(57)【要約】      （修正有）【課題】常圧で密閉及び開放構造のいずれでも処理でき、瞬間加熱によって処理時間を低減でき、収率向上及び費用節減が図れ、高温処理時間短縮によって基板の熱膨張および収縮による損傷を最小限にとどめて不良率を減少させ、基板上に実現される構造物形成材料層の緻密度を向上できる熱処理炉、平板表示素子装置およびそれによって製造される平板表示素子を提供する。【解決手段】平板表示素子製造のためのパネル４０４に形成される構造物形成材料層に熱処理をして必要な構造物を形成する平板表示素子製造用熱処理炉４０２は、前記熱処理炉は、マイクロウェーブを発生させるマグネトロン；前記マグネトロンで発生したマイクロウェーブを伝達する導波管；および、前記マイクロウェーブとガスによってマイクロウェーブプラズマ３０６を形成して、前記パネルに照射されるように放出する放電管を含む。【選択図】図２
2007303805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板表示素子製造のためのパネルに形成される構造物形成材料層に熱処理をして必要な構造物を形成する平板表示素子製造用熱処理炉であって、
前記熱処理炉は
マイクロウェーブを発生させるマグネトロン；
前記マグネトロンで発生したマイクロウェーブを伝達する導波管；および、
前記導波管を通じて伝達されたマイクロウェーブと熱処理炉に供給されるガスによってマイクロウェーブプラズマを形成して、前記形成されたプラズマを前記平板表示素子製造のための構造物形成材料層が形成されるパネルに照射されるように放出する放電管を含むことを特徴とする平板表示素子製造用熱処理炉。
【請求項２】
前記平板表示素子はプラズマディスプレイパネルであり、前記構造物形成材料層は前記パネルの電極形成用ペーストであり、前記構造物は前記パネルの電極であり、前記熱処理は前記電極形成用ペーストの焼成である請求項１に記載の平板表示素子製造用熱処理炉。
【請求項３】
前記平板表示素子は液晶表示素子であり、前記構造物形成材料層は前記パネルのスパッタリングされた金属薄膜であり、前記構造物は前記パネルの電極であり、前記熱処理は前記電極形成用金属薄膜の均一化である請求項１に記載の平板表示素子製造用熱処理炉。
【請求項４】
前記マイクロウェーブプラズマは常圧マイクロウェーブプラズマであり、前記熱処理炉は入口部と出口部が外部に開放されたチャンバーで形成される請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の平板表示素子製造用熱処理炉。
【請求項５】
前記マイクロウェーブプラズマは常圧マイクロウェーブプラズマであり、前記熱処理炉は入口部と出口部が外部から密閉されたチャンバーで形成される請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の平板表示素子製造用熱処理炉。
【請求項６】
前記熱処理炉は、前記放電管が固定され、前記パネルが移送される請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の平板表示素子製造用熱処理炉。
【請求項７】
前記熱処理炉は、前記パネルが固定され、前記放電管が移動する請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の平板表示素子製造用熱処理炉。
【請求項８】
前記マグネトロンは、周波数が２．４５ＧＨｚ帯域である請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の平板表示素子製造用熱処理炉。
【請求項９】
前記マイクロウェーブを整合させて出力を増大する３重棒チューナーをさらに含む請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の平板表示素子製造用熱処理炉。
【請求項１０】
