蒸着装置および蒸着方法
【課題】蒸着膜の膜厚を均一化することができる蒸着装置および蒸着方法を提供する。
【解決手段】蒸着装置３０は、前面基板２を収納する蒸着室３１と、蒸着室内を真空排気する真空排気装置３２と、を備えている。蒸着室３１内には、前面基板２の被蒸着面２ａと対向したるつぼ３７と、前面基板およびるつぼの間に位置し、複数のスリット４１を構成した複数の棒４０が配置されている。
【解決手段】蒸着装置３０は、前面基板２を収納する蒸着室３１と、蒸着室内を真空排気する真空排気装置３２と、を備えている。蒸着室３１内には、前面基板２の被蒸着面２ａと対向したるつぼ３７と、前面基板およびるつぼの間に位置し、複数のスリット４１を構成した複数の棒４０が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被蒸着面に蒸着材を蒸着する蒸着装置およびこの蒸着装置を用いた蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、薄型の表示装置や半導体装置等の製造プロセスでは、蒸着装置が用いられる。例えば、薄型の表示装置として、電界放出型の電子放出素子から放出された電子ビームにより蛍光体を発光させるフィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）や、ＦＥＤの一種として表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる表面伝導電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）等が知られている。
【０００３】
ＳＥＤは、一般に、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有し、これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部同士を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。真空外囲器の内部は、真空度が１０−４Ｐａ程度以下の高真空に維持されている。また、背面基板および前面基板に加わる大気圧荷重を支えるために、これらの基板の間には複数の支持部材が配設されている。
【０００４】
前面基板の内面には、赤、緑、青の複数の蛍光体層を含む蛍光面が形成され、蛍光面に重なってメタルバックおよびゲッター膜が形成されている。ゲッター膜は蒸着装置を用いて形成されている。背面基板の内側には、これらの蛍光体層を励起して発光させる電子を放出する多数の電子放出素子が設けられている。また、多数の走査線および信号線がマトリクス状に形成され、各電子放出素子に接続されている。蛍光面にはアノード電圧が印加され、電子放出素子から出た電子ビームがアノード電圧により加速されて蛍光面に衝突することにより、蛍光体層が発光し映像が表示される。
【０００５】
上記したゲッター膜は、真空外囲器内の真空度を維持するために設けられ、真空外囲器内のガスを吸着する重要な役割を果たしている。このため、蒸着装置を用いてゲッター膜を形成する際は、真空室内でゲッター材を前面基板内面に蒸着して形成する（例えば、特許文献１参照）。より詳しくは、蒸着装置の真空室内にはゲッター材の入った容器が配置され、前面基板を容器の開口部と対向させてゲッター材を気化させて基板内面にゲッター膜を形成している。
【特許文献１】特開２００４−３１２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記した従来の蒸着装置を用いて基板内面にゲッター膜を形成すると、ゲッター膜の膜厚は、基板周辺部よりも中央部が厚くなる。このように、前面基板の面内でゲッター膜の膜厚が不均一となると、輝度特性が不均一となり、表示品位が低下してしまう。 このため、ゲッター膜の膜厚を均一にする方法として、前面基板と容器との間隔を大きくしてゲッター材を蒸着する方法が考えられる。しかしながら、前面基板と容器との間隔を大きくしただけではゲッター膜の膜厚を満足のいく程度に均一化することは困難である。例えば、前面基板と容器との間隔を８００ｍｍとした場合では、ゲッター膜の膜厚に２０％ないし３０％のムラが生じてしまう。前面基板と容器との間隔を大きくするほど蒸着装置にゲッター材が多く付着するため、メンテナンスが大変である。また、前面基板と容器との間隔を大きくするほど蒸着装置が大型化してしまう。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、蒸着膜の膜厚を均一化することができる蒸着装置および蒸着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る蒸着装置は、蒸着対象部材の被蒸着面上に蒸着膜を形成する蒸着装置において、前記蒸着対象部材を収納する蒸着室と、前記蒸着室内を真空排気する真空排気装置と、前記蒸着室内で、前記被蒸着面と離間して対向した蒸着材容器と、前記蒸着対象部材および蒸着材容器の間に位置し、複数のスリットを構成した複数の遮断部と、を備えていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の他の態様に係る蒸着方法は、蒸着対象部材の被蒸着面上に蒸着膜を形成する蒸着方法において、真空雰囲気中に前記蒸着対象部材と、この蒸着対象部材に対向した蒸着材容器と、これら蒸着対象部材および蒸着材容器の間に位置し、複数のスリットを構成した複数の遮断部と、を配置し、前記蒸着材容器内の蒸着材を気化させて前記スリットを通して前記被蒸着面上に蒸着させ、前記蒸着膜を形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、蒸着膜の膜厚を均一化することができる蒸着装置および蒸着方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、この発明の蒸着装置および蒸着方法をＳＥＤのゲッター膜を形成するための蒸着装置および蒸着方法に適用した実施の形態について詳細に説明する。始めに、ＳＥＤの構成を説明する。
