JPH0336279A

JPH0336279A - 霧化薄膜形成用霧供給装置

Info

Publication number: JPH0336279A
Application number: JP1170492A
Authority: JP
Inventors: Mizuho Imai; 今井　瑞穂; Atsuo Ito; 厚雄伊藤; Mikio Sekiguchi; 幹夫関口; Hideyo Iida; 英世飯田
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1989-06-30
Publication date: 1991-02-15
Also published as: JPH0520505B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、霧化した原料溶液を、加熱された基板に吹き
付け、薄膜を形成する霧化薄膜形成装置において、原料
溶液の霧を供給する装置に関する。

［従来の技術］太陽電池、液晶表示装置、プラズマ表示装置等に用いら
れる透明導電膜は、酸化錫や酸化インジウム錫の薄膜に
より形成される。この透明導電膜は、霧供給装置によっ
て生じた原料溶液の霧を、成膜用ノズルから加熱された
基板に向けて放出し、加熱された基板上で反応、成膜さ
せる。

この方法で透明導電膜を形成する場合に用いられている
従来の霧化薄膜形成装置の一例を、第５図及び第６図に
基づいて説明する。

この霧化薄膜形成装置では、霧供給装置１によって原料
供給源２３と給気器２とから薄膜の原料溶液とキャリア
ガス（多くは空気）とを噴霧ノズル１７に送り、ここで
上記原料溶液を噴霧し、これを成膜用ノズル３の吐出口
３ａから放出させる。成膜用ノズル３の吐出口３ａの上
方には、成膜室４が設けられ、そこに霧化された原料溶
液が漂う。上記基板６は、その表面が上記成膜室４の天
面を形成するよう、成膜室４の上を順次連なりながら第
５図において、左から右へど保持されながら搬送される
。この成膜室４で天面を形成する位置にある基板６は、
均熱板７を介して背後のヒーター８によって所定の温度
に加熱される。

この装置には、基板人口■９側からガラス板等の基板６
を導入し、成膜室４を経て基板出口２０から導出される
よう順次搬送される。成１１Ｑ室４では、成膜用ノズル
３の吐出口３ａが下側から基板４の下面に向けて設けら
れ、これから成膜室４に放出された霧状の原料溶液は、
排出口５に向けて緩やかに流れ、その間に基板６の表面
に接触する。そして、基板６の表面で、溶液中の原料が
空気中の酸素、或いは原料溶液中の水分と反応し、上記
基板６の表面に酸化物の薄膜が形成される。また、基板
６の表面の成膜に寄与しなかった霧は、排出口５から排
出される。

従来、このような霧化薄膜形成装置において、原料溶液
を霧化し、これを成膜用ノズル３に供給する装置１は、
上記成膜用ノズル３と通じる閉じられた空間を形成する
溜箱Ｊ８と、その中に吐出口が配置された噴霧ノズル１
７とから構成されている。そして、バイブ１８を通じて
原料供給源２３から送られて来る原料溶液と、給気器２
側から送られて来るキャリアガスとにより、噴霧ノズル
１７において上記原料溶液を霧化して噴霧し、これを霧
箱１３の中から成膜用ノズル３を通して成膜室４へと供
給している。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記の薄膜形成用霧化装置を用いた場合
において、薄膜の成膜速度を高めて、薄膜の生産性を向
上させるため、原料溶液を単位時間当り多量に供給し、
噴霧ノズル１７から多くの原料溶液を噴霧させると、形
成される霧の粒子の分布が大きい方へシフトシ、大きい
粒子の割合が増加する。大きな粒子は、霧箱１３の中で
除去されるため、噴霧ノズル１７から噴霧させる原料溶
液の量を多くした割には成膜用ノズル３から成膜室４へ
供給される霧の量はあまり増加せず、成膜速度が上がら
ない。また、大きな粒子の霧が多量に存在すると、鞘箱
１３内で十分除去されず、大きな粒子を多量に含む霧が
成膜室４へ送られる。このような、粒子の粗い霧が基板
６の表面に接触して、同表面に薄膜が成膜されると、特
に大きな粒子の霧は液滴の状態のまま基板６に接触する
ため、水分や空気との接触、反応が十分なされないまま
薄膜が形成され、欠陥の多い薄膜が形成される。このた
め、上記従来の霧化装置では、薄膜の品質を低下させる
ことなく、その成膜速度を上げることができないという
課題があった。

