(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空下で複数個連続して搬送される平板状の基体の一の面に蒸着材料を蒸着して薄膜を形成するための蒸着装置であって、
前記基体の一の面側に前記基体の搬送方向に対して交差方向に配置され、同一の材料を蒸発する複数の蒸発源と、
前記各蒸発源の間において前記基体の搬送方向に設けられた第一蒸着材遮蔽部材と、
前記蒸発源に対し、前記基体の搬送方向の上流側及び下流側に設けられた第二蒸着材遮蔽部材と、を備え、
前記基体に付着する蒸着材料の粒子の垂直入射角が所定の角度より大きくならないように前記第一及び第二蒸着材遮蔽部材によって前記粒子の垂直入射角を規制することを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
蒸着材料がＭｇＯであり、基体に対するＭｇＯの粒子の垂直入射角が３５度より大きくならないように前記粒子の垂直入射角を規制することを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板を搬送しながら薄膜を形成する通過型の蒸着装置に関し、特にＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の誘電体保護膜を形成するための蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大面積の基板へ薄膜を形成する蒸着装置としては、一般に基板通過方式を採用した蒸着装置が用いられている。
【０００３】
図９（ａ）（ｂ）に、従来の基板通過方式の蒸着装置の概略構成を示す。
図９（ａ）（ｂ）に示すように、この蒸着装置１０１は、概略、蒸着室１０２と、その両側に搬送室１０３、１０４が設けられ、これらは図示しない真空排気系に連結されている。そして、蒸着すべき例えばガラスからなる基板１０５が搬送室１０３から蒸着室１０２に連続的にｘ方向に搬送され、この蒸着室１０２を通過して搬送室１０４に向って搬送される。
【０００４】
一方、蒸着室１０２の下方には、水冷銅ハース１０７に４つの蒸発源１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄが設けられる。そして、２つの電子銃１０６ａ、１０６ｂから各蒸発源１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄに対して電子ビームを照射することによりそれぞれの蒸着材料を蒸発させ、基板１０５上に蒸着を行う。
【０００５】
かかる蒸着装置１０１を用いれば、蒸着すべき基板１０５の幅が１ｍ以上ある場合であっても、基板１０５の搬送方向と直交する方向（ｙ方向）に４つの蒸発源１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄが設けられていることから、基板１０５の幅方向の膜厚分布を均一にすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の蒸着装置１０１の場合、各蒸発源１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄから蒸発した蒸着材料の粒子１１０は、基板１０５に対して垂直に入射した粒子と、基板１０５に対して大きな入射角で入射した粒子が混入した状態で蒸着膜が形成される。例えば、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、従来の蒸着装置１０１の場合、各蒸発源１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄかから飛び出す蒸着材料の粒子１１０の角度は、θ1＝７°、θ2＝６５°、θ3＝５５°、θ4＝３５°、θ5＝４２°で、最大入射角は６５°にもなる。
【０００７】
このような大きな入射角を持つ蒸着材料の粒子１１０が膜中に入射した場合、特にＭｇＯ膜の場合には、膜の結晶性の低下や膜密度の低下が生じる。ＭｇＯ膜は、交流型プラズマディスプレイパネル用の誘電体保護膜として用いられる場合があるが、その場合には、プラズマディスプレイパネルの放電電圧が上昇するとともに、パネルとしての寿命が低下するという欠点があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、基板に堆積する蒸着材料の粒子の入射角を制限することによって高品位の膜質を有する薄膜を形成しうる蒸着装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、真空下で複数個連続して搬送される平板状の基体の一の面に蒸着材料を蒸着して薄膜を形成するための蒸着装置であって、前記基体の一の面側に前記基体