【００１１】
図１および図２に示すように、このＳＥＤは、それぞれ矩形状のガラスからなる前面基板２、および背面基板１を備え、これらの基板は１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。そして、前面基板２および背面基板１は、矩形枠状の側壁３を介して周縁部同士が接合され、内部が１０−４Ｐａ程度以下の高真空に維持された偏平な矩形状の真空外囲器４を構成している。
【００１２】
前面基板２の内面には蛍光体スクリーン６が形成されている。この蛍光体スクリーン６は、赤、緑、青に発光する蛍光体層７およびマトリクス状の遮光部８で構成されている。これらの遮光部８はストライプ状あるいはドット状に形成しても良い。この蛍光体スクリーン６上には、アノード電極として機能するメタルバック９が形成され、更に、メタルバックに重ねてゲッター膜１０が形成されている。表示動作時、メタルバック９には所定のアノード電圧が印加される。
【００１３】
背面基板１の内面上には、蛍光体層７を励起する電子ビームを放出する多数の電子放出素子１１が設けられている。これらの電子放出素子１１は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。電子放出素子１１はマトリクス配線１２により駆動される。
【００１４】
また、背面基板１および前面基板２の間には、耐大気圧のため、板状あるいは柱状に形成された多数のスペーサ１３が配置されている。
蛍光体スクリーン６にはメタルバック９を介してアノード電圧が印加され、電子放出素子１１から放出された電子ビームはアノード電圧により加速され蛍光体スクリーン６に衝突する。これにより、対応する蛍光体層７が発光し映像が表示される。
【００１５】
次に、上記のように構成されたＳＥＤのゲッター膜１０を形成するための蒸着装置について説明する。
図３に示すように、蒸着装置３０は、真空処理槽として機能する蒸着室３１と、この蒸着室内を真空排気する真空排気装置３２と、を備えている。
【００１６】
蒸着室３１内には、蒸着対象部材としての前面基板２を支持搬送する搬送機構として機能する第１ステージ３３が配設され、この第１ステージにより前面基板が懸垂支持されている。また、第１ステージ３３には傾斜機構３４が設けられ、前面基板２を傾けることができる。
【００１７】
さらに、蒸着室３１内には、蒸着材としてのゲッター材３８を収容するとともに上端が開口した蒸着材容器としてのるつぼ３７を所望する位置に移動させる移動機構として機能する第２ステージ３５が設けられている。すなわち、ゲッター材３８はるつぼ３７に収容され、このるつぼは支持治具３６上に保持されている。そして、この第２ステージ３５により支持治具３６が移動可能に、かつ、高さ調整可能に支持されている。言い換えると、るつぼ３７の開口部３７ａ、すなわち、ゲッター材３８の表面は、前面基板２の被蒸着面２ａと対向するよう設けられている。ここで言う被蒸着面２ａとは、前面基板２上に蛍光体スクリーン６およびメタルバック９が形成された面である。
【００１８】
ゲッター材３８を構成する材料には、例えばバリウムを含有した金属材料が用いられる。また、支持治具３６を包囲するように、ゲッター材３８を加熱する加熱部３９が設けられている。
【００１９】
蒸着室３１内には、複数の遮断部として、例えば複数の棒４０が設けられ、これらの棒は前面基板２の被蒸着面２ａおよびるつぼ３７の間に位置している架空面内に並設されている。言い換えると、棒４０は架空面内で間隔を置いて互いに略平行に並べられ、複数のスリット４１を構成している。なお、棒４０の並んだ架空面（スリット４１が並んだ面）および被蒸着面２ａは平行にされている。
【００２０】
図３および図４に示すように、隣合う棒４０の間隔ｓ１は、るつぼ３７から離れるほど広い。棒４０の太さｔはるつぼ３７から離れるほど細い。すなわち、るつぼ３７の開口部３７ａと対向した領域の棒４０の間隔ｓ１を狭く、この領域の棒の太さｔを太くすることにより、るつぼ３７の開口部３７ａと対向した領域の被蒸着面２ａへのゲッター材３８の蒸着を抑制することができ、膜厚の均一なゲッター膜１０を形成することが可能になる。
【００２１】
この実施の形態では、前面基板２は８００ｍｍ×５００ｍｍであり、棒４０が並んだ方向の前面基板の幅ｗ１は５００ｍｍ、るつぼ３７の開口面積ｓａは３１４ｍｍ２（棒が並んだ方向のるつぼの幅ｗ２は２０ｍｍ）である。棒４０の形状は円柱形状であり、その太さｔは５ｍｍないし３ｍｍ、棒の間隔ｓ１は１０ｍｍないし１２ｍｍである。また、るつぼ３７−棒４０間の間隔ｓ２は１２０ｍｍ、棒−被蒸着面２ａ間の間隔ｓ３は６００ｍｍに設定した。なお、第２ステージ３５は、るつぼ３７をスリット４１の長手方向ｄ１に移動させることができ、第１ステージ３３は、前面基板２を、同じく長手方向ｄ１に移動させることができる。これにより、１つのるつぼ３７を用いて蒸着する場合であっても、前面基板２の被蒸着面２ａに膜厚の均一なゲッター膜１０を形成することができる。
【００２２】
次に、図５に示すように、蒸着装置３０は上述した他、制御部５０および間隔・高さ調整機構５１を有している。真空排気装置３２、第１ステージ３３、傾斜機構３４、第２ステージ３５、加熱部３９、および間隔・高さ調整機構５１は、制御部５０の制御の基で稼動されている。このため、棒４０の間隔ｓ１や高さ（間隔ｓ２や間隔ｓ３）は間隔・高さ調整機構５１により調節することができる。
【００２３】
