JP2009024195A - マスキング用トレイ及びそれを用いた成膜装置と成膜方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】蒸着箇所の異なる複数種類の被蒸着基板に兼用できるマスキングトレイを提供すること。
【解決手段】被蒸着基板を収容する枠体と、枠体に移動可能に設けられ前記被蒸着基板への蒸着を局部的に防止する防着板を備えたマスキング用トレイ。
【選択図】図4
【解決手段】被蒸着基板を収容する枠体と、枠体に移動可能に設けられ前記被蒸着基板への蒸着を局部的に防止する防着板を備えたマスキング用トレイ。
【選択図】図4
Description
この発明は、マスキング用トレイ及びそれを用いた成膜装置と成膜方法に関し、とくに、プラズマディスプレイパネル(以下、PDPという)の保護膜形成技術に関する。
従来のこのような保護膜形成技術においては、ガラス基板の所望箇所を被覆するマスクを備え、マスクをガラス基板と熱膨張率が近い材料で形成し、マスクをガラス基板と接触させて成膜するマスキング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−199046号公報
従来、PDPの保護膜の蒸着に際しては、品種(PDPのサイズ)に応じて成膜領域と非成膜領域の位置や数が異なるため、各品種に応じた位置に防着板を有するマスキング用トレイを用いている。
従って、マスキング用トレイは品種によって交換する必要があるため、多種類のマスキング用トレイを用意しなければならない上、蒸着ラインにおいてマスキング用トレイを交換する作業に時間を要し、生産能率が低下するという問題がある。
従って、マスキング用トレイは品種によって交換する必要があるため、多種類のマスキング用トレイを用意しなければならない上、蒸着ラインにおいてマスキング用トレイを交換する作業に時間を要し、生産能率が低下するという問題がある。
この発明は、被蒸着基板を収容する枠体と、枠体に移動可能に設けられ前記被蒸着基板への蒸着を局部的に防止する防着板を備えたマスキング用トレイを提供するものである。
この発明によれば、防着板が枠体に移動可能に設けられているので、各品種により異なる非成膜領域に対応して防着板の位置を変更することができ、一種類のマスキング用トレイで多品種への対応が可能となる上、マスキング用トレイを交換する時間が不要となり生産能率を向上させることができる。
この発明のマスキング用トレイの特徴は、被蒸着基板を収容する枠体と、枠体に移動可能に設けられ前記被蒸着基板への蒸着を局部的に防止する防着板を備えた点にある。
前記枠体が被蒸着基板の蒸着面を露出させる方形状の窓を備え、前記蒸着を局部的に防止する防着板が窓の一辺とその対辺との間に張設された帯状板であってもよい。
前記枠体が被蒸着基板の蒸着面を露出させる方形状の窓を備え、前記蒸着を局部的に防止する防着板が窓の一辺とその対辺との間に張設された帯状板であってもよい。
さらに、この発明は、別の観点から、第1および第2処理室を備え、第1処理室は、前記のマスキング用トレイを載置し、かつ、防着板を移動させて所定位置に設定する防着板位置設定装置を備え、第2処理室は、防着板の位置が設定されたマスキング用トレイに基板を収容し前記基板に成膜成分を蒸着する蒸着部を備える成膜装置を提供するものである。
さらに、この発明は、別の観点から、前記のマスキング用トレイを用い、防着板を移動させて所定位置に設定し、前記マスキング用トレイに被蒸着基板を載置し、前記マスキング用トレイに載置された被蒸着基板に成膜成分を蒸着する工程を備える成膜方法を提供するものである。
さらに、この発明は、別の観点から、前記のマスキング用トレイを用い、防着板を移動させて所定位置に設定し、前記マスキング用トレイに被蒸着基板を載置し、前記マスキング用トレイに載置された被蒸着基板に成膜成分を蒸着する工程を備える成膜方法を提供するものである。
以下、図面に示す実施形態を用いてこの発明を詳述する。これによってこの発明が限定されるものではない。
この発明に係るPDPは、対向する2枚の基板間に表示用の放電セルをマトリクス配列したものである。具体的にはPDP100は、図1に示すような一対の背面基板アッセンブリ50と前面基板アッセンブリ50aから構成される。なお、図1は1画素分(RGBの3セル)を示している。
