JPH10330918A - 蒸着方法および蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプラッシュの発生が無く、且つ生産性に優
れた有機材料の蒸着方法および蒸着装置を提供する。 【解決手段】 真空中において、有機材料を表面に保持
した繊維を加熱部に連続的に供給する工程と、該有機材
料を保持した繊維を加熱し、該有機材料を気化する工程
と、該気化された該有機材料を基体の表面に堆積させる
工程と、を包含する、蒸着方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸着方法および蒸
着装置、特に、有機材料の蒸着方法および蒸着装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】光記録媒体、カラーフィルタ、マイクロ
レンズ、および薄膜ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）
などは、機能性材料からなる薄膜を用いて形成されてい
る。機能性材料としては、酸化物材料、金属材料、硫化
物材料や機能性材料が用いられている。薄膜の形成方法
としては、真空蒸着や塗布方法が用いられている。

【０００３】特に、有機材料からなる薄膜を形成する方
法として、塗布方法が広く利用されている。しかしなが
ら、塗布方法には、下記〜の問題があった。

【０００４】 １μｍ以下の膜厚の薄膜を作製するこ
とが困難である。

【０００５】 １００ｎｍ程度の膜厚の制御が困難で
ある。

【０００６】 溶剤を必要とするので、材料の選択の
幅が狭く（不溶な材料を用いられない）、環境汚染の問
題がある。

【０００７】上記の問題を解決する方法として、特開昭
59-177365号公報には、有機材料を真空蒸着する方法が
開示されている。この公報は、エンドレスベルトの一方
の面に液状または気化した有機材料を供給し、エンドレ
スベルトの他方の面を加熱することによって、有機材料
を蒸発させる真空蒸着方法を開示している。エンドレス
ベルトの面に有機材料を供給する方法としては、有機材
料の融点に応じて、液状の有機材料を塗布する方法と、
気相で蒸着する方法が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示されている真空蒸着方法には、以下の問題があった。
まず、塗布法は、加熱により溶解し液状になる有機材料
に限られる。また、有機材料はエンドレスベルトの表面
に膜状に供給されるので、十分な量の有機材料を供給す
ることが困難である。特に、蒸着法を用いると、この問
題はさらに顕著となる。

【０００９】また、エンドレスベルトの表面に膜状に堆
積された有機材料を加熱すると、有機材料が不均一に加
熱されて、突沸のような現象が起こり、得られた膜にス
プラッシュが生じる問題があった。エンドレスベルトの
表面に蒸着法を用いて有機材料を供給し、非常に薄い膜
状にすると、スプラッシュの発生を抑制できるが、十分
な堆積速度を確保することが困難であった。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、スプラッシュの発生が無く、且つ生産
性に優れた有機材料の蒸着方法および蒸着装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による蒸着方法
は、有機材料を表面に保持した繊維を加熱部に連続的に
供給する工程と、該有機材料を保持した繊維を加熱し、
該有機材料を気化する工程と、該気化された該有機材料
を基体の表面に堆積させる工程と、を包含し、該供給工
程と、該気化工程と、該堆積工程とは真空中で行われ、
そのことによって、上記目的が達成される。

【００１２】前記有機材料を表面に保持した繊維を調製
する工程を更に包含し、該繊維調製工程は、該有機材料
を溶解した溶液に繊維を浸漬する工程を包含してもよ
い。

【００１３】前記有機材料を表面に保持した繊維を調製
する工程は、真空中で行われてもよい。

【００１４】前記繊維は、ガラス繊維であることが好ま
しい。また、前記繊維は、布状に加工されていることが
好ましい。

【００１５】本発明の蒸着装置は、有機材料を表面に保
持した繊維を連続的に搬送する手段と、該有機材料を保
持した繊維を加熱し、該有機材料を気化する手段と、該
気化された該有機材料を基体の表面に堆積させるよう
に、該基体を保持する手段と、を真空槽内に有し、その
ことによって上記目的が達成される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明についてさらに詳細
に説明する。以下の実施形態では、追記型光ディスクの
有機色素層の製造に好適に用いられる蒸着装置および蒸
着方法について説明するが、本発明は、以下の実施形態
に限られない。

