WO2010032817A1 - プラズマディスプレイパネルの基板への保護膜の形成方法及び同保護膜の形成装置 - Google Patents

プラズマディスプレイパネルの基板への保護膜の形成方法及び同保護膜の形成装置 Download PDF

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栄一 飯島
宗人 箱守
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株式会社アルバック
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Definitions

  • the present invention relates to a method for forming a protective film on a substrate of a plasma display panel and an apparatus for forming the protective film.
  • PDP plasma display panel
  • a front substrate 34 in which sustain electrodes 32 and scanning electrodes 33 are formed on a glass substrate 31 and a rear substrate 37 in which address electrodes 36 are formed on a glass substrate 35 are bonded together.
  • the three-electrode surface discharge type obtained by this is the mainstream.
  • a discharge gas is sealed between the front substrate 34 and the back substrate 37.
  • the sealed discharge gas is plasma.
  • ultraviolet rays are emitted. If the phosphor 39 is disposed at a position where the emitted ultraviolet rays are irradiated, the phosphors are excited by the ultraviolet rays and visible light is emitted.
  • a dielectric film 38 is formed on the sustain electrode 32 and the scan electrode 33 in the PDP, and a metal oxide such as MgO or SrO is used on the dielectric film 38 for the purpose of protecting the dielectric film 38 and emitting secondary electrons.
  • a protective film 40 for the film is formed.
  • a glass substrate is used as a support member called a carrier or a tray (hereinafter referred to as “carrier or the like”).
  • An in-line type film forming apparatus is used which forms a film while passing over an evaporation source using a means for carrying and transporting.
  • it is a large-sized substrate, and pass-through film formation is used to form a (111) -oriented MgO film, and the mask used for film formation is also supported by a mask integrated with a carrier or the like. It is set on a carrier or the like with a frame for holding the structure or mask.
  • in-line type film forming apparatuses In batch type film forming apparatuses and inter-back type film forming apparatuses that use carriers as means for transporting glass substrates or holding during vapor deposition, in particular, in-line type film forming apparatuses have the following problems and problems. is there. 1. Since a carrier for mounting a glass substrate or the like is used, the size of the apparatus increases with an increase in the high tact and the size of the glass substrate. 2. It is necessary to periodically remove the carrier and the like and the protective film such as MgO and SrO based on the mask. For this reason, it is necessary to remove the carrier and the mask from the film forming apparatus, and the apparatus must be stopped for a long time. Don't be. 3.
  • the protective film such as MgO or SrO that adheres to the carrier and the mask may be peeled off and fall into the apparatus and adhere to the substrate before film formation, causing defects. Clean the apparatus regularly. Must. 4). Since the carrier and the mask and the mask are once taken out into the atmosphere at the time of unloading and loading the glass substrate, moisture adheres to the MgO, SrO system, etc., and there is a possibility that the film quality is deteriorated as a released gas during film formation. For this reason, equipment such as CDA (Clean Dry Air) is necessary so that moisture is not adsorbed on the carrier and the mask, and costs for CDA equipment and operation are required (see Patent Document 2). 5).
  • CDA Car Dry Air
  • the present invention does not require an increase in the size of the apparatus, does not require a carrier, and is excellent in maintainability in order to form a protective film on a substrate constituting a large flat panel display of 32 inches or more.
  • Another object of the present invention is to provide a method for forming a protective film and an apparatus for forming the same.
  • a first embodiment of the present invention relating to a method for forming a protective film on a substrate of a plasma display panel is a method for forming a protective film on a substrate of a plasma display panel of 32 inches or more, A plurality of evaporation sources are arranged facing the substrate while the substrate is stationary at a predetermined position, and each evaporation source is irradiated with an electron beam to form a film.
  • the peripheral portion of the evaporation surface of each evaporation source is divided at a predetermined interval.
  • the irradiated region is used as a beam irradiation region, and the electron beam having an output of 10 to 150 kW is sequentially irradiated in the circumferential direction with respect to the beam irradiation region of each evaporation source for an irradiation time of 20 msec to 100 msec.
  • the electron beam moves between the beam irradiation regions in the respective evaporation sources. It is characterized in that the time to perform is 100 ⁇ sec to 1000 ⁇ sec.
  • each of the evaporation sources is irradiated linearly with an electron beam. It is characterized by.
  • a fifth embodiment of the present invention relating to an apparatus for forming a protective film on a substrate of a plasma display panel of 32 inches or more is an apparatus for forming a protective film on a substrate of a plasma display panel of 32 inches or more.
  • the apparatus includes an evaporation source in the film formation chamber and an electron gun for irradiating the evaporation source with an electron beam, and the film formation chamber has a plurality of evaporation sources at positions facing the substrate. It is configured so that it can be disposed, and a stationary position is provided for stationary the substrate during film formation.
  • substrate transport means for transporting only the substrate in the fifth embodiment to the stationary position in the film forming chamber is provided outside the film forming chamber. It is characterized by.
  • a region obtained by dividing the periphery of the evaporation surface of each evaporation source at a predetermined interval is defined as a beam irradiation region.
  • the electron gun irradiates the electron beam sequentially in the circumferential direction with respect to the beam irradiation region.
  • An eighth embodiment of the present invention is characterized in that, in the protective film forming apparatus according to the fifth embodiment, the electron gun irradiates each of the evaporation sources with the electron beam linearly.