この発明に係るPDPは、対向する2枚の基板間に表示用の放電セルをマトリクス配列したものである。具体的にはPDP100は、図1に示すような一対の背面基板アッセンブリ50と前面基板アッセンブリ50aから構成される。なお、図1は1画素分(RGBの3セル)を示している。
前面基板アッセンブリ50aにおいては、ガラス基板11の内面に、基板面に沿った面放電を生じさせるための横方向に延びる電極X,Yが、表示行を定める表示電極対Sとして配列される。電極X,Yは、それぞれがITO薄膜からなる幅の広い帯状の透明電極41と、金属薄膜からなる幅の狭い帯状のバス電極42から構成される。
バス電極42は、適正な導電性を確保するための補助電極である。電極X,Yを被覆するように低融点ガラスからなる誘電体層17が設けられる。誘電体層17の表面にはMgO膜からなる保護膜18が被覆される。誘電体層17及び保護膜18はともに透光性を有している。
次に、背面基板アッセンブリ50においては、ガラス基板21の内面に、表示電極Sと直交する方向にアドレス電極43が配列され、アドレス電極43を被覆するように誘電体層25が設けられ、誘電体層25上の各アドレス電極43の間には、直線状のリブ(隔壁)29が1つずつ設けられる。
なお、リブ29は格子状に形成することも可能である。
背面基板アッセンブリ50では、これらのリブ29によって放電空間(放電セル)30がサブピクセル(単位発光領域)EU毎に区画され、且つ放電空間30の間隙寸法が規定される。
背面基板アッセンブリ50では、これらのリブ29によって放電空間(放電セル)30がサブピクセル(単位発光領域)EU毎に区画され、且つ放電空間30の間隙寸法が規定される。
そして、誘電体層25の上部及びリブ29の側面を含めて背面側の壁面を被覆するように、カラー表示のためのR,G,Bの3色の蛍光体層28が設けられる。
リブ29は低融点ガラスを主体とする材料からなり、添加剤の種類によって透明又は不透明に形成される。なお、リブ29の形成方法としては、ベタ膜状の低融点ガラス層の上に切削マスクを設け、サンドブラスト加工でパターニングする工程が用いられる。
リブ29は低融点ガラスを主体とする材料からなり、添加剤の種類によって透明又は不透明に形成される。なお、リブ29の形成方法としては、ベタ膜状の低融点ガラス層の上に切削マスクを設け、サンドブラスト加工でパターニングする工程が用いられる。
マトリクス表示における1行には表示電極Sが対応し、1列には1本のアドレス電極43が対応する。そして、3列が1ピクセル(画素)EGに対応する。つまり、1ピクセルEGはライン方向に並ぶR,G,Bの3つのサブピクセルEUから構成される。
アドレス電極43と電極Yとの間の対向放電(アドレス放電)によって、表示すべきセルを選択するための誘電体層17における壁電荷の形成が行われる。電極X,Yに交互にパルスを印加すると、前記アドレス放電による壁電荷の形成されたサブピクセルEUで表示用の面放電(主放電)が生じる。
蛍光体層28は、面放電で生じた紫外線によって局部的に励起されて所定色の可視光を放つ。この可視光の内、ガラス基板11を透過する光が表示光となる。リブ29の配置パターンがいわゆるストライプパターンであることから、放電空間30の内の各列に対応した部分は、全てのラインに跨がって列方向に連続している。各列内のサブピクセルEUの発光色は同一である。
次に、PDPの製造ラインについて図2を用いて説明する。
まず、前面基板搬入部101に、ガラス基板11(図1)を搬入し、透明電極形成部102において蒸着法又はスパッタ法とエッチング法とを組み合わせてガラス基板11の表面にITO膜からなる帯状の透明電極41をパターニングする。
まず、前面基板搬入部101に、ガラス基板11(図1)を搬入し、透明電極形成部102において蒸着法又はスパッタ法とエッチング法とを組み合わせてガラス基板11の表面にITO膜からなる帯状の透明電極41をパターニングする。
次に、バス電極形成部103において印刷法等を用いて各透明電極41の端縁部に金属膜からなる幅の狭い帯状のバス電極42を形成する。
