JPH01263263A - 真空蒸着方法および真空蒸着装置 - Google Patents

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】 〔４既　　要〕 蒸気圧の高い材料を含む蒸着材を蒸着する蒸着方法と蒸
着装置に関し、 蒸着膜組成を一層制御良くすることを目的とし、真空蒸
着方法は、高蒸気圧蒸着材を収容した蒸発容器より高蒸
気圧蒸着材を蒸発させ、他の低蒸気圧蒸着材を収容した
蒸発容器より低蒸気圧蒸着材を蒸発させて、前記高蒸気
圧蒸着材と低蒸気圧蒸着材とからなる組成の化合物を被
蒸着基板に蒸着する際に、前記高蒸気圧蒸着材を収容し
た芸発容器の前面に液体窒素で冷却した冷却板を被覆し
て、前記高蒸気圧蒸着材を吸着できるようにしたことを
特徴とする。

真空蒸着装置は、高蒸気圧蒸着材を収容した蒸発容器の
前面に、該蒸発容器を被蒸着基板に対して遮蔽する液体
窒素で冷却したシャッターが設けられてなることを特徴
とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は真空蒸着方法と真空蒸着装置に係り、特に蒸気
圧の高い材料を含む芸着材を蒸着する蒸着方法と蒸着装
置に関する。

例えば、ＯＡ機器の普及に伴って、薄型・軽量のデイス
プレィ装置、即ち、フラ・ノドデイスプレィの開発が要
望されており、その要求に適合したＥＬデイスプレィ装
置の研究が進められている。

そのようなＥＬデイスプレィパネルの発光層は蒸気圧の
高い硫黄（Ｓ）を含んでおり、この硫黄量の制御が難し
く、そのため、安定した発光層の形成が望まれている。

〔従来の技術〕

ＥＬデイスプレィ装置においては、発光層は硫化物を母
材にした薄膜、例えば、マンガンを添加した硫化亜鉛（
ＺｎＳ　：　Ｍｎ）等が用いられ、このような薄膜（膜
厚数千人）は真空蒸着法によって被着されている。

第４図は薄膜ＥＬデイスプレィの構造断面図を示してお
り、■はガラス基板、２はシールガラス。

３は透明電極、４，６は第１．第２絶縁膜、５は発光層
、７は背面電極である。図のように、構造は発光層の両
側を絶縁膜でサンドインチ状に挟んだ三層構造で、ガラ
ス基板１とシールガラス２を除いた、発光層を含む三層
の合計膜厚は２μｍ以下と極めて薄く、且つ、そのよう
な薄膜部分に２００Ｖ程度の交流電圧（駆動パルス）を
印加して、発光層にｌＸ１０’Ｖ／１以上の高電界を生
じさせ、電界発光を得る構造である。従って、その膜質
は極めて重要で、特に発光層の膜質は種度を左右する大
切なものである。

また、上記のように駆動電圧が高いために、その駆動回
路の製作がコスト高になるという問題があり、その駆動
電圧の低下が要求されているが、低電圧化のためには同
様に発光層の膜質（結晶性）を高めて、発光効率を良く
することが必要になる。

さて、その発光層の膜質・結晶性を高める形成方法とし
て、最近、例えば、ＺｎＳ：Ｍｎからなる発光層では、
ＺｎとＳとを別個の容器（ハウス）から蒸着する、所謂
、Ｍ　Ｓ　Ｄ　（Ｍｕｌｔｉ　５ｏｕｒｃｅ　Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ　）法が検討されている。これは、通常の
蒸着法を用いて、僅かのＭｎ　（発光中心）を添加した
Ｚｎ５（化合物）を１個のハウスに収容して加熱し蒸発
させると、蒸気圧の高いＳが多量に蒸発し、ＺｎＳのＺ
ｎとＳとの組成が変化して、ＺｎＳ化合物組成比になり
難い欠点があるからである。

第５図はそのＭＳＤ法を適用した従来の真空蒸着装置の
断面図を示しており、１１は真空蒸着室。

１２は被蒸着基板、　１３は基板加熱ヒータ、１４は真
空排気口、１５はＺｎハウス、１６はＳハウス、　１７
．１８はシャ・ツタ−である。且つ、発光中心のＭｎは
両方、または片方のハウスに添加され、また、ＺｎやＳ
を収容する容器（ハウス）にはタンタル（Ｔａ）製ポー
トやアルミナ製坩堝が用いられる。