前記放電管は、熱処理炉でパネルの移送方向に垂直な方向に複数個が並んで配置される請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の平板表示素子製造用熱処理炉。
【請求項１１】
平板表示素子製造装置であって、
請求項１〜３のうちのいずれか一項の平板表示素子製造用熱処理炉を含む平板表示素子製造装置。
【請求項１２】
前記熱処理炉の前端にこれと連続して連結され、平板表示素子製作用パネルを乾燥して前記熱処理炉に供給する乾燥炉；および、
前記熱処理炉の後端にこれと連続して連結され、熱処理された平板表示素子製作用パネルを冷却する冷却部をさらに含む請求項１１に記載の平板表示素子製造装置。
【請求項１３】
平板表示素子製造用構造物形成材料層が形成されたパネルを乾燥工程に付し、前記材料層を熱処理する平板表示素子製造方法であって、
前記熱処理を、マイクロウェーブプラズマを基板に照射して前記構造物形成材料層を加熱して行う平板表示素子の製造方法。
【請求項１４】
前記熱処理を、マイクロウェーブを発生させるマグネトロン、前記マグネトロンで発生したマイクロウェーブを伝達する導波管および、前記導波管を通じて伝達されたマイクロウェーブと熱処理炉に供給されるガスによって常圧マイクロウェーブプラズマを形成して、前記形成されたプラズマを前記平板表示素子製造用構造物形成材料層が形成されたパネルに照射されるように放出する放電管を含む熱処理炉で行う請求項１３に記載の平板表示素子の製造方法。
【請求項１５】
平板表示装置に使用される平板表示素子であって、
平板表示素子用平板、該平板表示素子用平板上に、請求項１３または１４の平板表示素子の製造方法によって製造される平板表示素子用構造物を含む平板表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板表示素子製造用熱処理炉、これを含む平板表示素子製造装置、その製造方法、およびこれを利用した平板表示素子に関し、より詳細には、マイクロウェーブプラズマを利用したＦＰＤ用パネルであるＦＤＰ、つまり、平板表示素子製造用熱処理炉、基板製造装置および製造方法、これを利用した平板表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）や有機および無機発光表示素子（ＥＬＤ）、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含む各種平板表示装置（ＦＰＤ）に使用される平板表示素子（Flat Display Panel）はその用途と特性によって多様な材料のペーストや金属が塗布された基板を使用する。
【０００３】
このようなペーストを利用する方法では、ペーストを基板に印刷などの方法で塗布して基板に厚いペースト層を形成した後、このペースト層を乾燥および焼成して基板に必要な構造物に形成したり、フォトリソグラフィ方法を適用してパターンを形成した後、これを乾燥した後に焼成する方法が適用される。
【０００４】
しかし、既存の焼成工程は、焼成炉全体を加熱して基板に熱を伝達してペーストを焼成する間接加熱方式である。平板表示素子には基板になるパネルとして炭酸ナトリウムガラスが主に使用されるため６００℃以下で焼成温度を維持しなければならない。したがって、新たなペーストの開発によって焼成温度を低くしようとする努力が行われているが、依然として５００℃以上の高温を必要とする（下記特許文献１参照）。
【０００５】
また、このような焼成工程にかかる時間は１０〜３０分程度であり、個別基板を処理することにおいては工程の連続性を確保するのが難しい。
これに対する代案としてマイクロウェーブを利用した誘電加熱が提案されている。誘電加熱は周辺の温度を高めずマイクロウェーブを吸収する物質を選択的に加熱することができる。焼成にかかる時間も既存の工程の半分に過ぎない。また、ペーストが外部から加熱されるのではなく内部から効果的に加熱されるためペーストの緻密度が増加し、電極製造時に電極の抵抗が減少する。電極の緻密度はマイクロウェーブの出力や照射時間で調節できるという長所がある。
【０００６】