次に、誘電体層形成部104と保護膜形成部105において、透明電極とバス電極からなる表示電極が形成されたガラス基板上に誘電体層17と保護膜18を順に形成し、前面基板アッセンブリ50aが完成する。
次に、誘電体層形成部104と保護膜形成部105において、透明電極とバス電極からなる表示電極が形成されたガラス基板上に誘電体層17と保護膜18を順に形成し、前面基板アッセンブリ50aが完成する。
一方、背面基板搬入部106にガラス基板21(図1)を搬入し、アドレス電極形成部107において印刷法等を用いてガラス基板21上に金属のアドレス電極43を形成する。次に、誘電体層形成部108において、アドレス電極43が形成されたガラス基板上に誘電体層25を形成する。さらに、隔壁形成部109において、誘電体層25上に隔壁29を形成し、蛍光体層形成部110において、蛍光体層28を隔壁間の溝内に形成する。
次に、シールフリット形成部111において、アドレス電極、隔壁などが形成されたガラス基板21の周縁部にシールフリット材を印刷法で塗布する。それによって基板21の周縁部には封止用のシールフリットが形成され、背面基板アッセンブリ50が完成する。
次に、パネル組み立て部112において、前面基板アッセンブリ50aと背面基板アッセンブリ50とを、図1に示すように組み合わせる。次に、封止・排気部113において、アッセンブリ50,50aのシールフリットを加熱すると共に内部の排気を行う。それによって両基板アッセンブリの貼り合わせ(封止)が行われ、かつ、貼り合わされた基板アッセンブリ間の空間内の排気が行われる。
次に、ガス封入部114において、前記空間(セル間)に放電ガスを封入し、PDP100が完成する。
次に、ガス封入部114において、前記空間(セル間)に放電ガスを封入し、PDP100が完成する。
次に、点灯検査部115において、検査ラインによりPDP100の点灯検査を行う。検査に合格したPDP100に、回路組込み部116において、駆動回路を実装してPDPモジュールとして完成させる。
図3は、保護膜形成部105において用いられる蒸着ラインの構成説明図である。蒸着ライン200では、保護膜18(図1)としてMgOを主成分とする膜の蒸着が行われる。
蒸着ライン200は、表示電極と誘電体層が形成された被蒸着基板90を出し入れする基板出入室91,被蒸着基板90を搬送する搬送室92,被蒸着基板90を加熱する加熱室93,被蒸着基板90にMgOによる保護膜18(図1)を蒸着する蒸着室94,MgO保護膜が形成された被蒸着基板90を搬送する搬送室95,被蒸着基板90を冷却する冷却室96を備える。
蒸着ライン200は、表示電極と誘電体層が形成された被蒸着基板90を出し入れする基板出入室91,被蒸着基板90を搬送する搬送室92,被蒸着基板90を加熱する加熱室93,被蒸着基板90にMgOによる保護膜18(図1)を蒸着する蒸着室94,MgO保護膜が形成された被蒸着基板90を搬送する搬送室95,被蒸着基板90を冷却する冷却室96を備える。
基板出入室91,搬送室92,加熱室93,蒸着室94,搬送室95,冷却室96は、個々に内部を真空雰囲気にできるように各室ごとに独立して真空排気系を備えた密閉構造になっている。それぞれの室間は開閉可能な仕切壁で仕切られている。
蒸着ライン200は、被蒸着基板90を搭載したマスキング用トレイ60を搬送するコンベア(図示しない)を備える。コンベアの駆動と仕切壁の開閉が連動することによって、マスキング用トレイ60は、各室間を矢印方向に移動するようになっている。
なお、ここで真空雰囲気とは10-4〜10-8Torrの低圧力雰囲気をいう。
なお、ここで真空雰囲気とは10-4〜10-8Torrの低圧力雰囲気をいう。
このような構成において、図2の誘電体層形成部104までの工程を終了した前面基板アッセンブリィ50a(図1)が、被蒸着基板90として、基板出入室91に投入され、マスキング用トレイ60に搭載される。この時、基板出入室91は大気雰囲気状態にある。