【００１７】（実施形態１）図１に本発明の実施形態１
による蒸着装置１００を示す。蒸着装置１００は、真空
ポンプ２０で排気される真空槽１０内に、有機材料をそ
の表面に保持した繊維３０を連続的に搬送する機構と、
繊維３０を加熱し有機材料を気化させる加熱装置３４
と、気化された有機材料をその蒸着面に堆積させるよう
に基体（基板またはフィルム）６０を保持する保持装置
５０とを有している。真空槽１０内の圧力は、典型的に
は、約１０^-5ｔｏｒｒである。

【００１８】有機材料を保持した繊維は予め調製され
る。例えば、有機材料を適当な溶剤に溶解した溶液に、
繊維を浸漬することによって、繊維の表面に有機材料を
保持することができる。繊維の表面に保持される有機材
料の量は、溶液の濃度や浸漬時間等を制御することによ
って、調整することができる。一般に、繊維は広い表面
積を有するので、有機材料は分散して保持される。従っ
て、繊維を加熱しても有機材料の突沸現象は起こらず、
均一に気化するので、スプラッシュを発生させることが
ない。特に、有機材料の量が少ないと、繊維の表面に有
機材料が分子状に保持されるので、スプラッシュは全く
発生しない。繊維の表面に保持される有機材料の量は、
生産性と膜の品質とを考慮して、適宜設定すればよい。

【００１９】有機材料を保持した繊維３０は、布状に加
工したもの（不織布など）の形態で用いることが好まし
い。繊維の材料としては、耐熱性に優れた材料が好まし
く、有機材料を気化させる際の加熱によって、不純物を
発生したり、劣化しない材料が好ましい。具体的には、
ガラス繊維を挙げることができる。ガラス繊維の太さ
は、約１００〜５００デニール（２０デニール＝１ｇ／
４５０ｍ）で、引張強度が２０ｋｇ以上のものが好まし
い。本明細書において、繊維とは、糸や布の最小単位を
指す。

【００２０】また、ガラス布としては、例えば、上記の
ガラス繊維２本をよって１本の糸として用い、長手方向
３０ｍｍ当たり、横糸が約３０〜５０本、幅方向１０ｍ
ｍ当たり、縦糸が約１０〜３０本有するものを用いるこ
とができる。なお、長手方向は、図１中の矢印１ａで示
される搬送方向に平行な方向であり、幅方向は長手方向
に垂直な方向である。また、ガラス布の厚さは、約０．
０５ｍｍ〜約０．５ｍｍの範囲にあることが好ましい。
厚すぎると、加熱の効率が低下し、薄すぎると十分な量
の有機材料を保持できないなどの問題がある。

【００２１】ガラス布（ガラス繊維）３０は、巻き出し
ローラ３２ａから搬送ローラ３３ａ及び３３ｂを経て、
巻き取りローラ３２ｂに巻き取られる。この搬送過程に
おいて、ガラス布３０は加熱装置３４によって加熱さ
れ、ガラス繊維の表面に保持されている有機材料が気化
される。

【００２２】気化された有機材料７０は、保持装置５０
によって保持された基体６０（基板やフィルム）の蒸着
面に堆積される。有機材料の気化速度は、ガラス布３０
の送り速度と加熱パワーで制御することができる。堆積
速度（蒸着速度）は、気化速度と基体６０の送り速度を
調整することによって、制御することができる。なお、
保持装置５０は、基板６０を例えば矢印４ａの方向に回
転させながら、矢印３ａの方向に移動する。基板６０を
回転させることによって、堆積される膜の均一性を向上
することができる。

【００２３】ガラス繊維は広い表面積を有するので、有
機材料は分散して保持されている。従って、ガラス繊維
を加熱しても有機材料の突沸現象は起こらず、均一に気
化するので、スプラッシュを発生させることがない。ま
た、有機材料を保持したガラス布３０を十分に供給する
ことによって、複数の基板６０に有機薄膜を連続的に蒸
着することができる。なお、一度使用したガラス布３０
に再度有機材料を保持させることによって、再利用する
ことができる。

【００２４】以下に、具体例について、説明する。

【００２５】１５０デニールのガラス繊維からなるガラ
ス布（幅２０ｍｍで縦糸：約４０本、長手方向３０ｍｍ
当たり横糸：約３５本、厚さ：約０．１ｍｍ、ガラス繊
維の引張強度：約６０ｋｇ）をメロシアニン色素を溶解
したアセトン溶液（濃度：約２ｗｔ％）に浸漬し、ガラ
ス繊維の表面にメロシアニン色素を保持（染色）させ
た。