の搬送方向に対して交差方向に配置され、同一の材料を蒸発する複数の蒸発源と、前記各蒸発源の間において前記基体の搬送方向に設けられた第一蒸着材遮蔽部材と、前記蒸発源に対し、前記基体の搬送方向の上流側及び下流側に設けられた第二蒸着材遮蔽部材と、を備え、前記基体に付着する蒸着材料の粒子の垂直入射角が所定の角度より大きくならないように前記第一及び第二蒸着材遮蔽部材によって前記粒子の垂直入射角を規制することを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、蒸着材料がＭｇＯであり、基体に対するＭｇＯの粒子の垂直入射角が３５度より大きくならないように前記粒子の垂直入射角を規制することを特徴とする。
【００１０】
本発明の場合、基体の搬送方向及びこれと交差する方向について、基体に付着する蒸着材料の粒子の垂直入射角が所定の角度（例えば３５度）より大きくならないように当該粒子の垂直入射角が規制されるため、基体が大きい場合であっても、従来技術のような蒸着膜の結晶性の低下や膜密度の低下といった問題を回避することができ、均一な膜厚分布の膜を形成することができる。
本発明において、蒸着材料としてＭｇＯを用い、基体に対するＭｇＯの粒子の垂直入射角が３５度より大きくならないように当該粒子の垂直入射角を規制すれば、例えば、プラズマディスプレイパネルの保護膜を形成した場合において、放電電圧の上昇を防止することができるとともに、パネルの寿命を延ばすことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蒸着装置の好ましい実施の形態を図１〜図８を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１（ａ）（ｂ）は、本実施の形態の蒸着装置の概略構成を示すものである。
図１（ａ）（ｂ）に示すように、この蒸着装置１は、概略、蒸着室２と、その両側に搬送室３、４が設けられ、これらは図示しない真空排気系に連結されている。そして、蒸着すべき例えばガラスからなる基板５が搬送室３から蒸着室２にｘ方向に搬送され、この蒸着室２で蒸着された後に搬送室４に向って搬送されるように構成される。
この場合、図１（ｂ）に示すように、多数の基板５が連続して蒸着室２を通過するように構成されている。
【００１３】
一方、蒸着室２の下方には、水冷銅ハース７によって加熱される４つの蒸発源８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）が設けられる。なお、本実施の形態の場合、各蒸発源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの蒸着材料としては、例えばＭｇＯが用いられる。  そして、蒸着室２の下方に２つの電子銃６ａ、６ｂが設けられ、これらの電子銃６ａ、６ｂから各蒸発源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに対して電子ビームＥＢを照射することにより各蒸着材料を蒸発させ、基板５上に蒸着を行うようになっている。
【００１４】
ここで、電子銃６ａ、６ｂとしては、例えば２点ジャンピング式のピアス式電子銃が用いられ、一方の電子銃６ａによって蒸発源８ａ、８ｂに電子ビームＥＢを照射するとともに、他方の電子銃６ｂによって蒸発源８ｃ、８ｄに電子ビームＥＢを照射するように構成される。
【００１５】
一方、本実施の形態においては、基板５に付着する蒸着材料の粒子１０の垂直入射角（基板５の法線に対する粒子１０の入射角度。以下、単に「入射角」という。）が所定の角度より大きくならないように、以下のような手段が設けられている。
【００１６】
まず、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、蒸着室２内の各蒸発源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの間に衝立状の蒸着材遮蔽板（第一蒸着材遮蔽部材）９ａ、９ｂ、９ｃが設けられる。これらの蒸着材遮蔽板９ａ、９ｂ、９ｃは、それぞれ基板５の搬送方向と平行にに配置され、その上端部が各蒸発源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄより上方に位置するように構成される。そして、これらの蒸着材遮蔽板９ａ、９ｂ、９ｃによって、各蒸発源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄから蒸発した蒸着材料の粒子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが遮蔽され、これらの基板５の搬送方向と直交する方向（図１（ａ）のｙ方向）についての出射角θ2、即ち基板５に対する入射角θ2が所定の角度より大きい蒸着材料の粒子１０が基板５に到達しないようになっている。ここで、本実施の形態の場合は、θ2は３５°である。
