CN108291292A - 蒸汽释放装置及成膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供一种能够在真空中基体材料膜上形成有机化合物膜时使有机化合物单体的蒸汽按一定的比例产生并使成膜速率稳定的技术。本发明是一种在真空中释放有机化合物单体的蒸汽的蒸汽释放装置，具有：将液体状的有机化合物单体气化的气化部21；以及与气化部21连通并释放气化部21中气化的有机化合物单体的蒸汽的蒸汽释放部22。在气化部21内设有中空的蒸发器40。该蒸发器40构成为使液体状的有机化合物单体成为雾状而导入，并加热雾状的有机化合物单体34而使之蒸发，将有机化合物单体的蒸汽向气化部21内导出。

Description

蒸汽释放装置及成膜装置

技术领域

本发明涉及用于在真空中基体材料膜上形成有机化合物膜的成膜装置的技术。

背景技术

近年来，有想在基体材料膜上有效率地形成电子部件等要求，因此，提出了在真空中输送长条的基体材料膜而在基体材料膜上形成由高分子有机化合物构成的膜的技术。

一直以来，在真空中基体材料膜上形成高分子有机化合物膜的情况下，例如进行如下步骤：使有机化合物单体蒸发，并将该蒸汽喷涂到基体材料膜上而形成有机化合物层，通过对该有机化合物层进行加热或者照射能量线来使之硬化，从而形成高分子有机化合物膜。

然而，在真空中利用这样的方法在基体材料膜上形成高分子有机化合物膜的情况下存在各种课题。

即，难以在真空中以均匀的膜厚在基体材料膜上形成有机化合物的单体的膜，特别是，使有机化合物单体的蒸汽按一定的比例产生并使成膜速率稳定是非常困难的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－169144号公报。

发明内容

发明要解决的课题

本发明是考虑了这样的现有技术的课题而作出的，其目的在于提供一种能够在真空中基体材料膜上形成有机化合物膜时使有机化合物单体的蒸汽按一定量产生并使成膜速率稳定的技术。

用于解决课题的方案

为了达成上述目的而作出的本发明，是一种在真空中释放有机化合物单体的蒸汽的蒸汽释放装置，具有：气化部，其将液体状的有机化合物单体气化；以及蒸汽释放部，其与前述气化部连通，释放前述气化部中气化的有机化合物单体的蒸汽，在前述气化部内设有中空的蒸发器，该蒸发器构成为使前述液体状的有机化合物单体成为雾状而导入，并加热该雾状的有机化合物单体而使之蒸发，将该有机化合物单体的蒸汽向前述气化部内导出。

在本发明中，具有将前述气化部及前述蒸汽释放部分别整体加热的加热单元的情况下也有效。

在本发明中，具有向前述蒸发器供给液体状的有机化合物单体的单体供给管、和冷却该单体供给管的冷却单元的情况下也有效。

在本发明中，用于使前述液体状的有机化合物单体成为雾状而向前述蒸发器内导入的喷嘴部设于前述单体供给管的前端部，该喷嘴部的前端部以相对于前述蒸发器的内壁面不会向该蒸发器的内方突出的方式配置并构成的情况下也有效。

另一方面，本发明为一种成膜装置，具有：真空槽；以及设置在前述真空槽内的上述任一种蒸汽释放装置，该成膜装置构成为在前述真空槽内从前述蒸汽释放装置的蒸汽释放部对于输送的基体材料膜喷涂有机化合物单体的蒸汽。

在本发明中，前述蒸汽释放装置的气化部设置在前述真空槽的外侧的情况下也有效。

发明效果

在本发明的蒸汽释放装置中，在气化部内设置中空的蒸发器，使得液体状的有机化合物单体成为雾状而向蒸发器内导入，加热该雾状的有机化合物单体而使之蒸发，将有机化合物单体的蒸汽向气化部内导出而从蒸汽释放部释放。