【００２６】得られたガラス布（例えば、約６００ｍ）
を用いて、蒸着装置１００によって、基体６０の蒸着面
に色素薄膜を形成した。加熱装置３４の加熱パワーを１
５０Ｗとして、ガラス布３０を搬送速度約４００ｍｍ／
ｍｉｎで、約３００℃の加熱源に接触させて搬送したと
き、約４．０〜４．５ｎｍ／ｓｅｃの堆積速度が得られ
た。形成されたメロシアニン色素の薄膜には、スプラッ
シュが全く見られず、非常に均一性の高い膜が得られ
た。

【００２７】なお、有機材料としては、フタロシアニン
系、ナフタロシアニン系、スクアリリウム系、コロコニ
ウム系、ピリリウム系、ナフトキノン系、アントラキノ
ン系、キサンテン系、トリフェニルメタン系、アズレン
系、テトラヒドロコリン系、フェナナスレン系、トリフ
ェノチアゾン系、ポリメチン系の色素材料等を用いるこ
とができる。

【００２８】（実施形態２）図２に本発明の実施形態２
による蒸着装置２００を示す。蒸着装置２００は、ガラ
ス布１３０の表面に有機材料を保持させる工程と、有機
材料を保持したガラス布を加熱し、有機材料を気化する
工程とを、連続して行うことができる。図２に示した例
は、上記の２つの工程が差圧構造を有する真空槽１１０
内で実施される例を示したが、本実施例はこれに限られ
ない。ガラス繊維布の表面に有機材料を保持させる工程
は、大気圧中で行ってもよく、使用する有機溶剤の蒸気
圧が高い場合には、大気中で行うことが好ましい。

【００２９】蒸着装置２００は、真空ポンプ１２０で排
気される真空槽１１０内に、有機材料をガラス布１３０
の表面に保持させる機構と、ガラス布１３０を連続的に
搬送する機構と、ガラス布１３０を加熱し有機材料を気
化させる加熱装置１３４と、気化された有機材料をその
蒸着面に堆積させるように基体６０を保持する保持装置
１５０とを有している。なお、保持装置１５０は、基板
６０を例えば矢印１４ａの方向に回転させながら、矢印
１３ａの方向に移動する。基板６０を回転させることに
よって、堆積される膜の均一性を向上することができ
る。

【００３０】真空槽１１０内は、差圧壁１１２とニップ
１１４ａ及び１１４ｂによって、差圧構造となってお
り、ガラス布１３０に有機材料を保持させる側（図２中
の差圧壁１１２の下側）と、有機材料を気化し基体６０
に有機材料を蒸着する側（図２中の差圧壁１１２の上
側）とが分離されている。ガラス布１３０は、例えば一
対のローラからなるニップ１１４ａ及び１１４ｂを介し
て、差圧壁１１２で区切られる領域の間を移動する。ガ
ラス布１３０は、一対のローラによって挟持されてお
り、効率よく差圧を維持できる構成となっている。差圧
の程度によって、他の構成を用いることもできる。な
お、差圧壁１１２によって分離されるそれぞれの領域に
別々に、真空ポンプを設けても良いし、ガラス布１３０
に有機材料を保持させる側（図２中の差圧壁１１２の下
側）を大気圧としてもよい。

【００３１】ガラス布１３０は、閉曲面を形成する（エ
ンドレスとなる）ように構成されており、矢印１２ａの
方向に回転する駆動ローラ３２と、搬送ローラ１３３ａ
及び１３３ｂ、冷却ローラ１３８ａ及び１３８ｂによっ
て、矢印１１ａの方向に周回運動している。

【００３２】ガラス布１３０は、加熱容器１５０内に蓄
えられた有機材料を含む溶液（原料溶液）１４０中に浸
漬される。有機材料を含む溶液に浸漬することによっ
て、ガラス布３０の表面に有機材料が保持される。な
お、使用する有機材料の種類及び溶剤の種類（溶解性や
蒸気圧等）に応じて、加熱容器１５０内の温度を制御す
る。

