(57)【要約】【課題】  運用の初期から安定した状態で薄膜が形成される成膜装置を提供する。【解決手段】成膜室７１にて薄膜被形成物の表面に電子ビームを用いて薄膜が蒸着されて形成され、このとき、成膜室７１内に水蒸気が導入され、同成膜室７１内の水分が同電子ビームによって酸素と水素とに解離され、同成膜室７１内の水素分圧が所定の制限範囲に保たれるように水蒸気の流量が制御される。このため、水素分圧に所定の制限範囲が設定される成膜が、成膜装置の稼動初期から終了まで安定して行われる。また、水蒸気発生装置７２や質量分析器７６など、成膜室７１に容易に後付けできる部品を用いて水素発生量を制御するようにしたので、真空室などを設けることなく、成膜装置が容易に改造される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜被形成物の表面に電子ビームを用いて所定の材料を蒸着して薄膜を形成するための成膜室を有し、該成膜室内の水分が前記電子ビームによって酸素と水素とに解離され、該水素の分圧の変動幅に所定の制限範囲が設定された状態で運用される成膜装置であって、
前記成膜室内に水蒸気を導入し、かつ該成膜室内の水素分圧を前記所定の制限範囲に保つように該水蒸気の流量を制御する水蒸気導入手段が設けられていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記水蒸気導入手段は、
前記成膜室に導入するための水蒸気を発生する水蒸気発生部と、
該水蒸気発生装置から前記成膜室に導入する水蒸気の流量を制御する流量制御部と、
前記成膜室内の前記水素の質量を分析する質量分析部と、
該質量分析部による前記水素の質量の分析結果に基づいて、前記流量制御部による前記水蒸気の流量を、前記成膜室内の水素分圧が前記所定の制限範囲に保たれるように制御する制御部とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記薄膜は、
互いに対向して配置された第１の基板及び第２の基板、前記第１の基板の前記第２の基板に対向する面に放電ギャップを隔てて互いに平行に配置された走査電極及び維持電極からなる複数の面放電電極対、前記第２の基板の前記第１の基板に対向する面に前記各面放電電極対と交わる態様に設けられた複数のデータ電極、前記複数の面放電電極対と前記複数のデータ電極との各交差領域に形成された複数の単位セル、前記各単位セル内を含み、前記第１の基板及び第２の基板間に封入された放電ガス、前記複数の面放電電極対を覆う第１の誘電体層、該第１の誘電体層を覆う保護層、及び前記複数のデータ電極を覆う第２の誘電体層を有するプラズマディスプレイパネルに対し、前記保護層として形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記保護層は、
ＭｇＯ（酸化マグネシウム）により形成されていることを特徴とする請求項３記載の成膜装置。
【請求項５】
前記水素分圧の制限範囲は、
前記プラズマディスプレイパネルに対して、前記複数の単位セルによって階調表示される表示画面の１フィールド期間を階調レベルに基づいて重み付けされた複数のサブフィールドに分割し、前記各サブフィールドに、前記各走査電極に走査パルスを線順次に印加すると同時に前記各データ電極に前記走査パルスに同期した表示データパルスを印加することにより選択された前記単位セルに書込み放電を発生させる走査期間、及び、前記各維持電極と前記各走査電極とに維持パルスを交互に印加して前記各単位セルを発光させる維持期間を設定したとき、前記書込み放電の遅れ時間が所望の値となる範囲に設定されていることを特徴とする請求項３又は４記載の成膜装置。
【請求項６】
薄膜被形成物の表面に電子ビームを用いて所定の材料を蒸着して薄膜を形成するための成膜室を有し、該成膜室内の水分が前記電子ビームによって酸素と水素とに解離され、該水素の分圧の変動幅に所定の制限範囲が設定された状態で運用される成膜装置に用いられ、
前記成膜室内に水蒸気を導入し、かつ該成膜室内の水素分圧を前記所定の制限範囲に保つように該水蒸気の流量を制御することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項７】