次に、上記のように構成された蒸着装置３０を用いて前面基板２にゲッター膜１０を形成する蒸着方法について説明する。なお、ゲッター膜１０を形成する工程は、前面基板２にメタルバック９を形成した後から前面基板と背面基板１とを貼り合せる前までの間に行なわれる。
【００２４】
まず、ゲッター材３８の入ったるつぼ３７を支持治具３６の上面に設置し、前面基板２を蒸着室３１内に搬入する。その後、蒸着室３１内を真空排気装置３２により真空状態にする。
【００２５】
るつぼ３７、棒４０、および前面基板２の位置決めを行なった後、加熱部３９によりゲッター材３８をその融点以上の温度まで加熱する。そして、ゲッター材３８をスリット４１を通して被蒸着面２ａ上に蒸着させる。蒸着させる際は、第１ステージ３３により前面基板２をスリット４１の長手方向ｄ１に移動させて行なう。これにより、前面基板２の被蒸着面２ａ上には全域に渡って均一な膜厚のゲッター膜１０が形成され、蒸着工程は終了する。
【００２６】
上記のように構成された蒸着装置３０および蒸着方法によれば、前面基板２およびゲッター材３８の間に複数の棒４０が位置した状態でゲッター材を蒸着させている。棒４０はゲッター材３８から飛散する粒子を遮断している。棒４０の間隔ｓ１や棒の太さｔ等を調整することにより、ゲッター膜１０の膜厚を調整することが可能となるため、前面基板２の被蒸着面２ａ全域に渡って均一な膜厚を有したゲッター膜を形成することができる。
【００２７】
棒４０を設けない場合は、るつぼ３７と前面基板２との距離を短くするほどるつぼの開口部３７ａと対向した領域のゲッター膜１０の膜厚が厚くなるが、この実施の形態では棒を設けているため、るつぼと前面基板との距離が短い場合であっても膜厚の均一なゲッター膜を形成することができる。上記したように、棒４０を設けた場合は、棒を設けない場合と比べてるつぼ３７と前面基板２との距離を短くすることができるため、蒸着装置３０の装置寸法も小さくすることができる。また、るつぼ３７と前面基板２との距離を短くすることにより、蒸着室３１内に付着するゲッター材３８の付着量も少なくなるため、平易なメンテナンスが可能になる。
【００２８】
蒸着装置３０は、前面基板２をスリット４１の長手方向ｄ１に移動させる第１ステージ３３（るつぼ３７をスリットの長手方向に移動させる第２ステージ３５）を有しているため、複数個所にるつぼを設けることなく、ゲッター膜１０を形成することができる。
【００２９】
棒４０の間隔ｓ１および棒の太さｔを含む棒の配置条件は、ゲッター膜１０を形成する領域、るつぼ３７の開口面積ｓａ、ゲッター材−棒間の間隔ｓ２、および棒−被蒸着面２ａ間の間隔ｓ３に応じて調整すれば良い。
【００３０】
上記したことから、ゲッター膜１０の膜厚を均一化することができる蒸着装置３０および蒸着方法を提供することができる。これにより、輝度特性が均一であり、長時間に渡って高い表示性能を維持することが可能なＳＥＤを得ることができる。
【００３１】
次に、他の実施の形態に係るゲッター膜を形成するための蒸着装置および蒸着方法について説明する。この実施の形態において、他の構成は上述した実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３２】
図６および図７に示すように、前面基板２の内面に設けられた蛍光体スクリーン６は、遮光部８を有している。この遮光部８は、例えば、所定の隙間を置いて平行に多数のストライプ部８ａおよび蛍光体スクリーン６の周縁に沿って延びた矩形枠部８ｂで構成されている。各ストライプ部８ａ間には、蛍光体層７が形成されている。
【００３３】
蛍光体スクリーン６上に重なって設けられたメタルバック９は、複数の分割部９ａおよび複数の分断部９ｂを有している。各分割部９ａは分断部９ｂによって電気的に分断されている。より詳しくは、分割部９ａはそれぞれ細長いストライプ状に形成され、所定の隙間を置いて互いに平行に延びているとともに蛍光体層７に重なって位置している。
【００３４】
分断部９ｂはストライプ状に形成され、分割部９ａ間に位置している。分断部９ｂはストライプ部８ａ上に設けられている。なお、分断部９ｂは蛍光体層７と対向した領域からはみ出さないようにすることが望ましく、マージンを取るために、分割部９ａの一部もストライプ部８ａに重ねて形成するのが好適である。この実施の形態において、分断部９ｂはメタルバック９を複数の分割部９ａに分割するため、そのメタルバックを部分的に酸化させて高抵抗にしている。
【００３５】
各分割部９ａは接続抵抗１５を介して、共通電極１６に接続されている。共通電極１６の一部には高圧供給部１７が形成され、高圧が印加されるようになっている。各分割部９ａ上にはゲッター膜１０がそれぞれ形成されている。ゲッター膜１０はそれぞれ細長いストライプ状に形成されている。
【００３６】
次に、上記のように構成された前面基板２のゲッター膜１０を形成する方法について説明する。
まず、図８に示すように、蛍光体スクリーン６、メタルバック９、およびゲッターカット１９を形成した前面基板２を用意する。ここで、ゲッターカット１９は、分断部９ｂに重なって形成されている。ゲッター膜１０を形成する際は、上述した実施の形態と同様の蒸着装置および蒸着方法を用いて行なう。但し、この際は、前面基板２の被蒸着面２ａを傾斜機構３４によりスリット４１が並んだ面方向から傾けて行なう。つまり、スリット４１が並んだ架空面の法線方向から傾いた第１方向ｄ２または第２方向ｄ３からゲッター材３８を蒸着する。
【００３７】
これにより、図７に示すように、前面基板２の被蒸着面２ａ上には、分割部９ａに重なっているとともに、被蒸着面全域に渡って均一な膜厚のゲッター膜１０が形成される。なお、ゲッターカット１９はゲッター膜１０形成後除去される。
【００３８】
