JP6791595B2 - Thin film manufacturing equipment - Google Patents
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Description
この発明は、長尺の基板フィルム等の長尺の基材に原料ミストを噴出して、基材上に薄膜を形成する薄膜製造装置に関する。 The present invention relates to a thin film manufacturing apparatus for forming a thin film on a long base material such as a long substrate film by ejecting a raw material mist onto the base material.
ミスト法を採用して基板上に薄膜を形成する場合、原料溶液をミスト化して原料ミストを得、キャリアガスにより基板に原料ミストを噴出して成膜する薄膜製造装置を用いるのが一般的である。 When a thin film is formed on a substrate by adopting the mist method, it is common to use a thin film manufacturing apparatus that mists the raw material solution to obtain the raw material mist and ejects the raw material mist onto the substrate with a carrier gas to form a film. is there.
上述したミスト法を採用する薄膜製造装置は、一般的に、原料ミストを発生する原料ミスト発生器と、原料ミスト発生器で発生した原料ミストを受け、基板上に原料ミストを噴出する原料ミスト噴出用ノズル（成膜ノズル）とを備えて構成されている。 A thin film manufacturing apparatus that employs the above-mentioned mist method generally receives a raw material mist generator that generates a raw material mist and a raw material mist generated by the raw material mist generator, and ejects the raw material mist onto a substrate. It is configured to be provided with a nozzle for film formation (deposition nozzle).
原料ミスト噴出用ノズルは、基板上に成膜する薄膜の膜厚を均一に成膜する目的で設けられ、ミスト発生器より得られる原料ミストを原料ミスト供給口から供給し、内部の空洞部に原料ミストを通過させた後、最終的に原料ミスト噴出口から原料ミストを基板上に噴出している。このような原料ミスト噴出用ノズルとして、例えば、特許文献１に開示された成膜装置のミスト噴射ヘッド部に用いられる原料溶液噴射用ノズル部が挙げられる。 The nozzle for ejecting the raw material mist is provided for the purpose of uniformly forming the film thickness of the thin film formed on the substrate, and the raw material mist obtained from the mist generator is supplied from the raw material mist supply port to the internal cavity. After passing the raw material mist, the raw material mist is finally ejected onto the substrate from the raw material mist ejection port. Examples of such a nozzle for ejecting raw material mist include a nozzle for ejecting a raw material solution used for a mist injection head portion of a film forming apparatus disclosed in Patent Document 1.
一方、近年、長尺の基板フィルム等の長尺の基材上に薄膜を形成する際に、ミスト法を採用することが求められている。 On the other hand, in recent years, it has been required to adopt the mist method when forming a thin film on a long base material such as a long substrate film.
図５はミスト法を用いて、長尺の基板フィルム上に薄膜を形成する、従来の薄膜製造装置の概略構成を模式的に示す説明図である。図６は図５で示す原料ミスト噴出用ノズル７０の断面構造を示す説明図である。図５及び図６にそれぞれＸＹＺ直交座標系を示す。
FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing a schematic configuration of a conventional thin film manufacturing apparatus in which a thin film is formed on a long substrate film by using a mist method. FIG. 6 is an explanatory view showing a cross-sectional structure of the raw material
図５に示すように、長尺の基板フィルム４０が主ローラ４１及び複数の副ローラ４２によって搬送され、従来のナイフコータを用いた塗工ユニット等と同様、主ローラ４１の側面方向（図５では左方）に原料ミスト噴出用ノズル７０が配置され、図示しないミスト発生器から得られる原料ミスト７を、主ローラ４１を巻回する基板フィルム４０上に向けて図中右方に噴出することにより、基板フィルム４０上に薄膜を成膜している。
As shown in FIG. 5, the
図６に示すように、原料ミスト噴出用ノズル７０は、原料ミスト供給口７１及び原料ミスト噴出口７９を設け、内部に空洞部７８を有するノズル本体７５を主要構成要素として含んでいる。そして、原料ミスト供給口７１が原料ミスト噴出口７９より下方（−Ｘ方向）に配置される。
As shown in FIG. 6, the raw material
空洞部７８に設けられる複数の整流部７６は、複数の整流板（図６では３枚の整流板を示す）であり、空洞部７８内の原料ミスト７の流れを整えるために設けられている。
The plurality of straightening
ノズル本体７５の上部の外周に沿って上面を囲むように設けられる上部突出部７７は、原料ミスト噴出口７９から噴出される原料ミスト７の周囲への拡散を防止するカバーとして機能する。
The
このような構成の原料ミスト噴出用ノズル７０は、図示しないミスト発生器から発生される原料ミスト７を原料ミスト供給口７１から供給し、空洞部７８内の複数の整流部７６によって原料ミスト７を整流した後、最終的に原料ミスト噴出口７９から主ローラ４１上の基板フィルム４０に向けて＋Ｘ方向に沿って原料ミスト７を噴出する。
The raw material
長尺の基板フィルム４０上への薄膜形成用の従来の薄膜製造装置は以上のように構成されるのが一般的であった。
A conventional thin film manufacturing apparatus for forming a thin film on a
しかしながら、原料ミスト噴出用ノズル７０の原料ミスト噴出口７９から噴出された原料ミスト７の一部は、主ローラ４１を巻回する基板フィルム４０上の薄膜形成に用いられることなく、−Ｘ方向に逆流し、原料ミスト噴出口７９から空洞部７８内に戻り、原料ミスト７が凝集した液体状の凝集原料４５が発生した場合、図５に示すように凝集原料４５が空洞部７８を形成する側面上に堆積して残存する。
However, a part of the
このように、従来の薄膜製造装置は、凝集原料４５が空洞部７８内に残存してしまうため、空洞部７８内における原料ミスト７の流通を阻害するため、原料ミスト噴出用ノズル７０による原料ミスト７の噴出処理能力が劣化し、効率的に基板フィルム４０上に薄膜を成膜できないという問題点があった。
As described above, in the conventional thin film manufacturing apparatus, since the agglomerated
この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、効率的に長尺の基材上に薄膜を成膜することができる薄膜製造装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a thin film manufacturing apparatus capable of efficiently forming a thin film on a long base material.
