СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАЗМЕННОЙ ИНДИКАТОРНОЙ ПАНЕЛИ
PROCEDURE FOR FABRICATION AND DEVICE FOR FABRICATION OF PLASMA INDICATOR PANEL

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу изготовления и устройству для изготовления плазменной индикаторной панели (в дальнейшем называемой PDP), более конкретно, к формированию защитного слоя для диэлектрического слоя.
Уровень техники
PDP с поверхностным разрядом переменного тока, в настоящее время являющаяся основной PDP, состоит из передней подложки, включающей в себя сканирующий электрод, поддерживающий электрод, диэлектрический слой и защитный слой, и задней подложки, включающей в себя адресный электрод, барьерное ребро и фосфор (см. фиг.20).
Как показано на фиг.20, в PDP 81 с поверхностным разрядом переменного тока две стеклянные подложки спаяны, с использованием фритта, через узкий зазор, заполненный разрядным газом. Адресные электроды 89 расположены на задней стеклянной подложке 90 в рядном направлении, и на них сформирован диэлектрический слой 87. Диэлектрический слой 87 служит для защиты адресных электродов 89 и усиления яркости в качестве обращенного слоя белого цвета. Каждое барьерное ребро 88 имеет высоту приблизительно от 110 до 150 мкм, и внутренние стенки канавок, образованные барьерными ребрами 88, последовательно покрыты фосфорами RGB (91R, 91B и 91G).
На передней подложке боковой стороны индикатора находятся поверхностные разрядные электроды, образованные из прозрачного электрода, сформированного из ITO (оксиды индия и олова) и т.п., и магистрального электрода. Поверхностные разрядные электроды расположены парой с разрядным зазором между ними, составляющим приблизительно от 50 до 100 мкм. Разрядные электроды покрыты диэлектрическим слоем, имеющим толщину приблизительно от 20 до 30 мкм, при этом на них формируют поверхностный защитный слой из оксида магния (MgO).
Один элемент в виде блока индикации для каждого цвета состоит их трех электродов, а именно из поверхностных разрядных электродов (сканирующий электрод 83 и поддерживающий электрод 84) и адресного электрода 89, соответственно покрытого диэлектрическими слоями 85 и 87 относительно разрядного пространства, покрытого по окружности фосфорами. На сканирующие электроды 83 последовательно воздействуют сканирующими импульсами с отрицательным потенциалом и синхронно с ними на адресные электроды воздействуют импульсами данных с положительным потенциалом в соответствии с отображаемыми данными. В результате селективно возникает пишущий разряд. Затем между поддерживающими электродами и сканирующими электродами подают поддерживающие разрядные импульсы переменного тока таким образом, что возникает поддерживающий разряд письменного элемента. В результате обеспечивается яркое отображение.
Как упомянуто выше, для защитного слоя в основном используют MgO. Помимо защитной функции MgO должен иметь высокий коэффициент вторичной электронной эмиссии. Из-за снижения стоимости и повышения спроса на PDP размеры стеклянных подложек становятся все больше, а время, необходимое устройству для нанесения MgO в качестве защитного слоя PDP, становится все короче.
Известно, что MgO имеет ориентацию, связанную с ростом кристаллов, и его свойства различаются в зависимости от ориентации роста. Путем изменения условий осаждения может быть осажден MgO, имеющий ориентации кристаллов (111), (110), (100). Поэтому были разработаны различные способы получения осажденных слоев, имеющих желаемые ориентации.
Например, что касается стойкости нанесенного распылением защитного слоя, существует способ получения слоя MgO, имеющего ориентацию (110) (см. Патентный документ 3). В кристаллической структуре MgO каналы скорее образуются в поверхности (110), чем в ориентированной поверхности (111). Иными словами, случайные ионы с легкостью проникают глубоко в кристалл, поэтому распыление поблизости от поверхности является затруднительным. Слой MgO формируют высокочастотным ионным осаждением в атмосфере с подходящим парциальным давлением кислорода и парциальным давлением водяного пара.