【００１７】
一方、両側の蒸発源８ａ、８ｄから蒸発した蒸着材料の粒子１０ａ、１０ｄの基板５の端部に対する入射角θ1 は、従来例と同様に７°となるようになっている。
【００１８】
また、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、各蒸発源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの基板５の搬送方向上流側及び下流側であって、基板５の近傍には、水平方向にそれぞれ蒸着材遮蔽板（第二蒸着材遮蔽部材）１１ａ、１１ｂが設けられている。そして、これらの蒸着材遮蔽板１１ａ、１１ｂによって、各蒸発源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄから蒸発した蒸着材料の粒子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが遮蔽され、これらの基板５の搬送方向の上流側及び下流側の出射角θ3、即ち基板５に対する入射角θ3が所定の角度より大きい蒸着材料の粒子１０が基板５に到達しないようになっている。ここで、本実施の形態の場合は、θ2と同様、θ3は３５°である。
【００１９】
このような構成を有する本実施の形態において、ｘ方向に基板５を搬送しつつ各電子銃６ａ、６ｂから電子ビームＥＢを各蒸発源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに照射すると、各蒸発源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄから蒸発した蒸着材料の粒子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、蒸着材遮蔽板９ａ、９ｂ、９ｃによって規制されるとともに、蒸着材遮蔽板１１ａ、１１ｂによって規制され、それぞれの基板５に対する入射角θ2、θ3が３５°より大きくなることはない。
【００２０】
その結果、本実施の形態によれば、従来技術のような蒸着膜の結晶性の低下や膜密度の低下といった問題は回避することができ、高品位の蒸着膜を形成することができる。よって、本実施の形態によるＭｇＯ膜をプラズマディスプレイパネルの保護膜として用いた場合には、放電電圧の上昇を防止し、パネルの寿命を延ばすことができる。
【００２１】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述の実施の形態の場合は、各蒸発源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの間に衝立状の蒸着材遮蔽板９ａ、９ｂ、９ｃを設け、また、基板５の近傍でその搬送方向上流側及び下流側に板状の蒸着材遮蔽板１１ａ、１１ｂを設けるようにしたが、本発明はこれに限られず、基板５に対する入射角θ2及びθ3が３５°より大きくならない限り、種々の形状、配置のものを設けることができる。
【００２２】
また、上述の実施の形態においては、２点ジャンピング方式の２台のピアス式電子銃６ａ、６ｂを配置するようにしたが、各蒸発源８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに対応してトランスバース式の電子銃を４台配置するようにしてもよい。
【００２３】
さらに、蒸発源の数も４つに限られず、これより増加又は減少させることも可能であるが、その場合には、それに応じて蒸着材遮蔽板の数を増減させることが必要である。
【００２４】
さらにまた、本発明は基板５上にＭｇＯ膜を形成する場合のみならず、ＳiＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＺｎＯ等の酸化物皮膜やＭｇＦ等の沸化物皮膜を形成する際にも同様の効果が得られるものである。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例とともに詳細に説明する。
【００２６】
図１に示す構成を有する蒸着装置１を用い、表１に示す条件で形成したＭｇＯ膜のＸ線回折パターンを測定した。その結果を図３及び図４に示す。
また、膜密度を求めるための一つの指針となる膜屈折率の結果も図３及び図４中に示す。
【００２７】
なお、膜評価の測定位置は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、基板５の中央部（１）及び基板５の端部（２）の２箇所を評価した。
【００２８】
【表１】
0003847871.tif 000002
【００２９】