上記のように構成された蒸着装置および蒸着方法によれば、メタルバック９を複数の分割部９ａに分割した場合でも、分割部に重なっているとともに、被蒸着面２ａ全域に渡って均一な膜厚のゲッター膜１０を形成することができる。ゲッター膜１０は分割部９ａ間に電気的に影響を与えることはないため、分割部本来の機能、すなわち、放電の規模の拡大を抑制する機能を損なうことはなく、電子放出素子１１や蛍光体スクリーン６の破壊および劣化を抑制することができる。
【００３９】
上記したことから、ゲッター膜１０の膜厚を均一化することができる蒸着装置３０および蒸着方法を提供することができる。これにより、輝度特性が均一であり、長時間に渡って高い表示性能を維持することが可能なＳＥＤを得ることができる。
【００４０】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、蒸着装置３０はスリット４１の長手方向ｄ１に並んだ複数のるつぼ３７を有していても良い。蒸着装置３０は棒４０を有したが、これに限らず、スリット４１を構成する遮断部であればいかなる構造物であっても良い。
この発明はゲッター膜１０を形成する蒸着装置３０および蒸着方法に限定されることなく、ＦＥＤや半導体装置等、他の製品を形成する用途に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係るＳＥＤの斜視図。
【図２】図１に示したＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る蒸着装置の概略断面図。
【図４】図３に示した蒸着装置の一部を拡大して更に詳細に示した図。
【図５】図３に示した蒸着装置の概略構成図。
【図６】本発明の他の実施の形態に係るＳＥＤの前面基板の蛍光体スクリーン、メタルバック、およびゲッター膜を示す平面図。
【図７】図６に示したＢ−Ｂ断面図。
【図８】図６および図７に示した前面基板を形成するための製造方法を示した図。
【符号の説明】
【００４２】
１…背面基板、２…前面基板、２ａ…被蒸着面、４…真空外囲器、６…蛍光体スクリーン、７…蛍光体層、８…遮光部、８ａ…ストライプ部、８ｂ…矩形枠部、９…メタルバック、９ａ…分割部、９ｂ…分断部、１０…ゲッター膜、１１…電子放出素子、１９…ゲッターカット、３０…蒸着装置、３１…蒸着室、３２…真空排気装置、３３…第１ステージ、３４…傾斜機構、３５…第２ステージ、３６…支持治具、３７…るつぼ、３７ａ…開口部、３８…ゲッター材、３９…加熱部、４０…棒、４１…スリット、ｄ１…長手方向、ｓ１、ｓ２、ｓ３…間隔、ｓａ…開口面積、ｔ…太さ、ｗ…幅。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被蒸着面に蒸着材を蒸着する蒸着装置およびこの蒸着装置を用いた蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、薄型の表示装置や半導体装置等の製造プロセスでは、蒸着装置が用いられる。例えば、薄型の表示装置として、電界放出型の電子放出素子から放出された電子ビームにより蛍光体を発光させるフィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）や、ＦＥＤの一種として表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる表面伝導電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）等が知られている。
【０００３】
ＳＥＤは、一般に、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有し、これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部同士を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。真空外囲器の内部は、真空度が１０−４Ｐａ程度以下の高真空に維持されている。また、背面基板および前面基板に加わる大気圧荷重を支えるために、これらの基板の間には複数の支持部材が配設されている。
【０００４】
前面基板の内面には、赤、緑、青の複数の蛍光体層を含む蛍光面が形成され、蛍光面に重なってメタルバックおよびゲッター膜が形成されている。ゲッター膜は蒸着装置を用いて形成されている。背面基板の内側には、これらの蛍光体層を励起して発光させる電子を放出する多数の電子放出素子が設けられている。また、多数の走査線および信号線がマトリクス状に形成され、各電子放出素子に接続されている。蛍光面にはアノード電圧が印加され、電子放出素子から出た電子ビームがアノード電圧により加速されて蛍光面に衝突することにより、蛍光体層が発光し映像が表示される。
【０００５】
上記したゲッター膜は、真空外囲器内の真空度を維持するために設けられ、真空外囲器内のガスを吸着する重要な役割を果たしている。このため、蒸着装置を用いてゲッター膜を形成する際は、真空室内でゲッター材を前面基板内面に蒸着して形成する（例えば、特許文献１参照）。より詳しくは、蒸着装置の真空室内にはゲッター材の入った容器が配置され、前面基板を容器の開口部と対向させてゲッター材を気化させて基板内面にゲッター膜を形成している。