Что касается вторичной электронной эмиссии, существует способ получения слоя MgO, имеющего ориентацию (111) (см. Патентный документ 1), содержащий вакуумное осаждение из паровой фазы, осуществляемое в атмосфере кислорода, либо осуществляемый с помощью ионов способ осаждения из паровой фазы, включающий в себя облучение ионными лучами поверхности, на которую происходит осаждение из паровой фазы.
Однако использование способа осаждения из паровой фазы при помощи электронных лучей, который может быть проконтролирован лучше, чем способ с использованием ионных лучей, желательно для получения слоя MgO более высокой точности. В данном случае для получения слоя MgO с ориентацией (111) осаждением из паровой фазы с использованием электронных лучей необходимо осуществить осаждение при температуре подложки, составляющей 230°С или более, либо сформировать слой со скоростью осаждения, составляющей 1,5 Å/с или более и 3 Å/с или менее (см. Патентный документ 2).
Данный способ использует электронные лучи вначале для формирования, в качестве основы, слоя оксида магния, имеющего ориентацию (111), при температуре подложки, составляющей 230°С или более и 350°С, или со скоростью осаждения, составляющей 1,5 Å/с или более и 3 Å/с или менее. Затем защитный слой, имеющий ориентацию (111), может быть получен путем осаждения из паровой фазы электронным лучом при низкой температуре подложки и высокой скорости осаждения.
Однако поскольку требуются два процесса формирования основы и формирования защитного слоя, имеющие различные условия, удовлетворение насущных потребностей по существенному улучшению производительности являлось невозможным.
Патентный документ 1: выложенная заявка на Японский патент № Hei 5-234519 (стр.3, фиг.3);
Патентный документ 2: выложенная заявка на Японский патент № Hei 8-287833 (стр.3, таблица 1);
Патентный документ 3: выложенная заявка на Японский патент № Hei 10-106441 (стр.3, таблица 1).
Сущность изобретения
Задачи, решаемые изобретением
Ранее в устройстве для изготовления PDP использовали неавтономное устройство для осаждения из паровой фазы, в котором подложку устанавливали на носителе, который затем размещали над источником-испарителем для осаждения, из-за того, что равномерное формирование слоя в состоянии, когда подложка закреплена на большой стеклянной подложке, имеющей диагональ около 60 дюймов, является затруднительным, требующего разработки работающего в вакууме робота для перемещения больших подложек, необходимого для переноса больших стеклянных подложек для PDP.
Структура неавтономного устройства для осаждения из паровой фазы для PDP представлена на фиг.10. Такое устройство состоит из 7 камер, а именно загрузочной камеры 62, камер 63а, 63b и 63с нагрева, камеры 64 осаждения из паровой фазы, камеры 65 охлаждения и разгрузочной камеры. Прежде всего, стеклянную подложку 10 устанавливают на носителе (не показан) роботом (не показан) в положении 70 сборки и разборки подложки. Носитель подают в загрузочную камеру 62, а после понижения в ней давления последовательно подают в камеры 63а, 63b и 63с нагрева для дегазации нагреванием. После этого носитель подают в камеру 64 осаждения из паровой фазы. В камере осаждения из паровой фазы носитель последовательно перемещают над источниками-испарителями таким образом, что на стеклянной подложке 10 формируется пленка MgO. Затем носитель охлаждают в камере 65 охлаждения, пропускают через разгрузочную камеру 66 и возвращают в положение 70 сборки и разборки подложки.
Конкретно, как показано на фиг.11, осаждение MgO устройством 61 для изготовления PDP, представленным на фиг.10, выполняется путем следующих этапов, на которых:
(А) размещают стеклянную подложку в загрузочной камере;
(В) перемещают стеклянную подложку в камеру нагрева;
(С) нагревают стеклянную подложку до высокой температуры (от 200 до 250°) в камерах нагрева;
(D) перемещают стеклянную подложку в камеру осаждения из паровой фазы;
(Е) осаждают MgO на стеклянную подложку при высокой температуре (от 200 до 250°С) со скоростью, составляющей 4000 Å·м/мин в динамическом состоянии (140 Å/с в статическом состоянии);
(F) перемещают стеклянную подложку в камеру охлаждения;
(G) охлаждают стеклянную подложку;
(Н) перемещают стеклянную подложку в разгрузочную камеру и
(I) выгружают стеклянную подложку из разгрузочной камеры.