在具有这样的结构的本发明的蒸汽释放装置中，通过使加热雾状的有机化合物单体并使之蒸发的蒸发器和将利用该蒸发器生成的有机化合物单体的蒸汽向蒸汽释放部引导的气化部为独立结构，能够做成使蒸发有机化合物单体的部分和释放有机化合物单体的蒸汽的部分不直接连通的结构，其结果，能够防止微小液滴和蒸汽混合在一起的状态的有机化合物单体直接导入蒸汽释放部而用于成膜。即，通过构成为使蒸发有机化合物单体的部分和释放有机化合物单体的蒸汽的部分之间的路径变长，能够抑制有机化合物单体的夹带雾沫(飛沫同伴)。

另外，通过将有机化合物单体的蒸汽暂且储存在与蒸发无关系的空间，即气化部的内部且蒸发器的外侧的空间，能够稳定地保持向蒸汽释放部输送的有机化合物单体的蒸汽量。

基于以上，依据本发明的蒸汽释放装置，能够产生始终一定量的有机化合物单体的蒸汽并从气化部送给蒸汽释放部。其结果，能够释放始终一定量的有机化合物单体的蒸汽，因此能够使成膜速率稳定。

本发明中，在具有将蒸汽释放装置的气化部及蒸汽释放部分别整体加热的加热单元的情况下，能够可靠地防止气化部及蒸汽释放部内有机化合物单体的蒸汽的冷凝，因此能够使成膜速率更加稳定。

本发明中，在具有冷却向蒸发器供给液体状的有机化合物单体的单体供给管的冷却单元的情况下，能够更加可靠地防止单体供给管内的有机化合物单体因热而进行的聚合反应。

本发明中，用于使液体状的有机化合物成为雾状而向蒸发器内导入的喷嘴部设于单体供给管的前端部，该喷嘴部的前端部以相对于蒸发器的内壁面不会向该蒸发器的内方侧突出的方式配置并构成的情况下，具有如以下的效果。

即，该喷嘴部设于具有冷却单元的单体供给管的前端部，温度会比蒸发器的内壁面低。因此，若喷嘴部成为比蒸发器的内壁面更向蒸发器的内方侧突出的状态，则温度比蒸发器的内壁面低的喷嘴部会曝露于在蒸发器内被加热并蒸发的有机化合物单体的蒸汽中，担心有机化合物单体的蒸汽冷凝。

相对于此，在本发明中，以使喷嘴部的前端部不会向蒸发器的内方侧突出的方式配置并构成，因此无需担心有机化合物单体的蒸汽附着到喷嘴部而冷凝，进而，在蒸发器内被加热并蒸发的有机化合物单体的蒸汽会仅与例如用加热器加热的蒸发器的内壁面相接，因此防止蒸发器的内壁面上的冷凝而能够可靠地产生一定量的蒸汽。

另一方面，依据具有真空槽和设于该真空槽内的上述任一种蒸汽释放装置，构成为在真空槽内从蒸汽释放装置的蒸汽释放部对于输送的基体材料膜喷涂有机化合物单体的蒸汽的成膜装置，能够提供一种能够始终以一定的比例产生有机化合物单体的蒸汽并释放且使成膜速率稳定的成膜装置。

本发明中，在蒸汽释放装置的气化部设于真空槽的外侧的情况下，不仅能够容易进行气化部内的蒸发器等的维护，而且能够充分地确保气化部内的蒸发器与蒸汽释放部之间的距离而谋求有机化合物单体的蒸汽浓度的均匀。

附图说明

图1是利用本发明所涉及的蒸汽释放装置的成膜装置的实施方式的整体结构图；

图2是本发明所涉及的蒸汽释放装置的实施方式的内部结构图；

图3是示出本实施方式中的蒸汽释放装置的蒸发器的单体导入部的主要部分结构的截面图；

图4的(a)是示出该蒸汽释放装置的蒸汽释放部的前视图，(b)是示出该蒸汽释放装置的蒸汽释放部的侧面图；

图5的(a)(b)是示意性地示出在基体材料膜上形成有机化合物层的工序的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细说明。

图1是利用本发明所涉及的蒸汽释放装置的成膜装置的实施方式的整体结构图，图2是本发明所涉及的蒸汽释放装置的实施方式的内部结构图。

如图1所示，本实施方式的成膜装置1用于在与真空排气装置17连接的真空槽2内基体材料膜10上形成有机化合物膜，具有后述的蒸汽释放装置20(参照图2)。

在此，在真空槽2内部的中央部分附近，设有用于与基体材料膜10接触并将它输送的圆柱形状的中央辊3，在该中央辊3的周围，后述的蒸汽释放装置20的蒸汽释放部22和能量线射出装置9以分别与中央辊3对置的方式配置。

