KR20020031071A

KR20020031071A - 플라즈마 디스플레이 보호막 형성장치 및 보호막 형성방법

Info

Publication number: KR20020031071A
Application number: KR1020010064594A
Authority: KR
Inventors: 구라우치도시하루; 하코모리무네토; 우치다가즈야; 마스다유키오; 오카다도시히로; 이케다히로토; 오리이유이치; 이이지마에이이치
Original assignee: 나까무라 규조; 가부시키가이샤 아루박
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2002-04-26
Also published as: CN1351193A; TW550304B; CN1271241C; JP4570232B2; KR100544407B1; JP2002129311A

Abstract

증발포인트를, 기판의 이동방향에 대하여, 직각방향으로 복수열 배치하는 것, 또한 기판을 가열하는 히터를 복수개 분할하여 설치함과 동시에, 각 히터에 가열온도 설정용 제어수단을 개별로 설치하는 것, 그리고 성막 존을 한정하기 위한 개구제어판에 냉각기구를 설치하는 것에 의해, 성막시에 있어서의 기판의 온도상승의 저감과, 기판의 온도분포의 차를 적게 할 수 있고, 큰 면적의 기판에 균일하게 성막함과 동시에, 온도상승에 따른 기판의 깨짐을 방지하는 것이다.

기판상에 보호막을 형성하는 성막실 내에, 기판반송기구, 상기 기판을 가열하는 히터, 증착재료를 충전한 링 하스, 상기 링 하스에 충전한 증착재료에 전자빔을 조사하여 증착재료를 증발시켜, 기판상에 증착시키는 전자빔 건을 각각 설치한 보호막 형성장치에 있어서, 상기 링 하스에 의한 증발포인트를 기판의 반송방향에 대하여 직각방향으로 복수열 배치한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 보호막 형성장치이다.

Description

플라즈마 디스플레이 보호막 형성장치 및 보호막 형성방법{Protective film forming apparatus and protective film forming method for plasma display}

본 발명은, MgO막 등의 플라즈마 디스플레이용 보호막 형성장치에 관한 것이다.

근래, 큰 화면의 벽걸이 텔레비젼 등의 실용화에 있어서, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)이 주목을 받고 있는데, 이 패널용으로서, 유리제품의 기판상에 보호막으로서 MgO 성막(成膜)을 형성하는 것이 행해지고 있다. 또한, 이 플라즈마 디스플레이 패널의 성막에 한정되지 않고, 기판상에 피막(皮膜)을 형성시키는 것은, 여러 분야에 적용되고 있다. 이 성막에는 진공증착장치가 사용되는데, 그 성막작업을 연속적으로 행하기 위해서는 통상 인라인식의 것이 사용된다.

도 7에 종래 일반적으로 사용되고 있는 보호막 형성장치의 증착실의 개념도를 나타낸다. 증착실(1)내에 있어서, 기판(4)은 반송기구(5)에 세트되고, 또한 그 상부에 설치된 히터패널(6)에 의해 가열되면서 수평방향으로 이동한다. 한편, 기판(4)의 표면에 증착되는 MgO는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 2대의 회전하는 링 하스(3)에 충전되고, 마찬가지로 2대의 피어스식 전자빔(EB) 건(2)으로부터 전자빔 (7)을 링 하스(3)상의 MgO에 조사하고, 기판의 반송방향에 대하여 직각방향으로 1열로 나란한 4개소로부터 MgO를 증발시켜, 기판(4)상에 증착·퇴적한다. 예를 들면 약 1m×1.5m의 큰 면적의 기판(4)에 MgO 보호막을 형성시키고 있다. 또한, 이 때 기판(4)의 아래쪽에는 MgO의 입사각 θ를 제한하여, 보호막의 막질(膜質)을 유지하기 위한 개구제한판(8)을 설치하고 있다.

그런데, MgO는 승화성(昇華性) 재료이기 때문에, 국소적으로 가열하면, 스프래쉬가 발생하기 쉽다. 그 때문에, 스프래쉬 없이 높은 성막 레이트를 얻기 위해서는, 전자빔을 스위프시켜, 증발면적을 넓히고, 고출력의 전자빔을 투입해야만 한다.

그 결과, 증발원으로부터의 복사열에 의해, 증착중에 기판온도가 크게 상승하고, 더구나 기판의 면내에서 큰 온도분포가 발생하여, 그 결과 유리제품인 기판이 깨지는 문제가 많이 발생하였다. 또한, 스프래쉬의 발생과 상기 기판이 깨지는 문제로 인해, 생산가능한 성막 레이트는 2500Å/min이 한계였다.

