DE69826478T2

DE69826478T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von dünnen funktionsfilmen

Info

Publication number: DE69826478T2
Application number: DE69826478T
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Kunieda; Toshibumi Kamiyama; Sadayuki Okazaki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1998-07-13
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2018-07-14
Also published as: EP0997552B1; DE69826478D1; EP0997552A4; EP0997552A1; WO1999004057A1; JP3508484B2; CN1261926A; KR20010014222A; TW377438B; CN1189588C; KR100330338B1; JPH1129854A; US6337105B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines dünnen Funktionsfilms. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der dünne Funktionsfilm dafür bestimmt, eins von verschiedenen Materialien (zum Beispiel eine organische Verbindung) in der Form eines dünnen Films darzustellen, welcher durch Aufdampfen auf einem Objekt zum Zwecke der Bereitstellung einer von verschiedenen Funktionen befestigt wird, so wie für die Aufnahme von Informationen, die Darstellung von Informationen, die Einstellung oder Veränderung einer optischen Eigenschaft, die Umwandlung von Energie und ähnliches. Konkret dienen die resultierenden dünnen Filme beispielsweise hierzu: ein dünner Film als eine Informationsaufnahme-Schicht eines organischen Farb- (oder Pigment-) Materials, welches auf einem Substrat eines optischen Aufnahmemediums gebildet wird; ein dünner Film eines Sensibilisierungsmaterials für ein photoelektrisches Umwandlungselement, welches auf einem Substrat einer Solarzellen-Fläche gebildet wird; und eine Ladungstransportschicht eines OPC- (optische Photoleitfähigkeit) Materials auf einer Schreibtrommel.
Stand der Technik
Heutzutage ist die Verwendung verschiedener Funktionsfilme weit verbreitet in den Bereichen eines Informationsaufnahme-Elements (so wie ein optisches Aufnahmemedium und eine Schreibtrommel), eines Informations-Darstellungselements (so wie ein Farbfilter und eine dünne Elektrolumineszenz-Fläche), wie auch eines Energie-Umwandlungselements (so wie eine Solarzelle) und eines medizinischen Diagnose-Elements. Diese Funktionsfilme werden alle durch ein Feuchtverfahren gebildet, so wie ein Spin-Coating-Verfahren, oder ein Trockenverfahren, so wie ein Vakuum-Aufdampfen oder eine Kathodenzersträubung (Sputtern).
Insbesondere eine beschreibbare CD (CD-R) wurde als eines der optischen Aufnahmemedien vor kurzem erwähnt, bei der durch die Verwendung eines organischen Farbmaterials eine Informationsaufnahmeschicht auf einem Substrat gebildet wird, da es zweckdienlich ist, bei der Verwendung eines CD-Spielers oder eines CD-ROM-Laufwerkes die Signale von dieser zu lesen. Bisher wurde die Aufnahmeschicht durch das Feuchtverfahren gebildet, bei dem durch Spin-Coating mit anschließender Trocknung eine Lösung des organischen Farbmaterials auf das Substrat aufgetragen wird. Um ein zufriedenstellendes optisches Aufnahmemedium herzustellen, sind auf Erfahrungen beruhendes Fachwissen und Fertigkeiten erforderlich, da zulässige Spielräume der Herstellungsbedingungen eng sind.
Andererseits wurde versuchsweise auch das Trockenverfahren der Herstellung der Aufnahmeschicht angewendet, bei dem ein Vakuum-Aufdampfen angewendet wird, um verhältnismäßig einfach einen dünnen Funktionsfilm herzustellen, der eine einheitliche Dicke und einheitliche optische Eigenschaften aufweist. Zum Beispiel offenbart die japanische Patentveröffentlichung Kokoku Nr. 8-13572 ein optisches Aufnahmemedium, welches durch Erhitzen einer aus Molybdän gefertigten Wanne, welche ein auf Phthalocyanin basierendes organisches Farbmaterial enthält, gebildet wird, um das Material zu bedampfen, und sich das bedampfte Material auf einer Substratoberfläche ablagert, um einen dünnen Film des organischen Farbmaterials als eine Aufnahmeschicht auf dem Substrat zu bilden. Ein Beispiel einer Vorrichtung, die ein solches Aufdampfen ausführt, ist ferner in der japanischen Patentveröffentlichung Kokoku Nr. 7-62249 offenbart.
FR 2 235 401 und FR 2 232 077 offenbaren ein Vakuum-Bedampfungs-Beschichtungsverfahren und eine Vorrichtung dafür, wobei ein Material von seiner Oberseite erhitzt wird, um es zu verdampfen. JP 61-069960 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Schutzfilms, durch das Bedampfen eines aus einem organischen Hochpolymer zusammengesetzten Zieles im Vakuum, durch eine Bestrahlung mit Laserstrahlen und ein Ablagern von diesem auf der Oberfläche eines zu schützenden Untergrundes. US 2.435.997 offenbart eine Vorrichtung zur Bedampfungsbeschichtung von großen Oberflächen.