本発明に係る蒸着装置１の場合は、基板５の搬送方向（ｘ方向）及びこれと直交する方向（ｙ方向）の両方において蒸着材料の粒子１０の入射角θ3、θ2を３５°までの範囲内に制限することにより、図３及び図４に示すように、基板５の中央部、基板５の端部の両方において蒸着膜の回折強度は大きく、しかも、（１１１）面に優先配向していることから、結晶性の改善がなされていることが推察される。
【００３０】
さらに、本実施例の場合、屈折率は、１．６８以上とバルクの場合の１．７０とほぼ同等の値が得られ、膜密度は低下していないものと推察される。
【００３１】
一方、比較例として、図９に示す構成を有する蒸着装置１０１を用い、上記実施例と同様の条件で形成したＭｇＯ膜のＸ線回折パターンと膜屈折率を測定した。その結果を図５及び図６に示す。
【００３２】
図５及び図６から理解されるように、従来の蒸着装置１０１を用いて形成したＭｇＯ膜の中央部では、（１１１）面及び（１００）面の反射からなる回折線ピークが得られた。それらは、比較的回折線ピーク強度が小さく、結晶性の低い膜であることが推察される。さらに、基板１０５の端部においては、その中央部よりも回折線強度の小さい膜となることが判明した。
【００３３】
一方、膜屈折率についても、バルクの場合の１．７０に比べ１．５９と小さい値を示しており、膜密度が低下していることが推察される。
【００３４】
さらに、実施例及び比較例の蒸着装置によってＭｇＯ膜を形成し、その放電電圧を測定した。その結果を図７及び図８に示す。なお、図７及び図８中、曲線Ａ、Ｃはそれぞれ点火電圧を示し、曲線Ｂ、Ｄはそれぞれ消灯電圧を示す。
【００３５】
図７から明らかなように、本発明の蒸着装置によって形成した場合は、点火放電電圧が低く、寿命についても１０００時間以上安定して放電電圧に異常のないＭｇＯ膜を得ることができた。
【００３６】
一方、図８から明らかなように、従来技術の蒸着装置によって形成したＭｇＯ膜は、点火放電電圧が上記実施例よりも約１０Ｖ高く、かつ、長時間の放電寿命テストで膜の劣化に起因すると思われる放電電圧の緩やかな上昇が見られた。
【００３７】
このように、基板５に対するＭｇＯ粒子の入射角を３５°以内に制限した本実施例の蒸着装置によれば、点火放電電圧が低く、かつ、１０００時間以上の寿命を有するＡＣ型ＰＤＰ用の誘電体保護膜を容易に形成することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、基板に付着する蒸着材料の粒子の入射角が所定の角度より大きくならないように当該粒子の入射角を規制することにより、従来技術のような蒸着膜の結晶性の低下や膜密度の低下といった問題を回避することができ、高品位の蒸着膜を形成することができる。
【００３９】
したがって、本発明によって形成したＭｇＯ膜をプラズマディスプレイパネルの保護膜として用いた場合には、放電電圧の上昇を防止し、パネルの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）：本発明に係る蒸着装置の一実施の形態の概略構成平面図
（ｂ）：同実施の形態の概略構成を示す側面図
【図２】（ａ）：本発明の作用を示すための正面説明図
（ｂ）：本発明の作用を示すための要部側面説明図
【図３】本発明によって形成したＭｇＯ膜の中央部のＸ線回折スペクトルの例
【図４】本発明によって形成したＭｇＯ膜の端部のＸ線回折スペクトルの例
【図５】従来技術によって形成したＭｇＯ膜の中央部のＸ線回折スペクトルの例
【図６】従来技術によって形成したＭｇＯ膜の端部のＸ線回折スペクトルの例
【図７】本発明によって形成したＭｇＯ膜の放電電圧の一例を示すグラフ
【図８】従来技術によって形成したＭｇＯ膜の放電電圧の一例を示すグラフ
【図９】（ａ）：従来例に係る蒸着装置の概略構成を示す平面図
（ｂ）：同従来例の概略構成を示す側面図
【図１０】（ａ）：従来技術の作用を示すための正面説明図
（ｂ）：従来技術の作用を示すための要部側面説明図
【符号の説明】
１……蒸着装置    ２……蒸着室    ３、４……搬送室    ５……基板    ６（６ａ、６ｂ）……電子銃    ８(８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ)……蒸発源    ９ａ、９ｂ、９ｃ……蒸着材遮蔽板（第一蒸着材遮蔽部材）    １０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）……蒸着材料の粒子    １１ａ、１１ｂ……蒸着材遮蔽板（第二蒸着材遮蔽部材）    ＥＢ……電子ビーム
【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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