コンピュータに請求項１乃至５のうちのいずれか一に記載の成膜装置を制御させるための薄膜形成制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成膜装置、該成膜装置に用いられる薄膜形成方法及び薄膜形成制御プログラムに係り、特に、交流駆動型のプラズマディスプレイパネルに設けられる誘電体層上に保護層を形成する場合に用いて好適な成膜装置、該成膜装置に用いられる薄膜形成方法及び薄膜形成制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（Prasma Display Panel、以下、「ＰＤＰ」という）を主要部として含むプラズマ表示装置は、従来から広く用いられているＣＲＴ（Cathode Ray Tube）あるいは液晶表示装置などのディスプレイ装置と比較して、ちらつきが少なく、表示コントラスト比が大きいこと、薄型で大画面表示が可能であること、応答速度が速いことなど、多くの利点を有している。このため、近年では、プラズマ表示装置は、公共の表示装置や大型平面テレビジョンなどのディスプレイ装置として利用されることが多くなっている。
【０００３】
このプラズマ表示装置は、動作方式により、ＰＤＰの表示電極（後述する走査電極と放電維持電極とからなる面放電電極対）が透明誘電体層で被覆されて間接的に交流放電の状態で動作させるＡＣ型のものと、同表示電極が放電空間に露出されて直流放電の状態で動作させるＤＣ型のものとに略大別される。特に、前者は、比較的簡単な構造で、上述したような大画面化が容易に実現されるので、近年、広く用いられている。このようなＰＤＰでは、それぞれガラスなどの透明電極からなる前面基板と背面基板とが対向するように配置され、両基板間にプラズマを発生させる放電ガス空間が形成されている。
【０００４】
図３は、上記ＰＤＰの要部を示す構成図である。
このＰＤＰ１では、同図３に示すように、図示しない前面基板の内面に行方向Ｈに互いに平行に配置されたｎ本の走査電極２（Ｓｃａｎｉ、ｉ＝１，２，…，ｎ）と維持電極３（Ｓｕｓｉ、ｉ＝１，２，…，ｎ）とからなる面放電電極群、及び図示しない背面基板の内面に、同面放電電極群と直交するように列方向Ｖに沿って配置されたｍ本のデータ電極４（Ｄｊ、ｊ＝１，２，…，ｍ）が配置されている。そして、面放電電極群とデータ電極４との交差領域にそれぞれ１つの単位セル５が形成され、行方向Ｈ及び列方向Ｖにマトリクス状にセル群が配置されている。モノクロ表示の場合は１つのセルにより１つの画素が構成され、カラー表示の場合は３つのセル（赤色Ｒ、緑色Ｇ及び青色Ｂの発光セル）により１つの画素が構成される。
【０００５】
図４は、図３中の単位セル５のＡ−Ａ線断面図である。
この単位セル５では、同図４に示すように、前面基板１１と背面基板１２とが所定の間隔をもって対向して配置されている。前面基板１１はガラス基板などで構成され、同前面基板１１上に走査電極２及び維持電極３が放電ギャップ１３を隔てて配置されている。これらの走査電極２及び維持電極３で面放電電極対６が構成されている。また、通常、走査電極２及び維持電極３上には、図示しないトレース電極がそれぞれ形成されている。さらに、これらの電極上には、透明誘電体層１４が形成され、同透明誘電体層１４上に保護層１５が形成されている。保護層１５は、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）などで構成され、透明誘電体層１４を放電から保護する。一方、背面基板１２はガラス基板などで構成され、同背面基板１２上にデータ電極４が走査電極２及び維持電極３と直交するように設けられている。さらに、データ電極４上には白色誘電体層１６が設けられ、同白色誘電体層１６上に蛍光体層１７が設けられている。前面基板１１と背面基板１２との間には、各セルを囲うように井桁状の隔壁１８が形成されている。隔壁１８は、放電空間１９を確保すると共に画素を区切る役割を果たす。放電空間１９内には、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅなどの混合ガスが放電ガスとして封入されている。
【０００６】
図５は、図３のＰＤＰに用いられる階調表示方法の原理を説明する図であり、横軸に時間、縦軸に同ＰＤＰ内の走査電極の番号（１，…，ｎ）がとられている。
このＰＤＰでは、同図５に示すように、１フィールドＴＦが階調レベルに基づいて重み付けされた６つのサブフィールド１ＳＦ，２ＳＦ，…，６ＳＦに分割され、同各サブフィールドが、それぞれ、初期化期間（「予備放電期間」ともいう）Ｔ１、走査期間Ｔ２、及び維持期間Ｔ３に分割されている。各走査期間Ｔ２内の斜線は、各走査電極２に線順次に印加される走査パルスのタイミングを表す。この走査パルスとデータ電極４に印加されるデータパルスとの両者が同時に加わると、書込み放電が発生する。維持期間Ｔ３は、単位セル５が表示発光する期間である。
【０００７】
維持期間Ｔ３では、走査電極２及び維持電極３に交互に維持パルスが印加され、走査期間Ｔ２に放電が発生したセルは、同維持期間Ｔ３の長さ（すなわち、維持パルスの数）に応じた強度で発光する。図５では、サブフィールド１ＳＦ，２ＳＦ，…，６ＳＦの各維持期間Ｔ３の長さは、１：２：４：８：１６：３２の比に設定されているため、これらの維持期間Ｔ３における発光を組み合わせることにより、６４段階（０〜６３）の階調の画面が表示される。たとえば、２９階調の画面が表示される場合、１フィールドＴＦの期間において、サブフィールド１ＳＦ（階調；１）、サブフィールド３ＳＦ（階調；４）、サブフィールド４ＳＦ（階調；８）、及びサブフィールド５ＳＦ（階調；１６）が発光するように制御される。