しかし、誘電加熱はマイクロウェーブ吸収率の低いシリカ粒子を焼結した絶縁材料が基板の支持台として追加的に必要であり、マイクロウェーブの特性上、マイクロウェーブが基板に均一に照射されないという短所がある。マイクロウェーブが基板に均一に照射されず、局地的にマイクロウェーブが集中される場合、ペーストの一部は焼成されずにそのまま残ったり、一部は加熱が過度に行われ放電現象が起こってペーストが炭化して電極が断線する現象が起こる。
【０００７】
マイクロウェーブを基板に均一に照射するために金属材質の反射用翼を使用したり（下記特許文献２参照）、球面反射鏡または金属材質の反射部材を利用する方法（下記特許文献３参照）がある。
前者の方法、金属材質の反射用翼でマイクロウェーブを反射および拡散させる方法は焼成炉を密閉させなければ焼成炉内でマイクロウェーブの均一性を確保することができないため、チャンバーを開けてパネルを入れた後にチャンバーを密閉させ、焼成を行った後に再びチャンバーを開けてパネルを取り出さなければならず、工程の連続性を確保することが困難である。また、チャンバー内部全体をマイクロウェーブ吸収率の低い材料で製作しなければならない。
【０００８】
後者の方法、球面反射鏡または金属材質の反射部材を利用する方法はマイクロウェーブの出力、マグネトロンと反射部材との距離、反射部材から基板までの距離を考慮して反射鏡の屈折程度および反射部材の屈折角度を決めなければならない。また、ペーストに、波長がλ／４のマイクロウェーブを到達させなければ効果的な加熱が行われず、これを調節することに多くの困難が存在する。
【０００９】
既存の焼成炉を利用して電極を形成する場合、焼成工程は５００〜６００℃の高温で１０分以上行われるので、特殊熱強化ガラスを使用しても基板の熱損失生するとともに、工程の連続性確保が困難である。また、複数の焼成炉を利用して工程の連続性を確保しても基板の大型化に対応することには限界がある。外部から加えられる熱で焼成を行うためペーストは表面から加熱して溶ける。それで、内部のペーストまで加熱するために所定の時間がかかり、この時間が焼成工程にかかる時間になる。内部のペースト全てが溶けなければ電極の緻密度が低下して、電極の抵抗を上昇させる要因になることもある。
【００１０】
また、金属を塗布した基板を利用する方法では、一般に基板に金属を塗布する方法はスパッタ工程を利用して蒸着する方法を使用している。スパッタリングはプラズマを利用して材料表面の分子または原子を放出させ、付着させる方法であって、多様な金属材料を使用することができる。通常、溶融点の高い物質の膜を得る時に主に使用されるが、低真空で行われるため、グレイン境界面に酸素が吸着され、したがって、金属層の緻密度が低下して、抵抗が増加するという問題点がある。つまり、スパッタリングによって得られた金属膜は本来の物質より高い抵抗値を有するようになるという問題点がある。よって、これに対する改善のために熱処理を行って、前記緻密度の低下を減少させ、これを均一にする均一化処理が必要である。
【００１１】
したがって、連続的にパネルの熱処理工程を進行し、熱処理が完了したパネルを連続的に提供できる熱処理炉およびこのような熱処理工程を短時間に進行できるパネル加熱方法の開発が切実に必要であるのが実情である。
【特許文献１】韓国公開特許２００５−０１１４４０８号
【特許文献２】日本公開特許２００５−１７２３７１号
【特許文献３】韓国公開特許１９９９−０１５４７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような従来の技術の問題点を解決するために、本発明は平板表示素子基板に形成された構造物形成材料層の熱処理を、密閉型及び開放型チャンバーのいずれでも進行することができ、瞬間加熱によって飛躍的に熱処理時間を減らして、基板の損傷を低減し収率を向上させ、材料層の緻密度を向上させて形成された構造物の性能を向上させる平板表示素子製造用熱処理炉、これを含む平板表示素子製造装置および平板表示素子の製造方法およびこれを利用して製造した平板表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明は
