き込み放電特性としては、書き込み放電時の放電遅れ時間を計測した。

本実施例では、分圧検出部２９ｃによって水（Ｈ_２Ｏ）の分圧と、ＯＨ分子の分圧とを制御して成膜したＰＤＰについて放電遅れ時間を計測した。放電遅れ時間は、アドレス期間に走査電極４とアドレス電極１１との間に電圧を印加してから放電が起こるまでの時間とし、放電発光の１００回分のピーク値を平均化した。また、放電遅れ時間量は高精細度表示のＰＤＰ（４２インチサイズ）での値を基準として規格化した。

図４は、本発明の実施の形態における製造方法の実施例として作製したＰＤＰの放電遅れ時間量と製造装置における水（Ｈ_２Ｏ）分圧との関係を示す図であり、図５はその比較例として作製したＰＤＰの放電遅れ時間量と製造装置における水（Ｈ_２Ｏ）分圧との関係を示す図である。

図４は、本発明の実施の形態として、図２に示すように分圧検出部２９ｃを前面基板３の搬送方向の下流側となる蒸着室２１の下流側突出部２１ｃ側、すなわち成膜室から前面基板３を搬出する搬出口側に配設して、水（Ｈ_２Ｏ）分圧が所定値となるようにガス導入部２９ａ、２９ｂのいずれか一方から水（Ｈ_２Ｏ）を導入した場合の結果である。その時、ガス導入部２９ａ、２９ｂのうちの他方からは酸素を導入するようにしている。図２ではガス導入部２９ａ、２９ｂを分圧検出部２９ｃの近傍である下流側突出部２１ｃ側に配設した例を示しているが、図４の実験結果は、水（Ｈ_２Ｏ）導入を蒸着室２１の基板搬送方向の上流側から行った結果も一緒に示している。

図４に示すように、分圧検出部２９ｃを前面基板３の搬送方向の下流側となる蒸着室２１の下流側突出部２１ｃ側に配設して、水（Ｈ_２Ｏ）分圧が所定値となるように水（Ｈ_２Ｏ）を導入すると、水（Ｈ_２Ｏ）を導入する位置に関わらず、水（Ｈ_２Ｏ）分圧と放電遅れ時間量に相関のあることがわかる。すなわち、所定の放電遅れ時間量の保護膜８は、蒸着室２１の下流側で水（Ｈ_２Ｏ）分圧を検出し、その分圧が一定となるように、蒸着室２１の上流あるいは下流のいずれかから水（Ｈ_２Ｏ）を導入することによって得ることができる。したがって、水（Ｈ_２Ｏ）分圧を制御することによって、必要な放電遅れ時間量の保護膜８を実現することが可能となる。

一方、図５には、分圧検出部を蒸着室２１の前面基板３の搬送方向の上流側に配設した場合の結果について示している。図５に示すように、放電遅れ時間量と水（Ｈ_２Ｏ）分圧には相関のないことがわかる。すなわち、分圧の検出を蒸着室の上流側で行った場合には、水（Ｈ_２Ｏ）導入によって保護膜８の物性を制御することが不可能であること示している。

これらの結果から、ＰＤＰの放電特性を支配する保護膜８の２次電子放出特性は、保護膜８の表層部の特性、すなわち成膜の後半の成膜条件によって影響を受け、その表層部を成膜する近傍の蒸着室のガス分圧によって制御することが可能であることがわかる。

なお、本発明では、図４に示すように、制御する水（Ｈ_２Ｏ）分圧の好適な範囲を６．０×１０^−４Ｐａ以上２．０×１０^−３Ｐａ以下としている。すなわち、高精細度表示のＰＤＰを基準としたときの規格放電遅れ時間量が４．５を越える水（Ｈ_２Ｏ）分圧が６．０×１０^−４Ｐａ未満では、標準精細度のＰＤＰにおいてさえも放電遅れ時間量が大きくなりすぎ、アドレス期間内に放電が発生せずにその放電セルは不灯となる。一方、放電遅れ時間が小さすぎる水（Ｈ_２Ｏ）分圧が２．０×１０^−３Ｐａを超える場合には、逆に電荷抜けが生じて不灯となる。

精細度がハイディフィニッションタイプの場合には、制御する水（Ｈ_２Ｏ）分圧の範囲を１．２×１０^−３Ｐａ以上２．０×１０^−３Ｐａ以下とすることがより好適である。

また、図４、図５では保護膜を成膜する際に水（Ｈ_２Ｏ）分圧を制御する場合について示したが、水（Ｈ_２Ｏ）分圧にかえてＯＨ分子の分圧を制御するように水（Ｈ_２Ｏ）を導入することでも保護膜の２次電子放出特性を制御して、ＰＤＰの放電遅れ時間を制御することが可能である。ＯＨ分子の分圧を制御する場合には、その分圧の範囲を２．０×１０^−４Ｐａ以上１．６×１０^−３Ｐａ以下にすると、精細度がハイディフィニッションタイプのＰＤＰの場合に好適である。