この真空蒸着装置を用いて、Ｚｎハウス１５およびＳハ
ウス１６を別々に加熱してハウスの温度を調節し、それ
ぞれの蒸発量を制御すると組成比に適合したＺｎＳ化合
物を蒸着する。そうして、所要膜厚のＺｎＳ化合物を蒸
着した蒸着完了後、両ハウスの加熱を停止し、且つ、シ
ャッターを回転させてハウスの前面を遮蔽し、それ以上
の蒸着が起こらないように図る。

なお、ＭＳＤ法は１原子層ずつ成長して高品位な結晶を
得る原子層エピタキシャル成長（ＡＬＥ）法に適用でき
る蒸着方法として知られているものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記のように、蒸着完了後に加熱を停止し、
シャッターによってハウスの前面を遮蔽しても、Ｓハウ
ス１６の方は加熱温度が９０℃程度と低いために、冷却
が遅くて直ぐに温度が低下せずに蒸発が続き、且つ、Ｓ
の蒸気圧が高いために、ハウス前面を遮蔽したシャッタ
ーによっても完全に遮蔽されずに、シャッターとハウス
との隙間からＳが蒸発して、蒸着膜（Ｚｎ　Ｓ化合物）
の組成を変化させるという問題がある。

本発明はそのような問題点を軽減させて、蒸着膜の組成
を精度良く制御する真空蒸着法とその装置を提供するも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

その目的は、高蒸気圧蒸着材を収容した蒸発容器より高
蒸気圧蒸着材を蒸発させ、他の低蒸気圧蒸着材を収容し
た蒸発容器より低蒸気圧蒸着材を蒸発させて、前記高蒸
気圧蒸着材と低蒸気圧蒸着材とからなる組成の化合物を
被蒸着基板に蒸着し、次いで、薄着完了後直ちに前記高
蒸気圧蒸着材を収容した蒸発容器の前面に１夜体窒素で
冷却した冷却板を被覆して、前記高蒸気圧蒸着材を吸着
するようにした真空蒸着方法によって達成される。

また、真空蒸着装置は、高蒸気圧蒸着材を収容した蒸発
容器の前面に、該蒸発容器を被蒸着基板に対して遮蔽す
る液体窒素で冷却したシャック−が設けられてなること
を特徴とする。

〔作　用〕

即ち、本発明は、例えば、Ｓのような高蒸気圧蒸着材を
含む蒸着層を所要膜厚まで被着した後、その蒸着停止と
同時か、または蒸着停止後直ぐに液体窒素で冷却した冷
却板によって蒸発容器（高蒸気圧蒸着材を収容した蒸発
容器）を遮蔽して、高蒸気圧蒸着材の蒸発を素早く抑制
する方法とその装置である。そうすれば、蒸着膜の組成
が一層正確に制御される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。

第１図は本発明にかかるＭＳＤ法を通用した真空蒸着装
置の断面図を示しており、２０はＳハウス前面を被覆す
る冷却シャッター、２１は冷却器で、その他の部材の記
号は第４図き同一部位に同一記号が付けである。

第２図（ａ）、　（ｂｌは上記冷却シャッター２０と冷
却器２１の平面図と断面図を示し、冷却器２１には液体
窒素（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｎ２　）を流入させて冷却させる
が、冷却シャッター２０をハウス前面より除去した場合
には、この冷却器２１の中に保持して冷却させてあり、
ハウス前面を遮蔽する場合は、液体窒素温度（−１９７
°Ｃ）近くまで冷却させた冷却シャッター２０を支柱２
２によって回転して配置する。

この真空蒸着装置を用いて、真空蒸着室１】内をｌＸｌ
０　　Ｔｏｒｒ以下に排気した後、被蒸着基板を約３０
０′Ｃに加熱し、Ｚｎハウス１５およびＳハウス２０を
別々に加熱してそれぞれのハウスの温度を調節し、シャ
ッター１７および冷却シャ・ツタ−２０をハウス前面か
ら除いて、それぞれの蒸発量を制御しなからＺｎＳ化合
物組成比に等しい量を蒸発させ、所要膜厚（例えば、５
０００〜７０００人）まで蒸着する。

