(57)【要約】  成膜方法は、電極(X,Y)が配列された基板(111)上に化学的気相堆積法によって絶縁体層(17)を形成する。電極(X,Y)の端子部分(Xt,Yt)を覆う形状のマスク(71,72)が、端子部分(Xt,Yt)と離れ且つ対向するように端子部分(Xt,Yt)に対して近接配置され、端子部分(Xt,Yt)における化学的気相堆積による成膜速度が電極(X,Y)のマスク(71,72)で覆われない部分における成膜速度よりも小さい状態で電極(Xt,Yt)への絶縁体の堆積が進む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が配列された基板上に化学的気相堆積法によって絶縁体層を形成するフラットパネルディスプレイの製造方法であって、
電極の端子部分を覆う形状のマスクを当該端子部分と離れ且つ対向するように当該端子部分に対して近接配置し、当該端子部分における化学的気相堆積による成膜速度が当該電極の当該マスクで覆われない部分における成膜速度よりも小さい状態で当該電極上に絶縁体を堆積させる
ことを特徴とするフラットパネルディスプレイの製造方法。
【請求項２】
前記端子部分における成膜速度が前記電極の前記マスクで覆われない部分における成膜速度の１／１０以下である
請求項１に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
【請求項３】
フラットパネルディスプレイの製造に用いるパネルであって、
画面より大きい基板、前記基板上に配列された電極、および前記電極を被覆する単一層からなる誘電体層とを備え、
前記電極は、前記基板における前記画面に対応した表示領域とその周辺の非表示領域とにわたって延び、前記非表示領域に在る端子部分を含んでおり、
前記誘電体層は、前記電極における前記表示領域に在る部分と前記端子部分とにわたっており、
前記誘電体層における前記電極の端子部分を被覆する部位の厚さが、前記電極の前記表示領域に在る部分を覆う部位の厚さの１／１０以下である
ことを特徴とするフラットパネルディスプレイ用のパネル。
【請求項４】
前記誘電体層に保護膜が積層されている
請求項３に記載のフラットパネルディスプレイ用のパネル。
【請求項５】
前記基板は複数個のフラットパネルディスプレイの製造に用いるマザー基板であり、
それぞれが１つのフラットパネルディスプレイに対応する複数の電極配列と、当該複数の電極配列にわたる誘電体層とを備える
請求項３または請求項４に記載のフラットパネルディスプレイ用のパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学的気相堆積によって電極被覆を行うフラットパネルディスプレイの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学的気相堆積（Chemical Vapor Deposition : CVD）は、化学反応によって原料ガスから膜を形成する成膜手法であり、半導体装置をはじめとする微細デバイスの薄膜の形成からメートルオーダの物体のコーティングに至るまで工業的に幅広く応用されている。【０００３】
近年、ＣＶＤ法は、対角１メートル以上の大画面をもつフラットパネルディスプレイの製造にも用いられるようになった。特許３４８１１４２号公報には、ＡＣプラズマディスプレイパネルの製造において、電極を被覆する誘電体層をプラズマＣＶＤによって形成することが記載されている。ＣＶＤ法によれば、薄くて厚さの均一な誘電体層を得ることができるとともに、一般的な材料である低融点ガラスよりも比誘電率の小さい二酸化珪素や有機酸化珪素などの物質からなる誘電体層を厚膜法よりも低い温度で形成することができる。【０００４】
ＣＶＤによる成膜に際して、成膜対象の物体に成膜不用の箇所があるときには、その箇所に対してマスキングが行われる。マスキングに関する先行文献である特開２００３−３２４０７５号公報は、長方形のフレームと薄い帯状体である桟とを組み合わせたマスキング部材を開示している。
【特許文献１】特許３４８１１４２号公報
【特許文献２】特開２００３−３２４０７５号公報
【発明の開示】
【０００５】
プラズマディスプレイパネルの製造において、電極を被覆する誘電体層をＣＶＤ法によって形成する場合には、量産性を損なわずに電極の端子部分を露出させるのが困難であった。
【０００６】
電極の端子部分を露出させるには、電極全体を被覆するように誘電体を堆積させた後に誘電体層を部分的に除去するか、または電極が配列された基板に誘電体を堆積させるときに電極の端子部分の上にマスクを配置してマスキングをすればよい。