この発明に係る請求項１記載の薄膜製造装置は、長尺の基材に原料ミストを噴出して、前記基材上に薄膜を形成する薄膜製造装置であって、前記基材を搬送するローラと、ミスト化空間において原料溶液をミスト化して前記原料ミストを発生し、キャリアガスによって前記原料ミストを噴出するミスト発生器と、前記ローラの直下に配置され、前記ミスト発生器から噴出される前記原料ミストを原料ミスト供給口から供給し、前記ローラに巻回された前記基材に向けて、原料ミスト噴出口から上方に前記原料ミストを噴出する成膜ノズルとを備え、前記成膜ノズルは、薄膜の成膜時において、前記ローラから前記原料ミスト噴出口を介して、前記原料ミストが逆流することによって内部で凝集する凝集原料が発生する際、該凝集原料を外部へ排出する排出機構を有することを特徴とする。 The thin film manufacturing apparatus according to claim 1 according to the present invention is a thin film manufacturing apparatus that ejects raw material mist onto a long base material to form a thin film on the base material, and is a roller that conveys the base material. A mist generator that mists the raw material solution in the mist-forming space to generate the raw material mist and ejects the raw material mist by the carrier gas, and a mist generator that is arranged directly under the roller and ejected from the mist generator. The film forming nozzle is provided with a film forming nozzle that supplies the raw material mist from the raw material mist supply port and ejects the raw material mist upward from the raw material mist ejection port toward the base material wound around the roller. A discharge mechanism for discharging the agglomerated raw material to the outside when the agglomerated raw material is generated by the backflow of the raw material mist from the roller through the raw material mist ejection port during the film formation of the thin film. It is characterized by having.
請求項１記載の本願発明の薄膜製造装置において、成膜ノズルは上記構造の排出機構を有しているため、原料ミストが成膜ノズル内に逆流しても、凝集原料が成膜ノズルの内部に残存することはない。このため、本願発明の薄膜製造装置は、凝集原料の発生によって原料ミストの基材への噴出処理が妨げられることなく効率的に薄膜を基材上に成膜することができる。 In the thin film manufacturing apparatus of the present invention according to claim 1, since the film forming nozzle has the discharge mechanism having the above structure, even if the raw material mist flows back into the film forming nozzle, the aggregated raw material stays inside the film forming nozzle. Does not remain in. Therefore, the thin film manufacturing apparatus of the present invention can efficiently form a thin film on the base material without hindering the ejection treatment of the raw material mist onto the base material due to the generation of the aggregated raw material.
＜実施の形態１＞
図１は、この発明の実施の形態１である薄膜製造装置の概略構成を模式的に示す説明図である。図２は図１で示す原料ミスト噴出用ノズル６０（成膜ノズル）の断面構造を示す説明図である。図１及び図２にそれぞれＸＹＺ直交座標系を示す。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a schematic configuration of a thin film manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory view showing a cross-sectional structure of the raw material mist ejection nozzle 60 (deposition nozzle) shown in FIG. 1 and 2 show the XYZ Cartesian coordinate system, respectively.