なお、上述した説明においては、蒸着室２１内に導入するガスとして、酸素、水を含むガス、不活性ガスなどであるが、これらのガスは１００％純度に限定するものではなく、一般的に入手できる程度の、例えば９９．９％程度の純度で一部不純物を含むガスであってもよい。

また、成膜装置２０は上述した構成のみに限定されるものではなく、例えば、前面基板３の温度プロファイルの設定条件に対応して、基板搬入室２２と蒸着室２１の間に前面基板３を加熱するための基板加熱室が１つ以上ある構成、また、蒸着室２１と基板搬出室２３の間に基板冷却室が１つ以上ある構成等も可能である。さらに、タクト調整等のために各室間にバッファー室を設けた構成や、加熱や冷却のためのチャンバ室を別に設けた構成、バッチ式で成膜を行う構造を有する構成等に対しても、上述した説明と同様の効果を得ることができる。

また、上述した説明では、前面基板３に対する蒸着室２１内における酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の蒸着は、前面基板３を搬送しながら行う方法を例に挙げたが、前面基板３の搬送を停止して静止した状態で行うこともできる。

また、複数のガスを成膜室となる蒸着室２１に導入する場合、その導入方法としては、個々のガス毎にガス導入部２９ａ、２９ｂを設け、そこから導入する方法や、あらかじめ、複数のガスを混合する混合室を別に設けて、この混合室でガスを混合した後にガス導入部２９ａを通じて導入する方法等も可能である。

なお、上述した本発明の実施の形態においては、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を原料として蒸着により保護膜８を形成する例を挙げて説明したが、本発明の実施の形態における製造装置および製造方法は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の蒸着に限るものではなく、種々の金属酸化膜を成膜する場合に対しても同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明のＰＤＰの製造方法によれば、成膜装置の成膜室にガス導入部と分圧検出部を備えており、分圧検出部が成膜装置の成膜室内における成膜終了近傍時のガスの分圧を計測するようにし、その分圧を制御するように水（Ｈ_２Ｏ）を含むガスを導入している。その結果、電子放出特性の安定した良質の保護膜を形成することができ、表示品質の優れたＰＤＰを実現できる。

本発明によれば、保護膜を成膜する際に２次電子放出特性が制御可能な製造法を実現し、大画面、高精細度で表示品質に優れたプラズマディスプレイ装置の製造方法として有用である

本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰとも略記する）の製造方法に関し、特にＰＤＰの保護膜として用いられる金属酸化膜の電子放出特性を安定的に制御する技術に関する。

近年、コンピュータやテレビ等の画像表示に用いられているカラー表示デバイスにおいて、液晶表示パネル（ＬＣＤ）、フィールドエミッションディスプレイパネル（ＦＥＤ）、ＰＤＰ等のフラットディスプレイパネルは、大型薄型のパネルを実現可能にする表示デバイスとして注目されている。特にＰＤＰは高速応答性を有し、高視野角である等の優れた特徴を備えている。

ＰＤＰは、前面板と背面板とを対向配置してその周縁部を封着部材によって封着した構造を有し、前面板と背面板との間に形成された放電空間には、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。

前面板は、ガラス基板に形成されたストライプ状の走査電極と維持電極とからなる複数の表示電極対と、表示電極対を覆う誘電体層と、誘電体層を覆う保護膜とを備えている。表示電極対は、それぞれ透明電極とその透明電極上に形成された金属材料のバス電極とによって構成されている。

一方、背面板は、ガラス基板に形成されたストライプ状の複数のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成され放電空間をアドレス電極毎に区画する隔壁と、隔壁間の下地誘電体層上と隔壁側面に形成された赤色、緑色、青色の蛍光体層とを備えている。

前面板と背面板とは表示電極対とアドレス電極とが直交するように対向配置され、それらの電極が交差する交差部に放電セルを形成している。放電セルはマトリクス状に配列されて、表示電極対の方向に並ぶ赤色、緑色、青色の蛍光体層を有する３個の放電セルがカラー表示のための画素を形成している。ＰＤＰは、走査電極とアドレス電極間、および、走査電極と維持電極間に所定の電圧を印加してガス放電を発生させ、そのガス放電で生じる紫外線によって蛍光体層を励起して発光させることによりカラー画像を表示している。

このような構造のＰＤＰにおいて、保護膜は耐スパッタ特性が大きいこと、かつ２次電子放出係数の大きいことなどが要求され、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の保護膜が一般的に用いられている。これらの耐スパッタ特性、２次電子放出特性によって、誘電体層のスパッタを防止し、かつ放電電圧を低くするようにしている。