そこで、本発明は、上記の従来技術における５− 問題点に鑑み、上記課題を解決することができる薄）膜
形成用霧化装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］すなわち、上記目的を達成するため、本発明において採
用した手段の要旨は、吐出口３ａを上方に向けて開口さ
せた成膜用ノズル３と、薄膜の原料溶液を霧化して上記
成膜用ノズル３／＼送る霧供給装置と、上記成膜用ノズ
ル３の吐出口３ａの上を通過するよう一方向に搬送され
る基板６を天面とする成膜室４と、成膜室４にある上記
基板６をその上面から加熱する手段とを備える薄膜形成
装置において、上記ノズル３に通じる霧溜室１５と、霧
復流路１Ｂを介してこの霧溜室１５に通じる霧還流室２
２と、先端側が上記霧溜室１５側に向けて開口されると
共に、基端側が霧還流室２２側に開口しており、かつ基
端側からから先端側に向けて次第に径の増大する霧導管
２１と、この霧導管２１の基端側から先端側に向けて原
料溶液の霧を噴霧する複数の噴霧ノズル１７とが備えら
れている霧化薄膜６形成川霧供給装置である。

［作　　　用コ噴霧ノズル１７から噴霧された原料溶液の霧の粒子を観
察すると、霧の噴霧経路の中心から離れた位置では粒径
の大きな霧の粒子が多く存在することが着目される。ま
た、霧の吐出経路の中心付近においても、粗い粒子の霧
が含まれるが、これらは細かい霧に比べて噴出速度が速
いため、より遠くへ吹き飛ばされる。

上記の本発明の薄膜形成川霧化装置によれば、噴霧ノズ
ル１７から噴霧された霧状原料溶液は、まず細導管２１
を通るが、そのとき、噴霧経路の周囲にある比較的粗い
粒子の霧が前記細導管２１の壁面に当り、液滴となって
霧の中から除去される。さらに、噴霧経路の中心にある
粗い粒子の霧は、細導管２１の先端から遠方へと飛′散
し、細導管２１の正面にある霧溜室１５の壁面に当り、
やはり液滴となって霧の中から除去される。

霧溜室１５に送られた比較的粒子の細かい霧は、霧溜室
１５の上方に浮揚し、成膜用ノズル３から成膜室４／＼
と送られる。また、その一部は、噴霧ノズル１７から霧
が噴霧されるのに伴〜）ｎ導管２１の基端側に形成され
る負圧により、霧復流路１６を介して霧還流室２２へと
入り、新たに噴霧された霧と共に細導管２１を介して霧
溜室１５へと還流される。この霧の還流の状態を第２図
と第４図に矢印で示した。

そしてこの場合に、複数の噴霧ノズル１７からは、特に
粗い霧が噴霧されない範囲で各々原料溶液を噴霧する。

これにより、成膜用ノズル３からは、複数の噴霧ノズル
１７からの噴霧量に見合うだけの原料溶液の霧であって
、上記のような粒子の細かい霧を成膜室４へ供給できる
。

［実　施　例］次に、図面を参照しながら、本発明の実施例に・ついて
具体的に説明する。

第１図と第２図に示した実施例１について説明すると、
薄膜形成用の霧化装置は、箱形の鞘箱１３を有しており
、この中は板状の仕切１４により、霧溜室Ｉ５と霧還流
室２２とに仕切られている。！！溜室１５の」二には成
膜用ノズル３が起立するように接続されている。

霧還流室２２の中には、基端から先端側へいくに従って
次第に口径が大きくなるポーン状の細導管２１が設置さ
れ、その径の大きな開口部側は」二記仕切１４の中央部
に保持され、霧溜室１５に向けて開口している。この細
導管２１の先端の開口部の前には、霧溜室１５の壁面が
起立している。また、この細導管２１の基！ｆ！ｆ’ｆ
　ｆｌｌ’ｌはく霧還流室２２の中にあり、そこには上
記鞘箱１３の外側からその中に差し込まれた噴霧ノズル
１７の先端が挿入されている。この噴霧ノズル１７には
、パイプ１８を通して原料溶液とキャリアガスとが送ら
れ、その先端から霧ｓ管２Ｉの中に霧が噴霧される。

仕切１４の上記細導管２１の先端側の周りには、霧溜室
１５と霧還流室２２とを通じさせる貫通孔状の霧復流路
１６が形成されている。

この実施例では、各々１つずつの噴霧ノズル−〇− １７，１７を備えた２組のホーン状の細導管２１．２１
が霧還流室２２に並列に配置されている。

この実施例のように、各々のＮ導＠２１の中に１つずつ
噴霧ノズル１７を配置した場合は、噴霧ノズル１７．１
７が細導管２１．２１で互いに隔離されるため、噴霧さ
れる霧の干渉が起こりｉｔい。このため、噴霧ノズル１
７．１７を２つ設けたことにより、個々の噴霧ノズル１
７．１７から過度に多量の原料溶液を噴霧することなく
、従って原料溶液の霧の粒子を粗くすることなく、成膜
用ノズル３からの霧の吐出量を約２倍にすることができ
る。