図１に示すように、長尺の基板フィルム４０（長尺の基材）が主ローラ４１及び複数の副ローラ４２によって搬送され、主ローラ４１の直下に原料ミスト噴出用ノズル６０が配置され、図示しないミスト発生器から得られる原料ミスト７を、主ローラ４１を巻回する基板フィルム４０に向けて上方（＋Ｚ方向）に噴出することにより、常温の温度環境下において基板フィルム４０上に薄膜を成膜している。
As shown in FIG. 1, a long substrate film 40 (long base material) is conveyed by a
図２に示すように、成膜ノズルである原料ミスト噴出用ノズル６０は、各々が外部に繋がる原料ミスト供給口６１及び原料ミスト噴出口６９が設けられ、内部に空洞部６８を有するノズル本体６５を主要構成要素として含んでいる。そして、原料ミスト供給口６１が原料ミスト噴出口６９より下方（−Ｚ方向）に配置されている。
As shown in FIG. 2, the raw material
ノズル本体６５内部の空洞部６８に設けられる複数の整流部６６は、複数の整流板（図２では３枚の整流板を示す）であり、空洞部６８内の原料ミスト７の流れを整えるために設けられている。具体的には、空洞部６８内において互いに対向しＸＺ平面を規定する一対の両側面からＸＹ平面に沿って、ＸＹ平面上で平面視して矩形状の複数の整流部１３がそれぞれの形成高さを交互に変えながら配設される。この際、複数の整流部１３はそれぞれ対向する側面に達することなく、対向する側面との間に隙間が形成されるように構成される。
The plurality of straightening
ノズル本体６５の上部の外周に沿って上面を囲むように設けられる上部突出部６７は、原料ミスト噴出口６９から噴出される原料ミスト７の周囲への拡散を防止するカバーとして機能する。
The
上記構成の原料ミスト噴出用ノズル６０は、図示しないミスト発生器から発生され、キャリアガスによって搬送される原料ミスト７を原料ミスト供給口６１から供給し、空洞部６８内の複数の整流部６６によって原料ミスト７を整流した後、最終的に原料ミスト噴出口６９から主ローラ４１上の基板フィルム４０に向けて上方に（＋Ｚ方向に沿って）原料ミスト７を噴出する。
The raw material
さらに、ノズル本体６５において空洞部６８を形成する底面部６４は、略ＸＹ平面に沿って形成され、原料ミスト供給口６１を中心部に有している。そして、底面部６４は原料ミスト供給口６１から端部にかけて下方（−Ｚ方向）に緩やかに傾く傾斜面形状を呈している。
Further, the
なお、底面部６４のＸＹ平面上での平面形状は、例えば、Ｘ方向を長辺、Ｙ方向を短辺とした長方形状が考えられ、このような長方形状の場合、Ｘ方向において両端となるＹ方向に延びる短辺部分が端部となる。
The planar shape of the
また、底面部６４のＸＹ平面上での平面形状が円状であってよく、この場合、傾斜面形状は原料ミスト供給口６１を中心として放射状に設けられることになる。
Further, the planar shape of the
原料ミスト噴出用ノズル６０は、底面部６４の端部に接続される凝集原料排出管６２（排出管）をさらに備え、凝集原料排出管６２は内部に貫通する凝集原料排出通路６３を有しており、この凝集原料排出通路６３の一端が底面部６４の端部に接続され、他端に外部に接続可能な取付治具８３を設けている。
The raw material
この凝集原料排出通路６３を介することにより、底面部６４の端部上の凝集原料４５を外部に排出可能にしている。そして、凝集原料排出管６２の他端に設けられる取付治具８３によって、凝集原料排出通路６３と図示しない凝集原料中継管とを互いに連通状態で接続することができる。
By passing through the agglutinating raw
このように、原料ミスト噴出用ノズル６０は、上記傾斜面形状を有する底面部６４と凝集原料排出管６２との組合せにより、空洞部６８内に液体状の凝集原料４５が発生する際、凝集原料４５を外部へ排出する排出機構を実現している。以下、この点を詳述する。
As described above, the raw material
ここで、原料ミスト噴出用ノズル６０の原料ミスト噴出口６９から噴出された原料ミスト７の一部は、主ローラ４１を巻回する基板フィルム４０上の薄膜形成に用いられることなく、下方（−Ｚ方向）に逆流する場合を考える。
Here, a part of the
この場合、逆流した原料ミスト７は、原料ミスト噴出口６９を介して原料ミスト噴出用ノズル６０の内部の空洞部６８内に戻り、複数の整流部６６を経由して最終的に大部分が空洞部６８を形成する底面部６４上に凝集原料４５として一時的に残存することになる。
In this case, the backflowing
しかしながら、底面部６４は上記傾斜面形状を呈するため、底面部６４上に凝集原料４５が一時的に残存しても、液体状の凝集原料４５が底面部６４の中心部から端部に向けて移動し、底面部６４の端部に達した凝集原料４５が最終的に凝集原料排出管６２の凝集原料排出通路６３内を通過する結果、原料ミスト噴出用ノズル６０の外部（凝集原料排出管６２の他端側の外部）に凝集原料４５を自然に排出することができる。
However, since the