保護膜は、電子ビーム蒸着法やプラズマガンによる成膜法などにより形成されるが、成膜方法、成膜条件によって膜特性に大きな差が生じる。保護膜である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜の２次電子放出特性は、その成膜過程での不純物混入により変化することが知られている。これは、膜中に、酸素が欠損したり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）原料や雰囲気ガス中に含まれる水（Ｈ_２Ｏ）に起因するＨ_２分子等の不純物が混入したりすると、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜内のＭｇ原子とＯ原子との結合に乱れが生じるからである。すなわち、未結合手（ダングリングボンド）が発生して、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のエネルギーバンドに影響を与え、２次電子放出の状態が変化するためである。

このような観点から、保護膜としての酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜を電子ビーム蒸着法で形成する際に、蒸着室内に酸素ガスや水（Ｈ_２Ｏ）を含むガスを導入し各種ガスの分圧を一定の範囲に制御することによって、膜特性の良好な保護膜を安定に製造しようとする例が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に開示されているような基板を搬送しながら連続的に保護膜を形成する成膜装置では、蒸着室全体にわたって均一な雰囲気とすることは困難である。特に、不純物ガスとして水（Ｈ_２Ｏ）を含むガスを導入する場合には、蒸着室内の温度分布、電子ビームによる水（Ｈ_２Ｏ）の分解などの影響によって、蒸着室内での水（Ｈ_２Ｏ）分子の存在に分布を有し、膜質の制御が安定的にできないといった課題を有していた。その結果、保護膜の電子放出特性を安定的に制御できず、ＰＤＰとして不灯や点灯不良を発生させるという課題が生じていた。
特開２００５−５０８０４号公報

本発明のＰＤＰの製造方法は、表示電極および誘電体層が形成された基板を成膜室内に搬入するとともに、基板を搬送しながら基板の誘電体層が形成された面に金属酸化膜を連続的に成膜するＰＤＰの製造方法であって、金属酸化膜を成膜する際に、成膜室の成膜空間の中央より基板搬送方向の下流側の成膜室内における所定のガスの分圧を計測するとともに、計測した分圧に基づいて成膜室内にＨ_２Ｏを含むガスを導入している。

このような製造方法によれば、電子放出特性が安定に制御された良質の金属酸化膜の保護膜を高い成膜速度でＰＤＰの基板に形成することができる。

以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における交流面放電型ＰＤＰの構造を示す斜視図である。ＰＤＰは、ガラス製の前面板、背面板にそれぞれ行電極、列電極が直交配置され、画素（ピクセル）となる行電極と列電極の交点および両基板間にある隔壁により放電空間を形成する構造である。

図１において、ＰＤＰ１の前面板２は、例えばガラスのような透明な絶縁性の前面基板３の主面となる一方の面上に形成した走査電極４および維持電極５からなる表示電極６と、表示電極６を覆う誘電体層７と、さらに誘電体層７を覆う、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜による保護膜８とを有している。走査電極４および維持電極５は、透明電極４ａ、５ａに電気抵抗の低減を目的として金属材料、例えばＡｇ等からなるバス電極４ｂ、５ｂを積層した構造としている。

また、背面板９は、例えばガラスのような絶縁性の背面基板１０の一方の面上に形成したアドレス電極１１と、アドレス電極１１を覆う下地誘電体層１２と、下地誘電体層１２上の隣り合うアドレス電極１１の間に配置された隔壁１３と、各隔壁１３間に塗布形成された赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に発光する蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂとをそれぞれ有している。

そして、前面板２と背面板９とは隔壁１３を挟んで表示電極６とアドレス電極１１とが直交するように対向配置され、ＰＤＰ１の画像表示領域外の周縁部が封着部材（図示せず）により封止されている。前面板２と背面板９との間に形成された放電空間１５には、例えばネオン（Ｎｅ）にキセノン（Ｘｅ）１０％を混合させた混合希ガスからなる放電ガスを６６．５ｋＰａ（５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入している。そして、放電空間１５の表示電極６とアドレス電極１１との交差部が放電セル１６（単位発光領域）として動作する。

次に、上述したＰＤＰ１の製造方法を説明する。前面板２には、まず、前面基板３上に走査電極４および維持電極５をストライプ状に形成する。具体的には、前面基板３上に、例えばＩＴＯなどの透明導電性膜を蒸着法やスパッタリング法等を利用した成膜プロセスにより形成し、その後でフォトリソ法等を用いてパターニングして透明電極４ａ、５ａを形成する。さらにその上に積層する形で、例えばＡｇ等による膜を印刷法や蒸着法等を利用した成膜プロセスにより形成してから、フォトリソ法等を用いてパターニングすることでバス電極４ｂ、５ｂを形成する。このようにして、走査電極４および維持電極５からなる表示電極６を得ることができる。

