JPH0461075B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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
に関し、特に基板の幅方向の膜厚のばらつきが小
さな透明導電膜を形成することができる装置に関
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、霧化装置によつ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、従来
用いられている霧化薄膜形成装置の一例を、第７
図に基づいて説明する。

この霧化薄膜形成装置では、霧化器１によつて
原料溶液を霧化し、これを成膜用ノズル３のスリ
ツト状の吐出口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
ように、成膜室４の上を順次連なりながら第７図
において、左から右へと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
つて所定の温度に加熱される。

この装置には、基板入口１９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。成膜室４で
は、成膜用ノズル３の先端が基板６の主面に近接
して設けられ、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つた霧は、排出口５か
ら排出される。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来の装置でガラス板等の基板６
の表面に透明導電膜を形成した場合、第９図ｄで
示されたように、基板の中央部の透明導電膜の膜
厚が厚く、両側部の透明導電膜の膜厚がこれに比
べて極端に薄くなるという欠点があつた。これ
は、成膜室４の中を流れる霧は、成膜室４の側壁
の抵抗を受けて、特に成膜室４の後方部において
両側部での霧の単位流路断面積当りの流量が中央
部に比べて少なくなるためと考えられる。

このような透明導電膜の膜厚の不均一状態が生
じると、基板６の両側に干渉縞が現れ、外観上好
ましくないばかりでなく、特に膜厚の薄い基板６
の両側部では、透明導電膜として必要な特性が得
られない。このため、膜厚の薄い基板６の両側部
分を除去して使用している。例えばこれまでは、
基板６の中央部の膜厚に対して±５％の膜厚の違
いが生じる両側の部分を除去して使用している
が、上記従来の装置でガラス基板上に酸化錫膜を
形成した場合に、この基準で除去されるのは、成
膜中に保持される基板６の両端の部分を除いた有
効成膜幅の約30％にも及ぶ。従つて、実際に使用
できるのは、基板６の有効成膜幅の約70％に過ぎ
ず、製品の歩留りが悪いという欠点があつた。

本発明の目的は、上記課題を解消することので
きる霧化薄膜形成装置を提供する事にある。

［課題を解消するための手段］ すなわち、上記目的を達成するための本発明に
よる手段の要旨は、薄膜の原料溶液を霧化する霧
化器１と、原料溶液の霧の吐出口３ａを上方に向
けて開口させた成膜用ノズル３と、同成膜用ノズ
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を加熱する手段とからなる霧
化薄膜形成装置において、成膜室４の中に、成膜
室４の上部と両側部の少なくとも何れか一方にの
み霧の通路を限定する遮蔽部材１３を設けた霧化
薄膜形成装置である。

［作用］ 成膜用ノズル３から成膜室４に放出された霧
は、成膜室４の中を層流となつて排出口５側へ流
れていく。ここで、成膜室４の中に遮蔽部材１３
を設けて、成膜室４の一部における霧の通路を上
部に限定した場合、ここで霧の通路が急に狭くな
るため、霧の流れが乱れ、中央部の霧が両側上部
へと逃げる。このため、霧の流量が比較的少なか
つた成膜室４の両側部にも或る程度の霧が回り込
む。また、霧の通路を成膜室の両側に限定した場
合は、成膜室４の中央を流れる霧が途中で停止さ
れて両側に回り込む。

このため、成膜室４の遮蔽部材１３より先で基
板６の両側部に霧が接触する機会が多くなり、成
膜される透明導電膜の膜厚が基板６の両側で厚く
なる。これにより、基板６の幅方向における透明
導電膜の膜厚が平均化される。

［実施例］ 次に、第１図〜第６図を参照しながら、本発明
の実施例について具体的に説明する。

これら図面において、ガラス板等の基板６が両
側を保持された状態で図において左から右へと搬
送される。基板入口１９から基板出口２０に至る
基板６の搬送経路には、当該基板６を天面とし、
両側及び底面をフレーム１１，１２で囲まれたト
ンネル状の予備加熱室１３、成膜室４及び基板搬
出室１０が順次連続して形成されている。

薄膜形成用の原料溶液を霧化する霧化器１を
備え、この霧化器１の上方には上に向けて成膜用
ノズル３が延長して設けられ、この成膜用ノズル
３の上に上記成膜室４が配置されている。上記霧
化器１に於いて霧化された原料溶液の霧は、上記
ノズル３の吐出口３ａから成膜室４の中に放出さ
れる。成膜室４の基板搬出室１０寄り側には、排
気路５が形成され、基板６の表面の薄膜の成膜に
寄与しなかつた霧状の原料溶液がこの排気路５か
ら排出される。

予備加熱室１３、成膜室４及び基板搬出室１０
において、搬送される基板６の上面側には熱伝導
良好な均熱板７が設けられ、さらにその背後にヒ
ーター８が設けられている。このヒーター８が発
熱することにより、上記均熱板７を介して基板６
が加熱される。