  • a mask in the protective film forming apparatus according to any one of the fifth to eighth embodiments, a mask can be sent at a predetermined pitch below the stationary position.
  • a mask moving mechanism is provided.
  • a tenth embodiment of the present invention is configured such that, in the protective film forming apparatus according to the fifth embodiment, the mask moving mechanism is capable of feeding the mask between winding shafts, A removing means for removing the film-forming substance is provided between the winding shafts.
  • the eleventh embodiment of the present invention is a protective film forming apparatus according to the fifth embodiment, in which the deposition preventing plate can be fed at a predetermined pitch above the stationary position. A landing plate moving mechanism is provided.
  • the substrate is supported by a substrate support member such as a carrier and moved without forming a film, and the film is formed stationary.
  • the length of the substrate in the film chamber in the transport direction can be suppressed to about 70% as compared with the conventional apparatus.
  • handling of glass substrates in a vacuum such as from a preparation chamber to a heating chamber, from a heating chamber to a film formation chamber, and from a film formation chamber to an extraction chamber, can be performed by a vacuum robot or a glass-only transport mechanism.
  • a carrier for conveying the glass substrate or the like becomes unnecessary. As a result, it has the following effects.
  • the cleaning cost of the carrier or the like is not required, and about 3% of the running cost of the apparatus can be reduced.
  • Emissions due to heating energy and cooling of carriers and the like are eliminated, and electric power can be reduced by about 20 to 30%.
  • the apparatus cost can be reduced by about 5% to 10%.
  • a maintenance cart for handling the carrier or the like or an exchange mechanism for the carrier or the like is not necessary.
  • Labor costs related to maintenance and handling of carriers, etc. can be reduced, and approximately 30% to 50% of labor costs related to maintenance can be reduced.
  • the apparatus to be used includes a transfer chamber 3 for loading and unloading a substrate 2 such as glass into / from the film forming chamber 1 and a substrate 2 from the film forming chamber 1. It is comprised from the heating chamber 4 and the preparation / removal chamber 5 which are connected through this.
  • the substrate 2 is carried into the film forming chamber 1 by the robot hand 6 in the transfer chamber 3 of FIG.
  • a common opening 7 for carrying in / out the substrate 2 as shown in FIG. 2 is provided on the upper side surface of the film forming chamber 1 made of metal such as stainless steel.
  • the substrate 2 is directly carried into the upper space of the film forming chamber 1 by the robot hand 6 through the opening 7 without using a substrate support member such as a carrier.
  • the substrate 2 carried into the film forming chamber 1 is placed on the mask 8.
  • the mask 8 is a mask having a predetermined width in the transport direction (hereinafter referred to as the short direction) of the substrate 2 in the film formation chamber 1 and the direction perpendicular to the direction (hereinafter referred to as the longitudinal direction). 8 is composed of two types of mask moving mechanisms 9 and 10 capable of sending 8 at a predetermined pitch, and each mask moving mechanism 9 and 10 has a take-up reel and a take-up reel so that the mask 8 can be stored compactly. A shaft for rotating each reel extends to the outside of the film forming chamber, and although not shown, the mask 8 can be wound up and rewound at a predetermined pitch by being driven by a driving source such as a DC motor.
  • a driving source such as a DC motor.
  • the mask moving mechanisms 9 and 10 can adjust the tension applied to the mask 8 between the shafts by adjusting the rotation of the shafts, whereby the mask 8 can be brought into close contact with the substrate 2.
  • this position is the stationary position.
  • the stationary position of the substrate 2 is The position where the substrate 2 is stationary when the film is formed on the entire surface of the substrate 2.
  • an adhesion prevention plate 11 having an opening at the center fixed to the inner wall of the film forming chamber 1 is provided below the mask moving mechanisms 9 and 10.
  • a protection plate 13 that can be wound up by a protection plate moving mechanism 12 configured to be rewound and unwindable in the same manner as the mechanism, and a heater 14 for heating the substrate 2 thereabove. Is provided.
  • ring hearths 15 are arranged in two rows and two columns at the bottom of the film forming chamber 1, and each ring hearth 15 is arranged in the vertical direction of the film forming chamber 1 as shown in FIG.
  • the rotary shaft 16 is supported so as to be rotatable.
  • electron guns 17 are arranged in the vicinity of each ring hearth 15, and in this embodiment, electrons are formed outside the film formation chamber 1 in both sides of the substrate 2 transport direction.
  • a gun 17 is arranged.
  • the substrate 2 is carried to a stationary position, evacuated, and a process gas such as oxygen or oxygen and H 2 O is introduced into the film forming chamber 1 up to about 1 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa to 2 ⁇ 10 ⁇ 1 Pa.
  • a process gas such as oxygen or oxygen and H 2 O is introduced into the film forming chamber 1 up to about 1 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa to 2 ⁇ 10 ⁇ 1 Pa.
  • the electron beam 17 irradiates the ring hearth 15 with an electron beam with an output of 10 kW to 150 kW. As shown in FIG.
  • the circumferential portion of the upper surface (evaporation surface) of each ring hearth 15 is divided into four regions in the circumferential direction by beam irradiation regions 15a [A (x1, y1), B (x2 , Y1), C (x1, y2), D (x2, y2)], and irradiating each irradiation point 15a with an electron beam from each electron gun 17 for a predetermined time (20 msec to 100 msec).
  • the protective film is formed on the substrate 2 by moving them in the order of [A ⁇ B ⁇ C ⁇ D] in a certain time (100 ⁇ sec to 1000 ⁇ sec).