【特許文献１】特開２００４−３１２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記した従来の蒸着装置を用いて基板内面にゲッター膜を形成すると、ゲッター膜の膜厚は、基板周辺部よりも中央部が厚くなる。このように、前面基板の面内でゲッター膜の膜厚が不均一となると、輝度特性が不均一となり、表示品位が低下してしまう。 このため、ゲッター膜の膜厚を均一にする方法として、前面基板と容器との間隔を大きくしてゲッター材を蒸着する方法が考えられる。しかしながら、前面基板と容器との間隔を大きくしただけではゲッター膜の膜厚を満足のいく程度に均一化することは困難である。例えば、前面基板と容器との間隔を８００ｍｍとした場合では、ゲッター膜の膜厚に２０％ないし３０％のムラが生じてしまう。前面基板と容器との間隔を大きくするほど蒸着装置にゲッター材が多く付着するため、メンテナンスが大変である。また、前面基板と容器との間隔を大きくするほど蒸着装置が大型化してしまう。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、蒸着膜の膜厚を均一化することができる蒸着装置および蒸着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る蒸着装置は、蒸着対象部材の被蒸着面上に蒸着膜を形成する蒸着装置において、前記蒸着対象部材を収納する蒸着室と、前記蒸着室内を真空排気する真空排気装置と、前記蒸着室内で、前記被蒸着面と離間して対向した蒸着材容器と、前記蒸着対象部材および蒸着材容器の間に位置し、複数のスリットを構成した複数の遮断部と、を備えていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の他の態様に係る蒸着方法は、蒸着対象部材の被蒸着面上に蒸着膜を形成する蒸着方法において、真空雰囲気中に前記蒸着対象部材と、この蒸着対象部材に対向した蒸着材容器と、これら蒸着対象部材および蒸着材容器の間に位置し、複数のスリットを構成した複数の遮断部と、を配置し、前記蒸着材容器内の蒸着材を気化させて前記スリットを通して前記被蒸着面上に蒸着させ、前記蒸着膜を形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、蒸着膜の膜厚を均一化することができる蒸着装置および蒸着方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、この発明の蒸着装置および蒸着方法をＳＥＤのゲッター膜を形成するための蒸着装置および蒸着方法に適用した実施の形態について詳細に説明する。始めに、ＳＥＤの構成を説明する。
【００１１】
図１および図２に示すように、このＳＥＤは、それぞれ矩形状のガラスからなる前面基板２、および背面基板１を備え、これらの基板は１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。そして、前面基板２および背面基板１は、矩形枠状の側壁３を介して周縁部同士が接合され、内部が１０−４Ｐａ程度以下の高真空に維持された偏平な矩形状の真空外囲器４を構成している。
【００１２】
前面基板２の内面には蛍光体スクリーン６が形成されている。この蛍光体スクリーン６は、赤、緑、青に発光する蛍光体層７およびマトリクス状の遮光部８で構成されている。これらの遮光部８はストライプ状あるいはドット状に形成しても良い。この蛍光体スクリーン６上には、アノード電極として機能するメタルバック９が形成され、更に、メタルバックに重ねてゲッター膜１０が形成されている。表示動作時、メタルバック９には所定のアノード電圧が印加される。
【００１３】
背面基板１の内面上には、蛍光体層７を励起する電子ビームを放出する多数の電子放出素子１１が設けられている。これらの電子放出素子１１は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。電子放出素子１１はマトリクス配線１２により駆動される。
【００１４】
また、背面基板１および前面基板２の間には、耐大気圧のため、板状あるいは柱状に形成された多数のスペーサ１３が配置されている。
蛍光体スクリーン６にはメタルバック９を介してアノード電圧が印加され、電子放出素子１１から放出された電子ビームはアノード電圧により加速され蛍光体スクリーン６に衝突する。これにより、対応する蛍光体層７が発光し映像が表示される。
【００１５】
次に、上記のように構成されたＳＥＤのゲッター膜１０を形成するための蒸着装置について説明する。
図３に示すように、蒸着装置３０は、真空処理槽として機能する蒸着室３１と、この蒸着室内を真空排気する真空排気装置３２と、を備えている。
【００１６】
蒸着室３１内には、蒸着対象部材としての前面基板２を支持搬送する搬送機構として機能する第１ステージ３３が配設され、この第１ステージにより前面基板が懸垂支持されている。また、第１ステージ３３には傾斜機構３４が設けられ、前面基板２を傾けることができる。
【００１７】
さらに、蒸着室３１内には、蒸着材としてのゲッター材３８を収容するとともに上端が開口した蒸着材容器としてのるつぼ３７を所望する位置に移動させる移動機構として機能する第２ステージ３５が設けられている。すなわち、ゲッター材３８はるつぼ３７に収容され、このるつぼは支持治具３６上に保持されている。そして、この第２ステージ３５により支持治具３６が移動可能に、かつ、高さ調整可能に支持されている。言い換えると、るつぼ３７の開口部３７ａ、すなわち、ゲッター材３８の表面は、前面基板２の被蒸着面２ａと対向するよう設けられている。ここで言う被蒸着面２ａとは、前面基板２上に蛍光体スクリーン６およびメタルバック９が形成された面である。
【００１８】
ゲッター材３８を構成する材料には、例えばバリウムを含有した金属材料が用いられる。また、支持治具３６を包囲するように、ゲッター材３８を加熱する加熱部３９が設けられている。
【００１９】
蒸着室３１内には、複数の遮断部として、例えば複数の棒４０が設けられ、これらの棒は前面基板２の被蒸着面２ａおよびるつぼ３７の間に位置している架空面内に並設されている。言い換えると、棒４０は架空面内で間隔を置いて互いに略平行に並べられ、複数のスリット４１を構成している。なお、棒４０の並んだ架空面（スリット４１が並んだ面）および被蒸着面２ａは平行にされている。
