(57)【要約】【課題】ＰＤＰの放電応答特性及び発光効率を向上する。【解決手段】ハース１１，１２が保持手段１４により保持された基板１３表面から所定の間隔をあけかつ基板表面に対向して設けられ、保持手段とハースを収容するチャンバ内が真空ポンプにより減圧される。ハースに入れられた保護膜用蒸着材１５から蒸着材粒子を蒸発させて基板表面に堆積させる蒸発堆積手段により基板表面に保護膜用蒸着材１７が形成される。基板の中心線上に基板表面に対向して設けられた第１ハース１１に、基板表面に保護膜１７のベース部１７ａを形成するための保護膜用蒸着材１５が入れられる。第１ハースを所定の間隔をあけて囲むとともに互いに所定の間隔をあけて配設された２又は３以上の第２ハース１２に、ベース部表面に保護膜の凹凸部１７ｂを形成するための保護膜用蒸着材１５が入れられる。【選択図】図１
2008001976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板(13)を保持する保持手段(14)と、前記保持手段(14)により保持された基板(13)表面に所定の間隔をあけて対向して設けられ保護膜用蒸着材(15)が入れられるハース(11,12,81,82)と、前記保持手段(14)と前記ハース(11,12,81,82)とを収容するチャンバ(16)と、前記チャンバ(16)内を所定の真空度まで減圧する真空ポンプと、前記ハース(11,12,81,82)に入れられた保護膜用蒸着材(15)から蒸着材粒子を蒸発させて前記基板(13)表面に堆積させることにより前記基板(13)表面に保護膜(17)を形成する蒸発堆積手段とを備えた真空蒸着装置において、
前記ハース(11,12,81,82)が、
前記基板(13)の中心線上に前記基板(13)表面に対向して設けられ前記基板(13)表面に前記保護膜(17)のベース部(17a)を形成するための保護膜用蒸着材(15)が入れられる第１ハース(11,81)と、
前記第１ハース(11,81)を所定の間隔をあけて囲むとともに互いに所定の間隔をあけて配設され前記ベース部(17a)表面に前記保護膜(17)の凹凸部(17b)を形成するための保護膜用蒸着材(15)が入れられる２又は３以上の第２ハース(12,82)と
を有することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項２】
２又は３以上の第２ハース(12,82)が保持手段(14)により保持された基板(13)表面に対向するようにそれぞれ傾けて設けられた請求項１記載の真空蒸着装置。
【請求項３】
保持手段(14)により保持された基板(13)と第２ハース(12,82)との間に、第２ハース(12,82)の開口部から前記基板(13)を臨む通孔(51a)が形成されたマスク(51)を更に備え、前記第２ハース(12,82)の開口部と前記基板(13)との間隔を１００％とするとき前記マスク(51)が前記第２ハース(12,82)の開口部から５〜３０％離れた位置に設けられ、前記通孔(51a)の直径が前記第２ハース(12,82)の開口部の直径の３０〜１５０％となるように前記通孔(51a)が形成された請求項１又は２記載の真空蒸着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の真空蒸着装置(10,50)を用いて基板(13)表面に形成された保護膜において、
基板(13)表面に形成されたベース部(17a)と、
前記ベース部(17a)表面に形成された凹凸部(17b)と
を有することを特徴とする保護膜。
【請求項５】
凹凸部(17b)の基端の幅が２０〜１００ｎｍであって、前記凹凸部(17b)の幅に対する高さの比が１〜３になるように前記凹凸部(17b)が形成された請求項４記載の保護膜。
【請求項６】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の真空蒸着装置(20,50)の保持手段(14)により基板(13)を保持するとともに、第１及び第２ハース(11,12,81,82)に保護膜用蒸着材(15)をそれぞれ入れる工程と、
チャンバ(16)内を所定の真空度に保持した状態で前記第１ハース(11,81)内の保護膜用蒸着材(15)を蒸発堆積手段により蒸発させて前記基板(13)表面に堆積させることにより前記基板(13)表面にベース部(17a)を形成する工程と、
前記チャンバ(16)内を引続き所定の真空度に保持した状態で前記第２ハース(12,82)内の保護膜用蒸着材(15)を前記蒸発堆積手段により蒸発させて前記ベース部(17a)表面に堆積させることにより前記ベース部(17a)表面に凹凸部(17b)を形成する工程と
を含む保護膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＣ型のプラズマディスプレイパネルの保護膜を基板の表面に蒸着するための装置と、その装置により基板表面に形成された保護膜と、その装置により基板表面に形成された保護膜の形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶（Liquid Crystal Display）をはじめとして、各種の平面ディスプレイの研究開発と実用化がめざましく、その生産も急増している。カラープラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel、以下、ＰＤＰという。）についても、その開発と実用化の動きが最近活発になっている。ＰＤＰは大型化し易く、ハイビジョン用の大画面壁掛けテレビの最短距離にあり、既に対角４０インチクラスのＰＤＰが製造されている。ＰＤＰは、電極構造の点で金属電極が誘電体ガラス材料で覆われるＡＣ型と、放電空間に金属電極が露出しているＤＣ型とに分類される。