  • the beam irradiation order to the beam irradiation areas A to D may be A ⁇ C ⁇ B ⁇ D, A ⁇ D ⁇ B ⁇ C, etc. regardless of the above order.
  • the protective film can be formed while the substrate 2 is stationary. According to the apparatus described above, the space of the film formation chamber 1 can be reduced as compared with the film formation chamber of the pass-through film formation apparatus using a carrier or the like. Further, in the conventional pass-through film forming apparatus, a mask is provided on a carrier or the like. However, according to the above apparatus, a protective film can be formed only by providing only the mask 8 in the film forming chamber 1. Become. Therefore, the mask can be easily exchanged simply by disposing the mask moving mechanisms 9 and 10 in the film forming chamber 1 and in the mask exchanging chamber and the buffer chamber provided in the vicinity of the film forming chamber.
  • a removing means for removing a film-forming substance such as a scraper is disposed between the unwinding reel and the take-up reel of each mask moving mechanism 9, 10 so that the mask 8 is formed when the mask 8 is wound at a predetermined pitch. If the film material is removed, the reel can be rewound and reused in a vacuum state after the winding is completed, so that the life of the mask 8 can be greatly increased, and the cleaning can be performed. Can also be done easily.
  • the protection board 13 can also be wound up freely, the replacement period of the protection board 13 can be extended.
  • the irradiation time at each irradiation point is appropriately selected depending on the material charged in the ring hearth 15 as shown in FIG. 5 showing the relationship between the electron beam irradiation time on the MgO ring hearth 15 and the vapor deposition rate. Among these, it is preferable to set it to 20 msec to 100 msec. This is because when each irradiation region is irradiated with an electron beam, a high evaporation rate can be obtained with respect to the power of the input electron beam.
  • the irradiation region is swung with a predetermined width during the electron beam irradiation.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are used.
  • Each of these is preferably oscillated with a triangular wave of 222 Hz to 500 Hz, a square waveform of 50 Hz to 100 Hz, an arbitrary waveform generated by a function generator, or the like. This is because the splash of the evaporating material is eliminated from the beam irradiation point, and it can be uniformly evaporated.
  • the circumferential portion of the upper surface of the ring hearth 15 is divided at a predetermined interval such as an equal interval. If there is, the number is not particularly limited, and the irradiation area may be increased to form a circumference. Further, the number of ring hearts 15 to be arranged is four in two rows and two columns in the present embodiment, but is not necessarily limited to four, and the film thickness distribution of the protective film with respect to the substrate 2
  • the (111) peak intensity and the film density may correspond to those irradiated with the electron beam.
  • a rectangular hearth 15 ′ may be used to irradiate the linear irradiation region 15a with an electron beam in a linear manner. In this case, the (111) intensity distribution of crystal orientation can be improved.
  • the substrate 2 can be made of high strain point glass for PDP, soda lime glass, or the like.
  • the material thrown into the ring hearth 15 is not particularly limited as long as it is a material that can be used as a material for the protective film, and is composed of, for example, MgO, SrO, or the like formed in a grain shape or a pellet shape.
  • the mask 8 it is preferable to employ a metal strip such as stainless steel having a thickness of about 0.2 mm. This is because the heat capacity is very small and the preheating of the mask 8 can be made unnecessary.
  • the film forming method of the present invention is not limited to the apparatus mode of FIG. 1, and the film forming method of the present invention includes a heating chamber 4 from a charging / extracting chamber 5 as shown in FIG. Or an in-line type apparatus in which the preparation chamber 18, the heating chamber 4, the film formation chamber 1 and the take-out chamber 19 are connected in this order as shown in FIG. 7B. Can also be used.
  • a protective film was formed on the substrate of a 42-inch plasma display panel using FIGS. 1 to 6 described in the best mode for carrying out the invention.
  • the length of the substrate 2 in the transport direction (L: see FIG. 2) was 1400 mm.
  • the electron beam irradiation conditions were as follows: irradiation points (beam irradiation regions) 15a on each ring hearth 15 shown in FIG. 4A were irradiated in the order of A ⁇ B ⁇ C ⁇ D.
  • the irradiation time at each irradiation point was about 50 msec, and the movement time between each irradiation point was 500 ⁇ sec.
  • the X-axis was oscillated with a triangular wave of 500 Hz as shown in FIG.
  • the Y-axis was made to oscillate the electron beam with a triangular wave of 222 Hz.
  • the evaporation material thrown into the ring hearth 15 was made of a single crystal material of MgO.
  • the pressure during film formation is 9.0 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa
  • the oxygen introduction amount is 300 sccm
  • the heating temperature of the substrate 2 by the heater 12 is 250 ° C.
  • the power of each electron gun 17 is 11.7 kW
  • An MgO film having a film formation rate of 270 ⁇ / sec and a film thickness of 8000 ⁇ was formed in 30 seconds while 2 was kept stationary.
  • the mask 8 is made of a stainless steel metal strip having a thickness of about 0.2 mm and a length of 125,000 mm. When the MgO film has a thickness of 0.5 mm during film formation, the rewind type is used.
  • the deposition preventing plate 13 is made of a stainless steel metal strip having a thickness of about 0.2 mm and a length of 11,000 mm.
  • the anti-adhesion plate moving mechanism 12 is wound up with a pitch of about 1200 mm, which is obtained by adding about 220 mm to the length of the 42-inch panel in the longitudinal direction.