このように、実施の形態１の薄膜製造装置における成膜ノズルである原料ミスト噴出用ノズル６０は、底面部６４及び凝集原料排出管６２の組合せからなる上記排出機構を有しているため、原料ミスト７が原料ミスト噴出用ノズル６０内に逆流しても、凝集原料４５が原料ミスト噴出用ノズル６０の空洞部６８内に長期的に残存することはない。
As described above, since the raw material
したがって、実施の形態１の薄膜製造装置は、常温の温度環境下で、凝集原料４５の発生によって原料ミスト７の基板フィルム４０への噴出処理能力を劣化させることなく効率的に薄膜を長尺の基材である基板フィルム４０上に成膜することができる。
Therefore, in the thin film manufacturing apparatus of the first embodiment, the thin film can be efficiently elongated in a temperature environment at room temperature without deteriorating the ejection processing ability of the
さらに、実施の形態１の薄膜製造装置は、上記した傾斜面形状を呈する底面部６４と、底面部６４の端部に接続される凝集原料排出管６２とによる比較的簡単な構造の排出機構によって、確実に凝集原料４５を成膜ノズルである原料ミスト噴出用ノズル６０の外部に排出することができる。
Further, the thin film manufacturing apparatus of the first embodiment has a discharge mechanism having a relatively simple structure by a
また、凝集原料排出管６２の取付治具８３に凝集原料中継管の一端を接続し、当該凝集原料中継管の他端から原料ミスト７（凝集原料４５）をミスト発生器の内部に戻すように接続する凝集原料回収構成を採用した場合、ミスト発生器内において凝集原料４５を原料溶液として再利用することにより原料ミスト７を発生させることができる。なお、上記凝集原料回収構成は、ミスト発生器からの原料ミスト７の発生に影響が生じないようにすることが望ましい。
Further, one end of the agglomerated raw material relay pipe is connected to the
なお、実施の形態１のミスト発生器は、ミスト化空間において原料溶液をミスト化して原料ミスト７を発生し、キャリアガスによって原料ミストを噴出する構成であれば良く、後述する実施の形態２で用いるミスト発生器１００や既存のミスト発生器を、実施の形態１用のミスト発生器として用いることができる。
The mist generator of the first embodiment may be configured to mist the raw material solution in the mist-forming space to generate the
この際、ミスト発生器から発生される原料ミスト７は、原料ミスト中継管を介して原料ミスト噴出用ノズル６０の原料ミスト供給口６１に供給される態様が考えられる。そして、ミスト発生器から噴出される原料ミスト７を効率的に原料ミスト噴出用ノズル６０内に取り込むべく、ミスト発生器は原料ミスト噴出用ノズル６０の直下に配置することが望ましい。さらに、原料ミスト中継管を介することなく、ミスト発生器から噴出される原料ミスト７を直接、原料ミスト供給口６１にて供給するように構成しても良い。
At this time, it is conceivable that the
＜実施の形態２＞
図３は実施の形態２の薄膜製造装置で用いられるミスト発生器１００の構成を示す説明図である。図３にＸＹＺ直交座標系を示す。なお、実施の形態２の薄膜製造装置の概略構成は、実施の形態１の図１で示した概略構成と同様であり、実施の形態２の薄膜製造装置に用いる成膜ノズルとして、図２で示した実施の形態１の原料ミスト噴出用ノズル６０をそのまま用いている。
<Embodiment 2>
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the
図３に示すように、実施の形態２で用いるミスト発生器１００は、装置容器１、超音波発振器２、内部空洞構造体３、ガス供給部４及び原料溶液収容容器８を主要構成要素として備えている。
As shown in FIG. 3, the
装置容器１は、内部に空間が形成される容器であれば、どのような形状であっても良い。図３に例示するミスト発生器１００では、装置容器１は主要部が略円筒形状であり、装置容器１内には、内円周側面に囲まれた空間が形成されている。
The device container 1 may have any shape as long as it is a container in which a space is formed. In the
また、ミスト発生器１００における超音波発振器２は、装置容器１内の下部に設けられる原料溶液収容容器８内に収容される原料溶液１５に対し、超音波を印加することにより、ミスト化空間３Ｈ内において原料溶液１５をミスト化（霧化）して原料ミスト７を発生させている。
Further, the ultrasonic oscillator 2 in the