【０００８】
図６は、図５中の各サブフィールドにおける各電極の駆動波形の要部を示す図である。
同図６に示すように、維持電極３には、波形Ｓｕｓに示す電圧が印加され、走査電極２には波形Ｓｃａｎ１〜Ｓｃａｎｎに示す電圧が順次印加される。また、データ電極４には、波形Ｄａｔａに示す電圧が印加される。初期化期間Ｔ１では、走査電極２に維持消去波形ｂが印加され、前のサブフィールドでの維持放電の有無による単位セル５内の各電極上の誘電体層（透明誘電体層１４及び白色誘電体層１６）の上に放電によって蓄積された電荷である壁電荷の形成量の違いが初期化（リセット）される。また、初期化期間Ｔ１では、同初期化期間Ｔ１の後の走査期間Ｔ２において表示データに基づいて線順次にデータが書込まれる際に放電が行われやすくするためのプライミング効果が発生すると共に、壁電荷の状態が書込み放電に最適な状態とされる。この場合、プライミング波形ｃ及びプライミング消去波形ｄが走査電極２に印加される。このプライミング波形ｃにより、前サブフィールドの維持放電の発生如何に関わらず弱放電が発生し、プライミング粒子が放電空間１９内に発生することにより書込み放電が発生しやすい状態となる。
【０００９】
走査期間Ｔ２では、映像信号に対応して、走査電極２毎に順次、書込み放電の発生の有無により壁電荷の状態を変化させて単位セル５に映像情報が書き込まれる。すなわち、走査期間Ｔ２では、走査ベース電圧Ｖｂｗが印加されている走査電極２のＳｃａｎ１，Ｓｃａｎ２，…，Ｓｃａｎｎに走査パルスａが順次印加される。この走査パルスａに対応して、データ電極４のＤ１，Ｄ２，…，Ｄｍに表示パターンに応じてデータパルスｅが印加される。なお、図６中のデータパルスｅの斜線は、映像信号によって、データパルスｅが印加されたり、されなかったりすることを示す。点灯セルには走査パルスａの印加時にデータパルスｅが印加され、書込み放電が発生する。一方、非点灯セルには、データパルスｅが印加されず、書込み放電は発生しない。走査パルスａが全走査電極２に印加された後、維持期間Ｔ３に移る。
【００１０】
維持期間Ｔ３では、電圧Ｖｓの維持パルスｆが、全走査電極２と全維持電極３とに交互に印加される。書込み放電が発生した点灯セルでは、書込み放電により形成された壁電荷により維持放電が発生する。一度維持放電が発生すると、壁電荷の極性が反転し、維持パルスｆの極性が反転することにより再度維持放電が発生し、同維持パルスｆの極性が反転する毎に維持放電が発生して点灯状態となる。
【００１１】
図７は、図３のＰＤＰの概略の製造工程図である。
このＰＤＰの製造工程では、同図７に示すように、工程Ａ１において、前面基板１１が洗浄される。工程Ａ２において、スパッタ法などにより前面基板１１の内面にＩＴＯなどが成膜された後、フォトリソグラフィ法により所望の形状にパターニングされて走査電極２及び維持電極３が形成される。この後、スパッタ法などにより走査電極２及び維持電極３上にＡｌなどが成膜された後、フォトリソグラフィ法により所望の形状にパターニングされてトレース電極が形成される。工程Ａ３において、スクリーン印刷法などにより走査電極２及び維持電極３を覆うようにＰｂＯなどの透明誘電体層１４が形成される。工程Ａ４において、ＥＢ（Electron Beam 、電子ビーム）蒸着法により透明誘電体層１４上にＭｇＯなどの材料を蒸着して保護層１５が形成される。
【００１２】
一方、工程Ｂ１において、背面基板１２が洗浄される。工程Ｂ２において、スパッタ法などにより背面基板１２の内面にＡｌなどが成膜された後、フォトリソグラフィ法により所望の形状にパターニングされてデータ電極４が形成される。工程Ｂ３において、スクリーン印刷法などによりデータ電極４を覆うように白色誘電体層１６が形成される。工程Ｂ４において、スクリーン印刷法などによりデータ電極４上に隔壁１８が形成される。工程Ｂ５において、白色誘電体層１６及び隔壁１８を覆うように蛍光体層１７が形成される。
【００１３】
次に、工程Ｃ１において、前面基板１１と背面基板１２とが対向した状態で固定されて組み立てられる。工程Ｃ２において、面基板１１及び背面基板１２の周辺部がシールフリット（封着材）により封着される。工程Ｃ３において、前面基板１１と背面基板１２との間の空間が排気されてガス封入が行われる。この場合、たとえば、背面基板１２の所定の場所に通気孔が予め形成され、図示しない通気管が、一方の端部が同通気孔に位置合わせされた状態で取り付けられている。同通気管の他方の端部は当初開口され、同通気管が同端部を介して排気・ガス充填装置に接続される。そして、排気・ガス充填装置によって放電空間１９が真空に排気された後、同放電空間１９に放電ガスが充填される。この後、通気管は加熱によりチップオンされ、開口端部が閉塞されてＰＤＰ１が完成する。