このＡＣ型ＰＤＰの開発の当初は、誘電体ガラス層が放電空間に露出していたため、直接放電に曝され、イオン衝撃のスパッタリングにより誘電体ガラス層の表面が変化して放電開始電圧が上昇していた。そのため、高い昇華熱を持つ種々の酸化物をこの誘電体ガラス層の保護膜とする試みがなされた。この保護膜は直接放電用のガスと接しているために重要な役割を担っている。即ち、保護膜に求められる特性は、(1)低い放電電圧、(2)放電時の耐スパッタリング性、(3)速い放電の応答性、及び(4)絶縁性である。これらの条件を満たす材料として、ＭｇＯが保護膜に用いられる。このＭｇＯからなる保護膜は、誘電体ガラス層の表面を放電時のスパッタリングから守り、ＰＤＰの長寿命化に重要な働きをしている。
しかし、ＭｇＯ膜を保護膜として用いた場合には、黒ノイズと呼ばれる表示の乱れが多発するという問題があった。黒ノイズとは点灯すべきセル（選択セル）が点灯しないパネル表示の乱れ現象であり、画面のうちの点灯領域と非点灯領域との境界で生じ易いことが知られている。この乱れ現象は、１つのライン又は１つの列における複数の選択セルの全てが点灯しないというものではなく、発生部位が点在することから、黒ノイズの原因はアドレス放電が生じないか、又は生じてもその強度が足りないアドレスミスであると考えられている。
【０００３】
これらの点を解消するために、ＭｇＯ純度が９８％以上でありかつ相対密度が９０％以上であるＭｇＯのペレットがＳｉ元素を必須成分として含み、かつＡｌ又はＢのいずれか一方又はその双方の元素を含むＭｇＯ蒸着材をターゲット材として真空蒸着法により形成されたＭｇＯ膜が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。上記ＭｇＯ蒸着材では、Ｓｉの濃度が３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、Ａｌを含むときＡｌの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満であり、Ｂを含むときＢの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満である。一方、上記ＭｇＯ膜は、下地ガラス基板表面に縦横に並んで立設された複数の柱状晶からなる。またこれらの柱状晶の平均直径は２０〜１００ｎｍの範囲にあり、柱状晶の長手方向と下地ガラス基板表面に立てた垂線とのなす角度は０〜５０度である。
上記ＭｇＯ蒸着材 を用いてＭｇＯ膜を形成すると、そのＭｇＯ膜は広い温度範囲にわたって、特に低温域で良好な放電応答性が得られる。またこのＭｇＯ膜をＰＤＰに適用すると、広い温度範囲で良好な応答性が得られ、パネルの輝度を向上できるとともに、必要十分なパネル輝度を確保できる。更に上記ＭｇＯ膜の柱状晶の平均直径を２０〜１００ｎｍの範囲に限定すると、結晶性が向上し、ＭｇＯ膜へのガス吸着量が少ないため、ＰＤＰ製造時の真空排気工程を容易にできるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−３５０７６５号（請求項１、請求項９、請求項１５、段落［００２１］、段落［００３９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の特許文献１に示されたＭｇＯ膜は、図４に示すように、その表面が比較的平坦に形成されるため、ＭｇＯ膜の表面に電子が滞留し難く、またＭｇＯ膜の表面から電子を放出し難いため、放電応答特性及び発光効率が未だ低い問題点があった。
本発明の目的は、ＰＤＰの放電応答特性及び発光効率を向上することができる、真空蒸着装置及びその装置を用いて形成された保護膜並びにその保護膜の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、図１及び図２に示すように、基板１３を保持する保持手段１４と、この保持手段１４により保持された基板１３表面に所定の間隔をあけて対向して設けられ保護膜用蒸着材１５が入れられるハース１１，１２と、保持手段１４とハース１１，１２とを収容するチャンバ１６と、チャンバ１６内を所定の真空度まで減圧する真空ポンプと、ハース１１，１２に入れられた保護膜用蒸着材１５から蒸着材粒子を蒸発させて基板１３表面に堆積させることにより基板１３表面に保護膜１７を形成する蒸発堆積手段とを備えた真空蒸着装置の改良である。
その特徴ある構成は、ハース１１，１２が、基板１３の中心線上に基板１３表面に対向して設けられ基板１３表面に保護膜１７のベース部１７ａを形成するための保護膜用蒸着材１５が入れられる第１ハース１１と、第１ハース１１を所定の間隔をあけて囲むとともに互いに所定の間隔をあけて配設されベース部１７ａ表面に保護膜１７の凹凸部１７ｂを形成するための保護膜用蒸着材１５が入れられる２又は３以上の第２ハース１２とを有するところにある。
この請求項１に記載された真空蒸着装置では、先ず蒸発堆積手段が第１ハース１１内の保護膜用蒸着材１５からＭｇＯ粒子等の蒸着材粒子を蒸発させて基板１３表面に堆積させる。これにより基板１３表面に保護膜１７のベース部１７ａが形成される。次に蒸発堆積手段が第２ハース１２内の保護膜用蒸着材１５から蒸着材粒子を蒸発させてベース部１７ａ表面に堆積させる。これによりベース部１７ａ表面に保護膜１７の凹凸部１７ｂが形成される。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１及び図２に示すように、２又は３以上の第２ハース１２が保持手段１４により保持された基１３板表面に対向するようにそれぞれ傾けて設けられたことを特徴とする。