  • the apparatus configuration used in the conventional example has a length (L) in the transport direction of the substrate 2 in the film formation chamber 1 of 2000 mm, and a carrier for transporting the substrate 2 into the film formation chamber 1. Or what provided the tray was used. Then, two types of ring hearths 15 were installed at positions facing the substrate 2 in the transport direction of the substrate 2, and film formation was performed while transporting the substrate 2 under the same process conditions as those in the example.
  • the protective film formed according to the example was oriented to (111) as shown in FIG. 9, and the strength was 1763 cps. Further, the refractive index was 1.67 to 1.68, and it was confirmed that the film density was comparable to that of the conventional example. Furthermore, as a result of comparing the SEM image (FIG. 10) of the surface and cross section of the MgO film formed in this example with the SEM image (FIG. 11) of the surface and cross section of the MgO film formed according to the conventional example, It was confirmed that a film was obtained. Further, when the length L in the conveyance direction of the substrate 2 of the apparatus used in the present embodiment is compared with the length L of the conventional example, the apparatus used in the present embodiment only needs 70% compared to the conventional example. I understood it.
  • the mask 8 is sent by the take-up type mask moving mechanism 10, it is possible to perform film formation on 64,800 substrates 2 in calculation, and it takes 720 hours (about approximately 30 days), it was found that continuous film formation was possible. Similarly, it has been found that by adopting a winding-type deposition-preventing plate mechanism, continuous operation is possible with approximately 9 windings in 30 days of operation.

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Abstract

【課題】　３２インチ以上のフラットパネルディスプレイを構成する基板に対して保護膜を形成するために、装置を大型化する必要がなく、キャリア等を必要とせず、メンテナンス性に優れた保護膜の形成方法及び同形成装置を提供することを目的とする。 【解決手段】　３２インチ以上のプラズマディスプレイパネルの基板への保護膜の形成方法であって、成膜室内の所定の位置に前記基板を静止させた状態で、前記基板に対向して複数の蒸発源を配置し、前記各蒸発源に電子ビームを照射して成膜することを特徴とする。

Description

プラズマディスプレイパネルの基板への保護膜の形成方法及び同保護膜の形成装置
　本発明は、プラズマディスプレイパネルの基板への保護膜の形成方法及び同保護膜の形成装置に関する。
　従来、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、表示装置の分野において広く用いられており、最近では、大画面で高品質、且つ、低価格のＰＤＰが要求されている（特許文献１、非特許文献１）。
　現在、ＰＤＰは、図１２に示すように、ガラス基板３１上に維持電極３２及び走査電極３３を形成した前面基板３４と、ガラス基板３５上にアドレス電極３６を形成した背面基板３７とを貼り合わせることにより得られる３電極面放電型が主流となっている。前面基板３４と背面基板３７との間には、放電ガスが封入されており、走査電極３２とアドレス電極３６との間に電圧を印加して放電を発生させると、封入された放電ガスがプラズマ化し、紫外線が放出される。放射された紫外線が照射される位置に蛍光体３９を配置しておけば、紫外線によって蛍光体が励起され、可視光が放出される。