内部空洞構造体３は、内部に空洞を有する構造体である。装置容器１の上面部の中央には、開口部が形成されており、図３に示すように、当該開口部を介して、内部空洞構造体３が装置容器１内に挿通されるように配設されている。ここで、開口部に内部空洞構造体３が挿通されている状態において、内部空洞構造体３と装置容器１との間は密閉されている。つまり、内部空洞構造体３と装置容器１の上記開口部との間は、シールされている。
The
内部空洞構造体３の形状は、内部に空洞が形成される形状のものであれば、どのような形状を採用しても良い。図３の構成例では、内部空洞構造体３は、底面を有さない、フラスコ形状を有している。より具体的に、図３に示す内部空洞構造体３では、管部３Ａと、円錐台部３Ｂと、円筒部３Ｃとから構成されている。
The shape of the
管部３Ａは、円筒形状の管路部であり、当該管部３Ａは、装置容器１の上面から挿通されるように、当該装置容器１外から当該装置容器１内へと至っている。より具体的には、管部３Ａは、装置容器１の外側に配設される上管部と、装置容器１に内に配設される下管部とに区分される。そして、上管部は、装置容器１の上面外側から取り付けられ、下管部は、装置容器１の上面内側から取り付けられており、これらが取り付けられている状態において、上管部と下管部とは、装置容器１の上面に配設された開口部を通じて、連通している。管部３Ａの一方端は、装置容器１の外に存する、例えば、原料ミスト中継管を介して、原料ミスト噴出用ノズル６０の原料ミスト供給口６１へと接続される。他方、管部３Ａの他方端は、装置容器１内において、上記円錐台部３Ｂの上端側に接続される。
The
当該円錐台部３Ｂは、外観（側壁面）が円錐台形状であり、内部には空洞が形成されている。上記円錐台部３Ｂは、上面および底面が開放されている（つまり、内部に形成されている空洞を閉じる、上面および底面を有さない）。円錐台部３Ｂは、装置容器１内に存しており、当該円錐台部３Ｂの上端側は、上記の通り、管部３Ａの他方端と接続（連通）されており、当該円錐台部３Ｂの下端部側は、円筒部３Ｃの上端側と接続されている。
The
ここで、円錐台部３Ｂは、上端側から下端側に向けて、末広がりの断面形状を有する。つまり、円錐台部３Ｂの上端側の側壁の径が最も小さく（管部３Ａの径と同じ）、円錐台部３Ｂの下端側の側壁の径が最も大きく（円筒部３Ｃの径と同じ）、円錐台部３Ｂの側壁の径は、上端側から下端側に向けて、滑らかに大きくなる。
Here, the
円筒部３Ｃは、円筒形状を有する部分であり、当該円筒部３Ｃの高さは、円錐台部３Ｂの高さと比較して小さい。当該円筒部３Ｃの上端側は、上記の通り、円錐台部３Ｂの下端側と接続（連通）されており、円筒部３Ｃの下端側は、キャリアガス注入口５を隔てて原料溶液収容容器８が設けられる。
The cylindrical portion 3C is a portion having a cylindrical shape, and the height of the cylindrical portion 3C is smaller than the height of the
上記形状の内部空洞構造体３が装置容器１の内部に挿通されるように配設されることにより、装置容器１内は、二つの空間に区分される。つまり、内部空洞構造体３の内部に形成される空洞部（内部空洞構造体３の内側面により囲まれた空間であり、ミスト化空間３Ｈと称する）と、装置容器１の内面と内部空洞構造体３の外側面とにより形成される空間（以下、ガス供給空間１Ｈと称する）とに、装置容器１内は区画される。なお、ミスト化空間３Ｈには原料溶液収容容器８に収容される原料溶液１５を含むものとする。
By arranging the internal
また、ミスト化空間３Ｈとガス供給空間１Ｈとを連通させる隙間であるキャリアガス注入口５が形成されている。図３の構成例では、当該キャリアガス注入口５は、内部空洞構造体３の下端側に配設されている。つまり、図３の構成例では、キャリアガス注入口５は、内部空洞構造体３の下端部と、原料溶液収容容器８の上面のとの間に形成される隙間となる。ここで、当該キャリアガス注入口５の上下方向における開口寸法は、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。
Further, a carrier gas injection port 5 which is a gap for communicating the mist-forming
また、図３の構成例では、上記内部空洞構造体３の形状と装置容器１の形状とから分かるように、ガス供給空間１Ｈは、装置容器１の上部側が最も広く、装置容器１の下側に進むに連れて、狭くなっている。つまり、管部３Ａの外側面と装置容器１の内側面とにより囲まれる部分のガス供給空間１Ｈが最も広く、円筒部３Ｃの外側面と装置容器１の内側面とに囲まれる部分のガス供給空間１Ｈが最も狭くなっている。
Further, in the configuration example of FIG. 3, as can be seen from the shape of the
図３に示すように、ガス供給部４は、装置容器１の上面に配設されている。ガス供給部４からはキャリアガス９が供給され、このキャリアガス９は、原料溶液１５がミスト化された原料ミスト７を、内部空洞構造体３の管部３Ａを介して外部へと搬送するために供給される。キャリアガス９は、例えば高濃度の不活性ガスを採用することができる。