도 10은, 상기의 종래 장치에 의해, 기판가열온도 200℃, 성막 레이트 2500Å/min에 있어서, 두께 7000Å의 MgO막을 형성시킨 경우의 온도측정결과를 나타낸 것이다. 또한 도 9는 기판온도의 측정위치를 나타낸 설명도이다. 도 9에 있어서, (5)는 반송장치의 캐리어로서, 홀더(9)에 의해 기판(4)을 유지하고 있다. A 및 B는 기판온도의 측정위치이다. 또한 (10)은 속이 빈 판이다. 이러한 위치에 있어서의 측정 결과, 도 10에 나타낸 바와 같이, 측정위치 A-B 사이에서 최대 80℃의 온도차가 발생하고 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명은, 증발포인트를, 기판의 반송방향에 대하여, 직각방향으로 복수열 배치하는 것, 또한 기판을 가열하는 히터를 복수개 분할하여 설치함과 동시에, 각 히터에 가열온도 설정용 제어수단을 개별로 설치하는 것, 또한 성막 존을 한정하기 위한 개구제어판에 냉각기구를 설치하는 것에 의해, 성막시에 있어서의 기판의 온도상승의 저감과, 기판의 온도분포의 차를 적게 할 수 있어, 큰 면적의 기판에 균일하게 성막함과 동시에, 온도상승에 의한 기판의 깨짐을 방지하여, 종래 장치에 있어서의 문제점의 해소를 도모한 것이다.

도 1은 본 발명에 있어서의 전자 건과 링 하스의 구성의 실예를 나타낸 설명도,

도 2는 본 발명에 있어서의 전자 건과 링 하스의 구성의 다른 실예를 나타낸 설명도,

도 3은 본 발명의 보호막 형성장치의 실예를 나타낸 개념도,

도 4는 본 발명에 있어서의 기판온도와 시간과의 측정결과를 나타낸 특성도,

도 5는 본 발명의 보호막 형성장치의 다른 실예를 나타낸 설명도,

도 6은 본 발명에 있어서의 기판온도와 시간과의 측정결과를 나타낸 특성도,

도 7은 종래의 보호막 형성장치의 실예를 나타낸 개념도,

도 8은 종래의 보호막 형성장치에 있어서의 전자 건과 링 하스의 구성의 실예를 나타낸 설명도,

도 9는 기판온도와 시간과의 측정위치를 나타낸 설명도,

도 10은 종래의 보호막 형성장치에 있어서의 기판온도와 시간과의 측정결과를 나타낸 특성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 증착실 2 : 전자빔 건

3 : 링 하스4 : 기판

5 : 반송기구6 : 히터

7 : 전자빔8 : 개구제한판

9 : 홀더10 : 속이 빈 판

청구항 1에 기재된 본 발명의 플라즈마 디스플레이 보호막 형성장치는, 기판상에 보호막을 형성하는 성막실 내에, 기판반송기구, 상기 기판을 가열하는 히터, 증착재료를 충전한 링 하스, 상기 링 하스에 충전한 증착재료에 전자빔을 조사하여 증착재료를 증발시켜, 기판상에 증착시키는 전자빔 건을 각각 설치한 보호막 형성장치에 있어서, 상기 링 하스에 의한 증발포인트를 기판의 반송방향에 대하여 직각방향으로 복수열 배치한 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 본 발명은, 청구항 1에 기재된 플라즈마 디스플레이 보호막 형성장치에 있어서, 기판을 가열하는 히터를 복수개 분할하여 설치함과 동시에, 상기 각 히터에 가열온도 설정용 제어수단을 개별로 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 본 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 플라즈마 디스플레이 보호막 형성장치에 있어서, 성막 존을 한정하기 위한 개구제어판에 냉각기구를 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 본 발명의 플라즈마 디스플레이 보호막 형성방법은, 기판을 반송하면서 성막할 때에, 기판의 반송방향에 대하여, 직각방향으로 증발포인트를 복수열 배치하는 것에 의해, 높은 성막 레이트로서 균일하게 성막되도록 한 것을 특징으로 한다.

[발명의 실시형태]

본 발명의 제 1 실시형태는, 증착재료를 충전한 링 하스 및 링 하스에 충전한 증발재료에 전자빔을 조사하는 전자빔 건에 의해 형성되는 증발포인트를, 기판의 반송방향에 대하여, 직각방향으로 복수열 배치한 것이다. 그 결과, 큰 면적의 기판에 대하여 균일하게 성막하는 것이 가능하다.

