JPH0219457A

JPH0219457A - 真空蒸着用蒸発源

Info

Publication number: JPH0219457A
Application number: JP16748288A
Authority: JP
Inventors: Junichi Watabe; 純一渡部; Tadashi Hasegawa; 正長谷川; Kiyotake Sato; 佐藤　精威; Kenji Okamoto; 謙次岡元; Kazuhiro Watanabe; 渡邊　和廣
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-07-04
Filing date: 1988-07-04
Publication date: 1990-01-23

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】〔概　要〕薄膜ＥＬパネルの発光層などを形成する真空蒸着法に用
いる蒸発源に関し、形成される薄膜の結晶性等の膜品質向上を図ることを目
的とし、蒸発粒子放出口と排気口を有する蒸発物質収納用のルツ
ボと、酸ルツボ内の蒸発物質を加熱する手段と、前記ル
ツボの蒸発粒子放出口を開閉するシャッター機構と、前
記ルツボの排気口に設けられ、前記シャッター機構が閉
じられた時に該ルツボ内の圧力を一定に制御する排気機
構とから構成する。

〔産業上の利用分野〕

この発明は、薄膜ＥＬパネルの発光層などを形成する真
空蒸着法に用いる蒸発源に関する。

真空蒸着法は薄膜形成技術の一つとして汎用されている
が、近年の薄膜利用技術の高度化に伴い形成される薄膜
の結晶性等の膜品質向上が要求されている。特に、前記
した薄膜ＥＬパネルの発光層を構成するマンガン（Ｍｎ
）を含有した硫化亜鉛（ＺｎＳ）薄膜においては、硫化
亜鉛の結晶構造が、立方晶系であるかあるいは、六方晶
系といった結晶構造まで制御する必要がある。

このため、形成用基板に到達する蒸発粒子の種類（前記
発光層の場合Ｓ、Ｍｎ、Ｚｎ）　、運動エネルギーなど
を精密に制御して、形成膜の膜質を目的の仕様に近づけ
る必要があり、それを確立する技術開発が待望されてい
る。

〔従来の技術〕

第６図に、従来の真空蒸着装置の概要構成を示す。この
図において従来の真空蒸着装置は、真空容器ｌ内に、形
成用基板２と単数または複数の蒸発用ルツボ３とを対向
配置するとともに、蒸着用ルツボ３の下方にニクロム線
ヒータ４、上方にシャッター機構５をそれぞれ設置する
。そして成膜時には、ヒータ４を加熱してルツボ３内の
蒸発物質６を蒸発させ、この蒸発源よりの蒸発粒子（蒸
着粒子）を、シャッター機構５の開閉で通過レートを制
御し形成用基板２の表面に被着する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来のシャッター機構では、例えば硫＊
　（Ｓ）などの蒸気圧（昇菫点の差）が高い蒸発物質に
対して遮蔽が不完全である。すなわち、このような物質
の蒸発粒子はシャッターが閉じられた時にも、その周囲
から回りこみ形成用基板へ到達していた。従って、膜形
成状態を充分に制御できないことから、形成された薄膜
は、結晶性等の膜品質がいま一つ良好でないという問題
があった。

また、ニクロム線ヒータの加熱温度調整による蒸着レー
ト制御では、蒸発粒子の速度を制御することが困難であ
った。

この発明は、以上のような従来の状況から、蒸発粒子に
対する遮蔽を完全なものにして成膜品質の向上を図り、
また蒸発粒子の速度を容易に制御できるようにした、真
空蒸着用蒸発源を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述した目的を達成するこの発明の真空蒸着用蒸発源は
、蒸発粒子放出口と排気口を有する蒸発物質収納用のル
ツボと、該ルツボ内の蒸発物質を加熱する手段と、前記
ルツボの蒸発粒子放出口を開閉するシャッター機構と、
前記ルツボの排気口に設けられ、前記シャッター機構が
閉じられた時に該ルツボ内の圧力を一定に制御する排気
機構と、を備えて構成される。

また、前記シャッター機構として、それぞれ独立して制
御可能な２枚以上のシャッターを所定の間隔をおいて設
置し、これらシャッターの開閉タイミングの制御により
放出される蒸発粒子の速度を可変する構成が採用できる
。

〔作用〕

上記したようにこの発明では、蒸着用ルツボの蒸発粒子
放出口がシャッターで閉じれるように構成しているから
、成膜時以外にそれを閉じると坩堝内の蒸発物資より蒸
発する粒子を完全に遮蔽することができる。従って、従
来装置のような成膜レート制御用シャッターの周囲から
蒸発粒子が回りこむ現象は皆無になる。

一方、シャッターが蒸発粒子放出口を閉じた期間中、蒸
着用ルツボの排気口に設けた排気機構を作動させること
により、ルツボ内に閉じ込められた蒸発粒子が蒸着装置
の真空容器外に排出され、ルツボ内の圧力（蒸気圧）が
一定の大きさに制御される。この内部圧力制御によって
、シャッターが開いた時のルツボからの蒸発物質の突沸
を防止できる。