この請求項２に記載された真空蒸着装置では、第２ハース１２を基板１３表面に対向するように傾けて設けたので、第２ハース１２から蒸発したＭｇＯ粒子等の蒸着材粒子が基板１３表面に斜めに堆積する。これにより凹凸部１７ｂの凹凸の数が増大するとともに、凹凸部１７ｂの基端の幅に対する高さの比が大きくなる。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、更に図３に示すように、保持手段１４により保持された基板１３と第２ハース１２との間に、第２ハース１２の開口部から上記基板１３を臨む通孔５１ａが形成されたマスク５１を更に備え、第２ハース１２の開口部と上記基板１３との間隔を１００％とするときマスク５１が第２ハース１２の開口部から５〜３０％離れた位置に設けられ、通孔５１ａの直径が第２ハース１２の開口部の直径の３０〜１５０％となるように通孔５１ａが形成されたことを特徴とする。
この請求項３に記載された真空蒸着装置では、第２ハース１２内の保護膜用蒸着材１５が蒸発して飛び出したＭｇＯ粒子等の蒸着材粒子のうち、マスク５１の通孔５１ａを通過した蒸着材粒子のみが基板１３表面に堆積する。これにより蒸着材粒子のチャンバ１６内面への付着を抑制できる。
【０００８】
請求項４に係る発明は、図１に示すように、請求項１ないし３いずれか１項に記載の真空蒸着装置１０を用いて基板１３表面に形成された保護膜の改良である。
その特徴ある構成は、基板１３表面に形成されたベース部１７ａと、このベース部１７ａ表面に形成された凹凸部１７ｂとを有するところにある。
この請求項４に記載された保護膜では、凹凸部１７ｂの存在により保護膜１７の表面積が増大して、凹凸部１７ｂ表面に電子が滞留し易くなるとともに、凹凸部１７ｂの存在により尖鋭部が増大しこの尖鋭部への電子の密度が高くなって、凹凸部１７ｂ表面から電子を放出し易くなる。
また凹凸部１７ｂの基端の幅が２０〜１００ｎｍであって、この凹凸部１７ｂの基端の幅に対する高さの比が１〜３になるように凹凸部１７ｂが形成されることが好ましい。
【０００９】
請求項６に係る発明は、図１及び図２に示すように、請求項１ないし３いずれか１項に記載の真空蒸着装置１０の保持手段１４により基板１３を保持するとともに、第１及び第２ハース１１，１２に保護膜用蒸着材１５をそれぞれ入れる工程と、チャンバ１６内を所定の真空度に保持した状態で第１ハース１１内の保護膜用蒸着材１５を蒸発堆積手段により蒸発させて基板１３表面に堆積させることにより基板１３表面にベース部１７ａを形成する工程と、チャンバ１６内を引続き所定の真空度に保持した状態で第２ハース１２内の保護膜用蒸着材１５を蒸発堆積手段により蒸発させてベース部１７ａ表面に堆積させることによりベース部１７ａ表面に凹凸部１７ｂを形成する工程とを含む保護膜の形成方法である。
この請求項６に記載された保護膜の形成方法では、基板１３表面にベース部１７ａを形成した後に、チャンバ１６内を大気に開放せずに所定の真空度に保持した状態で、ベース部１７ａ表面に凹凸部１７ｂを形成する工程に移行するため、保護膜１７に不純物が混入することはない。また基板１３表面にベース部１７ａを形成する工程とベース部１７ａ表面に凹凸部１７ｂを形成する工程とが同一の真空蒸着装置１０及び同一の保護膜用蒸着材１５を用いて行われるため、ベース部１７ａと凹凸部１７ｂとの接着力を強固にすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、保護膜用蒸着材を入れた第１ハースを基板の中心線上に基板表面に対向して設け、保護膜用蒸着材を入れた２又は３以上の第２ハースが第１ハースを所定の間隔をあけて囲むとともにこれらの第２ハースを互いに所定の間隔をあけて配設したので、所定の真空度に保持した状態で第１ハース内の保護膜用蒸着材を基板表面に蒸着してベース部を形成した後に、所定の真空度に保持した状態で第２ハース内の保護膜用蒸着材をベース部表面に蒸着して凹凸部を形成する。この結果、凹凸部の存在により保護膜の表面積が増大して、凹凸部表面に電子が滞留し易くなるとともに、凹凸部の存在により尖鋭部が増大しこの尖鋭部への電子の密度が高くなって、凹凸部の先端の尖鋭部から電子を放出し易くなるので、この保護膜を用いたＰＤＰの放電応答特性及び発光効率を向上できる。換言すれば、本発明の保護膜は、凹凸部の先端の尖鋭部に電子を高密度に保持することができるので、放電応答時間の短縮を図ることができる。この結果、本発明の保護膜を用いたＰＤＰでは、高精細で安定した画像を表示することができ、印加電圧を抑制できるとともに、省エネルギ化にも貢献できる。
【００１１】
また２又は３以上の第２ハースを保持手段により保持された基板表面に対向するようにそれぞれ傾けて設ければ、第２ハースから蒸発したＭｇＯ粒子等の蒸着材粒子が基板表面に斜めに堆積するので、凹凸部の凹凸の数が増大するとともに、凹凸部の基端の幅に対する高さの比を大きくすることができる。この結果、保護膜の凹凸部表面に電子がより溜り易くなるとともに、凹凸部から電子が折放出し易くなるので、この保護膜を用いたＰＤＰの放電応答特性及び発光効率をより向上できる。
また保持手段により保持された基板と第２ハースとの間の所定の位置にマスクを設け、このマスクに所定の孔径を有する通孔を形成すれば、第２ハース内の保護膜用蒸着材が蒸発して飛び出したＭｇＯ粒子等の蒸着材粒子のうち、マスクの通孔を通過した蒸着材粒子のみが基板表面に堆積する。この結果、蒸着材粒子のチャンバ内面への付着を抑制できるので、チャンバ内の定期的な清掃の間隔を延ばすことができるとともに、チャンバ内の清掃を容易に行うことができる。