본 발명의 제 2 실시형태는, 기판을 가열하는 히터를 복수개 분할하여 설치하고, 또한 상기 히터에 가열온도 설정용 제어수단을 개별로 설치한 것이다. 그 결과, 성막시에 있어서의 기판으로 들어오는 열량의 균일화를 도모하여, 기판이 깨지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제 3 실시형태는, 성막 존을 한정하기 위한 개구제어판에 냉각기구를 설치한 것이다. 그 결과, 성막시에 있어서의 기판 온도의 상승을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 제 4 실시형태는, 기판을 반송하면서 성막할 때에, 기판의 반송방향에 대하여, 직각방향으로 증발포인트를 복수열 배치하는 것에 의해, 높은 성막 레이트로서 균일하게 성막되도록 한 플라즈마 디스플레이 보호막 형성방법이다.

[실시예]

(실시예 1)

이하, 도면에 의해 본 발명의 1 실시예를 설명한다. 이미 종래예에서 설명한 구성에 대해서는 동일부호를 부여하고 그 설명의 일부를 생략한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 MgO 증착장치에 있어서의 전자빔 건과 링 하스가 배치되는 일예를 나타낸 설명도로서, 도 1은 증착실(1)에 전자빔 건(2)과 링 하스(3)를 각각 4대 설치한 경우를 나타낸 것이다. 동 도면에 나타낸 바와 같이, 본 실시예는, 링 하스 (3)를 기판의 반송방향에 대하여 직각방향으로 2대씩 2열로 배치하고 있다. 또한 각 열이 4개의 증발포인트가 되도록, 각 링 하스(3)는 2개의 증발포인트를 가진다. 또한, 도 2는 전자빔 건(2)과 링 하스(3)를 각각 2대 설치한 경우를 나타낸 것이다. 동 도면에 나타낸 바와 같이, 본 실시예는, 2대의 링 하스(3)를 기판의 반송방향에 대하여 직각방향으로 1열로 배치하고, 각 링 하스(3)에는, 4개의 증발포인트를 기판의 반송방향에 대하여 직각방향으로 2개씩 2열로 형성하고 있다. 그 결과, 기판의 반송방향에 대하여 직각방향으로 4개씩 2열의 증발포인트를 가진다. 도 3은 본 발명의 MgO 증착장치의 개념도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기의 증착실(1)의 내부에는, 아래쪽에 모터 등의 구동기구(도시하지 않음)에 의해 회전하는 링 하스(3)가 설치되어 있고, 측면에는, 전자빔을 방출하는 전자빔 건(2)이 설치되어 있다. 또한, 링 하스(3)의 위쪽에는, 성막되는 유리 등의 재료로 이루어지는 기판(4)을 유지한 반송기구인 캐리어(5)가 수평방향으로 이동할 수 있게 배치되어, 소정속도로 기판(4)을 반송하도록 배치되어 있다.

상기 구성에 있어서, 기판(4)상에 진공증착을 행하여, 성막을 형성시키기 위해서는, 기판(4)을 반송기구인 캐리어(5)에 세트하고, 기판(4)의 위쪽에 분할설치된 히터패널(6)에 의해 기판(4)을 가열하면서 수평방향으로 이동시킨다. 또 각각의 히터패널(6)은, 독립적으로 온도제어가 가능하도록 구성되어 있다. 한편, 증착실(1)내에 설치한 상기 4대의 링 하스(3)를 회전시키면서, 증착실(1)의 측벽에 설치한 4대의 전자빔 건(2)으로부터 상기 링 하스(3)에 충전된 MgO 등의 증발재료의 2개소(도 1 참조) 혹은 4개소(도 2 참조)의 증발포인트에 대하여, 기판의 반송방향에 직각방향으로 전자빔(7)을 조사하면, 상기 MgO 등의 증발재료는 증발·비산하고, 기판(4) 상에 증착·퇴적하여 보호막이 형성된다. 이 때 기판(4)은, 상기와 같이, 분할설치된 히터(6)에 의해 가열되는데, 각각의 히터(6)마다 설치한 온도제어수단에 의해 가열온도를 독립적으로 제어할 수 있기 때문에, 기판(4)에 있어서의 극단적인 온도분포차의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 개구제어판(8)은, 기판(4)에 대한 MgO의 입사각 θ를 제한하여, 보호막의 막질을 유지하는 것이다.