As shown in FIG. 3, the
ガス供給部４から供給されたキャリアガス９は、ガス供給空間１Ｈ内に供給され、当該ガス供給空間１Ｈ内に充満した後、上記キャリアガス注入口５を介して、ミスト化空間３Ｈへと導入される。ここで、キャリアガス９は、ガス供給空間１Ｈ内で充満した後、狭いキャリアガス注入口５を介して、ミスト化空間３Ｈへと供給されるので、ガス供給部４から出力されるキャリアガス９のガス速度よりも、キャリアガス注入口５から出力されるキャリアガス９のガス速度の方が高くなる。換言すれば、ガス供給部４からキャリアガス９を緩やかに出力したとしても、キャリアガス注入口５からミスト化空間３Ｈへと勢いよくキャリアガス９が供給される。
The
前述したように、ミスト発生器１００では、装置容器１の底面と内部空洞構造体３の下端部側との間に、原料溶液１５を収容する原料溶液収容容器８が配設されている。
As described above, in the
このような構成のミスト発生器１００において、原料溶液収容容器８内に収容された原料溶液１５に対し、超音波発振器２によって超音波を印加することにより、原料溶液１５を微細に霧化して原料ミスト７を発生することができる。なお、原料ミスト７の発生時に、原料溶液１５の液面から液柱６が立ち上がる場合がある。また、原料溶液１５は図示しない溶液供給部によって適宜、原料溶液収容容器８内に一定の量が確保されるように供給される。
In the
発生した原料ミスト７は内部空洞構造体３内のミスト化空間３Ｈに充満する。そして、原料ミスト７は、キャリアガス注入口５から出力されるキャリアガス９に乗って、内部空洞構造体３の管部３Ａのミスト供給通路１１を通って、ミスト発生器１００の外部へと出力され、例えば、図示しない原料ミスト中継管を介して、原料ミスト噴出用ノズル６０の原料ミスト供給口６１に供給される。
The generated
このように、ミスト発生器１００において、ミスト化空間３Ｈ内に充満している原料ミスト７を、キャリアガス注入口５から出力されたキャリアガス９が、図３の下から上方向（＋Ｚ方向）に向かって持ち上げる。そして、原料ミスト７は、キャリアガス９に乗って、内部空洞構造体３の管部３Ａのミスト供給通路１１を通って、ミスト発生器１００外へと出力される。
In this way, in the
図４は図３で示すミスト発生器１００におけるミスト供給通路１１及び凝集原料回収通路１２の周辺を示す説明図であり、同図(a) が断面図、同図(b) が平面図である。なお、図４(a),(b) にそれぞれＸＹＺ直交座標系を示している。
4A and 4B are explanatory views showing the periphery of the
図４に示すように、内部空洞構造体３の管部３Ａはミスト供給通路１１とミスト供給通路１１の周辺に設けられる凝集原料回収通路１２との２つの通路が設けられる。すなわち、図４(b) に示すように、同心円二重構造の２つの配管（ミスト供給通路１１及び凝集原料回収通路１２）に管部３Ａを分離形成して、一方の配管を原料ミスト７供給用のミスト供給通路１１として用い、他方の配管を液体状の凝集原料４５回収用の凝集原料回収通路１２として用いている。
As shown in FIG. 4, the
このように、管部３Ａは、ミスト化空間３Ｈから外部に繋がり、原料ミスト７を外部に噴出するためのミスト供給通路１１と、ミスト供給通路１１と別途設けられ、外部からミスト化空間３Ｈに繋がり、凝集原料４５を回収するための凝集原料回収通路１２とを有している。
In this way, the
ミスト供給通路１１は、主としてミスト化空間３Ｈにて発生した原料ミスト７をキャリアガス９に乗せて、外部上方に噴出するための通路である。例えば、図示しない原料ミスト中継管を介して、ミスト供給通路１１と原料ミスト噴出用ノズル６０の原料ミスト供給口６１とを連通させることにより、ミスト発生器１００で発生した原料ミスト７を、原料ミスト供給口６１を介して原料ミスト噴出用ノズル６０の空洞部６８内に供給することができる。
The
凝集原料回収通路１２は、原料ミスト噴出用ノズル６０の凝集原料排出管６２から排出される凝集原料４５を回収して、ミスト化空間３Ｈに戻すための通路である。
The agglutinating raw
そして、図４(b) に模式的に示すように、ミスト供給通路１１と原料ミスト供給口６１とが例えば原料ミスト中継管２１を介して互いに連通するように接続され、かつ、原料ミスト噴出用ノズル６０の凝集原料排出通路６３と凝集原料回収通路１２とが取付治具８３及び例えば凝集原料中継管２２を介して互いに連通するように接続される。
Then, as schematically shown in FIG. 4B, the
実施の形態２の薄膜製造装置において、実施の形態１と同様、原料ミスト噴出用ノズル６０の原料ミスト噴出口６９から噴出された原料ミスト７の一部は、主ローラ４１を巻回する基板フィルム４０上の薄膜形成に用いられることなく、下方（−Ｚ方向）に逆流する場合を考える。
In the thin film manufacturing apparatus of the second embodiment, as in the first embodiment, a part of the