　上記ＰＤＰにおける維持電極３２及び走査電極３３上には、誘電体膜３８が形成され、その上に誘電体膜３８の保護と二次電子を放出させることを目的としてＭｇＯ，ＳｒＯ系等の金属酸化膜の保護膜４０が形成されている。
　上述したＰＤＰのような大型のガラス基板に、ハイスループットで安定したＭｇＯ膜等の保護膜を形成する方法として、キャリア又はトレイ（以下、「キャリア等」とする。）と呼ばれる支持部材にガラス基板を搭載し、搬送する手段を用いて、蒸発源上を通過させながら成膜するインライン式成膜装置が使用されている。特に、大型基板であって、（１１１）配向したＭｇＯ膜を成膜するために通過成膜が用いられており、成膜の際に使用されるマスクについても、キャリア等と一体としたマスク支持構造又はマスク保持のためのフレームを備えたキャリア等にセットされる。
　キャリア等をガラス基板の搬送用又は蒸着時の保持のための手段とするバッチ式成膜装置、インターバック式成膜装置、特に、インライン式の成膜装置では、次のような課題、問題がある。
１．ガラス基板搭載用のキャリア等を使用するために、ハイタクト化やガラス基板の大型化に伴って装置が大型化する。
２．キャリア等及びマスクに付着したＭｇＯ、ＳｒＯ系等の保護膜を定期的に除去する必要があり、このため、キャリア等及びマスクを成膜装置から取り外す必要があり、装置を長時間停止させなければならない。
３．キャリア等及びマスクに付着したＭｇＯ、ＳｒＯ系等の保護膜が剥離し、装置内に落下して成膜前の基板に付着して欠陥の原因になる可能性があり、定期的に装置をクリーニングしなければならない。
４．ガラス基板のアンロード、ロード時にキャリア等及びマスクを一旦大気中に出すため、ＭｇＯ、ＳｒＯ系等に水分が付着し、成膜中に放出ガスとなって膜質を悪化させる可能性がある。このため、キャリア等及びマスクに水分が吸着しないようＣＤＡ（Clean Dry Air）などの設備が必要になり、ＣＤＡ設備及び運転のための費用がかかる（特許文献２参照）。
５．キャリア等及びマスクに水分を吸着させない方法としてＣＤＡの他にキャリア等及びマスクを真空中乃至は制御された雰囲気中を循環させる方法もあるが、装置が大型になる。また、ガラス基板サイズの変更（段取り替え）に伴い、装置内部のガラス基板のハンドリング機構部を入れ替える必要がある。
６．ガラス基板と同様にキャリア等及びマスクも加熱する必要があり、無駄なエネルギーを必要とする。
特開２００４－２８５４２６号公報
「フラットパネルディスプレイ大辞典」，p.737-p.738，２００１年１２月２５日発行，工業調査会
　そこで、本発明は、３２インチ以上の大型のフラットパネルディスプレイを構成する基板に対して保護膜を形成するために、装置を大型化する必要がなく、キャリア等を必要とせず、メンテナンス性に優れた保護膜の形成方法及び同形成装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明者等は鋭意検討の結果下記の通り解決手段を見出した。
　即ち、プラズマディスプレイパネルの基板への保護膜の形成方法に関する本発明の第１の実施の形態は、３２インチ以上のプラズマディスプレイパネルの基板への保護膜の形成方法であって、成膜室内の所定の位置に前記基板を静止させた状態で、前記基板に対向して複数の蒸発源を配置し、前記各蒸発源に電子ビームを照射して成膜することを特徴とする。
　また、本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの基板への保護膜の形成方法において、前記各蒸発源の蒸発面の周部を所定の間隔で分割した領域をビーム照射領域とし、前記各蒸発源の前記ビーム照射領域に対して周方向に順に、出力１０～１５０ｋＷの前記電子ビームを、照射時間２０ｍｓｅｃ～１００ｍｓｅｃで照射することを特徴とする。
　また、本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの基板への保護膜の形成方法において、前記各蒸発源における前記ビーム照射領域間を前記電子ビームが移動する時間を１００μｓｅｃ～１０００μｓｅｃとすることを特徴とする。
　また、本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの基板への保護膜の形成方法において、前記各蒸発源に対して電子ビームを線状に照射することを特徴とする。
　３２インチ以上のプラズマディスプレイパネルの基板に保護膜を形成するための装置に関する本発明の第５の実施の形態は、３２インチ以上のプラズマディスプレイパネルの基板に保護膜を形成するための装置であって、前記装置は、成膜室内に蒸発源と前記蒸発源に対して電子ビームを照射するための電子銃とを備え、前記成膜室は、前記基板に対向する位置に複数の蒸発源を配置できるように構成されるとともに、成膜中に前記基板を静止させるための静止位置を設けたことを特徴とする。
　また、本発明の第６の実施の形態は、第５の実施の形態における前記基板のみを、前記成膜室内の前記静止位置に搬送するための基板搬送手段を前記成膜室外に設けたことを特徴とする。
　また、本発明の第７の実施の形態は、第５の実施の形態の保護膜の形成装置において、前記各蒸発源の蒸発面の周部を所定の間隔で分割した領域をビーム照射領域とし、前記電子銃が前記ビーム照射領域に対して周方向に順に電子ビームを照射することを特徴とする。
　また、本発明の第８の実施の形態は、第５の実施の形態の保護膜の形成装置において、前記電子銃が前記各蒸発源に対して前記電子ビームを線状に照射することを特徴とする。
　また、本発明の第９の実施の形態は、第５～８の何れか１つの実施の形態の保護膜の形成装置において、前記静止位置の下方に、所定のピッチでマスクを送ることができるようにマスク移動機構を設けたことを特徴とする。