【００１２】
また上記真空蒸着装置を用いて基板表面に保護膜のベース部を形成し、このベース部表面に凹凸部を形成すれば、凹凸部の存在により保護膜の表面積が増大して、凹凸部表面に電子が滞留し易くなるとともに、凹凸部の存在により尖鋭部が増大しこの尖鋭部への電子の密度が高くなって、凹凸部表面から電子を放出し易くなるので、この保護膜を用いたＰＤＰの放電応答特性及び発光効率を向上できる。
また上記真空蒸着装置のチャンバ内を所定の真空度に保持した状態で第１ハース内の保護膜用蒸着材を蒸発堆積手段により蒸発させて基板表面に堆積させることにより基板表面にベース部を形成し、チャンバ内を引続き所定の真空度に保持した状態で第２ハース内の保護膜用蒸着材を蒸発堆積手段により蒸発させてベース部表面に堆積させることによりベース部表面に凹凸部を形成すれば、基板表面にベース部を形成する工程とベース部表面に凹凸部を形成する工程との間に基板を大気に開放せず、また基板表面にベース部を形成する工程とベース部表面に凹凸部を形成する工程とが同一の真空蒸着装置及び同一の保護膜用蒸着材を用いて行われるため、保護膜に不純物が混入することがなく、しかも保護膜のベース部と凹凸部との接着力を強固にすることができる。この結果、この保護膜を用いたＰＤＰを長期間使用しても、保護膜は殆ど劣化しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１及び図２に示すように、真空蒸着装置１０は、フロントガラス基板１３を保持する保持手段１４と、ＭｇＯ蒸着材１５（保護膜用蒸着材）が入れられるハース１１，１２と、保持手段１４とハース１１，１２とを収容するチャンバ１６と、チャンバ１６内を所定の真空度まで減圧する真空ポンプと、ハース１１，１２に入れられたＭｇＯ蒸着材１５からＭｇＯ粒子（蒸着材粒子）を蒸発させてフロントガラス基板１３表面に堆積させる蒸発堆積手段とを備える。保持手段１４は、フロントガラス基板１３が接する保持板１４ａと、保持板１４ａを支持する支軸１４ｂと、この支軸１４ｂを保持板１４ａとともに回転させる回転手段と、保持板１４ａにフロントガラス基板１３を密着させる吸着手段とを有する。吸着手段としては、バキュームによる吸引力、静電力、電磁力等を利用した機構が挙げられる。ハース１１，１２は保持手段１４により保持されたフロントガラス基板１３表面に所定の間隔をあけて対向して設けられる。またハース１１，１２は、フロントガラス基板１３の中心線上にフロントガラス基板１３表面に対向して設けられた第１ハース１１と、第１ハース１１を所定の間隔をあけて囲むとともに互いに所定の間隔をあけて配設された２つの第２ハース１２，１２とを有する。第１ハース１１には、フロントガラス基板１３表面にＭｇＯ保護膜１７のベース部１７ａを形成するためのＭｇＯ蒸着材１５が入れられ、第２ハース１２には、ベース部１７ａ表面にＭｇＯ保護膜１７の凹凸部１７ｂを形成するためのＭｇＯ蒸着材１５が入れられる。第１及び第２ハース１１，１２内のＭｇＯ蒸着材１５の材質は同一である。なお、この実施の形態では、第２ハースを２つ設けたが、３つ又は４つ以上設けてもよい。これらの場合、第２ハースは第１ハースを中心とする同心円上であってこの円周方向に所定の間隔をあけてそれぞれ設けられる。またフロントガラス基板１３表面には、サステイン電極やスキャン電極等の電極１８が形成されるとともに、これらの電極１８を被覆するように誘電体ガラス層１９が形成される。これにより本発明のＭｇＯ保護膜１７は誘電体ガラス層１９表面に形成される。
【００１４】
単一の第１ハース１１と２つの第２ハース１２，１２は同形同大の深皿状にそれぞれ形成される。第１ハース１１の開口部と保持手段１４により保持されたフロントガラス基板１３との間隔Ｄ1は３００〜１０００ｍｍ、好ましくは４００〜６００ｍｍの範囲に設定される（図２（ａ））。ここで、上記間隔Ｄ1を３００〜１０００ｍｍの範囲に限定したのは、３００ｍｍ未満では加熱された蒸着材からの輻射熱により基板が高温にさらされ、膜質を劣化させるとともにスプラッシュの影響を受け易くなるからであり、１０００ｍｍを越えると装置が大型化し、また基板への蒸着材の成膜効率が下がるからである。また２つの第２ハース１２，１２は保持手段１４により保持されたフロントガラス基板１３表面に対向するようにそれぞれ傾けて設けられる。具体的には、第２ハース１２の開口面の水平面に対する角度θは５〜６０度、好ましくは３０〜５０度の範囲に設定され、第２ハース１２の開口部の中心点と保持手段１４により保持されたフロントガラス基板１３の中心点との間隔Ｄ2は３００〜１０００ｍｍ、好ましくは４００〜６００ｍｍの範囲に設定される。ここで、上記角度θを５〜６０度の範囲に限定したのは、５度未満では凹凸の形成が困難になるからであり、６０度を越えると凹凸の形成が困難である上、成膜効率が悪くなるからである。また、上記間隔Ｄ2を３００〜１０００ｍｍの範囲に限定したのは、３００ｍｍ未満では加熱された蒸着材からの輻射熱により基板が高温にさらされ、膜質を劣化させるとともにスプラッシュの影響を受け易くなるからであり、１０００ｍｍを越えると装置が大型化し、また基板への蒸着材の成膜効率が下がるからである。なお、第２ハース１２の開口部の中心点と第１ハース１１の開口部の中心点との間隔Ｒは、上記角度θ及び上記間隔Ｄ2により適宜設定される。即ち、角度θだけ傾けた第２ハース１２の中心線が保持手段１４により保持されたフロントガラス基板１３の中心に一致するように上記間隔Ｒが設定される。