平板表示素子製造のためのパネルに形成される構造物形成材料層に熱処理をして必要な構造物を形成する平板表示素子製造用熱処理炉において、
前記熱処理炉は
マイクロウェーブを発生させるマグネトロン；
前記マグネトロンで発生したマイクロウェーブを伝達する導波管；および、
前記導波管を通じて伝達されたマイクロウェーブとガス供給装置から供給されるガスによってマイクロウェーブプラズマを形成して、前記形成されたプラズマを前記平板表示素子製造のための構造物形成材料層が形成されるパネルに照射されるように放出する放電管を含むことを特徴とする平板表示素子（ＦＤＰ）製造用熱処理炉を提供する。
また、本発明は前記ＦＤＰ製造用熱処理炉を含むことを特徴とする平板表示素子（ＦＤＰ）製造装置を提供する。
【００１４】
その他に本発明は
平板表示素子（ＦＤＰ）製造用構造物形成材料層が形成されたパネルに有機物を除去するための乾燥工程を経た後、構造物を形成するために前記材料層を熱処理する平板表示素子（ＦＤＰ）製造方法において、
前記熱処理はマイクロウェーブプラズマを基板に照射して前記構造物形成材料層を加熱して行われることを特徴とする平板表示素子（ＦＤＰ）の製造方法を提供する。
最後に本発明は
平板表示装置に使用される平板表示素子であって、平板表示素子用平板、該平板表示素子用平板上に、上記平板表示素子の製造方法によって製造される平板表示素子用構造物を含む平板表示素子を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の平板表示素子製造用熱処理炉、これを含む平板表示素子製造装置および平板表示素子製造方法、これによって製造された平板表示素子によれば、マイクロウェーブプラズマを利用して熱処理工程を進行する場合、熱処理にかかる時間を飛躍的に短縮させ、常圧で密閉型及び開放型双方のチャンバーで作業が可能となり、これによって生産工程の連続性と収率の向上を得ることができる（例えば、コンベヤーなどの連続的システムを行うことができ、これによって待機時間を低減して工程時間を削減することができ、収率向上と費用節減が可能となる。）
基板の高温処理の時間の短縮によって基板の熱膨張および熱収縮による損傷を最小限にとどめ、不良率を減少させることができる。また、材料層の緻密度を上昇させ、材料層の抵抗を低くし、材料層の性能を向上させることができるとともに、形成された膜の均一度を向上させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明のマイクロウェーブプラズマ発生装置は、既存の設備で、熱源のみを交替すれば直ちに適用が可能であり、装置を追加的に並列に配列して設置すれば大面積の基板にも容易に対応することができる。さらに、プラズマ発生装置に使用される核心部品のマグネトロンは市販されており、価格も安いという長所がある。また、前述のようにプラズマを大気圧で発生させるので、別途の真空設備が必要でなく、プラズマに使用されるガスも多様とすることができ、目的によって選択が可能である。その他に既存のＩＲ焼成炉のように熱処理のために炉内の温度を高温に維持する必要もなく、費用節減効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明について図面を参考して詳細に説明する。
本発明はＦＤＰ製造用熱処理炉に関し、ＦＰＤ製造のためのパネルに形成される構造物形成材料層に熱処理（焼成処理）を行って必要な構造物を形成するＦＤＰ製造用熱処理炉において、前記熱処理炉はマイクロウェーブを発生させるマグネトロン３０１、前記マグネトロン３０１で発生したマイクロウェーブを（好ましくは放電管３０５に）伝達する導波管３０２および、前記導波管３０２を通じて伝達されたマイクロウェーブと熱処理路内に（例えば、ガス供給装置３０４から）供給されるガスによってマイクロウェーブプラズマを形成して、前記形成されたプラズマを前記構造物形成材料層が形成されたパネルに照射されるように放出する放電管３０５を含んで構成される。