次に、上述した方法で形成した表示電極６を誘電体層７で被覆する。誘電体層７は、例えばスクリーン印刷法により鉛系のガラス材料を含むペーストを塗布した後、加熱焼成することによって形成する。鉛系のガラス材料を含むペーストとしては、例えば、ＰｂＯ（７０ｗｔ％）−Ｂ_２Ｏ_３（１５ｗｔ％）−ＳｉＯ_２（１０ｗｔ％）−Ａｌ_２Ｏ_３（５ｗｔ％）のガラス材料と、α−ターピネオールに１０％のエチルセルローズを融解したバインダ材料よりなる有機材料との混合物が使用される。続いて、このようにして表示電極６上に被覆形成した誘電体層７を、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる金属酸化膜の保護膜８で被覆する。保護膜８の形成方法については、使用する成膜装置とともに、後で詳しく述べる。

一方、背面板９には、まず背面基板１０に複数のストライプ状のアドレス電極１１を形成する。具体的には、背面基板１０の一方の表面上に、例えばＡｇ等の導電性材料等による膜を印刷法や蒸着法等を利用した成膜プロセスにより形成してから、フォトリソ法等を用いてパターニングしてアドレス電極１１を形成する。このアドレス電極１１を下地誘電体層１２により被覆し、さらに、下地誘電体層１２上にアドレス電極１１間に平行に配置して隔壁１３を形成する。そして、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）用の蛍光体粒子と有機バインダとからなるペースト状の蛍光体インキを各隔壁１３間の溝部分に塗布し、これを焼成して有機バインダを焼失させることによって各蛍光体粒子が結着して蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂが形成される。

上述した方法で作製した前面板２と背面板９とを、前面板２の表示電極６と背面板９のアドレス電極１１とが直交するように重ね合わせるとともに、周縁に低融点ガラスが含まれる封着部材を介挿し、これを焼成して気密シール層（図示せず）を形成して封着する。そして、一旦、放電空間１５内を高真空に排気した後、放電ガスを所定の圧力で封入することによってＰＤＰ１が完成する。

次に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の金属酸化膜による保護膜８を成膜するプロセスについて、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造装置の構成を示す側断面図である。

図２に示すように、成膜装置２０はＰＤＰ１の前面基板３に対して蒸着法により保護膜８を形成するための成膜室となる蒸着室２１が設けられている。蒸着室２１の前後には、前面基板３を投入する前に前面基板３を予備加熱するとともに、予備排気を行うための基板搬入室２２と、蒸着室２１での蒸着が終了後、取り出された前面基板３を冷却するための基板搬出室２３とを備えている。

これらの基板搬入室２２、蒸着室２１、基板搬出室２３の各々は、内部を真空雰囲気にできるよう密閉構造となっている。各室毎に独立して真空排気系２４ａ、２４ｂ、２４ｃをそれぞれ備えている。また、基板搬入室２２、蒸着室２１、基板搬出室２３を貫いて、搬送ローラ、ワイヤ、チェーン等による搬送部２５を配設している。また、外気と基板搬入室２２との間、基板搬入室２２と蒸着室２１との間、蒸着室２１と基板搬出室２３との間、基板搬出室２３と外気との間を、それぞれ開閉可能な仕切壁２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄで仕切っている。

搬送部２５の駆動と仕切壁２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの開閉との連動によって、基板搬入室２２、蒸着室２１、基板搬出室２３それぞれの真空度の変動を抑えている。誘電体層７までが形成された前面基板３を外部から仕切壁２６ａを通して成膜装置２０の基板搬入室２２に導入し、蒸着室２１、基板搬出室２３を順次に通過させて、それぞれの室での所定の処理を行い、成膜装置２０の外部に搬出する。このようにして、複数枚の前面基板３に対して連続して酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜を成膜する枚葉式処理を行うことができる。基板搬入室２２、蒸着室２１の各室には、前面基板３を加熱するための基板加熱部２７ａ、２７ｂをそれぞれ設置している。なお、前面基板３の搬送は、通常、トレイと呼ばれる基板保持具３０に保持した状態で行われる。

次に、成膜室である蒸着室２１について説明する。蒸着室２１には、真空排気系２４ｂが接続された密閉容器２１ａ内に、主に蒸着源２８ａとなる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の粒を入れたハース２８ｂ、電子銃２８ｃ、磁場を印加する偏向マグネット（図示せず）等を設けている。偏向マグネットにより発生する磁場によって、電子銃２８ｃから放出された電子ビーム２８ｄを偏向して蒸着源２８ａに照射することにより、熱量が投入されて蒸着源２８ａから蒸気流２８ｅを発生させる。