При осаждении в известном из уровня техники устройстве для изготовления PDP, относительно ориентации кристаллов, в то время как слой, имеющий лучшую ориентацию (111), может быть получен при низкой температуре подложки (см. фиг.16), плотность пленки и индекс преломления стремятся быть лучше при высокой температуре подложки (см. фиг.17). Поэтому для того чтобы удовлетворить обоим условиям, необходимо было нагревать стеклянную подложку при температуре в диапазоне от 200 до 250°С.
Таким образом, известный способ формирования слоя с использованием электронных лучей имеет следующие недостатки.
Для нагревания стекла до заданной температуры в процессе выпуска продукции требуется несколько камер нагрева, что приводит к увеличению размера устройства и повышению стоимости его установки. Например, устройство для изготовления PDP, представленное на фиг.10, включает в себя три камеры нагрева. Более того, для предварительного нагревания стеклянной подложки 10 используют нагреватели, даже когда подложка перемещается в камеры нагрева. Хотя конкретно и не показано, следует отметить, что мощности, указанные на данной фигуре, указывают мощности предусмотренных нагревателей.
По мере того как количество камер нагрева увеличивается, потребление электроэнергии существенно повышается. Например, при осаждении MgO на стеклянную подложку, из которой могут быть нарезаны от 6 до 8 42-дюймовых стеклянных подложек, с продолжительностью такта 2 минуты, мощность нагревателей в известном устройстве для изготовления PDP должна составлять около 800 кВт. При продолжительности такта 1,5 минуты мощность должна составлять 1200 кВт или более.
Более того, при сборке и разборке стеклянной подложки 10 при помощи робота из-за необходимости охлаждения подложки затраты на техническое обслуживание чистого производственного помещения повышаются в связи с затратами в нем электроэнергии.
Кроме того, специальные меры должны быть предприняты по удержанию и предотвращению сгибания стеклянной подложки 10 из-за быстрого нагревания и охлаждения стекла. На фиг.10 показана подготовка камеры охлаждения с повышением эффективности охлаждения.
Несмотря на меры по предотвращению сцепления MgO с экстракционной частью электрода PDP носитель 15 обеспечивают маскировочным покрытием 15а, чтобы ограничить область осаждения стеклянной подложки 10 из-за нагревания большой стеклянной подложки, поскольку даже небольшая разница между коэффициентами теплового расширения маскировочного покрытия 15а и стеклянной подложки 10 затрудняет сохранение точности маскировочного покрытия. Поэтому маскировочное покрытие 15а формируют из растянутого материала таким образом, чтобы скорректировать расширение/стягивание стеклянной подложки 10.
Кроме того, поскольку стеклянную подложку и носитель нагревают, вакуумная камера, приводящая в движение система и входное отверстие устройства должны быть охлаждены в достаточной мере. Поскольку давление паров полимеров (масла), выбрасываемых в атмосферу из уплотнительного кольца и смазывающей системы в виде структурных компонентов устройства, зависит от температуры, должное предотвращение загрязнения является весьма затруднительным.
Способы решения поставленных задач
Все вышеперечисленные проблемы возникают из-за высокой температуры во время осаждения. Если бы температура во время осаждения была комнатной, вышеперечисленные проблемы могли бы быть решены. В результате исследований и разработок авторы данного изобретения обнаружили условие, при котором температура осаждения может быть понижена.
Имеются иные различные факторы, отличные от температуры, от которых зависит качество слоя. Их примеры включают в себя скорость осаждения и парциальное давление кислорода в течение осаждения. Авторы данного изобретения решили, что при достаточном удовлетворении условий осаждения, отличных от температуры, температурные условия могут быть относительно ослаблены. Поэтому авторы данного изобретения выявили тенденцию для каждого из условий при осаждении, отличного от температуры, и решили существенно их улучшить. Кроме того, было проведена верификация каждого компонента, необходимого для слоя MgO.
2
Было также установлено, что поскольку количество загрязняющих примесей (С, СО, СО и т.д.) в пленке из MgO может быть существенно снижено, существует возможность ослабления условий осаждения.