【０００７】
誘電体層の部分的な除去の一般的な手法はウエットエッチングである。しかし、ウエットエッチングを用いると、電極の端子部分の消失が起こり易い。つまり、ＣＶＤ法による誘電体層を溶解し且つ電極を溶解しない選択性をもち、しかも経済性および安全性に優れる適切なエッチャントがない。例えば、二酸化珪素を溶解するフッ酸には、電極の端子部分の典型的な材料である銅およびクロムに対する選択性がない。したがって、二酸化珪素からなる誘電体層をフッ酸でエッチングする際には、電極の端子部の溶解を最小限にする極めて精密なエッチング制御を行わなければならず、エッチングレートを小さくする必要がある。そのため、所要時間が長くなる。
【０００８】
一方、マスキングは成膜後に端子部分を露出させる必要がないので、所要時間の観点では有用である。しかし、マスキングを行うと、電極の断線や導通不良の発生頻度が大きくなるという問題があった。
【０００９】
本発明は、電極を被覆する気相堆積法によって形成された絶縁体層を有するフラットパネルディスプレイの製造の量産性を高めることを目的とする。
【００１０】
本発明の目的を達成する成膜方法は、電極が配列された基板上にＣＶＤ法によって絶縁体層を形成するフラットパネルディスプレイの製造方法であって、電極の端子部分を覆う形状のマスクを当該端子部分と離れ且つ対向するように当該端子部分に対して近接配置し、当該端子部分における化学的気相堆積による成膜速度が当該電極の当該マスクで覆われない部分における成膜速度よりも小さい状態で当該電極上に絶縁体を堆積させる。
【００１１】
本発明者は電極の断線が電極にマスクが当接することによって起こることを突き止めた。マスクの当接によって端子部分が大きく傷ついたり、端子部分の表面が傷ついてそのために成膜の後工程での熱処理で表面が酸化したりすることが判った。これを踏まえ、本発明ではマスクを端子部分から微小距離だけ離して対向させる。マスクと端子部分との間に隙間があるので、マスクが当接する場合とは違って、ＣＶＤにおいて端子部分上にも絶縁体が堆積する。しかし、堆積の速度は隙間の寸法に依存し、寸法が小さいほど堆積速度は小さいので、端子部分とマスクとが近接する状態での成膜においては、電極の端子部分上には他の部分と比べて十分に薄い絶縁体層が形成される。
【００１２】
端子部分を覆う薄い絶縁体層は、そのままでは当該端子部分への配線に支障のある場合は、配線に先立って化学的または物理的なエッチング、研磨、もしくは他の手法によって除去される。薄い絶縁体層の除去は、厚い絶縁体層の除去と比べて短い時間で終えることができる。除去の所要時間を短縮する上で、電極を覆う絶縁体層における端子部分での厚さは他の部分での厚さの１/１０以下であるのが望ましい。
【００１３】
端子部分を覆う絶縁体層が極めて薄ければ、すなわち当該端子部分への配線導体の圧着によって絶縁体層が砕けて端子部分と配線導体とが導通するような場合には、配線に先立って絶縁体層を取り除く処理を行う必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プラズマディスプレイパネルのセル構造の一例を示す分解斜視図である。
【図２】表示電極のパターンを示す平面図である。
【図３】プラズマディスプレイパネルの製造において誘電体層を形成するときにマスキングを要する領域を示す平面図である。
【図４】マスクの平面図である。
【図５】マスクとそれを支持するフレームの平面図である。
【図６】プラズマＣＶＤ装置の概要を示す模式図である。
【図７】本発明のマスキングを示す断面図である。
【図８】本発明に係るパネルの構成の第１例を示す断面図である。
【図９】本発明に係るパネルの構成の第２例を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、プラズマディスプレイパネルを例に挙げて本発明の製造方法を説明する。【００１６】
典型的なプラズマディスプレイパネルは図１に示されるセル構造をもつ。図１では２行中の３列に対応した６個のセルを含む部分が描かれ、内部構造を解り易くするために前面板１０と背面板２０とが分離されている。【００１７】
プラズマディスプレイパネル１は前面板１０と背面板２０と図示しない放電ガスとで構成される。前面板１０は、ガラス基板１１、第１の行電極Ｘ、第２の行電極Ｙ、誘電体層１７、および保護膜１８を備える。行電極Ｘおよび行電極Ｙのそれぞれは、パターニングされた透明導電膜１４と金属膜１５の積層体である。背面板２０は、ガラス基板２１、列電極Ａ、誘電体層２２、複数の隔壁２３、赤（Ｒ）の蛍光体２４、緑（Ｇ）の蛍光体２５、および青（Ｂ）の蛍光体２６を備える。【００１８】