【００１５】
一方、蒸発堆積手段としては、電子ビーム加熱手段やイオンプレーティング手段などが挙げられる。電子ビーム加熱手段は、第１及び第２ハース１１，１２内のＭｇＯ蒸着材１５に電子ビームを照射して加熱することにより、ＭｇＯ粒子を蒸発させて飛び出させ、このＭｇＯ粒子を誘電体ガラス層１９表面に堆積させるように構成される。またイオンプレーティング手段は、フロントガラス基板１３を陰極としグロー放電を起こさせ、第１及び第２ハース１１，１２内のＭｇＯ蒸着材１５から蒸発して飛び出したＭｇＯ粒子をイオン化又は励起させて加速した後に誘電体ガラス層１９に激突させて堆積させるように構成される。これらのＭｇＯ粒子が誘電体ガラス層１９表面に堆積することにより、誘電体ガラス層１９表面にＭｇＯ保護膜１７が形成される。
【００１６】
このように構成された真空蒸着装置１０を用いて誘電体ガラス層１９表面にＭｇＯ保護膜１７を形成する方法を説明する。
先ず表面に電極１８及び誘電体ガラス層１９が形成されたフロントガラス基板１３を真空蒸着装置１０の保持手段１４により保持するとともに、第１及び第２ハース１１，１２にＭｇＯ蒸着材１５をそれぞれ入れる。ＭｇＯ蒸着材１５の純度は９８％以上であることが好ましく、ＭｇＯ蒸着材１５の相対密度は９０％以上であることが好ましい。またＭｇＯ蒸着材１５は直径１〜１０ｍｍの球状、或いは直径２〜１０ｍｍ及び高さ１〜５ｍｍの円板状のペレットであることが好ましい。次にチャンバ１６内を所定の真空度、即ち５×１０-5〜１×１０-3Ｐａ、好ましくは５×１０-5〜５×１０-4Ｐａに保持した状態で、第１ハース１１内のＭｇＯ蒸着材を蒸発堆積手段により蒸発させて誘電体ガラス層１９表面に堆積させる。このとき第２ハース１２内のＭｇＯ蒸着材１５は蒸発させない。これにより誘電体ガラス層１９表面にベース部が形成される（図２（ａ））。ここで、チャンバ１６内の真空度を５×１０-5〜１×１０-3Ｐａの範囲に限定したのは、５×１０-5Ｐａ未満では必要以上にチャンバ１６内を気密にしたり或いは真空ポンプの動力を要するからであり、１×１０-3Ｐａを越えると誘電体ガラス層１９表面に形成されるＭｇＯ保護膜１７の質が低下するからである。またチャンバ１６内の酸素分圧は５×１０-3〜５×１０-1Ｐａ、好ましくは０．７×１０-3〜２×１０-2Ｐａに設定される。ここで、チャンバ１６内の酸素分圧を５×１０-3〜５×１０-1Ｐａの範囲に限定したのは、５×１０-3Ｐａ未満では酸素欠損の過剰により放電応答性が遅延化するからであり、５×１０-1Ｐａを越えると酸素過剰により放電要求電圧が高くなるからである。
【００１７】
更にチャンバ１６内を引続き所定の真空度に保持した状態で第２ハース１２内のＭｇＯ蒸着材１５を蒸発堆積手段により蒸発させてベース部１７ａ表面に堆積させる。これによりベース部１７ａ表面に凹凸部１７ｂが形成される（図２（ｂ））。このとき第１ハース１１内のＭｇＯ蒸着材１５は蒸発させない。また第２ハース１２をフロントガラス基板１３表面に対向するようにそれぞれ傾けて設けたので、第２ハース１２から蒸発したＭｇＯ粒子が誘電体ガラス層１９表面に斜めに堆積するので、凹凸部１７ｂの凹凸の数が増大するとともに、凹凸部１７ｂの基端の幅に対する高さの比を大きくすることができる。この結果、ＭｇＯ保護膜１７の凹凸部１７ｂ表面に電子がより溜り易くなるとともに、凹凸部１７ｂから電子が折放出し易くなるので、このＭｇＯ保護膜１７を用いたＰＤＰ２０の放電応答特性及び発光効率をより向上できる。このように誘電体ガラス層１９表面にベース部１７ａを形成する工程とベース部１７ａ表面に凹凸部１７ｂを形成する工程との間にフロントガラス基板１３を大気に開放せず、また誘電体ガラス層１９表面にベース部１７ａを形成する工程とベース部１７ａ表面に凹凸部１７ｂを形成する工程とが同一の真空蒸着装置１０及び同一のＭｇＯ蒸着材１５を用いて行われるため、ＭｇＯ保護膜１７に不純物が混入することがなく、しかもＭｇＯ保護膜１７のベース部１７ａと凹凸部１７ｂとの接着力を強固にすることができる。この結果、このＭｇＯ保護膜１７を用いたＰＤＰ２０を長期間使用しても、ＭｇＯ保護膜１７は殆ど劣化しない。
なお、上記凹凸部１７ｂの基端の幅は２０〜１００ｎｍ、好ましくは２０〜５０ｎｍに設定される。また凹凸部１７ｂの基端の幅に対する高さの比が１〜３、好ましくは１．２〜１．５になるように凹凸部１７ｂが形成される。ここで、凹凸部１７ｂの基端の幅を２０〜１００ｎｍの範囲に限定したのは、２０ｎｍ未満では結晶の細分化による膜抵抗の増加により放電特性が悪化するからであり、１００ｎｍを越えると凹凸を形成することが困難になるからである。また凹凸部１７ｂの基端の幅に対する高さの比を１〜３の範囲に限定したのは、１未満では凹凸部１７ｂの表面に電子が溜り難くなるとともに凹凸部１７ｂの表面から電子が放出し難くなり、３を越えると凹凸部１７ｂが欠損するおそれがあるからである。
【００１８】
このように形成されたＭｇＯ保護膜１７を使用したＰＤＰ２０の内部構造を図３に示す。