【００２０】
図３および図４に示すように、隣合う棒４０の間隔ｓ１は、るつぼ３７から離れるほど広い。棒４０の太さｔはるつぼ３７から離れるほど細い。すなわち、るつぼ３７の開口部３７ａと対向した領域の棒４０の間隔ｓ１を狭く、この領域の棒の太さｔを太くすることにより、るつぼ３７の開口部３７ａと対向した領域の被蒸着面２ａへのゲッター材３８の蒸着を抑制することができ、膜厚の均一なゲッター膜１０を形成することが可能になる。
【００２１】
この実施の形態では、前面基板２は８００ｍｍ×５００ｍｍであり、棒４０が並んだ方向の前面基板の幅ｗ１は５００ｍｍ、るつぼ３７の開口面積ｓａは３１４ｍｍ２（棒が並んだ方向のるつぼの幅ｗ２は２０ｍｍ）である。棒４０の形状は円柱形状であり、その太さｔは５ｍｍないし３ｍｍ、棒の間隔ｓ１は１０ｍｍないし１２ｍｍである。また、るつぼ３７−棒４０間の間隔ｓ２は１２０ｍｍ、棒−被蒸着面２ａ間の間隔ｓ３は６００ｍｍに設定した。なお、第２ステージ３５は、るつぼ３７をスリット４１の長手方向ｄ１に移動させることができ、第１ステージ３３は、前面基板２を、同じく長手方向ｄ１に移動させることができる。これにより、１つのるつぼ３７を用いて蒸着する場合であっても、前面基板２の被蒸着面２ａに膜厚の均一なゲッター膜１０を形成することができる。
【００２２】
次に、図５に示すように、蒸着装置３０は上述した他、制御部５０および間隔・高さ調整機構５１を有している。真空排気装置３２、第１ステージ３３、傾斜機構３４、第２ステージ３５、加熱部３９、および間隔・高さ調整機構５１は、制御部５０の制御の基で稼動されている。このため、棒４０の間隔ｓ１や高さ（間隔ｓ２や間隔ｓ３）は間隔・高さ調整機構５１により調節することができる。
【００２３】
次に、上記のように構成された蒸着装置３０を用いて前面基板２にゲッター膜１０を形成する蒸着方法について説明する。なお、ゲッター膜１０を形成する工程は、前面基板２にメタルバック９を形成した後から前面基板と背面基板１とを貼り合せる前までの間に行なわれる。
【００２４】
まず、ゲッター材３８の入ったるつぼ３７を支持治具３６の上面に設置し、前面基板２を蒸着室３１内に搬入する。その後、蒸着室３１内を真空排気装置３２により真空状態にする。
【００２５】
るつぼ３７、棒４０、および前面基板２の位置決めを行なった後、加熱部３９によりゲッター材３８をその融点以上の温度まで加熱する。そして、ゲッター材３８をスリット４１を通して被蒸着面２ａ上に蒸着させる。蒸着させる際は、第１ステージ３３により前面基板２をスリット４１の長手方向ｄ１に移動させて行なう。これにより、前面基板２の被蒸着面２ａ上には全域に渡って均一な膜厚のゲッター膜１０が形成され、蒸着工程は終了する。
【００２６】
上記のように構成された蒸着装置３０および蒸着方法によれば、前面基板２およびゲッター材３８の間に複数の棒４０が位置した状態でゲッター材を蒸着させている。棒４０はゲッター材３８から飛散する粒子を遮断している。棒４０の間隔ｓ１や棒の太さｔ等を調整することにより、ゲッター膜１０の膜厚を調整することが可能となるため、前面基板２の被蒸着面２ａ全域に渡って均一な膜厚を有したゲッター膜を形成することができる。
【００２７】
棒４０を設けない場合は、るつぼ３７と前面基板２との距離を短くするほどるつぼの開口部３７ａと対向した領域のゲッター膜１０の膜厚が厚くなるが、この実施の形態では棒を設けているため、るつぼと前面基板との距離が短い場合であっても膜厚の均一なゲッター膜を形成することができる。上記したように、棒４０を設けた場合は、棒を設けない場合と比べてるつぼ３７と前面基板２との距離を短くすることができるため、蒸着装置３０の装置寸法も小さくすることができる。また、るつぼ３７と前面基板２との距離を短くすることにより、蒸着室３１内に付着するゲッター材３８の付着量も少なくなるため、平易なメンテナンスが可能になる。
【００２８】
蒸着装置３０は、前面基板２をスリット４１の長手方向ｄ１に移動させる第１ステージ３３（るつぼ３７をスリットの長手方向に移動させる第２ステージ３５）を有しているため、複数個所にるつぼを設けることなく、ゲッター膜１０を形成することができる。
【００２９】
棒４０の間隔ｓ１および棒の太さｔを含む棒の配置条件は、ゲッター膜１０を形成する領域、るつぼ３７の開口面積ｓａ、ゲッター材−棒間の間隔ｓ２、および棒−被蒸着面２ａ間の間隔ｓ３に応じて調整すれば良い。
【００３０】
上記したことから、ゲッター膜１０の膜厚を均一化することができる蒸着装置３０および蒸着方法を提供することができる。これにより、輝度特性が均一であり、長時間に渡って高い表示性能を維持することが可能なＳＥＤを得ることができる。
【００３１】
次に、他の実施の形態に係るゲッター膜を形成するための蒸着装置および蒸着方法について説明する。この実施の形態において、他の構成は上述した実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３２】
図６および図７に示すように、前面基板２の内面に設けられた蛍光体スクリーン６は、遮光部８を有している。この遮光部８は、例えば、所定の隙間を置いて平行に多数のストライプ部８ａおよび蛍光体スクリーン６の周縁に沿って延びた矩形枠部８ｂで構成されている。各ストライプ部８ａ間には、蛍光体層７が形成されている。
【００３３】
蛍光体スクリーン６上に重なって設けられたメタルバック９は、複数の分割部９ａおよび複数の分断部９ｂを有している。各分割部９ａは分断部９ｂによって電気的に分断されている。より詳しくは、分割部９ａはそれぞれ細長いストライプ状に形成され、所定の隙間を置いて互いに平行に延びているとともに蛍光体層７に重なって位置している。