面放電を生じさせる表示電極としてガラス基板１１の内面に交互に配列された行電極Ｘおよび行電極Ｙは、誘電体層１７および保護膜１８によって被覆されている。誘電体層１７はＡＣプラズマディスプレイパネルに必須の要素である。誘電体層１７で被覆することにより、誘電体層１７に蓄積する壁電荷を利用して面放電を繰り返し起すことができる。保護膜１８は誘電体層１７に対するスパッタリングを防ぐ。【００１９】
なお、本発明の実施において行電極の配列は広く知られる２つの形態のどちらでもよい。１つは、図１のように隣接する行の間の電極間隙を各行における電極間隙（面放電ギャップ）よりも広くするものである。他の１つは、全ての行電極間隙を等しくするものである。【００２０】
図２は表示電極のパターンを示す。表示電極群４０を構成する行電極Ｘおよび行電極Ｙは、画面６０からガラス基板１１の端縁の近傍まで延長されており、それぞれの先端に駆動ユニットとの導電接続のための端子Ｘｔ，Ｙｔが設けられている。図２において、行電極Ｘの端子Ｘｔはガラス基板１１の左端側に配置され、行電極Ｙの端子Ｙｔはガラス基板１１の右端側に配置されている。端子Ｘｔの配列ピッチは画面６０での行電極Ｘの配列ピッチと異なるので、行電極Ｘの左端の部分（端子Ｘｔを含む）は屈曲した帯状にパターニングされている。この屈曲した部分は透明導電膜１４と金属膜１５の積層体ではなく、金属膜１５のみからなる。同様に、行電極Ｙの右端の部分（端子Ｙｔを含む）は屈曲した帯状にパターニングされており、この屈曲した部分は金属膜１５のみからなる。【００２１】
以上の構成をもつプラズマディスプレイパネル１は、前面板１０および背面板２０を別個に作製し、その後に貼り合わす手順で製造される。一般に、前面板１０の作製にはガラス基板１１の２倍以上の面積をもつマザーガラス板が用いられ、複数個の前面板１０が一括に作製される。同様に複数個の背面板２０も一括に作製される。前面板１０と背面板２０の貼り合わせに先立ってマザーガラス板の分割が行われ、個別化された前面板１０と個別化された背面板２０とが貼り合わせによって一体になる。【００２２】
前面板１０の作製において、単一層からなる誘電体層１７はＣＶＤ法によって形成され、その際に端子Ｘｔ，Ｙｔに対するマスキングが行われる。マスキングを行わなければ、端子Ｘｔ，Ｙｔを含めて表示電極群４０の全体が一様な厚さの単一層である誘電体層１７で覆われてしまい、エッチングまたは研磨によって端子Ｘｔ，Ｙｔを露出させるのに長い時間がかかる。マスキングを行うことにより、誘電体層１７を部分的に取り除く工程が不要になるか、必要であっても比較的に短い時間で取り除くことができるようになる。【００２３】
１枚のマザーガラス板から２つのガラス基板を作製する２面取り（２イン１）を例に挙げると、誘電体層の形成に際して図３の領域Ｓ１１および領域Ｓ１２に対してマスキングを行わなければならない。図３においてマザーガラス板１１１には２個の表示電極群４０が並列に形成されている。マザーガラス板１１１における各表示電極群４０の配置されている部分とその近傍が、１個のプラズマディスプレイパネルにおける前面側のガラス基板１１に相当する。領域Ｓ１１は各表示電極群４０の図中左側の端子部分に対応し、領域Ｓ１２は各表示電極群４０の図中右側の端子部分に対応する。【００２４】
マスキングには図４のように２つのマスク７１，７２を用いる。これらマスク７１，７２はセラミックスまたは耐熱ガラスなどの絶縁材料からなる細長い帯状の板であり、マザーガラス板１１１の両端部と重なるように配置される。【００２５】
マスク７１，７２の寸法はプラズマディスプレイパネルの画面サイズに応じて選定される。例えば、対角４２インチの画面６０をもつプラズマディスプレイパネルのガラス基板はおよそ９９４ｍｍ×５８５ｍｍの大きさをもつ。このガラス基板を２面取りで作製する場合のマザーガラス板１１１は少なくとも画面２つ分（９９４ｍｍ×１１７０ｍｍ）よりも大きい。マスク７１，７２の幅は２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度であり、長さはマザーガラス板１１１の対応する辺と同程度である。厚みは５±２ｍｍ程度である。【００２６】
使用に際してマスク７１，７２は図５のように四角形のフレーム７３によって支持される。フレーム７３は厚さ３０ｍｍ程度のアルミニウム合金からなる剛体であり、マザーガラス板１１１よりも大きく且つ厚い。このことによってマザーガラス板１１１が加熱によって反るのを防ぐ押さえ部材として十分な機械的強度がフレーム７３に備わっている。【００２７】