次に、基板出入室91が密閉され、真空雰囲気に状態が変更されると、前面基板アッセンブリィ50aを搭載したマスキング用トレイ60は予め真空雰囲気状態にある搬送室92,加熱室93を介して蒸着室94に搬入される。そして、真空雰囲気の中で前面基板アッセンブリィ50aの誘電体層上にMgOが蒸着され、MgO保護膜18として成膜される。蒸着処理が完了すると、MgO保護膜が成膜された前面基板アッセンブリィ50aを搭載したマスキング用トレイ60は蒸着室94から搬出され、真空雰囲気状態にある搬送室95と冷却室96を介して真空雰囲気状態にある基板出入室91へ搬送される。
次に、基板出入室91は真空雰囲気から大気雰囲気に状態が変更され、保護膜が形成された前面基板アッセンブリィ50aはマスキング用トレイ60から下ろされて基板出入室91から排出される。この排出動作に合わせて次の新しい保護膜形成前の前面基板アッセンブリィ50aが基板出入室91へ投入され、空になったマスキング用トレイ60に搭載される。次に、基板出入室91が密閉され、真空雰囲気に状態が変更されると、搬送室92へ搬送される。この動作がくり返されて、複数枚の前面基板アッセンブリィ50aへの蒸着処理が順次連続して行われる。
図4は、マスキング用トレイ60の上面図である。図に示すように、マスキング用トレイ60は、被蒸着基板90を収容する長方形の枠体61と、枠体61に移動可能に設けられ被蒸着基板90への蒸着を局部的に防止する帯状の防着板62を備える。
枠体61は長方形の窓63を備え、枠体61に収容される被蒸着基板90は、防着板62の上に載置されると共に、窓63の内縁から突出する12個の基板支持具64によって支持される。従って、被蒸着基板90は、防着板62以外の部分が窓63から下方へ露出する。防着板62は、幅25mm,厚さ0.25mmの42アロイ製で、窓63の一辺とその対辺の間に窓63の長辺に沿って2本、短辺に沿って4本が張設されている。
図5は図4のA部拡大図,図6は図4のB部拡大図,図7は図5のC−C矢視断面図,図8は図6のD−D矢視断面図である。
これらの図に示すように、枠体61は、窓63をとり囲むように形成された細長い摺動用切欠き部67と、切欠き部67から窓63の内縁方向に切込まれた位置決め用切欠き部68を備える。摺動固定具65は、図6に示すように摺動用切欠き部67に嵌込まれ、窓63の各辺に沿って摺動可能に支持される。そして、各防着板62の両端は、窓63の対向する二辺に存在する摺動固定具65にコイルスプリング66を介して弾性的に接続される。
これらの図に示すように、枠体61は、窓63をとり囲むように形成された細長い摺動用切欠き部67と、切欠き部67から窓63の内縁方向に切込まれた位置決め用切欠き部68を備える。摺動固定具65は、図6に示すように摺動用切欠き部67に嵌込まれ、窓63の各辺に沿って摺動可能に支持される。そして、各防着板62の両端は、窓63の対向する二辺に存在する摺動固定具65にコイルスプリング66を介して弾性的に接続される。
なお、コイルスプリング66の一端は、防着板62の端部に設けられた穴62aに係止され、他端はビス65aによって摺動固定具65に固定される。一対の摺動固定具65が、摺動用切欠き部67を摺動し、図5のように、所望の位置決め用切欠き部68にはまり込むことによって、その摺動固定具65に接続された防着板62の位置が設定される。また、摺動固定具65は、後述する防着板位置設定装置によって用いられる角穴65bを備える。
図13〜図15は、蒸着ライン200で蒸着される3種類の品種(パネルサイズ)に対応して防着板62の位置が設定されたマスキング用トレイ60の例をそれぞれ示す。
図13はパネルの有効面数が1面、つまり単一の前面基板アッセンブリィを対象とした場合を示し、窓63の長辺に沿うように2枚の防着板62の位置が設定され、短辺に沿うように2枚の防着板62の位置が設定されている。
図13はパネルの有効面数が1面、つまり単一の前面基板アッセンブリィを対象とした場合を示し、窓63の長辺に沿うように2枚の防着板62の位置が設定され、短辺に沿うように2枚の防着板62の位置が設定されている。
図14はパネルの有効面数が2面、つまり2つの前面基板アッセンブリィが多面取りされたマザー基板を対象とした場合を示し、窓63の長辺に沿うように2枚の防着板62が図13よりも広い間隔で設定され、短辺に沿うように等間隔で3枚の防着板62の位置が設定されている。