このとき、前面基板３は、開口部を有する基板支持用の基板保持具３０に載せられ、搬送部２５により図２の左側から右側に移動する。このとき、蒸気流２８ｅを遮断するシャッタ２８ｇ、２８ｈを移動させて基板保持具３０の下側を開放状態に保てば、蒸気流２８ｅが基板保持具３０の開口部を通過し、前面基板３の表面上に付着、堆積して所定の形状、膜厚の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の保護膜８が連続的に形成される。この時、前面基板３は赤外線ランプ等のヒータを用いた基板加熱部２７ａ、２７ｂにより所定温度まで加熱されている。

また、図２に示すように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造装置である成膜装置では、蒸着室２１へのガス導入部２９ａ、２９ｂと、蒸着室２１の分圧検出部２９ｃとを、蒸着室２１のうちの基板搬出室２３側に位置する下流側突出部２１ｃ周辺に配置している。このように、本発明の実施の形態では、成膜室である蒸着室２１の成膜空間の中央より前面基板３の搬送方向の下流側の蒸着室２１における分圧を分圧検出部２９ｃで検出するようにしている。なお、分圧検出部２９ｃとしては、例えば四重極質量分析計を用いている。

前述のように、保護膜８を形成する場合、保護膜８である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の物性は、その成膜過程での酸素欠損や不純物混入により変化する。このことは、膜中の酸素が欠損したり、膜中において原料や雰囲気ガス中に含まれる水（Ｈ_２Ｏ）に起因するＨ原子、Ｈ_２分子、ＯＨ分子等の不純物が混入すると、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜内のＭｇ原子とＯ原子との結合に乱れが生じる。すなわち、この乱れによって未結合手（ダングリングボンド）が発生して酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のエネルギーバンドに影響を与え、２次電子放出の状態が変化するためであると考えられる。そこで、蒸着室２１内に酸素ガスや水（Ｈ_２Ｏ）を導入することで、これらの未結合手の発生を抑制することが必要となる。

本発明の実施の形態では、蒸着室２１に導入する酸素ガスや水（Ｈ_２Ｏ）の導入量の制御を、蒸着室２１のうちの基板搬出室２３側に位置する下流側突出部２１ｃ周辺に配置した分圧検出部２９ｃから得られた結果に基づいて行うように構成している。すなわち、本発明の実施の形態では、特に成膜過程のうちの成膜終了近傍時点で、酸素欠損や不純物混入による酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜の物性を制御するようにしている。

蒸着室２１の雰囲気を制御して成膜する場合、蒸着室２１全体にわたって均一な雰囲気とすることは困難である。すなわち、蒸着源２８ａのあるハース２８ｂの上方部にある蒸着室２１の中央部と基板搬入室２２または基板搬出室２３側近傍の蒸着室２１の左右端部とでは雰囲気に差がある。特に、成膜が終了する時間付近においては、前面基板３が蒸着室２１の基板搬出室２３の近くに移動しており、蒸着室２１内のガス雰囲気の差により、保護膜８の特性に影響を及ぼす膜物性が大きく変化することが明らかになっている。そのため、保護膜８の特性を安定にするためには、ガス状態を成膜過程において適正に制御することが必要となる。

本発明者らは検討の結果、成膜室となる蒸着室２１内のガス状態の適正な制御を行うためのパラメータとして、蒸着室２１における特に成膜が終了する時間付近の水（Ｈ_２Ｏ）を含むガスの分圧を用い、この分圧を一定範囲内に保ちながら成膜を行うことにより、安定して良質な酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜を形成できることを確認している。ここで、分圧とは蒸着室２１内の、ハース２８ｂと前面基板３との間の空間である成膜場における成膜終了近傍時の分圧を指すものとする。また、成膜終了近傍時とは、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の必要膜厚に対して半分の厚さが成膜された時間から成膜終了時までの時間範囲としている。

成膜室となる蒸着室２１には、特に成膜終了時間近傍の蒸着室２１内の雰囲気を制御するために、上述したような各種ガスを導入することが可能な少なくとも１つ以上のガス導入部２９ａ、２９ｂを設置している。一方のガス導入部２９ａにより、例えば酸素ガスを導入し、別のガス導入部２９ｂにより、例えば水（Ｈ_２Ｏ）を含むガスを導入することができる。さらに、蒸着室２１内における成膜終了時間近傍の上述ガスの分圧を検出するために、例えば四重極質量分析計からなる分圧検出部２９ｃを基板搬出室２３側の下流側突出部２１ｃ周辺に設けている。

この分圧検出部２９ｃからの情報に基づき、蒸着室２１内のガスの分圧が一定範囲内となるように、ガス導入部２９ａ、２９ｂからのガス導入量と真空排気系２４ｂによる排気量とを制御するための制御部（図示せず）も設けられている。これらの構成により、成膜室となる蒸着室２１における成膜が終了する時間近傍での雰囲気ガス、例えば酸素ガスや水を含むガスの分圧を一定範囲内に保った状態に制御して酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜の蒸着を行うことが可能である。