【００３４】
分断部９ｂはストライプ状に形成され、分割部９ａ間に位置している。分断部９ｂはストライプ部８ａ上に設けられている。なお、分断部９ｂは蛍光体層７と対向した領域からはみ出さないようにすることが望ましく、マージンを取るために、分割部９ａの一部もストライプ部８ａに重ねて形成するのが好適である。この実施の形態において、分断部９ｂはメタルバック９を複数の分割部９ａに分割するため、そのメタルバックを部分的に酸化させて高抵抗にしている。
【００３５】
各分割部９ａは接続抵抗１５を介して、共通電極１６に接続されている。共通電極１６の一部には高圧供給部１７が形成され、高圧が印加されるようになっている。各分割部９ａ上にはゲッター膜１０がそれぞれ形成されている。ゲッター膜１０はそれぞれ細長いストライプ状に形成されている。
【００３６】
次に、上記のように構成された前面基板２のゲッター膜１０を形成する方法について説明する。
まず、図８に示すように、蛍光体スクリーン６、メタルバック９、およびゲッターカット１９を形成した前面基板２を用意する。ここで、ゲッターカット１９は、分断部９ｂに重なって形成されている。ゲッター膜１０を形成する際は、上述した実施の形態と同様の蒸着装置および蒸着方法を用いて行なう。但し、この際は、前面基板２の被蒸着面２ａを傾斜機構３４によりスリット４１が並んだ面方向から傾けて行なう。つまり、スリット４１が並んだ架空面の法線方向から傾いた第１方向ｄ２または第２方向ｄ３からゲッター材３８を蒸着する。
【００３７】
これにより、図７に示すように、前面基板２の被蒸着面２ａ上には、分割部９ａに重なっているとともに、被蒸着面全域に渡って均一な膜厚のゲッター膜１０が形成される。なお、ゲッターカット１９はゲッター膜１０形成後除去される。
【００３８】
上記のように構成された蒸着装置および蒸着方法によれば、メタルバック９を複数の分割部９ａに分割した場合でも、分割部に重なっているとともに、被蒸着面２ａ全域に渡って均一な膜厚のゲッター膜１０を形成することができる。ゲッター膜１０は分割部９ａ間に電気的に影響を与えることはないため、分割部本来の機能、すなわち、放電の規模の拡大を抑制する機能を損なうことはなく、電子放出素子１１や蛍光体スクリーン６の破壊および劣化を抑制することができる。
【００３９】
上記したことから、ゲッター膜１０の膜厚を均一化することができる蒸着装置３０および蒸着方法を提供することができる。これにより、輝度特性が均一であり、長時間に渡って高い表示性能を維持することが可能なＳＥＤを得ることができる。
【００４０】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、蒸着装置３０はスリット４１の長手方向ｄ１に並んだ複数のるつぼ３７を有していても良い。蒸着装置３０は棒４０を有したが、これに限らず、スリット４１を構成する遮断部であればいかなる構造物であっても良い。
この発明はゲッター膜１０を形成する蒸着装置３０および蒸着方法に限定されることなく、ＦＥＤや半導体装置等、他の製品を形成する用途に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係るＳＥＤの斜視図。
【図２】図１に示したＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る蒸着装置の概略断面図。
【図４】図３に示した蒸着装置の一部を拡大して更に詳細に示した図。
【図５】図３に示した蒸着装置の概略構成図。
【図６】本発明の他の実施の形態に係るＳＥＤの前面基板の蛍光体スクリーン、メタルバック、およびゲッター膜を示す平面図。
【図７】図６に示したＢ−Ｂ断面図。
【図８】図６および図７に示した前面基板を形成するための製造方法を示した図。
【符号の説明】
【００４２】
１…背面基板、２…前面基板、２ａ…被蒸着面、４…真空外囲器、６…蛍光体スクリーン、７…蛍光体層、８…遮光部、８ａ…ストライプ部、８ｂ…矩形枠部、９…メタルバック、９ａ…分割部、９ｂ…分断部、１０…ゲッター膜、１１…電子放出素子、１９…ゲッターカット、３０…蒸着装置、３１…蒸着室、３２…真空排気装置、３３…第１ステージ、３４…傾斜機構、３５…第２ステージ、３６…支持治具、３７…るつぼ、３７ａ…開口部、３８…ゲッター材、３９…加熱部、４０…棒、４１…スリット、ｄ１…長手方向、ｓ１、ｓ２、ｓ３…間隔、ｓａ…開口面積、ｔ…太さ、ｗ…幅。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着対象部材の被蒸着面上に蒸着膜を形成する蒸着装置において、
前記蒸着対象部材を収納する蒸着室と、
前記蒸着室内を真空排気する真空排気装置と、
前記蒸着室内で、前記被蒸着面と離間して対向した蒸着材容器と、
前記蒸着対象部材および蒸着材容器の間に位置し、複数のスリットを構成した複数の遮断部と、
を備えていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記遮断部は間隔を置いて並べられた複数の棒で構成され、
隣合う前記棒間の間隔は、前記蒸着材容器から離れるほど広くなることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記遮断部は間隔を置いて並べられた複数の棒で構成され、