【００１８】
つまり、ＦＰＤの代表的な例のＰＤＰを例に挙げれば、図１〜図２に示したように、本発明によれば、ＰＤＰ製造用ペーストが構造物を形成したパネルは乾燥炉での乾燥工程を経て焼成炉に導入される。この時、焼成炉は一般的な加熱装置で焼成するのではなく、前述のようなマイクロウェーブが導波管を通じて伝達された放電管の照射によって乾燥されたペーストパターンを焼成する。
【００１９】
本発明は、基板に構造物形成材料層を形成し、これを乾燥工程に付した後、短時間の熱処理に付す。例えば、有機物除去および基板を予熱するための乾燥工程を経た後、材料層を焼成する時、マイクロウェーブプラズマを基板に照射して材料層を瞬間加熱して、既存の工程より短い熱処理時間を有することを特徴とする。
マイクロウェーブプラズマは低温プラズマに区分される。プラズマ状態で温度範囲は電子でない重い粒子のエネルギーを意味する。プラズマは中性粒子と電荷を帯びた粒子から構成されている。つまり、重い粒子の温度によって低温または高温プラズマに区分される。
【００２０】
電子はその重さの重い粒子に比べて一層軽いので、電子の温度はプラズマ全体の温度に大きな影響を与えない。それで、低温プラズマのマイクロウェーブプラズマは電子のエネルギーレベルではその温度が数万℃であっても、中性粒子やイオンの温度は室温に過ぎない。
プラズマが固体の表面に接触すれば、そのエネルギーは吸収されて大部分が熱に変わる。プラズマで中性粒子のエネルギーは運動エネルギーと振動エネルギーとを有し、このエネルギーの消耗によって基板が加熱される。中性粒子のうちの励起された粒子は衝突によってのみエネルギーを放出し、放出されたエネルギーは金属表面を加熱させる。また、高エネルギーを有するイオン粒子はそのエネルギーを固体表面と衝突する時、イオンエネルギーが格子原子に伝達されて、非常に短時間の間に格子内で連鎖衝突が起こり、連鎖衝突によって発生した熱は固体を加熱する。固体に衝突したイオンはエネルギーを失って最終的に中性粒子となる。
【００２１】
このようなマイクロウェーブプラズマ発生装置は、図１に示されているように、マイクロウェーブを発生させるマグネトロン３０１とマイクロウェーブを伝送する導波管（waveguide）３０２と放電管３０５とから構成され、ガス供給装置３０４を通じてガスを供給すればマイクロウェーブプラズマ３０６が発生する。これは代表的なマイクロウェーブプラズマシステムであって、マイクロウェーブプラズマトーチ（torch）とも称する。本発明はこれを利用してＦＰＤ用パネルの熱処理を進行するものであって、このために前記形成されたプラズマを前記ＦＤＰ製造用構造物形成材料層が形成されたパネルに照射されるように放出する。
【００２２】
前記平板表示素子としてはＰＤＰ、ＬＣＤ、ＥＬＤなどがこれに該当し、好ましくは前記平板表示素子はプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）である。前記構造物形成材料層としては公知の多様なＦＤＰの形成に適用され、これを構成する公知の多様な材料層がこれに該当し、好ましくは前記ＰＤＰパネルの電極形成用ペーストまたは液晶表示素子のスパッタリングされた金属薄膜である。したがって前記構造物は前記ＰＤＰパネルの電極または液晶表示素子の電極であり、前記熱処理は前記ＦＤＰの製作に利用される多様な工程段階の熱処理がこれに該当する。好ましくは前記電極形成用ペーストの焼成または金属薄膜の均一化であるのが本発明の適用による効果を最大化することができる。つまり、前記平板表示素子はプラズマディスプレイパネルであり、前記構造物形成材料層は前記パネルの電極形成用ペーストであり、前記構造物は前記パネルの電極であり、前記熱処理は前記電極形成用ペーストの焼成である。あるいは前記平板表示素子は液晶表示素子であり、前記構造物形成材料層は前記パネルのスパッタリングされた金属薄膜であり、前記構造物は前記パネルの電極であり、前記熱処理は前記電極形成用金属薄膜の均一化である。