【００３３】その後、ガラス布１３０は加熱装置１３４
で加熱され、ガラス布１３０の表面に保持された有機材
料は気化され飛散する。有機材料は、ガラス布１３０の
広い表面に分散して保持されているので、突沸現象が起
こらない。従って、形成される蒸着膜にスプラッシュが
発生することがない。また、加熱容器１５０内の原料溶
液が十分にあれば、複数の基板６０に有機薄膜を連続的
に蒸着することができる。

【００３４】以下に、具体例について、説明する。

【００３５】１５０デニールのガラス繊維からなるガラ
ス布（幅４０ｍｍで縦糸：約８０本、長手方向３０ｍｍ
当たり横糸：約３５本、厚さ：約０．１ｍｍ、ガラス繊
維の引張強度：約１００ｋｇ）をローダミン色素を沸点
の高い有機溶剤（例えば、エチレングリコール）に溶解
した原料溶液（濃度：約２ｗｔ％）に浸漬し、ガラス繊
維の表面にローダミン色素を保持（染色）させながら、
基体６０の蒸着面に色素薄膜を形成した。このとき、ガ
ラス布に有機材料を保持させる側（図２中の差圧壁１１
２の下側）は大気圧とし、加熱容器１５０内の温度は室
温とした。

【００３６】加熱装置１３４の加熱パワーを１５０Ｗと
し、ガラス布３０を搬送速度約４００ｍｍ／ｍｉｎで、
約３００℃の加熱源に接触させて搬送したとき、約８．
０〜９．０ｎｍ／ｓｅｃの堆積速度が得られた。形成さ
れたローダミン色素の薄膜には、スプラッシュが全く見
られず、非常に均一性の高い膜が得られた。

【００３７】

【発明の効果】上述したように、本発明によると、従来
の塗布法が有していた問題を解決するとともに、スプラ
ッシュの発生が無く、生産性に優れた蒸着方法および蒸
着装置を提供することができる。本発明による蒸着方法
および蒸着装置は、追記型光ディスクの色素層など、１
μｍ以下の厚さの薄膜を高精度で製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１による蒸着装置１００を示す模式図
である。

【図２】実施形態２による蒸着装置２００を示す模式図
である。

【符号の説明】

１０、１１０ 真空槽 ２０、１２０ 真空ポンプ ３０、１３０ 繊維布 ３２ 駆動ローラ ３２ａ 巻き出しローラ ３２ｂ 巻き取りローラ ３３ａ、３３ｂ、１３３ａ、１３３ｂ 搬送ローラ ３４、１３４ 加熱装置 ５０、１５０ 基体保持装置 ６０ 基体 ７０ 気化した有機材料 １００、２００ 蒸着装置 １１２ 差圧壁 １１４ａ、１１４ｂ ニップ １３８ａ、１３８ｂ 冷却ローラ １４０ 有機材料を含む溶液（原料溶液） １５０ 加熱容器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機材料を表面に保持した繊維を加熱部
   に連続的に供給する工程と、 該有機材料を保持した繊維を加熱し、該有機材料を気化
   する工程と、 該気化された該有機材料を基体の表面に堆積させる工程
   と、を包含し、 該供給工程と、該気化工程と、該堆積工程とは真空中で
   行われる蒸着方法。
2. 【請求項２】 前記有機材料を表面に保持した繊維を調
   製する工程を更に包含し、 該繊維調製工程は、該有機材料を溶解した溶液に繊維を
   浸漬する工程を包含する請求項１に記載の蒸着方法。
3. 【請求項３】 前記有機材料を表面に保持した繊維を調
   製する工程は、真空中で行われる請求項２に記載の蒸着
   方法。
4. 【請求項４】 前記繊維は、ガラス繊維である請求項１
   から３のいずれかに記載の蒸着方法。
5. 【請求項５】 前記繊維は、布状に加工されている請求
   項１から４のいずれかに記載の蒸着方法。
6. 【請求項６】 有機材料を表面に保持した繊維を連続的
   に搬送する手段と、 該有機材料を保持した繊維を加熱し、該有機材料を気化
   する手段と、 該気化された該有機材料を基体の表面に堆積させるよう
   に、該基体を保持する手段と、 を真空槽内に有する蒸着装置。