なお、上述の図２に示した本発明の実施の形態におけるＰＤＰの保護膜を形成するための成膜装置２０では分圧検出部２９ｃを１つだけ設けた例を示しているが、本発明はこれに限定されることはなく複数の分圧検出部２９ｃを設けることも可能である。複数の分圧検出部２９ｃを設ける場合は、前面基板３を載置する基板保持具３０の搬送方向に対して垂直、かつ搬送方向に対して水平方向に並べて配設すると分圧検出における測定精度が上り望ましい。

なお、図３に示すように、分圧検出部２９ｃを配設する位置は、下流側遮断壁２８ｈが下流側突出部２１ｃ側に移動して、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜が成膜できる状態における下流側遮断壁２８ｈの右側端部を基準として、さらに下流側突出部２１ｃ側に配設することが望ましい。

次に、成膜プロセスの手順を具体的に説明する。まず、成膜室となる蒸着室２１では、赤外線ランプ等を用いた基板加熱部２７ｂにより前面基板３を加熱してこれを所定の温度で一定に保持する。加熱温度は、前面基板３上に前もって形成されている表示電極６や誘電体層７が熱劣化することがないように、１００℃から４００℃程度の温度範囲に設定される。そして、上流側遮断壁２８ｇと下流側遮断壁２８ｈとが閉じた状態で、電子銃２８ｃから電子ビーム２８ｄを蒸着源２８ａに照射し、蒸着源２８ａに含まれる不純物ガスの脱ガスを行う。真空排気系２４ｂで不純物ガスを排気した後に、ガス導入部２９ａ、２９ｂからガスを導入する。導入するガスは、上述したように、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜中の酸素欠損を防止するためには、酸素、または酸素を含むガスを、また、積極的に不純物を膜中に混入する目的で水を含むガスを用いる。そしてこれらのガスは蒸着室２１の成膜場の中でも、基板搬送方向の下流側においてその分圧が一定範囲内となるように制御される。すなわち、蒸着室２１に対して、真空排気系２４ｂにより排気しながらガス導入部２９ａ、２９ｂからガスを導入し、排気量とガス導入量とを制御部（図示せず）で制御しながら排気とガス導入とを平衡させる。そして、搬送されている前面基板３が所定領域に移動した時点で、上流側遮断壁２８ｇと下流側遮断壁２８ｈと移動させて基板保持具３０の下側を開放し、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の蒸気流２８ｅを前面基板３に向けて噴射させて堆積させる。

その結果、特に、成膜された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の成膜後半に形成された表層部分の未結合手の量が制御されて２次電子放出性能の良好な酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜からなる保護膜８を形成することができる。

（実施例）
以下に本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法を用いて保護膜を成膜して、ＰＤＰを試作して評価した実施例について説明する。本実施例の成膜装置の条件を表１に示す。

表１においては、水（Ｈ_２Ｏ）の分圧あるいはＯＨ分子の分圧が一定となるように、酸素ガスと水（Ｈ_２Ｏ）をガス導入部２９ａ、２９ｂから導入して、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜の保護膜８を有する前面板２を作成した。

このように、分圧を一定範囲に保つとともに、成膜室である蒸着室２１の真空度（圧力）を一定範囲に保つことは、成膜速度を一定として良質な膜を効率的に得るという観点から好ましい条件である。この場合、図２に示す成膜装置２０の蒸着室２１に対して、成膜場での真空度を検出する真空度検出部（図示せず）をさらに設けることも可能である。この真空度検出部からの真空度の情報と併せて、ガス導入部２９ａ、２９ｂからのガス導入量と真空排気系２４ｂによる排気量を制御し、蒸着室２１内でのガスの分圧を一定範囲内とし、かつ真空度も一定範囲内となるようにすればよい。

このとき、真空度を一定範囲内に調整する方法としては、例えばアルゴン、ヘリウムのような希ガスや窒素ガス等の不活性ガスを用いれば、成膜される酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の物性に影響を与えずに、真空度の調整を行うことが可能となる。一般的に、不活性ガスは酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜に対し化学的な作用を与えることがないので、その物性に影響を与えずに真空度の調整のみに作用させることができるので好ましい。

このような条件において成膜した酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の保護膜８を有する前面板２を用いてＰＤＰを試作し、書き込み放電特性の評価を行った。書き込み放電特性としては、書き込み放電時の放電遅れ時間を計測した。

本実施例では、分圧検出部２９ｃによって水（Ｈ_２Ｏ）の分圧と、ＯＨ分子の分圧とを制御して成膜したＰＤＰについて放電遅れ時間を計測した。放電遅れ時間は、アドレス期間に走査電極４とアドレス電極１１との間に電圧を印加してから放電が起こるまでの時間とし、放電発光の１００回分のピーク値を平均化した。また、放電遅れ時間量は高精細度表示のＰＤＰ（４２インチサイズ）での値を基準として規格化した。