マスク７１，７２を使用する誘電体層の成膜は、図６に示される平行平板型のプラズマＣＶＤ装置３００によって行われる。プラズマＣＶＤ装置３００は、金属製容器からなるチャンバ（反応室）３１０、材料ガスを広範囲に均等に噴き出すシャワープレート３２０、成膜対象物を支持する可動ベース３３０、上述したマスキング用のマスク７１，７２、およびマスク７１，７２を支持するフレーム７３を備える。【００２８】
シャワープレート３２０はプラズマ発生のための上側電極を兼ね、可動ベース３３０は下側電極を兼ねる。可動ベース３３０には成膜対象物を加熱するヒータが組み込まれている。【００２９】
チャンバ３１０の内部において、シャワープレート３２０と可動ベース３３０との間にマスク７１，７２が配置される。図示の成膜時の状態では、可動ベース３３０には表示電極群４０の形成されたマザーガラス板１１１が載置され、マスク７１，７２の下面が表示電極群４０の上面と近接している。表示電極群４０とシャワープレート３２０との間の空間でプラズマが発生する。マザーガラス板１１１とシャワープレート３２０との距離Ｄは１０〜２０ｍｍ程度に選定されている。【００３０】
本例の可動ベース３３０は上下に移動可能なリフト式である。マザーガラス板１１１の搬入時および搬出時には可動ベース３３０は下がり、固定配置されたフレーム７３から離れる。チャンバ３１０にはインタロック機能をもった搬入・搬出のための機構が組み付けられている。【００３１】
成膜工程の概要は次のとおりである。【００３２】
マザーガラス板１１１を搬入したチャンバ３１０の内部を例えば２．５〜３．５Ｔｏｒｒ程度の圧力に減圧し、マザーガラス板１１１を２００〜４００℃程度の温度に加熱した状態で、シャワープレート３２０の中央に設けられた導入孔３２１からチャンバ３１０内に原料ガスが導入される。二酸化珪素からなる誘電体層を形成する場合には、例えばシラン（ＳｉＨ4）と亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）が導入される。導入された原料ガスはシャワープレート３１０からマザーガラス板１１１の全体に向かってほぼ均等に噴出する。【００３３】
原料ガスの導入と並行して、可動ベース３３０の下方に位置する主排気孔３１１を介してチャンバ３１０に対する排気が行われる。チャンバ３１０には図示しない真空計が設けられており、その出力に応じて排気系のバルブを制御することによってチャンバ３１０の真空度が一定に保たれる。【００３４】
このようにして一定量の原料ガスが供給されるチャンバ３１０の内部では、１．５〜２．５ｋＷの高周波電力の印加により発生したプラズマが原料ガスを活性化し、化学反応を促進させる。そして、化学反応で生じた膜材料がマザーガラス板１１１の成膜面Ｓ１に堆積し、誘電体層を形成する。本例での成膜面Ｓ１とは、表示電極群４０の形成されたマザーガラス板１１１における上面であり、厳密には表示電極群４０の露出面と電極間の基板面とで構成される。【００３５】
このような成膜において、マスク７１，７２は図７のように表示電極群４０の端子部分４０ｔと離れ且つ対向するように当該端子部分４０ｔに対して近接配置される。図７ではマスク７１のみが描かれているが、マスク７２もマスク７１と同様に表示電極群４０の図示しない端子部分に対して近接配置される。ただし、マスク７１が対向する端子部分４０ｔは図３で示される領域Ｓ１１に対応し、マスク７２が対向する端子部分は領域Ｓ１２に対応する。【００３６】
図７（Ａ）のように、成膜開始時においてマスク７１との表示電極群４０の端子部分４０ｔとの距離ｄの設定値は０．５〜２．０ｍｍ程度である。この距離ｄの値はマザーガラス板１１１とシャワープレート３２０との距離Ｄと比べて十分に小さい。このため、端子部分４０ｔにおける化学的気相堆積による成膜速度は当該表示電極群４０のマスク７１で覆われていない部分における成膜速度よりも極端に小さい。例えば１／１０以下である。したがって、図７（Ｂ）のように、成膜された誘電体層１７において、端子部分４０ｔを覆う部位の厚さｔ２は他の部位の厚さｔ１よりも極端に小さい。なお、図７では誘電体層１７の厚さが誇張されている。実際の誘電体層１７の厚さｔ１は５〜２０μｍ程度であり、距離ｄよりもはるかに小さい値である。厚さｔ２はさらに小さい値である。【００３７】