构成为：在真空槽2内的例如上部，配置有基体材料膜10的基材辊(原反ロール)4a，从该基材辊4a放出的基体材料膜10以与中央辊3的表面密合的方式转换方向而围上，由设于真空槽2内的例如上部的卷绕辊4b卷上。

如图2所示，本实施方式的蒸汽释放装置20具有：例如将丙烯树脂等的液体状的有机化合物单体气化的气化部21；以及释放该气化部21中气化的有机化合物单体的蒸汽的蒸汽释放部22。

蒸汽释放装置20的气化部21例如形成为圆筒形状，在该气化部21，以同心状连通的状态连接有例如形成为直径小于气化部21的圆筒形状的蒸汽释放部22。此外，气化部21与蒸汽释放部22的连接不限于同心状，可根据蒸汽释放部22相对于中央辊3上的基体材料膜10的位置关系而适当调整。

本实施方式的蒸汽释放装置20不仅在真空槽2的外部配置有气化部21，而且在真空槽2的内部配置有蒸汽释放部22(参照图2)。

气化部21具有例如由不锈钢等的金属材料构成的中空的主体部21a，而且，构成为在气化部21的相对于真空槽2相反侧的端部设置维护用的自由开关的门部21b。

在气化部21的主体部21a及门部21b的表面，分别设有加热单元23，由此全面覆盖气化部21的表面。

加热单元23例如为套(jacket)状，能够优选使用构成为使热介质在其内部循环的单元。

该加热单元23具有将气化部21加热到比有机化合物单体的蒸汽冷凝的温度高的温度的功能，如后述那样，起到防止从蒸发器40向气化部21内导出的有机化合物单体的蒸汽在气化部21的内壁面冷凝的作用。

此外，作为利用加热单元23加热气化部21的温度，根据为形成有机化合物膜而使用的有机化合物单体的材质进行选择。

另一方面，构成为：在气化部21的外部设有单体供给源30，从该单体供给源30经由泵31及单体供给管32而向以下说明的气化部21内的蒸发器40以既定量供给液体状的有机化合物单体。

本实施方式的蒸发器40例如由铜等的热传导率大的金属材料构成，形成为比气化部21的大小小的大小的中空的例如圆筒形状，配置在气化部21的门部21b附近。而且，由此在气化部21内部的蒸汽释放部22侧，形成暂且储存有机化合物单体的蒸汽的空间。

在蒸发器40的例如上部，设有用于使液体状的有机化合物单体成为雾(喷雾)状而向蒸发器40内导入的后述的单体导入部41，该单体导入部41与上述的单体供给管32连接。

在此，单体供给管32在其表面设有冷却单元33。

冷却单元33例如为套状，能够优选使用构成为使冷却介质在其内部循环的单元。

该冷却单元33用于可靠地防止单体供给管32内的有机化合物单体因热而进行的聚合反应，具有将有机化合物单体冷却到例如25℃左右的常温的功能。

另一方面，在蒸发器40的外表面，设有用于加热蒸发器40而蒸发导入到蒸发器40内的雾状的有机化合物单体34的蒸发器用加热器42。

在此，蒸发器用加热器42能够采用例如电阻加热型的加热器，全面设在蒸发器40的外表面。

该蒸发器用加热器42具有将蒸发器40加热至有效率地蒸发有机化合物单体的温度以上的功能，起到在蒸发器40的内壁面加热雾状的有机化合物单体34并使之蒸发，而且防止产生的有机化合物单体的蒸汽在蒸发器40的内壁面冷凝的作用。