本発明では、上記成膜室４の中に、その霧の通
路を上部及び両側部の少なくとも何れか一方に限
定するための遮蔽部材１３を設ける。この遮蔽部
材１３は、成膜室４の中央部と両側部との霧の流
量の差が大きくなる成膜室４の後方部に設けるの
がよい。上記遮蔽部材１３とその配置の具体例を
図示の実施例により説明する。

まず、第１図と第２図に示された実施例では、
成膜室４の底面を形成するフレーム１２の上に遮
蔽部材１３が設置されており、この遮蔽部材１３
は、成膜室４の全幅に亙つて形成されると共に、
上面が霧の流れる方向に順次段階的に高くなる階
段状のものからなつている。そして、各段の段差
の部分には、勾配が設けれている。この実施例で
は、遮蔽部材１３の段差の部分で霧の流れが乱さ
れるため、単なる立方体形のものに比べて膜厚の
均一化の効果が大きい。

第３図と第４図で示された実施例では、成膜室
４の底面を形成するフレーム１２の上に３つの遮
蔽部材１３が或る程度の距離をおいて設置されて
おり、この遮蔽部材１３は、何れも成膜室４の全
幅に亙つて形成されている。これら遮蔽部材１３
の前面部分には、勾配が設けれている。この実施
例では、複数の遮蔽部材１３で霧の流れが乱され
るため、遮蔽部材を１個所だけ置いたものに比べ
て膜厚の均一化の効果が大きい。

さらに、第５図と第６図で示された実施例で
は、成膜室４の底面を形成するフレーム１２の上
に立方体形の遮蔽部材１３が設置されており、こ
の遮蔽部材１３の高さは、成膜室４の高さほぼ一
杯であるとともに、その幅は成膜室４の幅より狭
く、かつ成膜室４の中央部に設置されている。従
つて、この遮蔽部材１３の所では、成膜室４の両
側部のみ霧の通路が開いている。

上記の遮蔽部材１３は、他の形状の遮蔽部材１
３と共に組み合わせて使用することもできる。

次に、上記第１図と第２図、第３図と第４図、
第５図と第６図に示された装置により、ガラス基
板６上に透明導電膜として酸化錫膜を形成し、膜
厚の基板６の幅方向にわたる変化を測定し、その
結果を第９図のａ〜ｃに各々示した。この場合、
基板６の両側の成膜中に保持された部分で、霧の
当たらないいわゆるみみの部分は除き、その間の
有効成膜幅200mmの部分の膜厚分布を示した。な
お、原料溶液は、15％のSnCl₄と200モル％の
NH₄Fと５％のアルコールとの混合溶液を用い、
これを毎時１の割合で霧化し、毎分100の空
気と共に２つの成膜用ノズル３から各々の成膜室
４に放出した。また基板６は、成膜室４を３分で
通過するよう搬送した。

また、比較のため、成膜室４の遮蔽部材１３を
置かない第７図と第８図に示す霧化薄膜形成装置
を用いて、上記各実施例と同じ条件で透明導電膜
を形成し、この基板６の幅方向の膜厚分布を第９
図ｄに示した。

これらの結果、第１図と第２図で示された装置
では、形成された透明導電膜の膜厚が基板６の中
央部の膜厚平均値に対して±５％の範囲の膜厚と
なつたのは、基板６の有効成膜幅の中央側の約90
％の部分であた。また、同じく第３図と第４図、
及び第５図と第６図で示された装置では、形成さ
れた透明導電膜の膜厚が基板６の中央部の膜厚平
均値に対して±５％の範囲の膜厚となつたのは、
各々約85％、80％の部分であた。これに対し、第
７図と第８図で示された装置では、形成された透
明導電膜の膜厚が基板６の中央部の膜厚平均値に
対して±５％の範囲の膜厚となつたのは、僅か約
70％の部分であた。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明の装置によれば、基
板６の幅方向にわたる透明導電膜の膜厚分布を均
一化することができ、これにより使用可能な透明
導電膜の割合が大きくなるため、生産性の向上を
図ることができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の各実施例を示す霧化薄膜形
成装置の概略縦断側面図、第２図は、第１図のＡ
−Ａ線断面図、第３図は、本発明の各実施例を示
す霧化薄膜形成装置の概略縦断側面図、第４図
は、第３図のＢ−Ｂ線断面図、第５図は、本発明
の各実施例を示す霧化薄膜形成装置の概略縦断側
面図、第６図は、第５図のＣ−Ｃ線断面図、第７
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８図は、第７図のＤ−Ｄ線断面図、第
９図ａ〜ｄは、上記各装置における基板上の位置
と形成された透明導電膜の膜厚との関係の概略を
示すグラフである。 １……霧化器、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、１３……遮蔽部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 薄膜の原料溶液を霧化する霧化器１と、原料
   溶液の霧の吐出口３ａを上方に向けて開口させた
   成膜用ノズル３と、同成膜用ノズル３の吐出口３
   ａ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を加熱する手段とからなる霧化薄膜形成装置
   において、成膜室４の中に、成膜室４の上部と両
   側部の少なくとも何れか一方にのみ霧の通路を限
   定する遮蔽部材１３を設けたことを特徴とする霧
   化薄膜形成装置。