【００１４】
上記工程Ａ４において、保護層１５を形成するための成膜装置が用いられる。成膜装置には、真空蒸着装置、スパッタリング装置などがある。
【００１５】
従来、この種の成膜装置に関する技術としては、たとえば、次のような文献に記載されるものがあった。
特許文献１に記載されたトレイ搬送式インライン成膜装置は、図８に示すように、搬入室２０と、ゲートバルブ２１と、成膜室３０と、ゲートバルブ３１，３２と、垂直移動機構３３，３４と、蒸発源３５と、搬出室４０と、ゲートバルブ４１とから構成されている。この成膜装置では、基板５０がゲートバルブ２１から搬入室２０に供給された後、同ゲートバルブ２１が閉状態となって同搬入室２０が真空排気され、同基板５０がゲートバルブ３１を経て成膜室３０の垂直移動機構３３によりトレイ５１上に水平に搭載される。この成膜室３０は、常時真空排気されている。また、基板５０は、成膜室３０内で蒸発源３５により成膜された後、垂直移動機構３４によりトレイ５１と分離され、ゲートバルブ３２を経て搬出室４０に取出される。一方、トレイ５１は、成膜室３０内のゲートバルブ３１側にリターンし、再び垂直移動機構３３により次の基板５０が搭載される。トレイ５１は、成膜室３０の内部で循環搬送され、同トレイ５１の成膜面側に膜が積層するが、大気など、不純物の発生源となるガスを吸着しない。
【００１６】
図９は、従来の他の成膜装置の概略の構成図であり、図８中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この成膜装置は、搬入室２０Ａと、ゲートバルブ２１Ａと、成膜室３０Ａと、ゲートバルブ３１Ａ，３２Ａと、垂直移動機構３３Ａ，３４Ａと、蒸発源３５と、搬出室４０Ａと、ゲートバルブ４１Ａと、搬送機構６０と、基板供給取出部６１と、乾燥空気導入口６２，６３とから構成されている。この成膜装置では、基板５０が、基板供給取出部６１に供給されてトレイ５１上に搭載され、垂直移動機構３３Ａにより上方に移動され、搬送機構６０を経て垂直移動機構３４Ａによりゲートバルブ２１Ａ側に移動される。この後、基板５０がゲートバルブ２１Ａから搬入室２０Ａに供給された後、同ゲートバルブ２１Ａが閉状態となって同搬入室２０Ａが真空排気され、同基板５０がゲートバルブ３１Ａを経て成膜室３０Ａに搬入される。成膜室３０Ａは、常時真空排気されている。基板５０は、成膜室３０Ａ内で蒸発源３５により成膜された後、ゲートバルブ３２Ａを経て搬出室４０Ａに取り出され、ゲートバルブ４１Ａを経て基板供給取出部６１に取り出される。また、搬送機構６０の内部では、乾燥空気導入口６２，６３から乾燥空気などの露点の低いガスが導入されて雰囲気が作られ、浄化されている。また、搬送機構６０では、図示しない加熱ヒータにより内部が加熱されることもある。
【００１７】
また、特許文献２に記載された成膜方法では、ＰＤＰにおける書込み放電の遅れ時間及び放電電圧などと密接な関係を有する体積抵抗率及び水素原子の含有量が適切に規定されているので、放電遅れ時間が短縮される。この結果、輝度が向上すると共に、書込み不良の発生が防止される。また、蒸着チャンバ内の水素と酸素との所望の分圧比を得るためには、同蒸着チャンバ内に、酸素ガスと、水蒸気又は水素ガスを導入して分圧比を制御すれば良い。水蒸気を導入した場合には、電子ビームにより生成されたプラズマにより、水蒸気が水素及び酸素に解離されるので、分圧比の制御が可能となる。
【特許文献１】特開平９−２７９３４１号公報（要約書、図１）
【特許文献２】特開２００２−３３０５３号公報（第８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上記従来の成膜装置では、次のような問題点があった。
すなわち、特許文献１に記載された図８に示す成膜装置では、成膜室３０が常時真空排気されるようにする必要があるため、現在保有している装置を改造する場合には、経費が極めて多くかかり、実現が容易ではないという問題点がある。また、図９の成膜装置では、搬送機構６０の内部で乾燥空気などの露点の低いガスの雰囲気が作られているが、基板５０の投入及び取出し時には、トレイに積層されたＭｇＯ膜が大気に接触して水分を吸着し、成膜室３０内で水素の分圧が時間の経過とともに増加し、その変動幅が大きくなる。このため、成膜装置の稼動初期から終了まで安定した状態で成膜が行われないという問題点がある。また、基板供給取出部６１を真空室に改造することも、上記と同様に、実現が容易ではない。