Поэтому скорость осаждения MgO при помощи устройства для осаждения из паровой фазы с использованием электронного луча составляла бы 8000 Å·м/мин или более в динамическом состоянии или 280 Å/с или более в статическом состоянии, а температура подложки составляла бы 120°С или менее. В результате количество загрязняющих примесей, включенных в пленку из MgO, существенно снижалась бы, а характеристики панели (катодлюминесценция, формирование рисунка и т.д.), необходимые для слоя MgO как защитного слоя, существенно бы улучшались.
Таким образом, было установлено, являются ли такие характеристики, как ориентация кристаллов, плотность пленки/индекс преломления, коэффициент пропускания и т.п., удовлетворительными в том случае, когда скорость осаждения MgO составляет 8000 Å·м/мин или более. В результате было получено подтверждение того, что удовлетворительные характеристики пленки могут быть получены даже при комнатной температуре (120°С или менее).
Иными словами, вышеупомянутые проблемы могут быть решены благодаря посредством способа изготовления плазменной индикаторной панели (PDP), состоящей из передней подложки, включающей в себя сканирующий электрод, поддерживающий электрод, диэлектрический слой и защитный слой, и задней подложки, включающей в себя адресный электрод, барьерное ребро и фосфор, при этом такой способ изготовления включает в себя этап формирования, в качестве защитного слоя, пленки MgO, имеющей ориентацию (111), а пленку MgO формируют методом осаждения из паровой фазы со скоростью осаждения, составляющей 8000 Å·м/мин или более.
Более того, вышеупомянутые проблемы могут быть решены посредством устройства для изготовления плазменной индикаторной панели, состоящей из передней подложки, включающей в себя сканирующий электрод, поддерживающий электрод, диэлектрический слой и защитный слой, и задней подложки, включающей в себя адресный электрод, барьерное ребро и фосфор, при этом такое устройство для изготовления включает в себя средство формирования, в качестве защитного слоя, пленки MgO, имеющей ориентацию (111), и средство, осаждающее пленку MgO со скоростью осаждения, составляющей 8000 Å·м/мин или более.
Эффект изобретения
Появилась возможность осаждения MgO при комнатной температуре (120°С или менее).
Кроме того, была существенно повышена пропускная способность производственного оборудования.
Более того, что касается двух вышеупомянутых улучшений, были получены следующие дополнительные результаты, способствующие решению вышеописанных проблем.
- Из устройства для осаждения MgO были удалены камеры нагрева и охлаждающая камера, благодаря чему данное устройство становится более компактным.
- Из известной камеры для осаждения из паровой фазы был удален ранее необходимый нагревательный механизм, в результате чего конструкция стала проще.
- Нагревательный механизм удален из обратного конвейера и подъемника, в результате чего конструкция стала проще.
- Отпала необходимость в контроле за продолжительностью нагревания и охлаждения, в результате чего период такта устройства существенно сокращается. Необходимые ранее 90 секунд сокращаются до 30 секунд или менее.
- Благодаря устранению нагревания, смещение маски существенно улучшается.
- Благодаря низкой температуре процесса, загрязнение существенно снижается, таким образом обеспечивая улучшение характеристик пленки.
- Стоимость устройства снижается.
- Расходы на эксплуатацию существенно снижаются. Расходы электроэнергии сокращаются на 1/3 или менее по сравнению с расходами на известное устройство. Объем используемой для охлаждения воды снижается на 1/2 или менее по сравнению с использовавшимся ранее объемом.
- Количество тепла, необходимого для чистого помещения, снижается на 1/3 или менее по сравнению с прежним количеством.
- Облегчается перемещение подложек и носителя.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена схематическая диаграмма неавтономного устройства для осаждения из паровой фазы с помощью электронного луча согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 представлена разъяснительная диаграмма источников-испарителей электронных лучей, используемых в способе изготовления плазменной индикаторной панели (PDP) согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Вид сверху показывает позиционную взаимосвязь между электронными пушками прошивного типа, кольцевыми высокотемпературными нагревателями и точками облучения.
На фиг.3 представлена диаграмма, показывающая рентгеновскую дифракционную картину пленки MgO согласно настоящему изобретению.
