(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に保護膜を形成する成膜室内に、基板搬送機構、該基板を加熱するヒーター、蒸着材料を充填したリングハース、前記リングハースに充填した蒸着材料に電子ビームを照射して蒸着材料を蒸発させ、基板上に蒸着させる電子ビームガンをそれぞれ設けた保護膜形成装置において、前記リングハースによる蒸発ポイントを基板の搬送方向に対して直角方向に複数列配置したことを特徴とするプラズマディスプレイ保護膜形成装置。
【請求項２】
基板を加熱するヒーターを複数個分割して設けるとともに、前記各ヒーターに加熱温度設定用制御手段を個別に設けたことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイ保護膜形成装置。
【請求項３】
成膜ゾーンを限定するための開口制御板に冷却機構を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプラズマディスプレイ保護膜形成装置。
【請求項４】
基板を搬送しつつ成膜するに際し、基板の搬送方向に対し、直角方向に蒸発ポイントを複数列配置することにより、高成膜レートで均一に成膜させるようにしたことを特徴とするプラズマディスプレイ保護膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭｇＯ膜等のプラズマディスプレイ用保護膜形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大画面の壁掛けテレビ等の実用化に向け、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）が注目を集めているが、このパネル用として、ガラス製の基板上に保護膜としてＭｇＯ成膜を形成することが行われている。また、このプラズマディスプレイパネルの成膜に限らず、基板上に皮膜を形成させることは、種々の分野に適用されている。この成膜には真空蒸着装置が用いられるが、その成膜作業を連続的に行うためには通常インライン式のものが使用される。
図７に従来一般に使用されている保護膜形成装置の蒸着室の概念図を示す。蒸着室１内において、基板４は搬送機構５にセットされ、さらにその上部に設置されたヒーターパネル６によって加熱されながら水平方向に移動する。一方、基板４の表面に蒸着されるＭｇＯは、図８に示すように、２台の回転するリングハース３に充填され、同じく２台のピアス式電子ビーム（ＥＢ）ガン２から電子ビーム７をリングハース３上のＭｇＯに照射し、基板の搬送方向に対して直角方向に１列に並んだ４箇所からＭｇＯを蒸発させ、基板４上に蒸着・堆積する。例えば約１ｍ×１．５ｍの大面積の基板４にＭｇＯ保護膜を形成させている。また、このとき基板４の下方にはＭｇＯの入射角θを制限して、保護膜の膜質を維持するために開口制限板８を設置している。
ところで、ＭｇＯは昇華性の材料であるため、局所的に加熱すると、スプラッシュが発生し易い。そのため、スプラッシュなしに高い成膜レートを得るためには、電子ビームをスイープさせ、蒸発面積を広くし、高出力の電子ビームを投入しなければならない。
その結果、蒸発源からの輻射熱により、蒸着中に基板温度が大きく上昇し、しかも基板の面内で大きな温度分布が発生し、その結果ガラス製の基板が割れる問題が多発した。また、スプラッシュの発生と上記基板割れの問題により、生産可能な成膜レートは２５００Å／ｍｉｎが限界であった。
図１０は、上記の従来装置により、基板加熱温度２００℃、成膜レート２５００Å／ｍｉｎにおいて、厚さ７０００ÅのＭｇＯ膜を形成させた場合の温度測定結果を示すものである。また図９は基板温度の測定位置を示す説明図である。図９において、５は搬送装置のキャリアで、ホルダー９により基板４を保持している。ＡおよびＢは基板温度の測定位置である。なお１０は盲板である。このような位置における測定の結果、図１０に示すように、測定位置Ａ−Ｂ間で最大８０℃の温度差が発生していることが分かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、蒸発ポイントを、基板の搬送方向に対し、直角方向に複数列配置すること、また、基板を加熱するヒーターを複数個分割して設けるとともに、各ヒーターに加熱温度設定用制御手段を個別に設けたこと、さらに、成膜ゾーンを限定するための開口制御板に冷却機構を設けたことにより、成膜時における基板の温度上昇の低減と、基板の温度分布の差を少なくでき、大面積基板に均一に成膜するとともに、温度上昇による基板の割れを防止し、従来装置における問題点を解消を図ったものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明のプラズマディスプレイ保護膜形成装置は、基板上に保護膜を形成する成膜室内に、基板搬送機構、該基板を加熱するヒーター、蒸着材料を充填したリングハース、前記リングハースに充填した蒸着材料に電子ビームを照射して蒸着材料を蒸発させ、基板上に蒸着させる電子ビームガンをそれぞれ設けた保護膜形成装置において、前記リングハースによる蒸発ポイントを基板の搬送方向に対して直角方向に複数列配置したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１記載のプラズマディスプレイ保護膜形成装置において、基板を加熱するヒーターを複数個分割して設けるとともに、前記各ヒーターに加熱温度設定用制御手段を個別に設けたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載のプラズマディスプレイ保護膜形成装置において、成膜ゾーンを限定するための開口制御板に冷却機構を設けたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明のプラズマディスプレイ保護膜形成方法は、基板を搬送しつつ成膜するに際し、基板の搬送方向に対し、直角方向に蒸発ポイントを複数列配置することにより、高成膜レートで均一に成膜させるようにしたことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態は、蒸着材料を充填したリングハースおよびリングハースに充填した蒸発材料に電子ビームを照射する電子ビームガンにより形成される蒸発ポイントを、基板の搬送方向に対し、直角方向に複数列配置したものである。その結果、大面積の基板に対して均一に成膜することが可能である。
【０００６】
本発明の第２の実施の形態は，基板を加熱するヒーターを複数個分割して設け、かつ該ヒーターに加熱温度設定用制御手段を個別に設けたものである。その結果、成膜時における基板への入熱量の均一化を図り、基板の割れを防止することができる。
【０００７】
本発明の第３の実施の形態は，成膜ゾーンを限定するための開口制御板に冷却機構を設けたものである。その結果、成膜時における基板の温度の上昇を低減することができる。
【０００８】
本発明の第４の実施の形態は，基板を搬送しつつ成膜するに際し、基板の搬送方向に対し、直角方向に蒸発ポイントを複数列配置することにより、高成膜レートで均一に成膜させるようにしたプラズマディスプレイ保護膜形成方法である。
【０００９】
【実施例】
（実施例１）
以下、図面により本発明の一実施例を説明する。既に従来例で説明した構成については同一符号を付してその説明の一部を省略する。図１および図２は本発明のＭｇＯ蒸着装置における電子ビームガンとリングハースの配置の一例を示す説明図で、図１は、蒸着室１に電子ビームガン２とリングハース３をそれぞれ４台設けた場合を示すものである。同図に示すように、本実施例は、リングハース３を基板の搬送方向に対して直角方向に２台づつ２列に配置している。また各列が４つの蒸発ポイントとなるように、各リングハース３は２つの蒸発ポイントを持つ。また、図２は、電子ビームガン２とリングハース３をそれぞれ２台設けた場合を示すものである。同図に示すように、本実施例は、２台のリングハース３を基板の搬送方向に対して直角方向に１列に配置し、各リングハース３には、4つの蒸発ポイントを基板の搬送方向に対して直角方向に２つづつ２列に形成している。その結果、基板の搬送方向に対して直角方向に４つづつ２列の蒸発ポイントを持つ。図３は本発明のＭｇＯ蒸着装置の概念図である。図３に示すように、前記の蒸着室１の内部には、下方にモーター等の駆動機構（図示せず）により回転するリングハース３が設けられており、側面には、電子ビームを放出する電子ビームガン２が設置されている。また、リングハース３の上方には、成膜されるガラス等の材料からなる基板４を保持した搬送機構のキャリア５が水平方向に移動可能に配置され、所定速度で基板４を搬送するように配置されている。
【００１０】
上記構成において、基板４上に真空蒸着を行い、成膜を形成させるには、基板４を搬送機構のキャリア５にセットし、基板４の上方に分割設置されたヒーターパネル６によって基板４を加熱しながら水平方向に移動させる。なおそれぞれのヒーターパネル６は、独立に温度制御可能なように構成されている。一方、蒸着室１内に設けた前記４台のリングハース３を回転させつつ、蒸着室１の側壁に設けた４台の電子ビームガン２から前記リングハース３に充填したＭｇＯ等の蒸発材料の２箇所（図１参照）あるいは４箇所（図２参照）の蒸発ポイントに対して、基板の搬送方向に直角方向に電子ビーム７を照射すると、前記ＭｇＯ等の蒸発材料は蒸発・飛散し、基板４上に蒸着・堆積して保護膜が形成される。このとき、基板４は、前記のように、分割設置されたヒーター６により加熱されるが、それぞれのヒーター６ごとに設けた温度制御手段により加熱温度を独立に制御することができるので、基板４における極端な温度分布差の発生を防止することができる。なお、開口制御板８は、基板４に対するＭｇＯの入射角θを制限し、保護膜の膜質を維持するものである。