【００１９】
また、特許文献２に記載された成膜方法では、蒸着チャンバ内に、酸素ガスと、水蒸気又は水素ガスを導入して分圧比を制御する旨が記載されているが、具体的な装置の構成が不明である。
【００２０】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、真空室などを設けることなく、成膜室内における水素の発生量を所定の範囲内に制御し、特に一定に保つ構成の成膜装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、薄膜被形成物の表面に電子ビームを用いて所定の材料を蒸着して薄膜を形成するための成膜室を有し、該成膜室内の水分が前記電子ビームによって酸素と水素とに解離され、該水素の分圧の変動幅に所定の制限範囲が設定された状態で運用される成膜装置に係り、前記成膜室内に水蒸気を導入し、かつ該成膜室内の水素分圧を前記所定の制限範囲に保つように該水蒸気の流量を制御する水蒸気導入手段が設けられていることを特徴としている。
【００２２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の成膜装置に係り、前記水蒸気導入手段は、前記成膜室に導入するための水蒸気を発生する水蒸気発生部と、該水蒸気発生装置から前記成膜室に導入する水蒸気の流量を制御する流量制御部と、前記成膜室内の前記水素の質量を分析する質量分析部と、該質量分析部による前記水素の質量の分析結果に基づいて、前記流量制御部による前記水蒸気の流量を、前記成膜室内の水素分圧が前記所定の制限範囲に保たれるように制御する制御部とから構成されていることを特徴としている。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の成膜装置に係り、前記薄膜は、互いに対向して配置された第１の基板及び第２の基板、前記第１の基板の前記第２の基板に対向する面に放電ギャップを隔てて互いに平行に配置された走査電極及び維持電極からなる複数の面放電電極対、前記第２の基板の前記第１の基板に対向する面に前記各面放電電極対と交わる態様に設けられた複数のデータ電極、前記複数の面放電電極対と前記複数のデータ電極との各交差領域に形成された複数の単位セル、前記各単位セル内を含み、前記第１の基板及び第２の基板間に封入された放電ガス、前記複数の面放電電極対を覆う第１の誘電体層、該第１の誘電体層を覆う保護層、及び前記複数のデータ電極を覆う第２の誘電体層を有するプラズマディスプレイパネルに対し、前記保護層として形成されることを特徴としている。
【００２４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の成膜装置に係り、前記保護層は、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）により形成されていることを特徴としている。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の成膜装置に係り、前記水素分圧の制限範囲は、前記プラズマディスプレイパネルに対して、前記複数の単位セルによって階調表示される表示画面の１フィールド期間を階調レベルに基づいて重み付けされた複数のサブフィールドに分割し、前記各サブフィールドに、前記各走査電極に走査パルスを線順次に印加すると同時に前記各データ電極に前記走査パルスに同期した表示データパルスを印加することにより選択された前記単位セルに書込み放電を発生させる走査期間、及び、前記各維持電極と前記各走査電極とに維持パルスを交互に印加して前記各単位セルを発光させる維持期間を設定したとき、前記書込み放電の遅れ時間が所望の値となる範囲に設定されていることを特徴としている。
【００２６】
請求項６記載の発明は、薄膜形成方法に係り、薄膜被形成物の表面に電子ビームを用いて所定の材料を蒸着して薄膜を形成するための成膜室を有し、該成膜室内の水分が前記電子ビームによって酸素と水素とに解離され、該水素の分圧の変動幅に所定の制限範囲が設定された状態で運用される成膜装置に用いられ、前記成膜室内に水蒸気を導入し、かつ該成膜室内の水素分圧を前記所定の制限範囲に保つように該水蒸気の流量を制御することを特徴としている。
【００２７】
請求項７記載の発明は、薄膜形成制御プログラムに係り、コンピュータに請求項１乃至５のうちのいずれか一に記載の成膜装置を制御させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２８】