На фиг.4 представлен график, показывающий скорость осаждения в способе изготовления плазменной индикаторной панели (PDP) согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.5 представлена схематическая диаграмма экспериментального устройства.
На фиг.6 представлены источники-испарители экспериментального устройства.
На фиг.7 представлена диаграмма, показывающая максимальные интенсивности, обеспечиваемые рентгеновской дифракцией экспериментального устройства.
На фиг.8 представлен результат измерения прозрачности во время эксперимента.
На фиг.9 представлен результат улучшения прозрачности. Осаждение осуществляют, пополняя соответствующее количество кислорода.
На фиг.10 представлена схематическая диаграмма известного неавтономного устройства для осаждения из паровой фазы.
На фиг.11 представлен процесс нагревания известным неавтономным устройством для осаждения из паровой фазы.
На фиг.12 представлена разъяснительная диаграмма источников-испарителей электронных лучей, используемых в известном способе изготовления плазменной индикаторной панели (PDP). Вид сверху показывает позиционную взаимосвязь между электронными пушками прошивного типа, кольцевыми высокотемпературными нагревателями и точками облучения. Представлен пример, иллюстрирующий использование двух электронных пушек.
На фиг.13 представлена разъяснительная диаграмма источников-испарителей электронных лучей, используемых в известном способе изготовления плазменной индикаторной панели (PDP). Вид сверху показывает позиционную взаимосвязь между электронными пушками прошивного типа, кольцевыми высокотемпературными нагревателями и точками облучения. Представлен пример, иллюстрирующий использование четырех электронных пушек для повышения динамической скорости.
На фиг.14 представлена диаграмма, показывающая рентгеновскую дифракционную картину известной пленки MgO.
На фиг.15 представлен график, показывающий скорость осаждения в известном способе изготовления плазменной индикаторной панели (PDP).
На фиг.16 представлен график, показывающий известную взаимосвязь между температурой нагревания подложки и интенсивностью ориентации (111). При постоянной скорости осаждения и давлении осаждения интенсивность пика (111) снижается по мере повышения температуры подложки.
На фиг.17 представлен график, показывающий известную взаимосвязь между температурой нагревания подложки и индексом преломления. При постоянной скорости осаждения и давлении осаждения индекс преломления повышается по мере повышения температуры подложки.
На фиг.18 представлена диаграмма, показывающая взаимосвязь между углом падения MgO и индексом преломления при нерегулируемом осаждении.
На фиг.19 представлена диаграмма, показывающая взаимосвязь между углом падения MgO и интенсивностью ориентации (111) при нерегулируемом осаждении.
На фиг.20 представлена схематическая диаграмма, показывающая основное устройство плазменной индикаторной панели (PDP) в виде PDP для переменного тока. Две стеклянные подложки расположены напротив одна другой через узкое пространство, заполненное разрядным газом. Данное пространство разделено барьерными ребрами, при этом каждое углубление между перегородками покрыто фосфором любым из трех основных цветов. Один элемент, выбранный сканирующим электродом передней подложки и адресным электродом задней подложки, соответствует блоку индикации.
На фиг.21 представлен вид сбоку, показывающий взаимосвязь между источниками-испарителями и углами падения. В известном устройстве несколько точек испарения (точек излучения электронного луча) расположено в направлении движения стеклянной подложки. В начале процесса осаждения из паровой фазы MgO осаждают на стеклянную подложку под углами падения, составляющими 30° и около 60°. Более того, в конце процесса осаждения из паровой фазы MgO осаждают на стеклянную подложку под углами падения, составляющими около 60° и 30°.
На фиг.22 представлены фотографии точек излучения электронного луча (точек испарения), каждая из которых показывает взаимосвязь между мощностью электронной пушки и площадью облучения. Чем выше мощность, тем больше площадь облучения.
На фиг.23 представлена увеличенная фотография точки излучения электронного луча (точки испарения), иллюстрирующая пример вида излучения.
На фиг.24 представлен график, показывающий диапазон плотности тока электронных лучей, обеспечивающий предотвращение выплеска.