面放電形式のＡＣ型ＰＤＰ２０では、通常、フロントガラス基板１３の画面横方向にサステイン電極２２とスキャン電極２３が対をなして平行に配置される。またリアガラス基板２４の画面縦方向には、アドレス電極２６が配置される。このサステイン電極２２とスキャン電極２３の間隙は放電ギャップと呼ばれており、この間隙は約８０μｍに選定される。またフロントガラス基板１３とリアガラス基板２４は１００〜１５０μｍ程度の高さの隔壁２７によって隔てられ、この隔壁２７の壁面及び底部には蛍光体粉末２８が塗布される。カラー表示の場合には、ライン方向に並ぶ３つの放電空間を形成する隔壁２７の背面及び底部に３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の蛍光体２８Ｇ、２８Ｂ、２８Ｒがそれぞれ塗布されて３つのサブピクセル（単位発光領域）を形成し、これらを１ピクセルとする。フロントガラス基板１３、リアガラス基板２４及び隔壁２７で形成された放電空間２９には、ガスが封入される。この封入ガスには、Ｎｅ（ネオン）やＸｅ（キセノン）等の不活性ガスの混合ガスが使用される。
サステイン電極２２及びスキャン電極２３を被覆する誘電体ガラス層１９の表面には、放電時の放電ガスによるイオン衝撃を低減するため、耐スパッタ性の高い保護膜１７が設けられる。ＰＤＰ２０では保護膜１７の材質、膜質及び形状が放電特性に大きな影響を与えるため、この保護膜１７は放電電極として作用する。この保護膜１７としては、耐スパッタ性に優れかつ二次電子放出係数の高い絶縁物である本発明のＭｇＯ保護膜を用いる。
【００１９】
このように構成されたマトリクス表示形式のＡＣ型ＰＤＰ２０では、フロントガラス基板１３とリアガラス基板２４との間に設けられた放電空間２９内で対向するサステイン電極２２及びスキャン電極２３とアドレス電極２６との間にプラズマ放電を生じさせ、この放電空間２９内に封入されているガスから発生する紫外線を放電空間２９内に設けた蛍光体２８に当てることにより表示を行う。表示素子であるセルの点灯状態の維持（サステイン）にはメモリ効果が利用される。表示に際しては、先ず、ある画像のサステインの終了から次の画像のアドレッシング（書込み）までの間に画面全体の壁電荷の消去（リセット）を行う。次に点灯（発光）すべきセルのみに壁電荷を蓄積させるライン順次のアドレッシング（書込み）を行う。その後に全てのセルに対して一斉に交番極性の放電開始電圧より低い電圧（サステイン電圧）を印加する。壁電荷の存在するセルでは、壁電圧がサステイン電圧に重畳するので、セルに加わる実効電圧が放電開始電圧を越えて放電が生じる。サステイン電圧の印加周波数を高くすることで、見かけ上連続的な点灯状態が得られる。
【００２０】
上記アドレッシング（書込み）では、リアガラス基板のアドレス電極とフロントガラス基板のスキャン電極間で書込み放電を行うことにより壁電荷の蓄積が行われる。例えば、従来より用いられている解像度がＶＧＡ（Visual Graphics Array）クラスで２５６階調表現（８サブフィールド）のＰＤＰでは、書込み放電が３μｓで行われた場合、４８０ラインを順次書込む必要があるため、駆動時間の約１０％が壁電荷の消去に、約７０％が画像データの書込みに費やされ、実際に画像を表示する時間は残りの約２０％程度しか存在しないことになる。ＰＤＰの場合、パネルの輝度はこの画像表示時間が長いほど明るく認識される。パネル輝度を改善するためにはアドレス電極を駆動するアドレスＩＣ数を２倍にして、画像の上下部を別々に書込む（デュアルスキャン）ことで書込み時間を短縮し画像表示時間を延ばすことができる。しかしこの方法を用いると、回路コストが増加する問題がある。
【００２１】
これに対して、本発明のＭｇＯ保護膜１７は、凹凸部１７ｂの先端の尖鋭部に電子を高密度に保持することができるので、書込み放電の時間を短縮できる、即ち放電応答時間の短縮を図ることができる。この結果、本発明のＭｇＯ保護膜１７を用いたＰＤＰ２０では、高精細で安定した画像を表示することができ、印加電圧を抑制できるとともに、省エネルギ化にも貢献できる。また本発明のＭｇＯ保護膜１７を用いたＰＤＰ２０は、画像表示時間を延ばすことができるため、パネル輝度を向上できる。一方、パネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数の削減も図ることができる。
【００２２】
＜第２の実施の形態＞
図４は本発明の第２の実施の形態を示す。図４において図２と同一符号は同一部品を示す。
この実施の形態では、保持手段１４により保持されたフロントガラス基板１３と第２ハース１２との間に、マスク５１が設けられる。このマスク５１には、第２ハース１２の開口部から上記フロントガラス基板１３を臨む通孔５１ａが形成される。具体的には、第２ハース１２の開口部と上記フロントガラス基板１３との間隔を１００％とするときマスク５１が第２ハース１２の開口部から５〜３０％、好ましくは１０〜２０％離れた位置に設けられる。また通孔５１ａはその直径が第２ハース１２の開口部の直径の３０〜１５０％、好ましくは４０〜８０％となるように形成される。ここで、マスク５１の位置を第２ハース１２の開口部から５〜３０％の範囲に限定したのは、５％未満ではマスクとしての機能を果たさなくなるからであり、３０％を越えると蒸着投影面積が狭くなり、成膜効率が低下するからである。また通孔５１ａの直径を第２ハース１２の開口部の直径の３０〜１５０％の範囲に限定したのは、３０％未満では蒸着効率が著しく低下するからであり、１５０％を越えると凹凸を形成することが困難になるからである。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
このように構成された真空蒸着装置５０では、第２ハース１２内のＭｇＯ蒸着材１５が蒸発して飛び出したＭｇＯ粒子のうち、マスク５１の通孔５１ａを通過したＭｇＯ粒子のみが誘電体ガラス層１９表面に堆積する。この結果、ＭｇＯ粒子のチャンバ１６内面への付着を抑制できるので、チャンバ１６内の定期的な清掃の間隔を延ばすことができるとともに、チャンバ１６内の清掃を容易に行うことができる。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００２３】