【００２３】
好ましくは、前記マイクロウェーブプラズマは大気圧状態で運用が可能なものが良いので、このために大気圧条件で運用される常圧マイクロウェーブプラズマであることが好ましい。このような常圧プラズマは別途の真空チャンバーを要求しないので、図２に示したように熱処理工程は連続工程が可能であり、パネルの一部に対して熱処理が行われるようにすることができる。このために前記熱処理炉は入口部および出口部が外部に開放されたチャンバー及び密閉されたチャンバーのいずれでも形成することができる。
【００２４】
マイクロウェーブプラズマを照射する放電管が固定されパネルが移送されるか、反対にパネルが固定されマイクロウェーブプラズマを照射する前記放電管が移動する方式のチャンバーで形成することができる。もちろん、これには焼成による排気ガスの排出のための排気管など公知の技術を結合することができる。
【００２５】
また、前記マグネトロンは、好ましくは２．４５ＧＨｚ帯域のマイクロウェーブを発生させ、出力は電力供給によって調節される。つまり、既に２．４５ＧＨｚ帯域のマグネトロンが幅広く使用されており、価格も安く、容易に得ることができるのでこの帯域を使用するのが適している。
【００２６】
これに追加して、前記熱処理炉には３重棒チューナーをさらに含むことができる。これはマイクウェーブを整合させてプラズマ発生部に最大限のマイクロウェーブ出力が集中するようにすることができる。つまり、マグネトロンで発生す、導波管を通じて乱反射して進行するマイクロウェーブの波長を調節して、プラズマ発生部でマイクロウェーブの波長がλ／４になるように波長を調節する役割を果たす。
また、前記放電管はプラズマが発生する領域であって、高温でも優れた特性を有する石英管を主に使用することが好ましい。供給されるガスは空気、Ｎ２、Ｏ２、Ａｒ、Ｈｅおよび不活性ガスを使用することができる。この時、発生したマイクロウェーブプラズマで５０００℃に達する温度まで加熱が可能である。
【００２７】
図３ａ〜図３ｂはマイクロウェーブプラズマで基板および材料層を加熱する時の温度勾配を示す。放電管から垂直および水平に遠くなるほど瞬間加熱する温度は低下する。したがって、マイクロウェーブプラズマで材料層を熱処理するためには放電管と基板の間隔が一定又はそれ以下の間隔を維持することが適している。
【００２８】
図４は放電管に流入されるガスの流速による温度との関係を示した図面である。ガス流速が速ければ放電管の中心部の温度は下降し、放電管から水平方向に遠くなるほど温度下降の幅が大きい。反対にガスの流速が遅ければ放電管の中心部の温度は上昇し放電管から水平方向に遠くなるほど温度の下降が相対的に少なく起こる。
これは、圧力が高くなる時、プラズマは電流密度の高いところに集中される傾向があるためであると推測される。ガス流速の増加は放電管内の圧力の増加と同一の効果を有し、プラズマ内の中性粒子と電荷を帯びた粒子とがさらに加速され、線速が速くなって粒子が周囲に拡散される現象が低減するためであると推測される。これはまた気体の種類によって若干の差が存在する。
【００２９】
また、好ましくは、大面積基板に熱処理する場合に前記熱処理炉は前記放電管を熱処理炉でパネルの移送方向に垂直な方向に複数個が並んで配置されるように複数個含むことができる。つまり、図５は大面積基板４０４に適用するためにマイクロウェーブプラズマトーチ４０５を並列に配列した図面である。プラズマの特性上、常圧で大面積の安定的な放電を得ることは非常に難しい。マグネトロンの周波数帯域を低くし、導波管の直径を大きくすれば、プラズマの面積を十分に広くすることができる。しかし、既に２．４５ＧＨｚ帯域のマグネトロンが幅広く使用されており、価格も安く容易に得ることができる。したがって、周波数帯域を調節して、追加費用を調節することより、マイクロウェーブプラズマトーチを、図示のように並列に配列して、大面積を処理することがさらに効果的であり簡便である。マイクロウェーブプラズマトーチ４０５の配列間隔は図５のようにプラズマ３０６によって加熱される基板４０４の領域が重なるように配列する。