図４は、本発明の実施の形態における製造方法の実施例として作製したＰＤＰの放電遅れ時間量と製造装置における水（Ｈ_２Ｏ）分圧との関係を示す図であり、図５はその比較例として作製したＰＤＰの放電遅れ時間量と製造装置における水（Ｈ_２Ｏ）分圧との関係を示す図である。

図４は、本発明の実施の形態として、図２に示すように分圧検出部２９ｃを前面基板３の搬送方向の下流側となる蒸着室２１の下流側突出部２１ｃ側、すなわち成膜室から前面基板３を搬出する搬出口側に配設して、水（Ｈ_２Ｏ）分圧が所定値となるようにガス導入部２９ａ、２９ｂのいずれか一方から水（Ｈ_２Ｏ）を導入した場合の結果である。その時、ガス導入部２９ａ、２９ｂのうちの他方からは酸素を導入するようにしている。図２ではガス導入部２９ａ、２９ｂを分圧検出部２９ｃの近傍である下流側突出部２１ｃ側に配設した例を示しているが、図４の実験結果は、水（Ｈ_２Ｏ）導入を蒸着室２１の基板搬送方向の上流側から行った結果も一緒に示している。

図４に示すように、分圧検出部２９ｃを前面基板３の搬送方向の下流側となる蒸着室２１の下流側突出部２１ｃ側に配設して、水（Ｈ_２Ｏ）分圧が所定値となるように水（Ｈ_２Ｏ）を導入すると、水（Ｈ_２Ｏ）を導入する位置に関わらず、水（Ｈ_２Ｏ）分圧と放電遅れ時間量に相関のあることがわかる。すなわち、所定の放電遅れ時間量の保護膜８は、蒸着室２１の下流側で水（Ｈ_２Ｏ）分圧を検出し、その分圧が一定となるように、蒸着室２１の上流あるいは下流のいずれかから水（Ｈ_２Ｏ）を導入することによって得ることができる。したがって、水（Ｈ_２Ｏ）分圧を制御することによって、必要な放電遅れ時間量の保護膜８を実現することが可能となる。

一方、図５には、分圧検出部を蒸着室２１の前面基板３の搬送方向の上流側に配設した場合の結果について示している。図５に示すように、放電遅れ時間量と水（Ｈ_２Ｏ）分圧には相関のないことがわかる。すなわち、分圧の検出を蒸着室の上流側で行った場合には、水（Ｈ_２Ｏ）導入によって保護膜８の物性を制御することが不可能であること示している。

これらの結果から、ＰＤＰの放電特性を支配する保護膜８の２次電子放出特性は、保護膜８の表層部の特性、すなわち成膜の後半の成膜条件によって影響を受け、その表層部を成膜する近傍の蒸着室のガス分圧によって制御することが可能であることがわかる。

なお、本発明では、図４に示すように、制御する水（Ｈ_２Ｏ）分圧の好適な範囲を６．０×１０^−４Ｐａ以上２．０×１０^−３Ｐａ以下としている。すなわち、高精細度表示のＰＤＰを基準としたときの規格放電遅れ時間量が４．５を越える水（Ｈ_２Ｏ）分圧が６．０×１０^−４Ｐａ未満では、標準精細度のＰＤＰにおいてさえも放電遅れ時間量が大きくなりすぎ、アドレス期間内に放電が発生せずにその放電セルは不灯となる。一方、放電遅れ時間が小さすぎる水（Ｈ_２Ｏ）分圧が２．０×１０^−３Ｐａを超える場合には、逆に電荷抜けが生じて不灯となる。

精細度がハイディフィニッションタイプの場合には、制御する水（Ｈ_２Ｏ）分圧の範囲を１．２×１０^−３Ｐａ以上２．０×１０^−３Ｐａ以下とすることがより好適である。

また、図４、図５では保護膜を成膜する際に水（Ｈ_２Ｏ）分圧を制御する場合について示したが、水（Ｈ_２Ｏ）分圧にかえてＯＨ分子の分圧を制御するように水（Ｈ_２Ｏ）を導入することでも保護膜の２次電子放出特性を制御して、ＰＤＰの放電遅れ時間を制御することが可能である。ＯＨ分子の分圧を制御する場合には、その分圧の範囲を２．０×１０^−４Ｐａ以上１．６×１０^−３Ｐａ以下にすると、精細度がハイディフィニッションタイプのＰＤＰの場合に好適である。

なお、上述した説明においては、蒸着室２１内に導入するガスとして、酸素、水を含むガス、不活性ガスなどであるが、これらのガスは１００％純度に限定するものではなく、一般的に入手できる程度の、例えば９９．９％程度の純度で一部不純物を含むガスであってもよい。