　また、本発明の第１０の実施の形態は、第５の実施の形態の保護膜の形成装置において、前記マスク移動機構は、前記マスクを巻き取り軸間で送ることができるように構成され、前記巻き取り軸間に、成膜物質を除去するための除去手段を備えたことを特徴とする。
　また、本発明の第１１の実施の形態は、、第５の実施の形態の保護膜の形成装置において、前記静止位置の上方に、所定のピッチで防着板を送ることができるように防着板移動機構を設けたことを特徴とする。
　本発明によれば、３２インチ以上の大型のパネルでも成膜室内において、基板をキャリア等の基板支持部材により支持して移動して成膜することなく、静止して成膜することにより、成膜室における基板の搬送方向の長さを、従来の装置と比べて７０％程度に抑えることが可能となる。
　また、仕込室から加熱室、加熱室から成膜室、成膜室から取出室等の真空中でのガラス基板のハンドリングが、真空ロボット、或いは、ガラスのみの搬送機構により行うことができるようになり、ガラス基板搬送用のキャリア等が不要となる。その結果として、次の効果を有する。
（１）キャリア等の洗浄コストが不要となり、装置のランニングコストの約３％を削減することができる。
（２）キャリア等の加熱エネルギー、冷却によるエミッションがなくなり、電力を約２０～３０％削減することができる。 
（３）キャリア等が不要となるため、装置コストを５％～１０％程度削減することができる。
（４）キャリア等をハンドリングするためのメンテナンス用の台車、或いは、キャリア等の交換機構が不要となる。
（５）キャリア等のメンテナンス及びハンドリングに関わる人件費の削減ができ、保守に関わる人件費の約３０％～５０％が削減できる。
本発明の実施の最良の形態において使用する装置構成の一例の説明図 同装置の成膜室内部の側面図 同内部の平面図 （ａ）同装置に使用されるリングハースへの電子ビームの照射を説明するための説明図、（ｂ）矩形状のハースへの電子ビームの照射を説明するための説明図 同リングハースの一例の電子ビームのとレートの関係を示すグラフ 電子ビームの揺動の説明図 本発明において使用する装置構成の変形例の説明図（（ａ），（ｂ）） 従来例の装置構成の説明図 実施例の保護膜のＸＲＤ評価結果 本実施例で成膜したＭｇＯ膜の表面と断面のＳＥＭ画像 従来例により成膜したＭｇＯ膜の表面と断面のＳＥＭ画像 ＰＤＰの説明斜視図
　次に、本発明の実施の形態につき、図面を参照して説明する。
　使用する装置は、図１にその概略構成を示すように、成膜室１にガラス等の基板２を搬入・成膜室１から基板２を搬出するための搬送室３と、この搬送室１を介して接続される加熱室４、仕込・取出室５とから構成されている。
　基板２は、図１の搬送室３のロボットハンド６により、成膜室１内に搬入される。詳細には、ステンレス等の金属から構成される成膜室１の上部側面に、図２に示すような基板２の搬入・搬出用の共通の１個の開口部７が設けられており、この開口部７を介して基板２が成膜室１の上部空間にキャリア等の基板支持部材を使用せずにロボットハンド６により直接搬入される。
　成膜室１内に搬入された基板２は、マスク８上に載置される。マスク８は、成膜室１の基板２の搬送方向（以下、短手方向とする。）と、この方向に垂直な方向（以下、長手方向とする。）とにおいて、それぞれ、所定幅のマスク８を所定のピッチで送ることができる２式のマスク移動機構９，１０により構成され、各マスク移動機構９，１０は、マスク８をコンパクトに収納できるように巻き出しリールと巻き取りリールとを備え、各リールを回転させるための軸を成膜室の外部まで延出し、図示しないが、ＤＣモータ等の駆動源により駆動されることによりマスク８を所定のピッチで巻き取り・巻戻し自在に構成される。また、マスク移動機構９，１０は、軸の回転を調整して軸間のマスク８に付与する張力を調整でき、これにより、基板２にマスク８を密着させることができる。本実施の形態では、基板２がマスク８に密着される位置において、基板２を静止させて成膜を行うため、この位置が静止位置となるが、本明細書において基板２の静止位置とは、基板２の全面に対して成膜が行われている際に基板２が静止している位置のことをいうものとする。
　また、マスク移動機構９，１０の下方には、図２に示すように、成膜室１の内壁に固定された中央に開口を備えた防着板１１が設けられ、マスク移動機構９，１０の上方には、同機構と同様に巻き取り・巻戻し自在に構成された防着板移動機構１２により巻き取り可能な防着板１３と、その上方に基板２を加熱するためのヒータ１４とが設けられている。
　成膜室１の底部には、図３に示すように、リングハース１５が２行２列に配置されるとともに、各リングハース１５は、図２に示すように、成膜室１の上下方向の回転軸１６を中心として回転自在に軸支されている。
　また、各リングハース１５の近傍には、図３に示すように、それぞれ電子銃１７が配置され、本実施の形態では、成膜室１の外部で、基板２の搬送方向の両側方向に電子銃１７が配置される。
　上記装置において、基板２を静止位置まで搬入し、真空排気を行い、成膜室１内に１×１０－２Ｐａ～２×１０－１Ｐａ程度まで酸素又は酸素及びＨ２Ｏ等のプロセスガスを導入し、ヒータ１４により基板２の温度を２００℃～２５０℃となるようにした状態で、電子銃１７によりリングハース１５に出力１０ｋＷ～１５０ｋＷで電子ビームを照射する。
　各リングハース１５の上面（蒸発面）の円周部は、図４（ａ）に示すように、その周方向において４分割する領域をビーム照射領域１５ａ［Ａ（ｘ１，ｙ１），Ｂ（ｘ２，ｙ１），Ｃ（ｘ１，ｙ２），Ｄ（ｘ２，ｙ２）］とし、各電子銃１７から電子ビームを、各照射点１５ａに所定の時間（２０ｍｓｅｃ～１００ｍｓｅｃ）で照射しながら、照射点１５ａの中で［Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ］の順に一定の時間（１００μｓｅｃ～１０００μｓｅｃ）で移動させ、基板２へ保護膜を形成する。尚、ビーム照射領域Ａ～Ｄへのビーム照射順は、前記の順にかかわらずＡ→Ｃ→Ｂ→Ｄ、Ａ→Ｄ→Ｂ→Ｃ等としてもよい。