【００１１】
図４は、上記装置により、基板加熱温度２００℃において、厚さ７０００ÅのＭｇＯ膜を基板上に形成させた場合の温度測定結果を示す。図４において、曲線ＡおよびＢは、図９に示した測定点ＡおよびＢにおける基板の温度と蒸着時間との関係を示すものであるが、この測定値から明らかなように、各測定点において蒸着が開始されるまでの温度上昇 (ΔＴ１)と、各測定点の温度上昇 (ΔＴ２)による測定点Ａ−Ｂ間の温度差が最大でも４５℃まで低減され、その結果、基板割れの危険性を大幅に低減することが可能となった。また、成膜レートについては、スプラッシュの発生なしに、従来装置の２倍の５０００Å／ｍｉｎが得られ、生産性が２倍に向上した。
【００１２】
（実施例２）
図５は、蒸着室１内に分割したヒーターパネル６を設置し、また、基板４の下方に水冷開口制限板８を取り付けた装置を示すものである。基板４に保護膜を形成させるための蒸着の態様は上記実施例１の場合と同様であるため同一符号を付して説明を省略する。図６は、本実施例における基板の温度と蒸着時間との関係を示すものである。基板温度の測定条件は実施例１の場合と同じであったが、リングハース３の直上のヒーターパネル６の設定温度を他のヒーターより５０℃低く設定することにより、各測定点の温度上昇 (ΔＴ２)をさらに低減することができた。また、水冷開口制限板８を用いて基板４の温度上昇を防止することにより、各測定点において蒸着が開始されるまでの温度上昇 (ΔＴ２)が極めて小さくなった。ここで、水冷開口制限板８には、直接堆積膜が付着しないように防着カバー８’が設けられている。
【００１３】
なお、上記の各実施例においては、電子ビームによる蒸着の場合についてのみ説明したが、本発明は、プラズマガンを用いた蒸着やホローカソードガンを用いた反応性蒸着にも適用することが可能である。また、ＭｇＯ以外の成膜にも適用可能である。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、蒸着室内の基板の搬送方向に対して直角方向に複数列の蒸発ポイントを設置することにより、成膜ゾーンを広くすることができ、また基板面内の温度分布の差を小さくすることができる。その結果、基板の搬送速度を高くすることができ、しかも、熱による基板の割れの機会を減少することができ、生産性を大幅に向上することができる。
また、蒸発室に分割したヒーターを設置して、独立に温度制御を行い、かつ、水冷された開口制限板を設置したので、基板に対する入熱量を制御して、その温度上昇を更に低減することができる。
さらに、基板に対する蒸着材料の入射角を制限するために、リングハースと基板との間に設置している開口制限板を、水冷等適宜の手段を用いて冷却することにより、成膜時における基板の温度上昇を防止することができ、基板の割れの機会を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における電子ガンとリングハースの構成の実例を示す説明図
【図２】本発明における電子ガンとリングハースの構成の他の実例を示す説明図
【図３】本発明の保護膜形成装置の実例を示す概念図
【図４】本発明における基板温度と時間との測定結果を示す特性図
【図５】本発明の保護膜形成装置の他の実例を示す説明図
【図６】本発明における基板温度と時間との測定結果を示す特性図
【図７】従来の保護膜形成装置の実例を示す概念図
【図８】従来の保護膜形成装置における電子ガンとリングハースの構成の実例を示す説明図
【図９】基板温度と時間との測定位置を示す説明図
【図１０】従来の保護膜形成装置における基板温度と時間との測定結果を示す特性図
【符号の説明】
１    蒸着室
２    電子ビームガン
３    リングハース
４    基板
５    搬送機構
６    ヒーター
７    電子ビーム
８    開口制限板
９    ホルダー
１０  盲板
【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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【図１０】
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