此外，作为利用蒸发器用加热器42加热蒸发器40的温度，设为根据为形成有机化合物膜而使用的有机化合物单体的材质进行选择。

另外，在蒸发器40的例如上部，设有用于向气化部21内导出蒸发器40内被加热并蒸发的有机化合物单体的蒸汽的导出口43。

图3是示出本实施方式中的蒸汽释放装置的蒸发器的单体导入部的主要部分结构的截面图。

如图3所示，在本实施方式的单体导入部41中，以贯通蒸发器40上部的壁部的方式设有用于将有机化合物单体导入到蒸发器40内的单体导入口44。

而且，在该单体导入口44内侧的位置，配置有设于上述的单体供给管32的前端部的喷嘴部35。

该喷嘴部35例如由热变形或摩耗小的陶瓷等的材料构成，以使其前端部相对于蒸发器40的内壁面40a不向蒸发器40的内方侧突出的方式配置并构成。

这是基于如以下的理由的。

即，本实施方式的喷嘴部35设于设有冷却单元33的单体供给管32的前端部，温度比蒸发器40的内壁面40a低。因此，若喷嘴部35成为比蒸发器40的内壁面40a更向蒸发器40的内方侧突出的状态，则温度比蒸发器40的内壁面40a低的喷嘴部35会曝露于蒸发器40内被加热并蒸发的有机化合物单体的蒸汽中，担心有机化合物单体的蒸汽冷凝。

相对于此，本实施方式的喷嘴部35以使其前端部不向蒸发器40的内方侧突出的方式配置并构成，因此，无需担心有机化合物单体的蒸汽附着到喷嘴部35而冷凝，进而，在蒸发器40内被加热并蒸发的有机化合物单体的蒸汽会只与由蒸发器用加热器42加热的蒸发器40的内壁面40a相接，因此防止蒸发器40的内壁面40a上的冷凝并能可靠地产生一定量的蒸汽。

而且，在使用具有这样结构的喷嘴部35的情况下，如图3所示，优选以使从喷嘴部35喷雾的雾状的有机化合物单体34不会与蒸发器40的内壁面侧的单体导入口44的边缘部40b接触并附着的方式配置喷嘴部35。

本发明的情况下，虽然不做特别限定，但是从更加可靠地防止在向蒸发器40内导入有机化合物单体时的聚合反应的观点来看，作为喷嘴部35，优选采用构成为以放射状喷雾液体状的有机化合物单体而使得液滴间的距离变大、即使得液滴的密度更小的结构。

具体而言，喷嘴部35的喷雾口优选形成为蒜臼状(すり鉢状)开口变宽的形状。如果为这样的结构，能够以放射状有效率地向蒸发器40的内壁面40a的整个面喷雾液体状的有机化合物单体，例如，能够防止起因于从喷嘴部35喷雾的雾状的有机化合物单体34仅对蒸发器40的内壁面40a的一部分喷雾的情况下产生的局部低温区域的、该低温区域中的有机化合物单体的冷凝。

在具有这样结构的本实施方式的蒸汽释放装置20中，通过单独构造使雾状的有机化合物单体34加热并蒸发的蒸发器40、和将由该蒸发器40生成的有机化合物单体的蒸汽引导到蒸汽释放部22的气化部21，能够做成使蒸发有机化合物单体的部分和释放有机化合物单体的蒸汽的部分不直接连通的结构，其结果，能够防止微小液滴和蒸汽混合在一起的状态的有机化合物单体直接导入蒸汽释放部22而用于成膜。即，通过构成为使蒸发有机化合物单体的部分和释放有机化合物单体的蒸汽的部分之间的路径变长，能够抑制有机化合物单体的夹带雾沫。

另外，通过将有机化合物单体的蒸汽暂且储存在与蒸发无关系的空间，即气化部21的内部且蒸发器40的外侧的空间，能够稳定地保持向蒸汽释放部22输送的有机化合物单体的蒸汽量。

基于以上，依据本实施方式的蒸汽释放装置20，能够产生始终一定量的有机化合物单体的蒸汽并从气化部21送给蒸汽释放部22。其结果，能够释放始终一定量的有机化合物单体的蒸汽，因此能够使成膜速率稳定。

图4(a)是示出本实施方式的蒸汽释放装置的蒸汽释放部的前视图，图4(b)是示出蒸汽释放装置的蒸汽释放部的侧面图。

如上所述以圆筒形状形成的蒸汽释放部22用于释放从气化部21输送来的有机化合物单体，如图4(a)(b)所示，具有沿着圆筒的长边方向以直线状形成的释放部24，在该释放部24设有直线狭缝状的蒸汽释放口25。