次に第３図と第４図で示した実施例２では、１つの細導
管２１の基端部に２つの噴霧ノズル１７．１７を配置し
ているが、この場合、第４図で示すように、細導管２１
の中心軸に対して対称な位置に２つの噴霧ノズル１７．
１７を配置し、これら噴霧ノズルＩＴ、１．７から各々
上記中心軸と平行な方向に向けて霧を噴霧する。

０但しこの場合に、２つの噴霧ノズル１７．１７を近づけ
ると、両噴霧ノズル１７．１７から噴霧された霧が互い
に干渉し、大きい霧の粒子が生じる。霧の中の大きい粒
子は、細導管２Ｉの壁面及びその正面の霧溜室１５の壁
面に当り、除去されるため、実施例１の場合より成膜室
４へ供給される霧の量は少なくなる。

次に、上記第１図と第２図及び第３図と第４図で示す霧
化薄膜形成用霧化装置により、ガラス基板６上に透明導
電膜として酸化錫膜を形成し、その膜厚ど比抵抗を１０
０個について各々測定し、それらの平均値を各々表１の
ＥＸ、１及びＥＸ、２の欄に示した。また、比較のため
、上記従来の霧化装置を用いて薄膜を形成し、同様にし
てその膜厚と比抵抗を測定した結果を表１のＣＦ、　　
の欄に示した。

なお、原料溶液は、１５％の５ｎＣＩ４と２００モル％
のＮ　ＨＪ　Ｆ　　と５％のアルコールとの混合溶液を
用い、実施例１と２の場合は、この溶液を２つの噴霧用
ノズル１７．１．７から何れ１１も総計毎時２．０宛の割合で霧化した。また、比較例の
場合は、上記溶液を１つの噴霧ノズル１７から毎時１２
の割合で霧化した。そして基板６は、成膜室４を３分で
通過するよう搬送した。

表　　１この結果から明かなように、上記実施例１と２では、比
較に比べて抵抗値が低く、かつ前者は約１．　９倍、後
者は約１８７倍の膜厚を有する酸化錫膜を形成すること
ができた。特に、実施例１の場合は、２つの噴霧ノズル
１７から噴霧される霧の干渉が起こり難いため、噴霧量
を多くすることができ、特に良好な結果が得られている
。

［発明の効果コ１２以上説明した通り、本発明の装置によれば、特性の優れ
た薄膜を早い速度で成膜することが出来、薄膜形成工程
の生産性の向上を図ることができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す霧化薄膜形成用霧化装
置の一部切欠の斜視図、第２図は、同霧化装置の横断平
面図、第３図は、他の実施例を示す霧化薄膜形成用霧化
装置の一部切欠の斜視図、第４図は、同霧化装置の横断
平面図、第５図は、従来例を示す霧化薄膜形成装置の概
略縦断側面図、第６図は、同従来例に於ける霧化装置の
縦断側面図である。１・・・霧化装置　３・・・成膜用ノズル　３ａ・・・
成膜用ノズルの吐出口　４・・・成膜室　７・・・均熱
板８・・・ヒータ　エ５・・・霧溜室　１６・・・霧復
流路１７・・・噴霧ノズル　２１・・・細導管　２２・
・・霧還流路

Claims

【特許請求の範囲】

吐出口３ａを上方に向けて開口させた成膜用ノズル３と
、薄膜の原料溶液を霧化して上記成膜用ノズル３へ送る
霧供給装置と、上記成膜用ノズル３の吐出口３ａの上を
通過するよう一方向に搬送される基板６を天面とする成
膜室４と、成膜室４にある上記基板６をその上面から加
熱する手段とを備える薄膜形成装置において、上記ノズ
ル３に通じる霧溜室１５と、霧復流路１６を介してこの
霧溜室１５に通じる霧還流室２２と、先端側が上記霧溜
室１５側に向けて開口されると共に、基端側が霧還流室
２２側に開口しており、かつ基端側からから先端側に向
けて次第に径の増大する霧導管２１と、この霧導管２１
の基端側から先端側に向けて原料溶液の霧を噴霧する複
数の噴霧ノズル１７とが備えられていることを特徴とす
る霧化薄膜形成用霧供給装置。