Описание обозначений
1 - устройство для осаждения из паровой фазы при помощи электронных лучей
2 - вакуумная камера
3 - электронная пушка прошивного типа
4 - кольцевой высокотемпературный нагреватель (емкость для материала-испарителя, источник-испаритель)
9 - защитная плита
10 - стеклянная подложка (передняя подложка)
11 - материал-испаритель (MgO)
15 - носитель
15а - маскировочное покрытие
26а - постоянный магнит (северный полюс)
26b - постоянный магнит (южный полюс)
31 - устройство для изготовления плазменной индикаторной панели (PDP)
32 - загрузочная/разгрузочная камера
33 - камера нагрева
34 - камера осаждения из паровой фазы
41 - устройство для изготовления плазменной индикаторной панели (PDP)
42 - загрузочная камера
43 - камера для перемещения
44 - камера осаждения из паровой фазы
46 - разгрузочная камера
47 - передний подъемник
48 - обратный конвейер
49 - задний подъемник
50 - место сборки и разборки подложки
61 - устройство для изготовления плазменной индикаторной панели (PDP)
62 - загрузочная камера
63а, 63b, 63c - камера нагрева
64 - камера осаждения из паровой фазы
65 - камера охлаждения
66 - разгрузочная камера
67 - передний подъемник
68 - обратный конвейер
69 - задний подъемник
70 - место сборки и разборки подложки
81 - плазменная индикаторная панель (PDP)
82 - передняя подложка
83 - сканирующий электрод
84 - поддерживающий электрод
85 - диэлектрический слой
86 - защитный слой (MgO)
87 - диэлектрический слой
88 - барьерное ребро
89 - адресный электрод
90 - задняя подложка
91R, 91G, 91B - фосфор
Р, Р1, Р2 - точка излучения электронного луча (точка испарения)
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Далее конкретные варианты, в которых может быть использовано настоящее изобретение, описано подробно со ссылкой на чертежи.
Вариант 1
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения представлен на фиг.1-3.
На фиг.1 представлено устройство 41 для изготовления PDP согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения. По сравнению с известным устройством для изготовления PDP (фиг.10) были удалены две камеры нагрева и камера охлаждения. На фиг.2 представлена диаграмма, показывающая источники-испарители электронных лучей согласно данному варианту. На фиг.3 представлена диаграмма рентгеновской дифракционной картины пленки MgO, сформированной с использованием устройства для изготовления PDP согласно данному варианту. На фиг.4 представлена диаграмма, показывающая скорость осаждения устройством для изготовления PDP согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг.1, устройство 41 для изготовления PDP согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя загрузочную камеру 42, передаточную камеру 43, камеру 44 осаждения из паровой фазы, разгрузочную камеру 46, передний подъемник 47, задний подъемник 49 и участок 50 для подложки и не требует осуществления процесса нагревания, как в известном уровне техники, таким образом соответствуя известному устройству 61 для изготовления PDP (фиг.10), из которого были удалены камеры 63а, 63b и 63с нагрева, а также камера 65 охлаждения.
Источники-испарители электронных лучей камеры 44 осаждения из паровой фазы имеют структуру, показанную на фиг.2. Обеспечено три кольцевых высокотемпературных нагревателя и шесть электронных пушек прошивного типа, при этом одна электронная пушка 3 соответствует одной точке Р излучения. Постоянные магниты 26а и 26b, установленные в нижней части кольцевого высокотемпературного нагревателя, используют для регулирования электронных лучей. Следует отметить, что каждый из источников-испарителей расположен таким образом, что угол падения паров MgO относительно стеклянной подложки 10 равен 30° или менее.
Более того, каждая из электронных пушек 3 прошивного типа представляет собой вновь разработанную пушку большой мощности. При помощи таких шести пушек MgO осаждают со скоростью, составляющей 8000 Å·м/мин или более. Скорость осаждения, представленная на фиг.4, существенно выше по сравнению со скоростью осаждения согласно известному уровню техники (фиг.15).
Осаждение MgO описанным выше устройством 41 для изготовления PDP осуществляется посредством следующих этапов, на которых:
(А) подают стеклянную подложку в загрузочную камеру;
(В) перемещают стеклянную подложку в передаточную камеру;
(С) перемещают стеклянную подложку в камеру осаждения из паровой фазы;
(D) осаждают MgO на стеклянную подложку при комнатной температуре (от 25 до 120°С) со скоростью, составляющей 8000 Å·м/мин или более;
(Е) перемещают стеклянную подложку в разгрузочную камеру и
(F) выгружают стеклянную подложку из разгрузочной камеры.