在此，蒸汽释放部22以使其中心轴线与中央辊3的旋转轴线平行的方式配置，并且蒸汽释放口25与这些轴线平行地、对中央辊3上的基体材料膜10靠近并对置配置。

另外，蒸汽释放部22的蒸汽释放口25以比中央辊3(基体材料膜10)的宽度稍窄的宽度形成，并构成为对于基体材料膜10的表面沿宽度方向直线地喷涂有机化合物单体的蒸汽36。

另一方面，如图2所示，在蒸汽释放部22的外表面，设有用于防止向蒸汽释放部22内导入的有机化合物单体的蒸汽在蒸汽释放部22的内壁面冷凝的蒸汽释放部用加热器26(加热单元)。

该蒸汽释放部用加热器26能够使用例如电阻加热型的加热器，全面设在蒸汽释放部22的外表面。

另外，该蒸汽释放部用加热器26具有将蒸汽释放部22加热到比有机化合物单体的蒸汽冷凝的温度高的温度的功能。

在此，利用蒸汽释放部用加热器26加热蒸汽释放部22的温度根据为形成有机化合物膜而使用的有机化合物单体的材质进行选择。

此外，在真空槽2的与蒸汽释放部22的连接部分的壁部，设有用于阻挡来自设于蒸汽释放装置20的上述加热单元23及蒸汽释放部用加热器26的热的绝热部2a。

在具有这样结构的本实施方式中，在真空槽2内基体材料膜10上形成高分子有机化合物膜的情况下，使真空排气装置17动作而进行真空排气，以使真空槽2内的压力成为既定值。

另一方面，在蒸汽释放装置20中，使加热单元23动作而将气化部21加热到比有机化合物单体的蒸汽冷凝的温度高的温度，并且使蒸汽释放部用加热器26动作而将蒸汽释放部22加热至比有机化合物单体的蒸汽冷凝的温度高的温度。

另外，使蒸发器用加热器42动作而将蒸发器40加热至有效率地蒸发有机化合物单体的蒸汽的温度以上的温度。

进而，使冷却单元33动作而将单体供给管32冷却到例如25℃左右的常温。

在该状态下，从单体供给源30经由单体供给管32向气化部21内的蒸发器40的单体导入部41供给既定量的液体状的有机化合物单体。

由此，如图2及图3所示，从单体导入部41的喷嘴部35向蒸发器40内导入雾状的有机化合物单体34，由此在蒸发器40的内壁接触并被加热而蒸发。

在蒸发器40内产生的有机化合物单体的蒸汽经由导出口43而向气化部21内释放并充满气化部21内，进而，被输送到蒸汽释放部22而从蒸汽释放部22的蒸汽释放口25喷出。

由此，如图4(b)及图5(a)所示，有机化合物单体的蒸汽36对与中央辊3接触而输送的基体材料膜10进行喷涂，在基体材料膜10上形成有机化合物单体层37。

进而，输送基体材料膜10，并且，从图1所示的能量线射出装置9射出能量线91而使基体材料膜10上的有机化合物单体层37硬化，形成高分子有机化合物层38(参照图5(a)(b))。

然后，通过图1所示的卷绕辊4b卷绕基体材料膜10。

如以上所述，在具有本实施方式的蒸汽释放装置20的成膜装置1中，在蒸汽释放装置20的气化部21内设置中空的蒸发器40，使液体状的有机化合物成为雾状而导入蒸发器40内，加热该雾状的有机化合物单体34并使之蒸发，将有机化合物单体的蒸汽导出到气化部21内并从蒸汽释放部22释放，因此，能够产生始终一定量的有机化合物单体的蒸汽并加以释放，所以能够使成膜速率稳定。

另外，在本实施方式中，由于具有分别全面加热蒸汽释放装置20的气化部21及蒸汽释放部22的加热单元23及蒸汽释放部用加热器26，能够可靠地防止气化部21及蒸汽释放部22内有机化合物单体的蒸汽的冷凝，由此能够使成膜速率稳定。

进而，在本实施方式中，由于在蒸发器40具有对供给液体状的有机化合物单体的单体供给管32进行冷却的冷却单元33，能够可靠地防止单体供给管32内的有机化合物单体因热而进行的聚合反应。