また、成膜装置２０は上述した構成のみに限定されるものではなく、例えば、前面基板３の温度プロファイルの設定条件に対応して、基板搬入室２２と蒸着室２１の間に前面基板３を加熱するための基板加熱室が１つ以上ある構成、また、蒸着室２１と基板搬出室２３の間に基板冷却室が１つ以上ある構成等も可能である。さらに、タクト調整等のために各室間にバッファー室を設けた構成や、加熱や冷却のためのチャンバ室を別に設けた構成、バッチ式で成膜を行う構造を有する構成等に対しても、上述した説明と同様の効果を得ることができる。

また、上述した説明では、前面基板３に対する蒸着室２１内における酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜の蒸着は、前面基板３を搬送しながら行う方法を例に挙げたが、前面基板３の搬送を停止して静止した状態で行うこともできる。

また、複数のガスを成膜室となる蒸着室２１に導入する場合、その導入方法としては、個々のガス毎にガス導入部２９ａ、２９ｂを設け、そこから導入する方法や、あらかじめ、複数のガスを混合する混合室を別に設けて、この混合室でガスを混合した後にガス導入部２９ａを通じて導入する方法等も可能である。

なお、上述した本発明の実施の形態においては、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を原料として蒸着により保護膜８を形成する例を挙げて説明したが、本発明の実施の形態における製造装置および製造方法は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の蒸着に限るものではなく、種々の金属酸化膜を成膜する場合に対しても同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明のＰＤＰの製造方法によれば、成膜装置の成膜室にガス導入部と分圧検出部を備えており、分圧検出部が成膜装置の成膜室内における成膜終了近傍時のガスの分圧を計測するようにし、その分圧を制御するように水（Ｈ_２Ｏ）を含むガスを導入している。その結果、電子放出特性の安定した良質の保護膜を形成することができ、表示品質の優れたＰＤＰを実現できる。

本発明によれば、保護膜を成膜する際に２次電子放出特性が制御可能な製造法を実現し、大画面、高精細度で表示品質に優れたプラズマディスプレイ装置の製造方法として有用である。

交流面放電型ＰＤＰの構成を示す斜視図 本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造装置の構成を示す側断面図 図２におけるＡ部の詳細を示す側断面図 本発明の実施の形態における製造方法の実施例として作製したＰＤＰの放電遅れ時間と水（Ｈ_２Ｏ）分圧との関係を示す図 本発明の実施の形態における製造方法の実施例に対する比較例として作製したＰＤＰの放電遅れ時間と水（Ｈ_２Ｏ）分圧との関係を示す図

符号の説明

１ ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
２ 前面板
３ 前面基板
４ 走査電極
４ａ，５ａ 透明電極
４ｂ，５ｂ バス電極
５ 維持電極
６ 表示電極
７ 誘電体層
８ 保護膜
９ 背面板
１０ 背面基板
１１ アドレス電極
１２ 下地誘電体層
１３ 隔壁
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ 蛍光体層
１５ 放電空間
１６ 放電セル
２０ 成膜装置
２１ 蒸着室
２２ 基板搬入室
２３ 基板搬出室
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 真空排気系
２５ 搬送部
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ 仕切壁
２７ａ，２７ｂ 基板加熱部
２８ａ 蒸着源
２８ｂ ハース
２８ｃ 電子銃
２８ｄ 電子ビーム
２８ｅ 蒸気流
２８ｇ，２８ｈ シャッタ
２９ａ，２９ｂ ガス導入部
２９ｃ 分圧検出部
３０ 基板保持具

Claims (6)

1. 表示電極および誘電体層が形成された基板を成膜室内に搬入するとともに、前記基板を搬送しながら前記基板の前記誘電体層が形成された面に金属酸化膜を連続的に成膜するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記金属酸化膜を成膜する際に、前記成膜室の成膜空間の中央より前記基板搬送方向の下流側の前記成膜室内におけるガスの分圧を計測するとともに、前記分圧に基づいて前記成膜室内にＨ_２Ｏを含むガスを導入す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。
2. 前記金属酸化膜が酸化マグネシウム膜であ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方法。
3. 前記成膜室内におけるガスのうち、Ｈ_２Ｏ、ＯＨの少なくとも１種類のガスの分圧を計測す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方法。
4. 前記Ｈ_２Ｏの分圧が６．０×１０^−４Ｐａ以上２．０×１０^−３Ｐａ以下となるように、前記Ｈ_２Ｏを含むガスの導入を制御することを特徴とする請求項３記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
5. 前記Ｈ_２Ｏの分圧が１．２×１０^−３Ｐａ以上２．０×１０^−３Ｐａ以下であることを特徴とする請求項４に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
6. 前記ＯＨの分圧が２．０×１０^−４Ｐａ以上１．６×１０^−３Ｐａ以下となるように、前記Ｈ_２Ｏを含むガスの導入を制御することを特徴とする請求項３記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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