前記棒の太さは、前記蒸着材容器から離れるほど細くなることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記スリットの長手方向に並んで設けられた他の蒸着材容器を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記蒸着材容器を前記スリットの長手方向に移動させる移動機構を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記蒸着対象部材を前記スリットの長手方向に移動させる搬送機構を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記被蒸着面を傾ける傾斜機構を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記遮断部は間隔を置いて並べられた複数の棒で構成され、
前記棒の間隔および太さ、蒸着材容器および棒の間隔、並びに棒および蒸着対象部材の間隔は、前記蒸着膜の膜厚が均一になる値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項９】
蒸着対象部材の被蒸着面上に蒸着膜を形成する蒸着方法において、
真空雰囲気中に前記蒸着対象部材と、この蒸着対象部材に対向した蒸着材容器と、これら蒸着対象部材および蒸着材容器の間に位置し、複数のスリットを構成した複数の遮断部と、を配置し、
前記蒸着材容器内の蒸着材を気化させて前記スリットを通して前記被蒸着面上に蒸着させ、前記蒸着膜を形成することを特徴とする蒸着方法。
【請求項１０】
前記真空雰囲気中に前記蒸着材容器に並べて他の蒸着材容器を配置し、
前記蒸着材容器および他の蒸着材容器内の蒸着材を気化させて、前記スリットを通して前記被蒸着面上に蒸着させ、前記蒸着膜を形成することを特徴とする請求項９に記載の蒸着方法。
【請求項１１】
前記蒸着材容器を前記スリットの長手方向に移動させて前記蒸着膜を形成することを特徴とする請求項９に記載の蒸着方法。
【請求項１２】
前記蒸着対象部材を前記スリットの長手方向に移動させて前記蒸着膜を形成することを特徴とする請求項９に記載の蒸着方法。
【請求項１３】
前記被蒸着面を傾けて前記蒸着膜を形成することを特徴とする請求項９に記載の蒸着方法。
【請求項１】
蒸着対象部材の被蒸着面上に蒸着膜を形成する蒸着装置において、
前記蒸着対象部材を収納する蒸着室と、
前記蒸着室内を真空排気する真空排気装置と、
前記蒸着室内で、前記被蒸着面と離間して対向した蒸着材容器と、
前記蒸着対象部材および蒸着材容器の間に位置し、複数のスリットを構成した複数の遮断部と、
を備えていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記遮断部は間隔を置いて並べられた複数の棒で構成され、
隣合う前記棒間の間隔は、前記蒸着材容器から離れるほど広くなることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記遮断部は間隔を置いて並べられた複数の棒で構成され、
前記棒の太さは、前記蒸着材容器から離れるほど細くなることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記スリットの長手方向に並んで設けられた他の蒸着材容器を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記蒸着材容器を前記スリットの長手方向に移動させる移動機構を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記蒸着対象部材を前記スリットの長手方向に移動させる搬送機構を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記被蒸着面を傾ける傾斜機構を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記遮断部は間隔を置いて並べられた複数の棒で構成され、
前記棒の間隔および太さ、蒸着材容器および棒の間隔、並びに棒および蒸着対象部材の間隔は、前記蒸着膜の膜厚が均一になる値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項９】
蒸着対象部材の被蒸着面上に蒸着膜を形成する蒸着方法において、
真空雰囲気中に前記蒸着対象部材と、この蒸着対象部材に対向した蒸着材容器と、これら蒸着対象部材および蒸着材容器の間に位置し、複数のスリットを構成した複数の遮断部と、を配置し、
前記蒸着材容器内の蒸着材を気化させて前記スリットを通して前記被蒸着面上に蒸着させ、前記蒸着膜を形成することを特徴とする蒸着方法。
【請求項１０】
前記真空雰囲気中に前記蒸着材容器に並べて他の蒸着材容器を配置し、
前記蒸着材容器および他の蒸着材容器内の蒸着材を気化させて、前記スリットを通して前記被蒸着面上に蒸着させ、前記蒸着膜を形成することを特徴とする請求項９に記載の蒸着方法。
【請求項１１】
前記蒸着材容器を前記スリットの長手方向に移動させて前記蒸着膜を形成することを特徴とする請求項９に記載の蒸着方法。
【請求項１２】
前記蒸着対象部材を前記スリットの長手方向に移動させて前記蒸着膜を形成することを特徴とする請求項９に記載の蒸着方法。
【請求項１３】
前記被蒸着面を傾けて前記蒸着膜を形成することを特徴とする請求項９に記載の蒸着方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−７０３５１（Ｐ２００６−７０３５１Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５８５８７（Ｐ２００４−２５８５８７）
【出願日】平成１６年９月６日（２００４．９．６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月６日（２００４．９．６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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