　上記のようにすることにより、基板２を静止させた状態で保護膜を形成することができる。上記説明した装置によれば、キャリア等を使用した通過式成膜装置の成膜室と比べて成膜室１のスペースを削減することができる。
　また、従来の通過式成膜装置では、キャリア等にマスクを設けるようにしていたが、上記装置によれば、マスク８のみを成膜室１内に設けるだけで保護膜の成膜が可能となる。従って、マスク移動機構９，１０を成膜室１内、成膜室近傍に設けたマスク交換室、バッファー室に配置するだけでマスクの交換が容易になる。その結果として、従来の通過式成膜装置では、マスク交換及びマスク温度を１００℃～２５０℃に昇温させる時間が６０～１２０分必要であるのに対して、本実施の形態によれば、１０分程度で同作業を完了させることができる。
　また、各マスク移動機構９，１０の巻き出しリールと巻き取りリールとの間にスクレーパ等の成膜物質を除去するための除去手段を配置し、マスク８を所定のピッチで巻き取る際に成膜物質を除去するようにすれば、巻き取りが終わった後に真空状態にてリールを巻戻して再利用することが可能となるので、マスク８の寿命を飛躍的に長くすることができ、洗浄も容易に行うことができる。
　また、本実施の形態においては、防着板１３も巻き取り自在であるため、防着板１３の交換周期を延ばすことができる。
　上記各照射点における照射時間は、図５にＭｇＯのリングハース１５への電子ビームの照射時間と蒸着レートとの関係を示すように、リングハース１５に投入した材料により、蒸着レートが異なる適宜選択する必要があるが、その中でも、２０ｍｓｅｃ～１００ｍｓｅｃとすることが好ましい。各照射領域に電子ビームを照射した際、投入する電子ビームのパワーに対して高い蒸発レートが得られるからである。
　また、電子ビームを照射している間、照射領域において、所定幅で揺動させることが好ましく、例えば、図６（ａ）や図６（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに、２２２Ｈｚ～５００Ｈｚの三角波や５０Ｈｚ～１００Ｈｚの方形波形、ファンクションジェネレータによる任意波形等で揺動させるようにすることが好ましい。ビーム照射点から蒸発材のスプラッシュをなくし、均一に蒸発させることができるからである。
　また、リングハース１５に対する電子ビームの照射点１５ａに関しては、本実施の形態では、４点としているが、リングハース１５の上面の円周部を、等間隔等の所定の間隔で分割したものであれば特にその数を制限するものではなく、また、照射領域を多くして円周状としてもよい。また、リングハース１５を配置する数についても、本実施の形態では、２行２列の４個を配置したが、必ずしも４個に限定されるものではなく、基板２に対する保護膜の膜厚分布、（１１１）ピーク強度及び膜密度が得られる電子ビームの照射領域に対応するものであればよい。
　また、リングハースの他に図４（ｂ）に示すように、矩形状のハース１５’を使用して、線状の照射領域１５ａに対して、電子ビームを線状に照射してもよい。この場合、結晶配向性の（１１１）強度分布を改善することができる。
　尚、上述した発明の実施の形態において、基板２は、ＰＤＰ用の高歪点ガラスやソーダライムガラス等から構成することができる。
　また、リングハース１５に投入する材料は、保護膜の材料として使用できる材料であれば特に制限するものではなく、例えば、ＭｇＯやＳｒＯ等をザラメ状やペレット状に形成したものから構成される。
　また、マスク８に関しては、厚さ約０．２ｍｍのステンレス等の金属製の帯状体を採用することが好ましい。熱容量が非常に少なくマスク８の予備加熱を不要とすることができるからである。
　また、防着板１３についても、厚さ約０．２ｍｍのステンレス等の金属製の帯状体を採用することが好ましい。そして、防着板１３への膜付着量２ｍｍ～５ｍｍとなった時に、所定のピッチで送るようにすれば、防着板１３の交換周期を延ばすことができるからである。
　また、本発明の成膜方法は、図１の装置態様に限定されるものではなく、本発明の成膜方法は、図７（ａ）に示すような仕込・取出室５から加熱室４を介して成膜室１に接続されたインターバック式装置や、図７（ｂ）に示すような仕込室１８、加熱室４、成膜室１及び取出室１９を順に接続したインライン式装置であっても使用することが可能である。
　次に、上記発明を実施するための最良の形態において説明した装置を使用して成膜を行った。
（実施例）
　上記発明を実施するための最良の形態において説明した図１～図６を使用して４２インチのプラズマディスプレイパネルの基板に保護膜を成膜した。
　成膜室１は、基板２の搬送方向の長さ（Ｌ：図２参照）を１４００ｍｍとした。 
　電子ビームの照射条件は、図４（ａ）に示した各リングハース１５上の照射点（ビーム照射領域）１５ａをＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順で照射した。各照射点における照射時間を約５０ｍｓｅｃとし、各照射点間の移動時間を５００μｓｅｃとした。また、電子ビームを照射する際に、Ｘ軸は図６（ａ）に示すように、５００Ｈｚの三角波で電子ビームを揺動させるようにした。また、Ｙ軸は、図６（ｂ）に示すように、２２２Ｈｚの三角波で電子ビームを揺動させるようにした。尚、リングハース１５に投入する蒸発材料は、ＭｇＯの単結晶材料からなるものを使用した。
　成膜時の圧力は、９．０×１０－２Ｐａとし、酸素導入量を３００ｓｃｃｍとし、ヒータ１２による基板２の加熱温度を２５０℃とし、各電子銃１７の電力を１１．７ｋＷとし、基板２を静止させた状態で、成膜レート２７０Å／ｓｅｃ、膜厚８０００ÅのＭｇＯ膜を３０秒で成膜した。