この発明の構成によれば、成膜室にて薄膜被形成物の表面に電子ビームを用いて薄膜が蒸着されて形成され、このとき、同成膜室内に水蒸気が導入され、同成膜室内の水分が同電子ビームによって酸素と水素とに解離され、同成膜室内の水素分圧が所定の制限範囲に保たれるように水蒸気の流量が制御されるので、成膜装置の稼動初期から終了まで成膜を安定して行うことができる。また、水素分圧の制限範囲は、書込み放電の遅れ時間が所望の値となる範囲に設定されているので、書込み不良の発生が防止される保護層の形成を安定して行うことができる。また、水蒸気発生部や質量分析部など、成膜室に容易に後付けできる部品を用いて水素発生量を制御するようにしたので、真空室などを設けることなく、成膜装置を容易に改造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
装置の稼動初期では成膜室への水蒸気の導入を多くし、稼動の終了が近いときに水蒸気の導入量を少なくするか又は停止する構成の成膜装置を提供する。
【実施例】
【００３０】
図１は、この発明の実施例である成膜装置の構成図である。
この例の成膜装置は、同図に示すように、成膜室７１と、水蒸気発生装置７２と、配管７３と、バルブ７４と、マスフローコントローラ７５と、質量分析器７６と、制御部７７とから構成されている。成膜室７１は、薄膜被形成物を図示しないトレイに搭載して同成膜室７１内部を移動し、かつ同トレイが循環して移動する構成となっている。特に、この実施例では、成膜室７１は、図４中の透明誘電体層１４（薄膜被形成物）の表面に電子ビームを用いてＭｇＯを蒸着して保護層１５（薄膜）を形成し、同成膜室１４内の水分が同電子ビームによって酸素と水素とに解離され、水素の分圧の変動幅に所定の制限範囲が設定された状態で運用される。
【００３１】
水蒸気発生装置７２は、加熱ヒータ７２ａ及び熱電対７２ｂを有し、同加熱ヒータ７２ａが同熱電対７２ｂにより所定の温度に制御された状態で水分を加熱して成膜室７１に導入するための水蒸気を発生する。配管７３は、水蒸気発生装置７２から発生した水蒸気を導入する。バルブ７４は、配管７３の途中の水蒸気発生装置７２の近傍に設けられ、同配管７３の開閉を行う。マスフローコントローラ７５は、配管７３の途中の成膜室７１の近傍に設けられ、制御部７７の制御により成膜室７１に導入する水蒸気の流量を制御する。質量分析器７６は、成膜室７１内の水素の質量を分析して分析結果を制御部７７へ送出する。
【００３２】
制御部７７は、この成膜装置全体を制御するＣＰＵ（中央処理装置）７７ａ及び同ＣＰＵ７７ａを動作させるための薄膜形成制御プログラムが記録されたＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）７７ｂを有し、特に、この実施例では、質量分析部７６による水素の質量の分析結果に基づいて、マスフローコントローラ７５による水蒸気の流量を、成膜室７１内の水素分圧が所定の制限範囲に保たれるように制御する。この制限範囲は、図５中の各サブフィールドの走査期間に発生する書込み放電の遅れ時間が所望の値（たとえば、書込み不良の発生が防止される値）となる範囲に設定される。
【００３３】
次に、この成膜装置に用いられる薄膜形成方法の処理内容について説明する。
この成膜装置では、成膜室７１にて透明誘電体層１４の表面に電子ビームを用いてＭｇＯが蒸着されて保護層１５（薄膜）が形成される。このとき、成膜室７１内に水蒸気が導入され、同成膜室７１内の水分が同電子ビームによって酸素と水素とに解離され、同成膜室７１内の水素分圧が所定の制限範囲に保たれるように水蒸気の流量が制御される。すなわち、熱電対７２ｂで制御される加熱ヒータ７２ａにより加熱された水分が水蒸気発生装置７２から水蒸気として配管７３に導入される。そして、水蒸気は、バルブ７４を経てマスフローコントローラ７５で流量が制御され、成膜室７１に導入される。
【００３４】
成膜室７１に導入された水蒸気は、電子ビームのエネルギーの影響を受け、水素と酸素とに解離する。また、成膜室７１内のトレイに付着した水分も、電子ビームの影響により水素と酸素とに解離する。これらの水素は質量分析器７６で分析されて質量が測定され、分析結果を表す信号が制御部７７に送出される。この分析結果に基づいて、制御部７７により、マスフローコントローラ７５における水蒸気の流量が制御され、成膜室７１内の水素分圧が所定の制限範囲又は一定に保たれる。
【００３５】
この場合、たとえば、成膜装置の稼動初期では成膜室７１への水蒸気の導入量が多くなり、稼動の終了が近いときに水蒸気の導入量が少なくなるか又は停止される。すなわち、成膜装置の稼動初期ではトレイが成膜室７１を通過する回数が少ないので、同トレイへの膜付着量が小さい。このため、一旦大気に接触したトレイからの水分の持込み量が小さく、成膜室７１で電子ビームのエネルギーに晒されても、水分子が水素と酸素とに解離する量は少ない。このとき、水蒸気を成膜室７１に多く導入することで、所望の水素発生量が得られ、水素分圧が一定の値に制御される。この後、稼動時間の経過と共にトレイが成膜室７１を通過する回数が多くなるので、トレイへの膜付着量が時間経過と共に厚くなる。このため、一旦大気に接触したトレイからの水分の持込み量が増加し、水素分圧が増加する。このとき、水蒸気の導入量を減らすか又は停止することで、所望の水素分圧が得られる。