かくして形成用基板の表面には、正確に放出された蒸発
粒子による結晶成長により薄膜が形成される。

なお、ルツボの蒸発粒子放出口の開閉用シャッターを例
えば２枚の複合シャッター構成とし、それぞれを所定の
間隔を隔てて配置するとともに開閉タイミングを異なら
して制御すると、それらの開タイミングに合った速度を
持つ蒸発粒子しかルツボ外に放出できない、言い換えれ
ば蒸発粒子の速度を可変することができる。これによれ
ばルツボから出る蒸発粒子の種類、運動エネルギーを精
度良く制御することができ、形成用基板上での結晶成長
状態がさらに制御しやすくなる。

（実施例）以下この発明の好ましい実施例につき図面を参照して詳
細に説明する。

第り図は、この発明の第１実施例に係る蒸着源を模式的
に示す図である。

この図において、蒸着用ルツボ１１は石英製からなり、
上部開口の蒸発粒子放出口１２に加えて側部に排気口１
３を有する。なお排気口１３は図示しない真空容器の外
部に導出されている。

シャッター機構２１は、蒸着用ルツボ１１の蒸発粒子放
出口１２を開閉する帽状シャッター２２とそれの開閉を
制御する駆動部２３とから構成される。

排気機構３１は、蒸着用ルツボ１１の排気口を開閉する
帽状シャッター３２とそれの開閉を制御する駆動部３３
とから構成される。

蒸着用ルツボ１１内の蒸発物質４１を蒸発させる加熱手
段５１は、ニクロム線ヒータからなりルツボの底部に設
置される。

このように構成された蒸発源は、蒸着時にはシャッター
機構２１の駆動部２３が起動しシャッター２２が開かれ
る。従って、この時ニクロム線ヒータ５１により加熱さ
れて蒸発する蒸発物質の粒子が、開口した蒸発粒子放出
口１２より図示しない形成用基板に向かって放出される
。

一方、非蒸着時にはシャッター機構２１の駆動部２１が
停止しシャッター２２が閉じられ、従って蒸発粒子の形
成用基板への放出が阻止される。この時、排気機構３１
の駆動部３３が起動しシャッター３２が開かれ、蒸着用
ルツボ１１内に閉じ込められた前記蒸発粒子が真空容器
外に放出される。従って、蒸着用ルツボ１１内の圧力は
真空容器内の圧力に近位した大きさに制御され、以後の
蒸発粒子放出口１２の開放に際して蒸発物’Ｉ４１の突
沸が防がれる。

第２図は、この発明の第２実施例に係る蒸発源を模式的
に示す図である。この実施例ではシャッター機構２１及
び排気機構３１の各シャッター２４．３４を回転型に構
成している。その他の部品は第１実施例と同じである。

さて、以上の第１実施例または第２実施例の蒸発源を、
薄膜ＥＬパネルの発光層形成に使用した例を第３図ａ、
ｂに従って説明する。

第３図ａの構成図を参照して、真空容器ｌ内に３個の蒸
発ＢＡ、Ｂ、Ｃを設置しそれぞれに硫黄（Ｓ）、亜鉛（
Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）を蒸発物質として入れる。硫
黄を入れた蒸発源Ａは、ルツボ内の温度温度が９０℃に
なるようにヒーターで温度制御を行う。同様に亜鉛を入
れた蒸発源Ｂは２００℃、マンガンは入れた蒸発源Ｃは
６５０℃に温度ｔ！ｉ制御する。これらの温度で、各物
質を収容したルツボ内の蒸気圧は、約２　Ｘ　１０−”
Ｔｏｒｒとなる。この時、真空容器１内の圧力を図示し
ない真空ポンプで２　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに、また発
光層形成用基板２の温度を３５０℃に設定する。なおこ
の蒸着装置においては、従来のような成膜レート制御用
シャッターが不用である。

このような状態において第３図すの駆動波形図で示され
るように、亜鉛を入れた蒸発源Ｂのシャッター機構をシ
ャッター間１秒、シャッター閉２秒の開閉シーケンスで
３０分間実行し、またこれとは開閉タイミングを僅かに
ずらして同様に、硫黄を入れた蒸発源Ａをシャッター開
１秒、シャ・ツター閉２秒、マンガン入れた蒸発源Ｃを
シャッター開０．０１秒、シャッター閉１．５秒の開閉
シーケンスにてそれぞれ３０分間実行する。このように
すると形成用基板２の上には、膜厚約３０００人の発光
層となるマンガンを含有した硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ）
ｉｌ膜が形成される。なおこの薄膜の混合比率はＺｎと
Ｓが各１、Ｍ　ｎが０．Ｏｌとなる。

次に、蒸発粒子の速度を制御可能にしたこの発明の第３
実施例を第４図に示す。

この実施例では同図で示されるように、シャッター機構
２１として２組からなる複合シャッター機構２１Ａ、２
１Ｂを採用する。すなわち、それぞれ独立して制御可能
な複合シャッター機構の内、１組２１Ａが蒸着用ルツボ
１１の蒸発粒子放出口１２の開閉用に、２１Ｊ１２１　
Ｂが同ルツボ１１内の通路開閉用に設置される。図の場
合いずれのシャッターとも、回転型のものを使用してい
る。