【００３０】
図６は図５の基板が受けるようになる、つまり、加熱される温度を示す図面である。プラズマトーチの中心部では最高温度、そして重なる部分で最低温度を示す。基板を均一に加熱するためには適正温度を中心に最高および最低温度の幅を最小限にとどめることが適している。このためには前述のプラズマトーチの放電管と基板との間隔、プラズマトーチとプラズマトーチとの間隔、反応ガスの流入速度を適切に調節して、均一な温度を得ることが適している。
【００３１】
また、本発明は前述の本発明のＦＤＰ製造用熱処理炉を含む平板表示素子（ＦＤＰ）製造装置を提供する。これに関する具体的な例は図２に示した通りである。つまり、好ましくは、前記ＦＤＰ製造装置は前記熱処理炉の前端にこれと連続して連結され、平板表示素子製作用パネルを乾燥して前記熱処理炉に供給する乾燥炉および、前記熱処理炉の後端にこれと連続して連結され、熱処理された平板表示素子製作用パネルを冷却する冷却部をさらに含んで構成することができる。図２はこのような平板表示素子製作用パネル製作のための本発明の平板表示素子製造装置の一実施形態を示す図面である。各種方法でＦＰＤ用基板の平板表示素子（ＦＤＰ）に構造物形成材料層を形成した後、乾燥炉４０１、熱処理炉４０２、冷却部４０３を経るようになる。
【００３２】
乾燥炉４０１では１００〜２００℃の温度で乾燥が進行されるのが好ましく、これによってペーストパターンにある有機物または現像工程による溶液を除去し、マイクロウェーブプラズマで焼成を行う前に基板４０４を予熱する効果もある。マイクロウェーブプラズマトーチ４０５が瞬間的な高温加熱であるので、基板の予熱によって基板の急激な熱膨張を防止して熱衝撃による基板の破損を最小限にとどめることもできる。
【００３３】
熱処理炉４０２では常圧マイクロウェーブプラズマ３０６によって基板４０４と基板上に形成された構造物形成材料層が加熱される。プラズマの状態は低温であるが、プラズマ３０６が基板４０４に到達すると瞬間的に基板を加熱する。加熱は１分以内で進行し、既存のＩＲ熱処理方式に比べて、１０〜２０倍速い速度で熱処理を進行することができる。短時間の加熱によって工程時間を短縮し、連続工程が可能となる。また、プラズマの瞬間的な高温加熱に起因する基板の熱膨張による基板の破損を防止する。このような熱処理炉での熱処理を経た基板は冷却部４０３で冷却を行う。
【００３４】
最後に、本発明は平板表示素子の基板に平板表示素子製造用構造物形成材料層が形成されたパネルに有機物を除去するための乾燥工程（例えば、予熱工程）を経た後、構造ルームを形成するために前記材料層を熱処理するために構造物形成材料層を熱処理する平板表示素子製造方法において、前記熱処理はマイクロウェーブプラズマを基板に照射して前記材料層を加熱して行われることを特徴とする平板表示素子の製造方法を提供する。これについては前述の通りであり、このような熱処理工程で前述の熱処理炉および平板表示素子製造装置を活用することができる。つまり、前記熱処理は、マイクロウェーブを発生させるマグネトロン、前記マグネトロンで発生したマイクロウェーブを伝達する導波管および、前記導波管を通じて伝達されたマイクロウェーブと、例えば、ガス供給装置から供給されるガスによって常圧マイクロウェーブプラズマを形成して、前記形成されたプラズマを前記ＦＤＰ製造用材料層が形成されたパネルに照射されるように放出する放電管を含む熱処理炉で行われる。
【００３５】
このようなマイクロウェーブプラズマは、好ましくは、常圧マイクロウェーブプラズマを利用するのが良く、このような常圧マイクロウェーブプラズマを利用した熱処理の場合とマイクロウェーブを利用した誘電加熱、そして既存の赤外線熱処理方法でペーストを熱処理して電極を形成した後に電極の抵抗値を測定した結果を示すと、次の表１と通りである。
【００３６】
【表１】
2007303805.tif 000003
【００３７】