成膜に際してマスキング用のマスク７１，７２を表示電極群４０と接触させないので、表示電極群４０の損傷が生じない。端子部分４０ｔが薄い誘電体層で被覆されるので、成膜後にマザーガラス板１１１を大気に晒したり大気中で熱処理を加えたりしても表示電極群４０が酸化しない。【００３８】
このようにして部分的に薄い単一層からなる誘電体層１７を形成した後、保護膜１８として例えばマグネシアを蒸着する。その際、表示領域以外で蒸着が不要な領域をマスキングしてもよい。保護膜１８を形成した後、マザーガラス板１１１を複数の前面板１０に分割し、各前面板１０と別途作製した背面板２０とを重ね合わせて一体化する。一体化の後、必要であれば、前面板１０の表示電極群４０における端子部分４０ｔを覆う薄い誘電体層をエッチングまたは研磨によって除去する。端子部分４０ｔを覆う絶縁体が十分に薄ければ、例えば数千オングストローム以下であれば、フレキシブル配線板などの外部導体を圧接することによって薄い絶縁体が破れて外部導体と端子部分４０ｔとが導通するので、その場合は端子部分４０ｔを覆う薄い誘電体層の除去処理を省略することができる。【００３９】
図８は本発明に係るパネルの構成の第１例を示す断面図である。図８のパネル１０ａは、プラズマディスプレイパネル１の製造における単一層からなる誘電体層１７の成膜を終えた段階のマザーガラス板１１１であり、前面板１０の仕掛かり品である。【００４０】
パネル１０ａにおいて、表示電極群４０は、マザーガラス板１１１における画面に対応した表示領域Ｓ６０とその周辺の非表示領域Ｓ６１とにわたって延び、非表示領域Ｓ６１に在る端子部分４０ｔを含んでいる。また、誘電体層１７は、表示電極群４０における表示領域Ｓ６０に在る部分と端子部分４０ｔとにわたっている。そして、誘電体層１７における端子部分４０ｔを被覆する部位の厚さｔ２が、表示領域Ｓ６０に在る部分を覆う部位の厚さｔ１の１／１０以下である。【００４１】
図９は本発明に係るパネルの構成の第２例を示す断面図である。図９のパネル１０ｂは、プラズマディスプレイパネル１の製造において誘電体層１７上への保護膜１８の積層を終えた段階のマザーガラス板１１１であり、前面板１０の仕掛かり品である。【００４２】
例示のパネル１０ｂにおいて、保護膜１８は単一層からなる誘電体層１７の全体を一様な厚さで覆うように形成されている。表示電極群４０を被覆する絶縁体（誘電体層１７と保護膜１８の積層体）における端子部分４０ｔを被覆する部位の厚さｔ４は、表示領域Ｓ６０内の部位の厚さｔ３の１／１０以下である。【００４３】
パネル１０ａまたはパネル１０ｂを用いてプラズマディスプレイパネル１を製造すれば、上述のとおり誘電体層１７の成膜に際して端子部分４０ｔに傷が付かないので、電極の断線や導通不良が生じにくい。端子部分４０ｔが表示領域Ｓ６０のような厚い絶縁体で覆われていないので、配線を行うために端子部分４０ｔを短時間で露出させたり、外部導体の圧接で露出させたりすることができる。つまり、歩留まりと製造時間の短縮の両立を図ることができる。【００４４】
本発明の実施において、マスクパターンは成膜対象の形状に応じて選定されるべきものであり、図４に例示したパターンに限定されない。２面取りに限らず、マザーガラス板から１枚のガラス基板のみを作製する１面取り（１イン１）、または３以上のｎ枚のガラス基板を作製するｎ面取り（ｎイン１）に本発明は適用可能である。【００４５】
本発明に係るパネルには、例示のパネル１０ａ、１０ｂおよびこれらパネル１０ａ、１０ｂを分割して得られる各プラズマディスプレイパネルに対応した前面板（または背面板）が含まれる。【００４６】
マスク７１，７２およびフレーム７３の材質、平面寸法、厚さ、マスク７１，７２と電極との対向間隙ｄの値、マスク７１，７２の数および配置、成膜装置の構成などは、本発明の趣旨に沿う範囲内で適宜選定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、化学的気相堆積法による電極被覆膜の形成に有用であり、プラズマディスプレイパネルおよび液晶パネルを含むフラットパネルディスプレイの製造に利用することができる。
【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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【国際調査報告】
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2007069333.tif 000013
2007069333.tif 000014
2007069333.tif 000015