図15はパネルの有効面数が3面、つまり3つの前面基板アッセンブリィが多面取りされたマザー基板を対象とした場合を示し、窓63の長辺に沿うように2枚の防着板62が図14と同じ間隔で設定され、短辺に沿うように等間隔で4枚の防着板62の位置が設定されている。
図15はパネルの有効面数が3面、つまり3つの前面基板アッセンブリィが多面取りされたマザー基板を対象とした場合を示し、窓63の長辺に沿うように2枚の防着板62が図14と同じ間隔で設定され、短辺に沿うように等間隔で4枚の防着板62の位置が設定されている。
図9に示すように、蒸着ライン200は、冷却室96内の基板出入室91寄りに防着板位置設定装置69を備える。防着板位置設定装置69はマスキング用トレイ60の防着板62の位置を品種の変更に合わせて図13〜図15のいずれかに示すように変更する。
手順は次の通りである。
まず、図3に示す蒸着ライン200において1つの品種に対応する被蒸着基板90の蒸着処理が連続して行われ、最後の1つが基板出入室91から搬出されると、図9に示すように全てのマスキング用トレイ60は空になり、基板出入室91が密閉され真空雰囲気に状態が変更される。
まず、図3に示す蒸着ライン200において1つの品種に対応する被蒸着基板90の蒸着処理が連続して行われ、最後の1つが基板出入室91から搬出されると、図9に示すように全てのマスキング用トレイ60は空になり、基板出入室91が密閉され真空雰囲気に状態が変更される。
次に、図9に示すように冷却室96内において防着板設定装置69にマスキング用トレイ60の1つが載置される。防着板設定装置69は、載置されたマスキング用トレイ60の摺動固定具65を摺動させ所望の位置決め用切欠き部68にはめ込んで防着板62の位置を新しく設定する。防着板設定装置69は矢印方向に搬送されるすべてのマスキング用トレイ60に対して同様に防着板62の位置設定を行う。
図10はマスキング用トレイを載置した防着板位置設定装置69の上面図である。
防着板位置設定装置69は枠体61(図4)に相似の枠体70を備え、対向する一対の長辺と短辺にはそれらの長手方向に沿って、それぞれリニアアクチュエータ71が設けられ、各リニアアクチュエータ71はステッピングモータ72によって駆動されるようになっている。
そして、各リニアアクチュエータ71は、防着板の位置を設定する位置設定ヘッド75を搭載し、それを矢印F又はG方向に往復移動させるようになっている。
防着板位置設定装置69は枠体61(図4)に相似の枠体70を備え、対向する一対の長辺と短辺にはそれらの長手方向に沿って、それぞれリニアアクチュエータ71が設けられ、各リニアアクチュエータ71はステッピングモータ72によって駆動されるようになっている。
そして、各リニアアクチュエータ71は、防着板の位置を設定する位置設定ヘッド75を搭載し、それを矢印F又はG方向に往復移動させるようになっている。
図11は図10のE−E矢視断面図である。
同図に示すように位置設定ヘッド75は、水平方向アクチュエータ76と、水平方向アクチュエータ76に搭載された垂直方向アクチュエータ78を備える。垂直方向アクチュエータ78は作動片80を備える。水平方向アクチュエータ76はリニアアクチュエータ71により矢印F又はG方向(図10)に移動する。
同図に示すように位置設定ヘッド75は、水平方向アクチュエータ76と、水平方向アクチュエータ76に搭載された垂直方向アクチュエータ78を備える。垂直方向アクチュエータ78は作動片80を備える。水平方向アクチュエータ76はリニアアクチュエータ71により矢印F又はG方向(図10)に移動する。
水平方向アクチュエータ76はステッピングモータ77により垂直方向アクチュエータ78を矢印H1,H2方向に往復移動させる。垂直方向アクチュエータ78はステッピングモータ79により作動片80を矢印J1,J2方向に往復移動させる。
このような構成において、防着板位置設定装置69は、次のようにして防着板62の位置の変更(設定)を行う。
まず、位置変更の対象となる防着板62の両端の摺動固定具65に対応する各位置へリニアアクチュエータ71(図10)が位置設定ヘッド75を移動させる。