【００３６】
図２は、図１の成膜装置により成膜された保護層を有するＰＤＰが用いられるプラズマ表示装置の電気的構成の一例を示す概略のブロック図である。
このプラズマ表示装置は、アナログインタフェース８０と、ＰＤＰモジュール９０とから構成されている。アナログインタフェース８０は、クロマ・デコーダを備えるＹ／Ｃ（輝度色）分離回路８１と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路８２と、ＰＬＬ（位相ロック）回路を有する同期信号制御回路８３と、画像フォーマット変換回路８４と、逆γ変換回路８５と、システム・コントロール回路８６と、ＰＬＥ（Peak Luminance Enhancement）制御回路８７とから構成されている。ＰＤＰモジュール９０は、デジタル信号処理制御回路９１と、パネル部９２と、ＤＣ／ＤＣコンバータを内蔵するモジュール内電源回路９３とから構成されている。デジタル信号処理制御回路９１は、入力インタフェース信号処理回路９４と、フレームメモリ９５と、メモリ制御回路９６と、ドライバ制御回路９７とから構成されている。
【００３７】
パネル部９２は、ＰＤＰ１０２と、同ＰＤＰ１０２の走査電極を駆動する走査ドライバ９８Ａと、同ＰＤＰ１０２の維持電極を駆動する維持ドライバ９８Ｂと、データ電極を駆動するデータドライバ９９Ａ，９９Ｂと、ＰＤＰ１０２及び走査ドライバ９８Ａにパルス電圧を供給する高圧パルス回路１００Ａ，１００Ｂと、同高圧パルス回路１００Ａ，１００Ｂで発生する余剰電力を回収する電力回収回路１０１とから構成されている。
【００３８】
このプラズマ表示装置では、概略的には、インタレースに対応したアナログ映像信号がアナログ・インタフェース８０でデジタル映像信号に変換され、同デジタル映像信号がＰＤＰモジュール９０に供給される。たとえば、図示しないテレビチューナなどから出力されたアナログ映像信号は、Ｙ／Ｃ分離回路８１でＲ，Ｇ，Ｂの各色の輝度信号に分離された後、Ａ／Ｄ変換回路８２でデジタル映像信号に変換される。
【００３９】
また、ＰＤＰ１０２の入力信号に対する表示輝度の特性は線形的に比例するが、通常の映像信号はＣＲＴの特性に合わせて予め補正（γ変換）されている。このため、Ａ／Ｄ変換回路８２においてアナログ映像信号のＡ／Ｄ変換が行われた後、逆γ変換回路８５で逆γ変換が行われる。この逆γ変換において、線形特性に復元されたデジタル映像信号が生成される。このデジタル映像信号は、Ｒ，Ｇ，Ｂ映像信号としてＰＤＰモジュール９０へ出力される。
【００４０】
また、アナログ映像信号には、Ａ／Ｄ変換用のサンプリングクロック及びデータクロック信号が含まれていないため、同期信号制御回路８３に内蔵されているＰＬＬ回路で、アナログ映像信号と同時に供給される水平同期信号を基準としてサンプリングクロック及びデータクロック信号が生成され、ＰＤＰモジュール９０へ出力される。また、アナログインタフェース８０のＰＬＥ制御回路８７は、ＰＤＰモジュール９０に対して輝度の制御を行う。具体的には、平均輝度レベルが所定値以下である場合には表示輝度を上昇させ、平均輝度レベルが所定値を超える場合には表示輝度を低下させる。ＰＬＥ制御回路８７では、平均輝度レベルに応じて輝度制御データが設定され、入力インタフェース信号処理回路９４内の図示しない輝度レベル制御回路へ送出される。
【００４１】
システム・コントロール回路８６からは、各種制御信号がＰＤＰモジュール９０へ送出される。たとえば、入力インタフェース信号処理回路９４に入力されたＲ，Ｇ，Ｂ映像信号の平均輝度レベルは、同入力インタフェース信号処理回格９４内の図示しない入力信号平均輝度レベル演算回路により計算され、たとえば１０ビットデータとして出力される。デジタル信号処理制御回路９１では、入力インタフェース信号処理回路９４でこれらの各種信号が処理された後、制御信号がパネル部９２に送出される。同時に、メモリ制御回路９６及びドライバ制御回路９７からメモリ制御信号及びドライバ制御信号がパネル部９２に送出される。
【００４２】
ＰＤＰ１０２は、たとえば１３６５×７６８画素（単位セル）を有し、図３に示す構成になっている。同ＰＤＰ１０２では、走査ドライバ９８Ａで走査電極が駆動され、維持ドライバ９８Ｂで維持電極が駆動され、かつデータドライバ９９Ａ，９９Ｂでデータ電極が駆動されることにより、これらの画素（単位セル）のうちの所定の画素（単位セル）の発光又は非発光が制御され、Ｒ，Ｇ，Ｂ映像信号に対応した表示が行われる。この場合、ドライバ制御回路９７により、表示画面の１フィールド期間が、階調レベルに基づいて重み付けされた複数のサブフィールドに分割され、かつ、同各サブフィールドに、走査期間、維持期間及び予備放電期間が設定される。