＜第３の実施の形態＞
図５は本発明の第３の実施の形態を示す。
この実施の形態では、第１ハース８１が第１軸９１により回転可能に保持されたリング受皿状に形成され、第２ハース８２が第２軸９２により回転可能に保持されたリング受皿状に形成される。上記以外の構成は第１の実施の形態と同一に構成される。
この真空蒸着装置では、第１及び第２ハース８１，８２にＭｇＯ蒸着材１５を補給するときに、真空蒸着装置を停止せずに補給できるので、量産に適した装置となる。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００２４】
なお、上記第１〜第３の実施の形態では、誘電体ガラス層表面へのベース部の形成時に、第２ハース内のＭｇＯ蒸着材の蒸発を停止し、ベース部表面への凹凸部の形成時に、第１ハース内のＭｇＯ蒸着材の蒸発を停止したが、誘電体ガラス層表面へのベース部の形成時に、第２ハース内のＭｇＯ蒸着材を第１ハース内の蒸着材の蒸発量の０〜２０重量％程度であれば蒸発させてもよく、ベース部表面への凹凸部の形成時に、第１ハース内のＭｇＯ蒸着材を第２ハース内の蒸着材の蒸発量の０〜２０重量％程度であれば蒸発させてもよい。
また、上記第１から第３の実施の形態では、保護膜用蒸着材としてＭｇＯ蒸着材を挙げたが、保護膜用蒸着材はＣａＯ蒸着材、ＳｒＣａＯ蒸着材等であってもよい。
【実施例】
【００２５】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
図１及び図２に示すように、ＭｇＯ蒸着材１５（保護膜用蒸着材）として、ＭｇＯ純度が９９．９５％であり、相対密度が９８％であり、直径及び厚さがそれぞれ５ｍｍ及び１．６ｍｍである円板状のペレットを用意し、このＭｇＯ蒸着材１５を同形同大の単一の第１ハース１１と２つの第２ハース１２にそれぞれ入れた。また縦、横及び厚さがそれぞれ１５０ｍｍ、１５０ｍｍ及び２．８ｍｍである正方形板状のガラス基板１３を用意した。このガラス基板１３の表面には、予め厚さ８０μｍの放電ギャップ用のＩＴＯ（Indium Tin Oxide）電極１８と、このＩＴＯ電極１８を被覆する誘電体ガラス層１９とを形成した。このガラス基板１３を保持手段１４の保持板１４ａに吸着させた。またガラス基板１３と第１ハース１１の開口部との間隔Ｄ1を５００ｍｍに設定し、ガラス基板１３の中心と第２ハース１２の開口部との間隔Ｄ2を５００ｍｍに設定し、第２ハース１２の開口部を水平面に対して１０度傾けて第２ハース１２の開口部の中心線をガラス基板１３の中心に略一致させた。このとき第２ハース１２の開口部の中心と第２ハース１２の開口部の中心との間隔Ｒは９０ｍｍであった。更に蒸発堆積手段として電子ビーム加熱手段を用いた。
上記ガラス基板１３に形成された誘電体ガラス層１９上に、第１ハース１１内のＭｇＯ蒸着材１５を電子ビーム加熱手段により加熱し、蒸発させて膜厚８００ｎｍのベース部１７ａを形成した（図２（ａ））。このときの成膜条件は到達真空度が１．０×１０-4Ｐａであり、酸素分圧が１．０×１０-2Ｐａであり、基板温度が２００℃であった。次に上記成膜条件と同一の成膜条件で第２ハース１２内のＭｇＯ蒸着材１５を電子ビーム加熱手段により加熱し、蒸発させて凹凸部１７ｂを形成した（図２（ｂ））。このベース部１７ａ及び凹凸部１７ｂからなるＭｇＯ保護膜１７が形成されたガラス基板１３を実施例１とした。
【００２６】
＜実施例２＞
ガラス基板の中心と第２ハースの開口部との間隔Ｄ2を５００ｍｍに保ったまま、第２ハースの傾斜角度を２０度としたこと以外は、実施例１と同様にしてガラス基板の誘電体ガラス層上にベース部及び凹凸部からなるＭｇＯ保護膜を形成した。このガラス基板を実施例２とした。
＜実施例３＞
ガラス基板の中心と第２ハースの開口部との間隔Ｄ2を５００ｍｍに保ったまま、第２ハースの傾斜角度を３０度としたこと以外は、実施例１と同様にしてガラス基板の誘電体ガラス層上にベース部及び凹凸部からなるＭｇＯ保護膜を形成した。このガラス基板を実施例３とした。
＜実施例４＞
ガラス基板の中心と第２ハースの開口部との間隔Ｄ2を５００ｍｍに保ったまま、第２ハースの傾斜角度を４５度としたこと以外は、実施例１と同様にしてガラス基板の誘電体ガラス層上にベース部及び凹凸部からなるＭｇＯ保護膜を形成した。このガラス基板を実施例４とした。
＜実施例５＞
ガラス基板の中心と第２ハースの開口部との間隔Ｄ2を５００ｍｍに保ったまま、第２ハースの傾斜角度を６０度としたこと以外は、実施例１と同様にしてガラス基板の誘電体ガラス層上にベース部及び凹凸部からなるＭｇＯ保護膜を形成した。このガラス基板を実施例５とした。
【００２７】
＜実施例６＞
第２ハースと基板との間にマスクを設けたこと以外は、実施例１と同様にしてガラス基板の誘電体ガラス層上にベース部及び凹凸部からなるＭｇＯ保護膜を形成した。このガラス基板を実施例６とした。なお、マスクと第２ハースの開口部との間隔は７０ｍｍであり、マスクの通孔の孔径は３０ｍｍであった。
＜実施例７＞
第２ハースと基板との間にマスクを設けたこと以外は、実施例２と同様にしてガラス基板の誘電体ガラス層上にベース部及び凹凸部からなるＭｇＯ保護膜を形成した。このガラス基板を実施例７とした。なお、マスクと第２ハースの開口部との間隔は７０ｍｍであり、マスクの通孔の孔径は３０ｍｍであった。
＜実施例８＞