この場合、逆流した原料ミスト７は、原料ミスト噴出口６９を介して原料ミスト噴出用ノズル６０の内部の空洞部６８内に戻り、複数の整流部６６を経由して最終的に大部分が空洞部６８を形成する底面部６４上に凝集原料４５として一時的に残存することになる。
In this case, the backflowing
実施の形態２の薄膜製造装置では、実施の形態１と同様、原料ミスト噴出用ノズル６０は、底面部６４及び凝集原料排出管６２の組合せからなる上記排出機構を有しているため、原料ミスト７が原料ミスト噴出用ノズル６０内に逆流しても、凝集原料４５が原料ミスト噴出用ノズル６０の空洞部６８内に長期的に残存することはない。
In the thin film manufacturing apparatus of the second embodiment, as in the first embodiment, the raw material
したがって、実施の形態２の薄膜製造装置は、実施の形態１と同様、常温の温度環境下で、凝集原料４５の発生によって原料ミスト７の基板フィルム４０への噴出処理能力を劣化させることなく効率的に薄膜を基板フィルム上に成膜することができる。
Therefore, the thin film manufacturing apparatus of the second embodiment is as efficient as the first embodiment without deteriorating the ejection processing ability of the
さらに、実施の形態２の薄膜製造装置は、実施の形態１と同様、底面部６４と凝集原料排出管６２とによる比較的簡単な構造の排出機構によって、確実に凝集原料４５を成膜ノズルである原料ミスト噴出用ノズル６０の外部に排出することができる。
Further, in the thin film manufacturing apparatus of the second embodiment, as in the first embodiment, the coagulating
加えて、実施の形態２の薄膜製造装置では、例えば、凝集原料中継管２２を介することにより、ミスト発生器１００に設けられる凝集原料回収通路１２と原料ミスト噴出用ノズル６０（成膜ノズル）に設けられる凝集原料排出通路６３とを互いに連通して接続することにより、凝集原料回収構成を実現している。
In addition, in the thin film manufacturing apparatus of the second embodiment, for example, through the agglomerating raw
したがって、実施の形態２の薄膜製造装置は、凝集原料４５の発生時において、上記凝集原料回収構成により、原料ミスト噴出用ノズル６０から排出された凝集原料４５をミスト発生器１００のミスト化空間３Ｈに確実に戻すことができるため、ミスト発生器１００内において凝集原料４５を原料ミスト生成用に再利用することができる。
Therefore, in the thin film manufacturing apparatus of the second embodiment, when the agglomerated
この際、管部３Ａはミスト供給通路１１及び凝集原料回収通路１２を分離形成しているため、凝集原料回収通路１２を介した凝集原料４５の回収処理が、ミスト供給通路１１を介した原料ミスト７の噴出処理に影響を与えることはない。すなわち、実施の形態２における凝集原料回収構成（凝集原料回収通路１２＋凝集原料中継管２２＋凝集原料排出通路６３）によって、原料ミスト７の噴出処理能力が劣化することはない。
At this time, since the
なお、ミスト発生器１００のミスト化空間３Ｈに戻された凝集原料４５は、ミスト化空間３Ｈの下方における原料溶液１５として再利用されることになる。ミスト法による薄膜の成膜処理は、ＣＶＤ法による成膜処理と異なり、加熱せずに常温下で行う成膜処理であり、原料ミスト７（凝集原料４５）における原料濃度にさほど変化が生じないため、ミスト発生器１００内に回収した凝集原料４５を原料溶液１５として支障無く再利用することができる。
The agglomerated
実施の形態２では、ミスト発生器１００から発生される原料ミスト７は、原料ミスト中継管２１を介して原料ミスト噴出用ノズル６０の原料ミスト供給口６１に供給される態様を示した。この場合、ミスト発生器１００から噴出される原料ミスト７を効率的に原料ミスト噴出用ノズル６０内に取り込むべく、ミスト発生器１００は原料ミスト噴出用ノズル６０の直下に配置することが望ましい。さらに、原料ミスト中継管２１を介することなく、ミスト発生器１００から噴出される原料ミスト７を直接、原料ミスト供給口６１にて供給するように構成しても良い。
In the second embodiment, the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。 In the present invention, each embodiment can be freely combined, and each embodiment can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.