再者，在本实施方式中，由于在单体供给管32的前端部设有用于使液体状的有机化合物成为雾状而导入蒸发器40内的喷嘴部35，且该喷嘴部35的前端部以相对于蒸发器40的内壁面40a不向蒸发器40的内方侧突出的方式配置并构成，所以无需担心有机化合物单体的蒸汽附着到喷嘴部35而冷凝，进而，在蒸发器40内被加热并蒸发的有机化合物单体的蒸汽会只与由蒸发器用加热器42加热的蒸发器40的内壁面40a相接，因此防止蒸发器40的内壁面40a上的冷凝并能可靠地产生一定量的蒸汽。

另一方面，在本实施方式的成膜装置1中，由于蒸汽释放装置20的气化部21设在真空槽2的外侧，不仅能够容易进行气化部21内的蒸发器40等的维护，而且能够充分地确保气化部21内的蒸发器40与蒸汽释放部22之间的距离而谋求有机化合物单体的蒸汽浓度的均匀。

此外，本发明不限于上述的实施方式，能够进行各种变更。

例如关于蒸汽释放装置的气化部、蒸汽释放部、蒸发器以及喷嘴部的形状，并不限于上述实施方式的形状，能够采用各种形状。

另外，本发明中成为膜的原料的有机化合物的种类，没有做特别限定，能够适用各种有机化合物。

进而，关于基体材料膜的种类、厚度等，也不做特别限定，能够适用于各种膜。此外，本发明不仅可以只对基体材料膜成膜，也可以在各种成膜对象物上成膜。但是，适用于膜状的成膜对象物的情况下最为有效。

标号说明

1 成膜装置

2 真空槽

10 基体材料膜

20 蒸汽释放装置

21 气化部

22 蒸汽释放部

23 加热单元

25 蒸汽释放口

26 蒸汽释放部用加热器(加热单元)

30 单体供给源

32 单体供给管

33 冷却单元

34 雾状的有机化合物单体

36 有机化合物单体的蒸汽

40 蒸发器

41 单体导入部

42 蒸发器用加热器

43 导出口

44 单体导入口。

Claims (6)

1. 一种蒸汽释放装置，在真空中释放有机化合物单体的蒸汽，具有：

气化部，其将液体状的有机化合物单体气化；以及

蒸汽释放部，其与所述气化部连通，释放所述气化部中气化的有机化合物单体的蒸汽，

在所述气化部内设有中空的蒸发器，该蒸发器构成为使所述液体状的有机化合物单体成为雾状而导入，并加热该雾状的有机化合物单体而使之蒸发，将该有机化合物单体的蒸汽向所述气化部内导出。

2.根据权利要求1所述的蒸汽释放装置，其特征在于，具有将所述气化部及所述蒸汽释放部分别整体加热的加热单元。

3.根据权利要求1或2的任一项所述的蒸汽释放装置，其特征在于，具有向所述蒸发器供给液体状的有机化合物单体的单体供给管、和冷却该单体供给管的冷却单元。

4.根据权利要求3所述的蒸汽释放装置，其特征在于，用于使所述液体状的有机化合物单体成为雾状而向所述蒸发器内导入的喷嘴部设于所述单体供给管的前端部，该喷嘴部的前端部以相对于所述蒸发器的内壁面不会向该蒸发器的内方突出的方式配置并构成。

5. 一种成膜装置，具有：

真空槽；以及

蒸汽释放装置，其设置在所述真空槽内，在真空中释放有机化合物单体的蒸汽，

所述蒸汽释放装置具有：将液体状的有机化合物单体气化的气化部；以及与所述气化部连通并释放所述气化部中气化的有机化合物单体的蒸汽的蒸汽释放部，在所述气化部内设有中空的蒸发器，该蒸发器构成为使所述液体状的有机化合物单体成为雾状而导入，并加热该雾状的有机化合物单体而使之蒸发，将该有机化合物单体的蒸汽向所述气化部内导出，

该成膜装置构成为：在所述真空槽内从所述蒸汽释放装置的蒸汽释放部对于输送的基体材料膜喷涂有机化合物单体的蒸汽。

6.根据权利要求5所述的成膜装置，其特征在于，所述蒸汽释放装置的气化部设在所述真空槽的外侧。