【００４３】
走査期間では、各走査電極に走査パルスが線順次に印加されると同時に各データ電極に同走査パルスに同期した表示データパルスが印加されることにより、選択された単位セルにアドレス放電が発生する。維持期間では、各維持電極と各走査電極とに維持パルスが交互に印加されて各単位セルが発光する。予備放電期間では、維持期間で発光した単位セルに対する維持消去放電、及び全ての単位セルに対するプライミング放電が行われる。また、ロジック用電源により、デジタル信号処理制御回路９１及びパネル部９２にロジック用電力が供給される。また、表示用電源からモジュール内電源回路９３に直流電力が供給され、この直流電力の電圧が所定の電圧に変換された後、パネル部９２に供給される。
【００４４】
以上のように、この実施例では、成膜室７１にて透明誘電体層１４の表面に電子ビームを用いてＭｇＯが蒸着されて保護層１５が形成され、このとき、成膜室７１内に水蒸気が導入され、同成膜室７１内の水分が同電子ビームによって酸素と水素とに解離され、同成膜室７１内の水素分圧が所定の制限範囲に保たれるように水蒸気の流量が制御されるので、書込み不良の発生が防止される成膜が、成膜装置の稼動初期から終了まで安定して行われる。また、水蒸気発生装置７２や質量分析器７６など、成膜室７１に容易に後付けできる部品を用いて水素発生量を制御するようにしたので、真空室などを設けることなく、成膜装置が容易に改造される。
【００４５】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、保護層１５（薄膜）には、一般にＭｇＯが用いられるが、ＣａＯやＳｒＯなど、ＭｇＯに準ずる素材を用いても、上記実施例とほぼ同様の作用、効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
この発明は、成膜室内の水素分圧の変動幅に所定の制限範囲が設定された状態で運用される成膜装置全般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の実施例である成膜装置の構成図である。
【図２】図１の成膜装置により成膜された保護層を有するＰＤＰが用いられるプラズマ表示装置の電気的構成の一例を示す概略のブロック図である。
【図３】プラズマディスプレイパネルの要部を示す構成図である。
【図４】図３中の単位セル５のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３のＰＤＰに用いられる階調表示方法の原理を説明する図である。
【図６】図５中の各サブフィールドにおける各電極の駆動波形の要部を示す図である。
【図７】図３のＰＤＰの概略の製造工程図である。
【図８】特許文献１に記載された成膜装置の構成図である。
【図９】従来の他の成膜装置の構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１      プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）
２      走査電極（ＰＤＰの一部）
３      維持電極（ＰＤＰの一部）
４      データ電極（ＰＤＰの一部）
５      単位セル（ＰＤＰの一部）
６      面放電電極対（ＰＤＰの一部）
１１      前面基板（ＰＤＰの一部）
１２      背面基板（ＰＤＰの一部）
１３      放電ギャップ（ＰＤＰの一部）
１４      透明誘電体層（薄膜被形成物、ＰＤＰの一部）
１５      保護層（薄膜、ＰＤＰの一部）
１６      白色誘電体層（ＰＤＰの一部）
１７      蛍光体層（ＰＤＰの一部）
１８      隔壁（ＰＤＰの一部）
１９      放電空間（ＰＤＰの一部）
７１      成膜室
７２      水蒸気発生装置（水蒸気導入手段の一部、水蒸気発生部）
７３      配管（水蒸気導入手段の一部）
７４      バルブ（水蒸気導入手段の一部）
７５      マスフローコントローラ（水蒸気導入手段の一部、流量制御部）
７６      質量分析器（水蒸気導入手段の一部、質量分析部）
７７      制御部（水蒸気導入手段の一部）
Ｔ２      走査期間
Ｔ３      維持期間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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