その結果、表１に示したように誘電加熱方式が既存のＩＲ方式に比べて約４〜５％程度電極の抵抗が低減させることができる。これは誘電加熱方式が既存のＩＲ方式と異なり内部から加熱され、電極の緻密度が増加したためであると判断される。また、本発明のマイクロウェーブプラズマは、誘電加熱のように内部から加熱されるのではないが、高い温度で瞬間加熱されるため、内部と外部とがほとんど同時に加熱され、誘電加熱より電極の緻密度がさらに増加すると判断される。これは既存のＩＲ焼成工程に対比して、約８〜９％程度電極の抵抗が低減し、電極の性能の向上させることができる。
【００３８】
また、表２は、スパッタリングで金属層を形成した基板を常圧マイクロウェーブプラズマで熱処理した後の基板の面抵抗と薄膜の均一度を示す。
【００３９】
【表２】
2007303805.tif 000004
【００４０】
表２によれば、熱処理を行った時、薄膜の抵抗が２０％近く低減させることができる。金属層の熱処理によってグレイン境界面に吸着されていた酸素が脱着され、粒子の活発な運動性によってグレインが成長することにより、電流が通過しなければならない境界面の数が低減されることに起因すると考えられる。
【００４１】
薄膜の均一度も２〜３％改善された。金属薄膜を熱処理した時、薄膜の結晶が成長しながら薄膜全体に対して均一度が改善される。
最後に本発明は平板表示装置に使用される平板表示素子において、前述のような平板表示素子の製作方法によって製造されることを特徴とする平板表示素子を提供する。これによれば前述のように優れた特性を有する平板表示素子を提供することができる。
【００４２】
以上で説明した本発明は前述の実施形態および添付した図面によって限定されるのではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から外れない範囲内で当該技術分野の当業者が多様に修正および変更させたものも本発明の範囲内に含まれることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の平板表示素子製造用熱処理炉に適用されるマイクロウェーブプラズマシステムのシステム概略図である。
【図２】本発明のＦＤＰ製造用熱処理炉を含むＦＤＰ製造装置の一実施形態に関する概略図である。
【図３ａ】本発明のＦＤＰ製造用熱処理炉に適用されるマイクロウェーブプラズマシステムにおいて放電管からの垂直距離と基板が加熱される温度との関係を示すグラフである。
【図３ｂ】本発明のＦＤＰ製造用熱処理炉に適用されるマイクロウェーブプラズマシステムにおいて放電管からの水平距離と基板が加熱される温度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明のＦＤＰ製造用熱処理炉に適用されるマイクロウェーブプラズマシステムにおいて放電管に流入されるガスの流速と温度との関係を示すグラフである（放電管の端部から１０ｃｍを離隔した後の基板が加熱される温度を放電管中心からの距離で表現したものである）。
【図５】本発明のＦＤＰパネル製造用熱処理炉において大面積処理のためにマイクロウェーブプラズマ放電管を並列に配列した実施形態を示した図面である。
【図６】図５の構成を有する熱処理炉での基板が受ける温度の分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
３０１      マグネトロン
３０２      導波管
３０３      ３重棒チューナー
３０４      ガス供給装置
３０５      放電管（プラズマトーチ）
３０６      マイクロウェーブプラズマ
４０１      乾燥炉
４０２      熱処理炉（焼成炉）
４０３      冷却部
４０４      ＦＰＤ用パネル（ガラス材基板）
４０５      プラズマトーチ
４０６      ＦＰＤ用パネル回送レール(Rail)
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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