На фиг.3 представлена рентгеновская дифракционная картина пленки MgO, полученная при комнатной температуре подложки (120°С или менее) с использованием устройства 41 для изготовления PDP согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения. Как следует из данной фигуры, пик дифракционной интенсивности получают при 36,93°, а ориентация представляет собой ориентацию (111). Что касается рентгеновской дифракционной картины пленки MgO, полученной известным способом, пик дифракционной интенсивности получают при 36,84° (см. фиг.14). Поэтому очевидно, что пленка MgO, полученная способом согласно настоящему изобретению, никоим образом не хуже пленки, полученной известным способом.
Благодаря описанному выше способу и устройству для изготовления PDP пленка MgO, имеющая ориентацию (111), может быть получена при комнатной температуре.
Вариант 2
Ниже приведено описание варианта, согласно которому настоящее изобретение осуществляют с использованием известного устройства.
Подтверждающее испытание проводили при помощи устройства, представленного на фиг.5.
Данный вариант является всеобъемлющим в результате усовершенствования соответствующих деталей для ослабления температурных условий.
Далее приведен конкретный пример, иллюстрирующий способ осаждения при комнатной температуре согласно настоящему изобретению по сравнению с известным уровнем техники.
Вначале следует упомянуть о характеристиках, необходимых для пленки из MgO.
Основные характеристики пленки из MgO определяют на основании ориентации кристаллов, плотности/индекса преломления пленки и прозрачности.
Ориентация кристаллов, необходимая в настоящее время для производства, представляет собой ориентацию (111).
Кроме того, также требуется плотность пленки, составляющая 90% или более, и индекс преломления, составляющий 1,6 или более. По мере повышения плотности пленки улучшается стойкость напыления.
Прозрачность составляет 95% или более по сравнению со стеклянной подложкой. MgO должен иметь высокую прозрачность, поскольку его используют для передней плиты PDP.
Далее следует описание усовершенствований, сделанных для осуществления настоящего изобретения.
Что касается плотности пленки и индекса преломления, авторы данного изобретения также проанализировали факторы, отличные от температуры подложки в период осаждения, и установили, что при использования мер противодействия удовлетворительные характеристики пленки могут быть получены даже при понижении температуры подложки. Поэтому были предприняты следующие меры противодействия.
Для повышения динамической скорости с целью улучшения производительности желательно повысить величину тока электронных лучей. Однако при осуществлении осаждения из паровой фазы при помощи электронного луча, в то время как скорость осаждения повышается по мере повышения величины тока излучаемых электронных лучей, при использовании большой величины тока для повышения скорости осаждения, происходит явление, называемое “выплеск”, в результате которого материал для осаждения из паровой фазы делится на мелкие брызги и выплескивается из-за резкого повышения температуры источников-испарителей. Часть осаждаемого из паровой фазы материала, разбрызгиваемого выплеском, может достичь стеклянной подложки и таким образом снизить выход. Поэтому в известном устройстве для подавления выплеска и повышения скорости осаждения были приняты меры по увеличению количества электронных пушек и высокотемпературных нагревателей по сравнению с устройством, представленным на фиг.12 (см. фиг.13). Иными словами, чтобы диспергировать ток, было увеличено количество точек излучения лучей.
Однако поскольку такое устройство включает в себя множество высокотемпературных нагревателей, множество электронных пушек и множество устройств отклонения электронных лучей (не показаны), степень свободы размещения является низкой и углы падения MgO из источников-испарителей относительно подложки увеличиваются, например, из-за взаимной интерференции между устройствами отклонения электронных лучей (см. фиг.21).