　また、マスク８を、ステンレス製の厚さ約０．２ｍｍ、長さ１２５，０００ｍｍの金属帯により構成し、成膜の際にＭｇＯ膜が厚さ０．５ｍｍとなった時点で、巻き取り式のマスク移動機構１０により、４２インチパネルの長手方向の長さに約２２０ｍｍを加えた約１２００ｍｍを１ピッチとして巻き取るようにした。
　また、防着板１３を、ステンレス製の厚さ約０．２ｍｍ、長さ１１，０００ｍｍの金属帯により構成し、成膜の際にＭｇＯ膜が厚さ２ｍｍとなった時点で、巻き取り式の防着板移動機構１２を、４２インチパネルの長手方向の長さに約２２０ｍｍを加えた約１２００ｍｍを１ピッチとして巻き取るようにした。
（従来例）
　従来例に使用した装置構成は、図８に示すように、成膜室１の基板２の搬送方向の長さ（Ｌ）を２０００ｍｍとし、成膜室１内に基板２を搬送するためのキャリア又はトレイを設けたものを使用した。そして、基板２の搬送方向において、基板２と対向する位置にリングハース１５を２式設置し、プロセス条件等を実施例と同一の条件として、基板２を搬送しながら成膜を行った。
　実施例により、成膜した保護膜は、ＸＲＤ（X-Ray Diffraction）で結晶性を評価した結果、図９に示すように、（１１１）に配向しており、強度は１７６３ｃｐｓとなった。
　また、屈折率も１．６７～１．６８であり、膜密度も従来例と同程度となることが確認できた。
　更に、本実施例で成膜したＭｇＯ膜の表面と断面のＳＥＭ画像（図１０）と、従来例により成膜したＭｇＯ膜の表面と断面のＳＥＭ画像（図１１）とを比較した結果、同等の膜が得られることを確認した。
　また、本実施例に使用した装置の基板２の搬送方向の長さＬと、従来例の同長さＬとを比較すると、本実施例に使用した装置では、従来例と比べ７０％で済むことがわかった。
　また、本実施例の場合、巻き取り式のマスク移動機構１０によりマスク８を送るようにしたため、計算上では、６４，８００枚の基板２への成膜を行うことができ、７２０時間（約３０日）の連続成膜が可能であることがわかった。
　また、同様に、巻き取り式の防着板機構を採用したことにより、３０日の運転では、約９回の巻き取りで連続運転が可能であることがわかった。
　　１　　成膜室
　　２　　基板
　　３　　搬送室
　　４　　加熱室
　　５　　仕込・取出室
　　６　　ロボットハンド
　　７　　開口部
　　８　　マスク
　　９　　マスク移動機構（短手方向）
　１０　　マスク移動機構（長手方向）
　１１　　固定防着板
　１２　　防着板移動機構（防着板）
　１３　　防着板
　１４　　ヒータ
　１５　　リングハース
　１５’　矩形状のハース
　１５ａ　照射点（ビーム照射領域）
　１６　　回転軸
　１７　　電子銃
　１８　　仕込室
　１９　　取出室
　３１　　ガラス基板
　３２　　維持電極
　３３　　走査電極
　３４　　前面基板
　３５　　ガラス基板
　３６　　アドレス電極
　３７　　背面基板
　３８　　誘電体膜
　３９　　蛍光体
　４０　　保護膜

Claims (11)

  1. 　３２インチ以上のプラズマディスプレイパネルの基板への保護膜の形成方法であって、成膜室内の所定の位置に前記基板を静止させた状態で、前記基板に対向して複数の蒸発源を配置し、前記各蒸発源に電子ビームを照射して成膜することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの基板への保護膜の形成方法。
  2. 　前記各蒸発源の蒸発面の周部を所定の間隔で分割した領域をビーム照射領域とし、前記各蒸発源の前記ビーム照射領域に対して周方向に順に、出力１０～１５０ｋＷの前記電子ビームを、照射時間２０ｍｓｅｃ～１００ｍｓｅｃで照射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基板への保護膜の形成方法。
  3. 　前記各蒸発源における前記ビーム照射領域間を前記電子ビームが移動する時間を１００μｓｅｃ～１０００μｓｅｃとすることを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルの基板への保護膜の形成方法。
  4. 　前記各蒸発源に対して電子ビームを線状に照射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基板への保護膜の形成方法。
  5. 　３２インチ以上のプラズマディスプレイパネルの基板に保護膜を形成するための装置であって、前記装置は、成膜室内に蒸発源と前記蒸発源に対して電子ビームを照射するための電子銃とを備え、前記成膜室は、前記基板に対向する位置に複数の蒸発源を配置できるように構成されるとともに、成膜中に前記基板を静止させるための静止位置を設けたことを特徴とする保護膜の形成装置。
  6. 　前記基板のみを、前記成膜室内の前記静止位置に搬送するための基板搬送手段を前記成膜室外に設けたことを特徴とする請求項５に記載の保護膜の形成装置。
  7. 　前記各蒸発源の蒸発面の周部を所定の間隔で分割した領域をビーム照射領域とし、前記電子銃が前記ビーム照射領域に対して周方向に順に電子ビームを照射することを特徴とする請求項５に記載の保護膜の形成装置。
  8. 　前記電子銃が前記各蒸発源に対して前記電子ビームを線状に照射することを特徴とする請求項５に記載の保護膜の形成装置。
  9. 　前記静止位置の下方に、所定のピッチでマスクを送ることができるようにマスク移動機構を設けたことを特徴とする請求項５～８の何れか１項に記載の保護膜の形成装置。
  10. 　前記マスク移動機構は、前記マスクを巻き取り軸間で送ることができるように構成され、前記巻き取り軸間に、成膜物質を除去するための除去手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載の保護膜の形成装置。
  11. 　前記静止位置の上方に、所定のピッチで防着板を送ることができるように防着板移動機構を設けたことを特徴とする請求項５に記載の保護膜の形成装置。
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