その時、冷却シャッター２０は冷却器の中で冷・却させ
ておく。

かくして、所望膜厚まで被着すると、Ｚｎハウス１５お
よびＳハウス２０の加熱を停止し、直ちにシャッター１
７および冷却シャッター２０によってＺｎハウス１５．
Ｓハウス１６を遮蔽する。そうすると、Ｚｎハウス１５
の方は蒸気圧が低く、加熱温度も高い（３００°Ｃ程度
）ため直ぐに蒸発が停止する。一方のＳハウス１６は蒸
気圧が高く、加熱温度も低いから直ぐに蒸発は停止しな
いが、前面に配置された冷却シャッター２０が極めて低
い温度（−１９７°Ｃ）に冷却されているために、蒸発
したＳを冷却シャッター２０が吸着して被蒸着基板１２
に飛ばなくなり、急速に蒸発が停止する。従って、蒸着
停止後に高蒸気圧蒸着材のＳが余分に薄着することが防
止され、ＺｎＳ化合物組成の制御性が良くなって、その
結晶品質が向上する。

また、第３図は本発明にかかる他の冷却シャッター２５
の斜視図を示しており、本例はシャッターに銅バイブ２
６を取りつけ、その中に液体窒素を流入させてシャッタ
ー全体を冷却させる構造で、そのシャッターが回転可能
なように銅パイプにフレキシブルチューブ２７を接続し
である方式のものである。

なお、上記は高蒸気圧蒸着材としてＳを例にして説明し
たが、他の高蒸気圧蒸着材に適用しても同様の効果が得
られる。

且つ、本発明にかかる方法および装置をＡＬＥ法に適用
すると、シャッター１７および冷却シャッター２０を交
互に１秒ずつ開けて蒸発させ、−層高品質な成長層の形
成が可能になるものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明にかかる真空蒸
着方法とその装置は薄膜ＥＬ素子の発光層などの膜質形
成に役立って、その性能向上に寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるＭＳＤ法を適用した真空蒸着装
置、 第２図（ａ）、　（ｂｌは冷却シャッターの平面図と断
面図、第３図は他の冷却シャッターの斜視図、第４図は
薄膜ＥＬパネルの構造図、 第５図は従来のＭＳＤ法を適用した真空蒸着装置である
。 図において、 １１は真空蒸着室、　　　１２は被蒸着基板、１３は基
板加熱ヒータ、　工４は真空排気口、１５はｚｎハウス
、　　　　　１６はＳＡラウス１７、１８はシャンター
、 ２０、２５は冷却シャッター、 ２１は冷却器、　　　　　２２は支柱、２６は銅パイプ
、 ２７はフレキシブルチューブ ２０；’１ｆＪｂＴｖ’）−２’ンＰｆｐＡン企乏Ｖ〉
ンフー檜モ面ＣコＹざγ６ｂ図条　２　図 ２６　を同ハ０（７６ イマ：）りン金即シキー、ター、７１粁子！ｃ２７第３
図 反貞に月莫ＥＬ　ハ・ネノしζ）」ξすｉ遣Ｃン］第４
７

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　高蒸気圧蒸着材を収容した蒸発容器より高蒸気
   圧蒸着材を蒸発させ、他の低蒸気圧蒸着材を収容した蒸
   発容器より低蒸気圧蒸着材を蒸発させて、前記高蒸気圧
   蒸着材と低蒸気圧蒸着材とからなる組成の化合物を被蒸
   着基板に蒸着する際に、前記高蒸気圧蒸着材を収容した
   蒸発容器の前面に液体窒素で冷却した冷却板を被覆して
   、前記高蒸気圧蒸着材を吸着すできるようにしたことを
   特徴とする真空蒸着方法。
2. （２）　高蒸気圧蒸着材を収容した蒸発容器の前面に、
   該蒸発容器を被蒸着基板に対して遮蔽する液体窒素で冷
   却したシャッターが設けられてなることを特徴とする真
   空蒸着装置。