Когда угол падения MgO из источника-испарителя относительно подложки становится большим, индекс преломления проявляет тенденцию к снижению (см. фиг.18). Более того, степень ориентации кристаллов снижается (см. фиг.19). Любая из упомянутых величин превышает зависимые от температуры свойства во время осаждения. Поэтому можно ожидать, что при достаточном улучшении угла падения могут быть созданы условия, при которых весь объем ориентации кристаллов, плотность пленки и индекс преломления являются удовлетворительными при более низкой температуре. Угол падения составляет по меньшей мере 30° или менее, желательно, 20° или менее.
Поэтому авторы данного изобретения повысили мощность электронных пушек и расширили площадь облучения, вызывая флуктуацию электронных лучей (см. фиг.22 и 23). В результате расширения площади облучения и таким образом предотвращения повышения плотности тока подавляется резкое повышение температуры источников-испарителей, таким образом обеспечивая предотвращение выплеска (см. фиг.24). Соответственно, появилась возможность повысить скорость осаждения при использовании меньшего количества электронных пушек прошивного типа, что также приводит к улучшению угла падения MgO из источника-испарителя относительно подложки.
После принятия таких мер противодействия авторы данного изобретения провели эксперимент.
На фиг.5 представлено устройство 31 для изготовления PDP, используемое для эксперимента. Данное устройство состоит из трех камер, а именно погрузочной/разгрузочной камеры 32, камеры 33 нагрева и камеры 34 для осаждения из паровой фазы. Как показано на фиг.6, камера 34 для осаждения из паровой фазы представляет собой образец устройства для осаждения из паровой фазы загрузочно-замкового типа, оборудованного двумя вращающимися кольцевыми высокотемпературными нагревателями 4 в качестве источников-испарителей и двумя электронными пушками 3 прошивного типа. MgO испаряется в четырех точках на кольцевых высокотемпературных нагревателях 4 таким образом, чтобы осесть во время горизонтального движения носителя 15, на котором установлена стеклянная подложка 10.
Результаты эксперимента представлены на фиг.7-9.
На фиг.7 представлены результаты измерения максимальной интенсивности при ориентации (111) на рентгеновской дифракционной картине в трех точках стеклянной подложки, а именно на левом конце, в центре и на правом конце. Следует отметить, что проиллюстрированы пленки, сформированные при различных значениях давления в камере для осаждения из паровой фазы, при этом каждая пленка имеет толщину, равную 8000 Å. Из представленных результатов следует, что удовлетворительные характеристики могут быть получены при значениях давления, составляющих 0,02 и 0,04 Па, однако также подтверждается тот факт, что слой с ориентацией (111) может быть получен даже при давлении, составляющем 0,06 Па.
На фиг.8 представлены результаты измерения прозрачности. В качестве образца стеклянной подложки было использовано стекло PD 200 от ASAHI GLASS CO., LTD. На фиг.9 представлены результаты, полученные с использованием PD 200 в качестве образца. Согласно полученным результатам прозрачность составляет 95% или более.
Как упомянуто выше, результаты измерений показывают, что в каждом случае была получена пленка MgO, имеющая удовлетворительные характеристики.
Следовательно, был подтвержден тот факт, что при температуре стеклянной подложки во время осаждения из паровой фазы в устройстве для осаждения из паровой фазы с использованием электронных лучей при комнатной температуре (120°С или менее) и скорости осаждения MgO в устройстве для осаждения из паровой фазы с использованием электронных лучей, составляющей 8000 Å·м/мин или более, может быть достигнут уровень осаждения, ни в чем не уступающий уровню осаждения, достигаемому при температуре, составляющей от 200 до 250°С, как в известном устройстве.
Несмотря на описанные выше варианты осуществления настоящего изобретения, данное изобретение, безусловно, не ограничивается ими и может быть подвергнуто различным модификациям на основании технических идей настоящего изобретения.
Например, вместо неавтономного устройства для осаждения из паровой фазы с использованием электронных лучей может быть также использовано устройство для осаждения из паровой фазы с использованием электронных лучей загрузочно-замкового типа, устройство для осаждения из паровой фазы с использованием электронных лучей другой системы, включающей в себя электронные пушки прошивного типа.
Несмотря на использование кольцевого высокотемпературного нагревателя 4 в качестве резервуара, содержащего материал для осаждения из паровой фазы в устройстве для осаждения из паровой фазы с использованием электронных лучей согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, вместо него может быть использован тигель.