１ 装置容器
２ 超音波発振器
３ 内部空洞構造体
３Ｈ ミスト化空間
４ ガス供給部
７ 原料ミスト
８ 原料溶液収容容器
９ キャリアガス
１１ ミスト供給通路
１２ 凝集原料回収通路
１５ 原料溶液
４０ 基板フィルム
４１ 主ローラ
４２ 副ローラ
６０，７０ 原料ミスト噴出用ノズル
６１，７１ 原料ミスト供給口
６２ 凝集原料排出管
６３ 凝集原料排出通路
６４ 底面部
６５ ノズル本体
６９ 原料ミスト噴出口
１００ ミスト発生器
1 Equipment container 2
Claims (3)
前記基材を搬送するローラと、
ミスト化空間において原料溶液をミスト化して前記原料ミストを発生し、キャリアガスによって前記原料ミストを噴出するミスト発生器と、
前記ローラの直下に配置され、前記ミスト発生器から噴出される前記原料ミストを原料ミスト供給口から供給し、前記ローラに巻回された前記基材に向けて、原料ミスト噴出口から上方に前記原料ミストを噴出する成膜ノズルとを備え、
前記成膜ノズルは、薄膜の成膜時において、前記ローラから前記原料ミスト噴出口を介して、前記原料ミストが逆流することによって内部で凝集する凝集原料が発生する際、該凝集原料を外部へ排出する排出機構を有することを特徴とする、
薄膜製造装置。 A thin film manufacturing apparatus that ejects raw material mist onto a long base material to form a thin film on the base material.
A roller that conveys the base material and
A mist generator that mists the raw material solution in the mist-forming space to generate the raw material mist and ejects the raw material mist by the carrier gas.
The raw material mist, which is arranged directly below the roller and ejected from the mist generator, is supplied from the raw material mist supply port, and is directed upward from the raw material mist ejection port toward the base material wound around the roller. Equipped with a film forming nozzle that ejects raw material mist
At the time of film formation of a thin film, the film forming nozzle causes the agglomerated raw material to be agglomerated to the outside when the agglomerated raw material is generated by the backflow of the raw material mist from the roller through the raw material mist ejection port. It is characterized by having a discharge mechanism for discharging.
Thin film manufacturing equipment.
前記成膜ノズルは、前記原料ミスト供給口及び前記原料ミスト噴出口が設けられ内部に空洞部を有するノズル本体を含み、前記原料ミスト供給口は前記原料ミスト噴出口より下方に配置され、
前記ノズル本体は、前記原料ミスト供給口を中心部に有する底面部を含み、前記底面部は前記原料ミスト供給口から端部にかけて下方に傾く傾斜面形状を呈し、
前記排出機構は、
前記傾斜面形状を呈する前記底面部と、
前記底面部の端部に接続され、前記底面部の中心部から端部に向けて前記底面部の前記傾斜面形状を移動して端部に達した前記凝集原料を外部に排出する排出管をさらに含む、
薄膜製造装置。 The thin film manufacturing apparatus according to claim 1.
The film forming nozzle includes a nozzle body provided with the raw material mist supply port and the raw material mist spout and having a cavity inside, and the raw material mist supply port is arranged below the raw material mist spout.
The nozzle body includes a bottom surface portion having the raw material mist supply port as a central portion, and the bottom surface portion exhibits an inclined surface shape that inclines downward from the raw material mist supply port to the end portion.
The discharge mechanism
The bottom surface portion having the inclined surface shape and the bottom surface portion
A discharge pipe that is connected to the end of the bottom surface, moves the inclined surface shape of the bottom surface from the center of the bottom surface toward the end, and discharges the agglomerated raw material that has reached the end to the outside. Including,
Thin film manufacturing equipment.
前記ミスト発生器は、
前記ミスト化空間から外部に繋がり、前記原料ミストを外部に噴出するためのミスト供給通路と、
前記ミスト供給通路と別途設けられ、外部から前記ミスト化空間に繋がり、前記凝集原料を回収するための凝集原料回収通路とを有し、
前記排出管は、前記底面部の端部から外部に繋がり、前記凝集原料を外部に排出する凝集原料排出通路を有し、
前記凝集原料回収通路と前記凝集原料排出通路とが互いに連通して接続されることを特徴とする、
薄膜製造装置。 The thin film manufacturing apparatus according to claim 2.
The mist generator
A mist supply passage that connects to the outside from the mist-forming space and ejects the raw material mist to the outside,
It is provided separately from the mist supply passage, and has an agglutinating raw material recovery passage for connecting to the mist-forming space from the outside and recovering the agglutinating raw material.
The discharge pipe has an agglomerated raw material discharge passage that is connected to the outside from the end of the bottom surface portion and discharges the agglomerated raw material to the outside.
The agglomerated raw material recovery passage and the agglomerated raw material discharge passage are connected to each other in communication with each other.
Thin film manufacturing equipment.
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