第２ハースと基板との間にマスクを設けたこと以外は、実施例３と同様にしてガラス基板の誘電体ガラス層上にベース部及び凹凸部からなるＭｇＯ保護膜を形成した。このガラス基板を実施例８とした。なお、マスクと第２ハースの開口部との間隔は７０ｍｍであり、マスクの通孔の孔径は３０ｍｍであった。
＜実施例９＞
第２ハースと基板との間にマスクを設けたこと以外は、実施例４と同様にしてガラス基板の誘電体ガラス層上にベース部及び凹凸部からなるＭｇＯ保護膜を形成した。このガラス基板を実施例９とした。なお、マスクと第２ハースの開口部との間隔は７０ｍｍであり、マスクの通孔の孔径は３０ｍｍであった。
＜実施例１０＞
第２ハースと基板との間にマスクを設けたこと以外は、実施例５と同様にしてガラス基板の誘電体ガラス層上にベース部及び凹凸部からなるＭｇＯ保護膜を形成した。このガラス基板を実施例１０とした。なお、マスクと第２ハースの開口部との間隔は７０ｍｍであり、マスクの通孔の孔径は３０ｍｍであった。
【００２８】
＜比較例１＞
第１ハース内のＭｇＯ蒸着材を電子ビーム加熱手段により蒸発させて、ガラス基板上にＭｇＯ保護膜のベース部を形成したけれども、凹凸部は形成しなかった。このＭｇＯ保護膜が形成されたガラス基板を比較例１とした。
＜比較例２＞
ガラス基板の中心と第２ハースの開口部との間隔Ｄ2を５００ｍｍに保ったまま、第２ハースの傾斜角度を０度とし、第２ハースと基板との間にマスクを設けたこと以外は、実施例１と同様にしてガラス基板の誘電体ガラス層上にベース部及び凹凸部からなるＭｇＯ保護膜を形成した。このガラス基板を比較例２とした。なお、第２ハースを第１ハースに極めて接近して設けたが、第２ハースの傾斜角度が０度であったため、第２ハースの中心線は基板の中心に一致しなかった。また、マスクと第２ハースの開口部との間隔は７０ｍｍであり、マスクの通孔の孔径は３０ｍｍであった。
【００２９】
＜比較試験及び評価＞
実施例１〜１０と比較例１及び２のＭｇＯ保護膜が形成されたガラス基板をフロントガラス基板とした。またリアガラス基板を用意し、このリアガラス基板上に高さ１５０μｍの隔壁（リブ）をピッチ３６０μｍで形成した。上記フロントガラス基板とリアガラス基板を対向するように配置した後、フロントガラス基板、リアガラス基板及び隔壁により形成された放電空間に、Ｎｅ−４％Ｘｅ混合ガスを放電ガスとして注入した。これによりテスト基板が得られた。このテスト基板を用い、−２０℃、３０℃及び９０℃の各温度条件で擬似的なアドレス放電試験、即ち２枚のガラス基板間の対向放電試験を行った。試験条件は、放電ガス圧を５００Torr、印加電圧を２００Ｖ、周波数を１ｋＨｚとした。このような条件で試験を行い、放電によって放出される近赤外線を光電子倍増管により検知し、電圧を印加してから発光が終了するまでの時間を放電応答時間として評価した。なお、この放電応答時間には統計的な発光ばらつきを含む。その結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2008001976.tif 000003
表１から明らかなように、温度条件が−２０℃であってマスクを用いなかった場合には、放電応答時間が比較例１では１１．５μ秒と長かったのに対し、実施例１〜５では１．０〜１０．１μ秒と短くなり、温度条件が−２０℃であってマスクを用いた場合には、放電応答時間が比較例１では１０．６μ秒と長かったのに対し、実施例６〜１０では０．８〜６．８μ秒と短くなった。また温度条件が３０℃であってマスクを用いなかった場合には、放電応答時間が比較例１では２．３μ秒と長かったのに対し、実施例１〜５では０．６〜１．８μ秒と短くなり、温度条件が３０℃であってマスクを用いた場合には、放電応答時間が比較例１では１．９μ秒と長かったのに対し、実施例６〜１０では０．５〜１．８μ秒と短くなった。更に温度条件が９０℃であってマスクを用いなかった場合には、放電応答時間が比較例１では１．３μ秒と長かったのに対し、実施例１〜５では０．５〜１．０μ秒と短くなり、温度条件が９０℃であってマスクを用いた場合には、放電応答時間が比較例１では１．１μ秒と長かったのに対し、実施例６〜１０では０．４〜０．９μ秒と短くなった。
一方、温度条件及びマスクの有無に拘らず、第２ハースの傾斜角度θが次第に大きくなると放電応答時間が次第に短くなり、第２ハースの傾斜角度が４５度であるとき放電応答時間が最も短くなり、第２ハースの傾斜角度θが６０度になると放電応答時間が長くなることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明第１実施形態の真空蒸着装置を示す要部断面構成図である。
【図２】その真空蒸着装置を用いて基板表面にＭｇＯ保護膜を形成する順序を示す工程図である。
【図３】そのＭｇＯ保護膜を用いたＰＤＰの内部構造を示す要部断面斜視図である。
【図４】本発明第２実施形態を示す図２に対応する工程図である。
【図５】本発明第３実施形態の第１及び第２ハースを含む要部断面構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０，５０  真空蒸着装置
１１，８１  第１ハース
１２，８２  第２ハース
１３  フロントガラス基板（基板）
１４  保持手段
１５  ＭｇＯ蒸着材（保護膜用蒸着材）
１６  チャンバ
１７  ＭｇＯ保護膜（保護膜）
１７ａ  ベース部
１７ｂ  凹凸部
５１  マスク
５１ａ  通孔
【図１】
2008001976.tif 000004
【図２】
2008001976.tif 000005
【図３】
2008001976.tif 000006
【図４】
2008001976.tif 000007
【図５】
2008001976.tif 000008