次に、図12に示すように水平方向アクチュエータ76が垂直方向アクチュエータ78を矢印H1方向に移動させる。垂直方向アクチュエータ78は作動片80を矢印J2の方向へ下降させ、作動片80を摺動固定具65の角穴65bに嵌入させる。
次に、水平方向アクチュエータ76が矢印H2方向に摺動固定具65を摺動用切欠き部67まで移動させる。
まず、位置変更の対象となる防着板62の両端の摺動固定具65に対応する各位置へリニアアクチュエータ71(図10)が位置設定ヘッド75を移動させる。
次に、図12に示すように水平方向アクチュエータ76が垂直方向アクチュエータ78を矢印H1方向に移動させる。垂直方向アクチュエータ78は作動片80を矢印J2の方向へ下降させ、作動片80を摺動固定具65の角穴65bに嵌入させる。
次に、水平方向アクチュエータ76が矢印H2方向に摺動固定具65を摺動用切欠き部67まで移動させる。
次に、リニアアクチュエータ71が水平方向アクチュエータ76を矢印FまたはG方向に移動させ、それによって摺動固定具65を所望の位置決め用切欠き部68の位置まで摺動させる。
次に、水平方向リニアアクチュエータ76は、摺動固定具65を矢印H1方向に移動させて位置決め用切欠き部68に嵌込む。
次に、水平方向リニアアクチュエータ76は、摺動固定具65を矢印H1方向に移動させて位置決め用切欠き部68に嵌込む。
次に、垂直方向アクチュエータ78は作動片80を角穴65bから抜き、水平方向アクチュエータ65は垂直方向アクチュエータ78を図11の位置へ復帰させる。このようにして防着板62の位置の変更(設定)が行われる。
なお、防着板位置設定装置69は、1つの防着板62について、その両端にある摺動固定具65が同期して移動するように、対向する各対のリニアアクチュエータ71および位置設定ヘッドを作動させるようになっている。
60 マスキング用トレイ
61 枠体
62 防着板
62a 穴
63 窓
64 基板支持具
65 摺動固定具
65a ビス
65b 角穴
66 コイルスプリング
67 摺動用切欠き部
68 位置決め用切欠き部
69 防着板位置設定装置
70 枠体
71 リニアアクチュエータ
72 ステッピングモータ
75 位置設定ヘッド
76 水平方向アクチュエータ
77 ステッピングモータ
78 垂直アクチュエータ
79 ステッピングモータ
80 作動片
90 被蒸着基板
91 基板出入室
92 搬送室
93 加熱室
94 蒸着室
95 搬送室
96 冷却室
200 蒸着ライン
61 枠体
62 防着板
62a 穴
63 窓
64 基板支持具
65 摺動固定具
65a ビス
65b 角穴
66 コイルスプリング
67 摺動用切欠き部
68 位置決め用切欠き部
69 防着板位置設定装置
70 枠体
71 リニアアクチュエータ
72 ステッピングモータ
75 位置設定ヘッド
76 水平方向アクチュエータ
77 ステッピングモータ
78 垂直アクチュエータ
79 ステッピングモータ
80 作動片
90 被蒸着基板
91 基板出入室
92 搬送室
93 加熱室
94 蒸着室
95 搬送室
96 冷却室
200 蒸着ライン
Claims (4)
- 被蒸着基板を収容する枠体と、枠体に移動可能に設けられ前記被蒸着基板への蒸着を局部的に防止する防着板を備えたマスキング用トレイ。
- 前記枠体が被蒸着基板の蒸着面を露出させる方形状の窓を備え、前記蒸着を局部的に防止する防着板が窓の一辺とその対辺との間に張設された帯状板である請求項1記載のマスキング用トレイ。
- 第1および第2処理室を備え、第1処理室は、請求項1記載のマスキング用トレイを載置し、かつ、防着板を移動させて所定位置に設定する防着板位置設定装置を備え、第2処理室は、防着板の位置が設定されたマスキング用トレイに基板を収容し前記基板に成膜成分を蒸着する蒸着部を備える成膜装置。
- 請求項1記載のマスキング用トレイを用い、防着板を移動させて所定位置に設定し、前記マスキング用トレイに被蒸着基板を載置し、前記マスキング用トレイに載置された被蒸着基板に成膜成分を蒸着する工程を備える成膜方法。
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