도 4는, 상기 장치에 의해, 기판가열온도 200℃에 있어서, 두께 7000Å의 MgO막을 기판상에 형성시킨 경우의 온도측정결과를 나타낸다. 도 4에 있어서, 곡선 A 및 B는, 도 9에 나타낸 측정점 A 및 B에서의 기판의 온도와 증착시간과의 관계를 나타낸 것이지만, 이 측정치에서 명백하듯이, 각 측정점에서 증착이 시작되기까지의 온도상승(△T₁)과, 각 측정점의 온도상승(△T₂)에 의한 측정점 A-B 사이의 온도차가 최대로 45℃까지 저감되고, 그 결과, 기판이 깨지는 위험성을 크게 저감시키는 것이 가능해졌다. 또한, 성막 레이트에 대해서는, 스프래쉬의 발생없이, 종래 장치의 2배의 5000Å/min을 얻을 수 있어, 생산성이 2배로 향상하였다.

(실시예 2)

도 5는, 증착실(1) 내에 분할된 히터패널(6)을 설치하고, 또한 기판(4)의 아래쪽에 수냉 개구제한판(8)을 부착한 장치를 나타낸 것이다. 기판(4)에 보호막을 형성시키기 위한 증착의 형태는 상기 실시예 1의 경우와 동일하기 때문에 동일부호를 부여하고 설명을 생략한다. 도 6은, 본 실시예에 있어서의 기판의 온도와 증착시간과의 관계를 나타낸 것이다. 기판온도의 측정조건은 실시예 1의 경우와 동일하였으나, 링 하스(3)의 바로 위의 히터패널(6)의 설정온도를 다른 히터보다 50℃ 낮게 설정함으로써, 각 측정점의 온도상승(△T₂)을 더욱 저감시킬 수 있었다. 또한, 수냉 개구제한판(8)을 사용하여 기판(4)의 온도상승을 방지함으로써, 각 측정점에서 증착이 시작되기까지의 온도상승(△T₂)이 매우 작아졌다. 여기서, 수냉 개구제한판(8)에는, 직접 퇴적막이 부착하지 않도록 방착커버(8')가 설치되어 있다.

또, 상기의 각 실시예에 있어서는, 전자빔에 의한 증착의 경우에 대해서만 설명하였으나, 본 발명은, 플라즈마 건을 사용한 증착이나 홀로캐소드 건을 사용한 반응성 증착에도 적용하는 것이 가능하다. 또한 MgO 이외의 성막에도 적용이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 증착실 내의 기판의 반송방향에 대하여 직각방향으로 복수열의 증발포인트를 설치하는 것에 의해, 성막 존을 넓게 할 수 있고, 또한 기판면내의 온도분포의 차를 작게 할 수 있다. 그 결과, 기판의 반송속도를 빨리 할 수 있으며, 더구나 열에 의한 기판이 깨지는 기회를 감소시킬 수 있어, 생산성을 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 증발실에 분할된 히터를 설치하여, 독립적으로 온도제어를 행하고, 또한 수냉된 개구제한판을 설치하였기 때문에, 기판에 대해 들어오는 열량을 제어하여, 그 온도상승을 더욱 저감시킬 수 있다.

또한, 기판에 대한 증착재료의 입사각을 제한하기 위해서, 링 하스와 기판의 사이에 설치되어 있는 개구제한판을, 수냉 등의 적절한 수단을 사용하여 냉각함으로써, 성막시에 있어서의 기판의 온도상승을 방지할 수 있고, 기판이 깨어지는 기회를 적게 할 수 있다.

Claims

기판상에 보호막을 형성하는 성막실 내에, 기판반송기구, 상기 기판을 가열하는 히터, 증착재료를 충전한 링 하스, 상기 링 하스에 충전한 증착재료에 전자빔을 조사하여 증착재료를 증발시켜, 기판상에 증착시키는 전자빔 건을 각각 설치한 보호막 형성장치에 있어서, 상기 링 하스에 의한 증발포인트를 기판의 반송방향에 대하여 직각방향으로 복수열 배치한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 보호막 형성장치.
제 1 항에 있어서, 기판을 가열하는 히터를 복수개 분할하여 설치함과 동시에, 상기 각 히터에 가열온도 설정용 제어수단을 개별로 설치한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 보호막 형성장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 성막 존을 한정하기 위한 개구제어판에 냉각기구를 설치한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 보호막 형성장치.
기판을 반송하면서 성막할 때에, 기판의 반송방향에 대하여, 직각방향으로 증발포인트를 복수열 배치하는 것에 의해, 높은 성막 레이트로서 균일하게 성막되도록 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 보호막 형성방법.