このような複合シャッター２２Ａ、２２Ｂ対し、蒸着時
にそれぞれの駆動部２３Ａ、２３Ｂを駆動タイミングを
ずらして制御すると、それらの開タイミングよりも遅い
蒸発粒子及び速い蒸発粒子は各シャッターのいずれかで
遮蔽され、結局、必要な速度の蒸発粒子のみが双方のシ
ャッターを通過しルツボ１１外に放出される。

この第３実施例の蒸発源と前述した第１または第２実施
例の蒸発源とを併用して、前述同様に薄膜ＥＬパネルの
発光層を形成する例を第５図ａ。

ｂに従って説明する。

第５図ａの構成図を参照して、真空容器ｌ内に第３実施
例による蒸発源Ａ、Ｂを２個、第１実施例による蒸発源
Ｃを１個、都合３個の蒸発源を設置する。そして蒸発ｇ
Ａには硫黄、蒸発源Ｂには亜鉛、蒸発源Ｃにはマンガン
を入れ、それぞれを９０℃、２００℃、６５０℃に加熱
制御し各物質を収容したルツボ内の蒸気圧を約２　Ｘ　
１０−”Ｔｏｒｒとする。また、真空容器１内の圧力を
２　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに、発光層形成用基板２の温
度を３００℃に設定する。

この状態において第５図すの駆動波形図で示されるよう
に、亜鉛を入れた蒸発ｔＡＢの複合シャッター２２Ａ、
２２Ｂをその順位でかつ３ｍ秒間隔でシャッター開１ｍ
秒、シャッター閉５ｍ秒の開閉シーケンスをそれぞれ２
時間実行する。また硫黄を入れた蒸発ｍＡの複合シャッ
ター２２Ａ、２２Ｂを、それと同じ開閉シーケンスで、
かつシャッター２２Ａの開閉を前記蒸発源Ｂのシャッタ
ー２２Ｂの開閉タイミングに同期して２時間実行する。

さらにマンガンを入れた蒸発′ｌＪｇ、Ｃのシャッター
２２を、シャッター開１　ｍ秒、シャッター閉１００ｍ
秒の開閉シーケンスで、かつ起動を前記蒸発源Ａのシャ
ッター２２への開タイミングに合わせて２時間実行する
。

このようにすると形成用基板２の上には、膜厚約３００
０人の発光層となるマンガンを含存した大方晶系の硫化
亜鉛薄膜が形成される。なおこの薄膜の混合比率はＺｎ
とＳが各１、Ｍｎが０．０１となる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、形成用基板に到
達する蒸着粒子の種類、運動エネルギーを精密に制御で
き、基板上での結晶成長状態を容易に制御できる効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１実施例を示す図、第２図は、
この発明の第２実施例を示す図、第３図は、上記実施例
の蒸発源を用いて薄膜ＥＬパネルの発光層を形成する真
空蒸着法の説明図、第４図は、この発明の第３実施例を
示す図、第５図は、上記第１または第２実施例と第３実
施例の各蒸発源を併用して薄膜ＢＬパネルの発光層を形
成する真空蒸着法の説明図、第６図は、従来の真空蒸着法を説明するための図である
。第１図〜第５図において、１は真空容器、２は形成用基板、１１は蒸着用ルツボ、１２はｆ発粒子放出口、１３は排気口、２１．２１Ａ及び２１Ｂはシャッター機構、２２．２２
Ａ及び２２Ｂはシャッター２３．２３Ａ及び２３Ｂはシャッター駆動部、３１は排
気機構、３２はシャッター３３はシャッター駆動部、４１は蒸発物質、５１は加熱手段をそれぞれ示す。ＥＬｍの形人体明円、駈動ｉ形図第　３　図　ｂタト

Claims

【特許請求の範囲】

（１）蒸発粒子放出口（１２）と排気口（１３）を有す
る蒸発物質収納用のルツボ（１１）と、該ルツボ（１１）内の蒸発物質（４１）を加熱する手段
（５１）と、前記ルツボの蒸発粒子放出口（１２）を開閉するシャッ
ター機構（２１）と、前記ルツボの排気口（１３）に設けられ、前記シャッタ
ー機構（２１）が閉じられた時に該ルツボ内の圧力を一
定に制御する排気機構（３１）と、から構成されたこと
を特徴とする真空蒸着用蒸発源。
（２）シャッター機構（２１Ａ、２１Ｂ）が、それぞれ
独立して制御可能な２枚以上のシャッター（２２Ａ、２
２Ｂ）を所定の間隔をおいて設置し、これらシャッター
の開閉タイミングの制御によって放出される蒸発粒子の
速度を可変する構成からなることを特徴とする請求項１記載の真空蒸着用蒸発源。