Offenbarung der Erfindung
Das vorstehend beschriebene Vakuum-Aufdampfen weist jedoch das Problem auf, dass häufig Unebenheiten und Spritzer verursacht werden, wenn das organische Farbmaterial in der Wanne erhitzt wird, so dass der gebildete dünne Film wahrscheinlich aufgrund des Einschlusses von Gasblasen in dem dünnen Film Fehler aufweist. Um das Ablagerungsverfahren industriell nutzbar zu machen, ist es erwünscht, das Problem zu beheben. Solch ein Problem ist nicht auf den Fall begrenzt, bei dem die Informationsaufnahmeschicht durch das Vakuum-Aufdampfen gebildet wird, und es ist ein allgemeines Problem in Fällen, in denen verschiedene Materialien auf Objekten zur Herstellung von verschiedenen dünnen Funktionsfilmen bedampft und abgelagert werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines einheitlichen, dünnen Funktionsfilms vorzustellen, der weniger Fehler aufweist, um ein solches Problem zu verringern oder vorzugsweise im Wesentlichen zu lösen. Es wird angemerkt, dass auch wenn das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung als Beispiele erklärt werden, unter Bezugnahme auf einen Fall, bei dem eine Aufnahmeschicht – wie der dünne Funktionsfilm – durch das Ablagern eines Farbmaterials auf einem Substrat für ein optisches Aufnahmemedium gebildet wird, die vorliegende Erfindung auf die Herstellung der anderen verschiedenen dünnen Funktionsfilme anwendbar ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, welche die vorstehend genannte Aufgabe löst, ist ein Verfahren, bei dem ein Material, aus dem ein dünner Funktionsfilm gebildet wird (welches auch als ein „Funktionsmaterial" bezeichnet wird), vorzugsweise in einem Bedampfungsgefäß untergebracht und bei einem verminderten Druck erhitzt wird (vorzugsweise bei einem hohen Vakuumdruck), um das Material zu verdampfen, und bei dem das verdampfte Material sich auf einem Objekt wie einem Substrat ablagert, so dass ein dünner Funktionsfilm darauf gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmaterial durch ein Heizmittel von seiner Oberseite erhitzt und verdampft wird, wobei der dünne Funktionsfilm auf dem Substrat gebildet wird, wobei das Heizmittel, welches von oben heizt, eine elektrische Heizvorrichtung vom Platten-Typ umfasst, die eine Mehrzahl von Durchgangslöchern aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein dünner Funktionsfilm von hoher Qualität gebildet, der stark verringerte Fehler, so wie Gasblasen, aufweist.
Das heißt, die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen Funktionsfilms vor, durch Bedampfung eines Funktionsmaterials bei einem verminderten Druckzustand und durch Ablagern des verdampften Materials auf einem Objekt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Funktionsmaterial vorzugsweise in einem Bedampfungsgefäß untergebracht ist und von einer über dem Funktionsmaterial angeordneten Position erhitzt wird, so dass das Funktionsmaterial verdampft wird.
Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines dünnen Funktionsfilms durch Bedampfung eines Funktionsmaterials vor, bei einem verminderten Druckzustand, und durch Ablagerung des verdampften Materials auf einem Objekt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung ein Bedampfungsgefäß umfasst, welches das Funktionsmaterial, aus dem der dünne Funktionsfilm gebildet wird, und ein Heizmittel aufnimmt, welches das Funktionsmaterial, das in dem Bedampfungsgefäß untergebracht ist, von einer darüber angeordneten Position aus erhitzt, wobei das Heizmittel, welches von oben heizt, eine elektrische Heizvorrichtung vom Platten-Typ umfasst, die eine Mehrzahl von Durchgangslöchern aufweist.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Funktionsfilms gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Ansicht von Erschienungsformen einer von oben wirkenden Heizvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
3 eine schematische Ansicht eines Querschnitts durch ein optisches Aufnahmemedium, in einer Richtung, die senkrecht zu einem Substrat des Mediums verläuft.
In den Abbildungen kennzeichnen die Bezugszeichen die folgenden Bestandteile:

1: Basisplatte
2: Vakuumkammer
3: Vakuumpumpe
4: Substrat
5: Filmdicke-Kontrollvorrichtung
6: Verschluss
7: Funktionsmaterial
8: Empfangsgefäß
9: obere Heizvorrichtung
10: Zusatz-Heizmittel
11: Zuleitungs-Draht
12: Anschlusspunkt für das Einführen von Elektroden
17: optische Aufnahmeschicht
18: Reflexionsschicht
19: Schutzschicht

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass bei der Herstellung des dünnen Funktionsfilms, das Erhitzen des Funktionsmaterials, weiches zu dem dünnen Funktionsfilm geformt werden soll, von oberhalb des Funktionsmaterials ausgeführt wird, wobei über dem Funktionsmaterial – und zum Beispiel über dem in dem Bedampfungsgefäß enthaltenen Funktionsmaterial – eine Temperatur seines oberen Abschnitts höher ist als eine Temperatur seines Abschnitts, der unterhalb des oberen Abschnitts oder seines inneren Abschnitts angeordnet ist. Durch das Fortsetzen solch eines Erhitzens ist die Temperatur des oberen Abschnitts am höchsten, so dass das Funktionsmaterial von seinem oberen Abschnitt an sukzessive verdampft wird, und dadurch das Funktionsmaterial verdampft, ohne dass sich Unebenheiten und Spritzer bilden.
Im Gegensatz zu dem Vorstehenden wird bei dem herkömmlichen Verfahren, bei dem ein Bedampfungsgefäß selbst erhitzt wird, das Funktionsmaterial in dem Bedampfungsgefäß in der Weise erhitzt, dass eine Temperatur des inneren Abschnitts oder des unteren Abschnitts des Funktionsmaterials höher steigt, als eine Temperatur des oberen Abschnitts, wobei die Verdampfung des Materials vorzugsweise in dem inneren oder dem unteren Abschnitt erfolgt, welcher verglichen mit dem oberen Abschnitt, eine höhere Temperatur aufweist. Infolgedessen tritt das verdampfte Material (nämlich verdampfte Moleküle) durch den oberen Abschnitt des Funktionsmaterials nach oben, weiches die niedrigere Temperatur aufweist, wobei dieses die Bildung von Unebenheiten und Spritzern zur Folge hat.
Bei der Herstellung des dünnen Funktionsfilms gemäß der vorliegenden Erfindung, kann das Erhitzen unter allen geeigneten Vorraussetzungen (eine Heiztemperatur und ein Betriebsdruck während des Erhitzens) ausgeführt werden, die von dem zu bildenden dünnen Funktionsfilm abhängen, und somit von dem Funktionsmaterial abhängen. Im Allgemeinen wird das Erhitzen bei einem verminderten Druckzustand ausgeführt und in der Regel bei einem hohen Vakuum-Druckzustand. Zum Beispiel kann die Herstellung eines optischen Aufnahmemediums (so wie CD-R, DVD-R oder ähnliches) ausgeführt werden, beispielweise bei einer Temperatur zwischen 100°C und 500°C, bei einem Betriebsdruck von nicht mehr als 10^–3 torr (genauer 250°C und 10^–4 torr, 1 torr ≙ 133,3 Pa). Ferner kann die Herstellung einer Schreibtrommel beispielsweise bei einer Temperatur zwischen 100°C und 500°C und bei einem Betriebsdruck zwischen 10^–3 torr und 10^–7 torr ausgeführt werden.
Das Material, aus dem der dünne Funktionsfilm gebildet wird, das heißt das Funktionsmaterial, wird in Abhängigkeit des gewünschten dünnen Funktionsfilms ausgewählt. Für die Herstellung des optischen Aufnahmemediums kann das Funktionsmaterial beispielsweise ein organisches Farbmaterial sein, so wie ein metallhaltiges Farbmaterial auf Azo-Basis, ein Farbmaterial auf Phthalocyanin-Basis oder ähnliches. Ferner kann das Funktionsmaterial für die Herstellung der Schreibtrommel ein Phthalocyanin sein. Das Funktionsmaterial kann jede Form aufweisen. Bevor es erhitzt wird, weist das Material in der Regel die Form von Puder auf, das aus feinen Partikeln besteht, aber es kann auch eine Klumpenform aufweisen.
Das Objekt, auf welchem der dünne Funktionsfilm gebildet wird, kann jedes Objekt in Abhängigkeit von der Verwendung des dünnen Funktionsfilms sein. In dem Fall der Herstellung des optischen Aufnahmemediums kann das Objekt ein Plast- (zum Beispiel ein Polycarbonat-) Substrat sein, welches lichtdurchlässig ist. Ferner kann in dem Fall der Herstellung der Schreibtrommel das Objekt ein Aluminiumsubstrat sein.
Es ist anzumerken, dass der dünne Funktionsfilm dafür bestimmt ist, einen Film darzustellen, der verhältnismäßig dünn ist und der eine vorbestimmte Funktion entfaltet und dessen Dicke nicht besonders begrenzt ist. Zum Beispiel kann die Dicke des dünnen Funktionsfilms im Bereich zwischen etwa 0,01 um und etwa 10 um liegen.
Das Bedampfungsgefäß, in dem das Funktionsmaterial untergebracht ist, kann aus jedem Material gefertigt sein und jeden Aufbau aufweisen, solange es das Funktionsmaterial aufnimmt und das Material von oben erhitzt wird. Zum Beispiel kann das Gefäß eine Wannenform, eine Tiegelform oder eine ähnliche Form aufweisen, die aus einem Metall oder einer Keramik gefertigt ist. Im Allgemeinen weist ein oberer (oder oberster) Abschnitt des Gefäßes einen zumindest teilweise geöffneten, und am besten einen im Wesentlichen vollständig geöffneten Zustand auf. Es ist vorzuziehen, dass das Gefäß keine Störung einer Bewegung (zum Beispiel eine nach oben gerichtete Bewegung) des durch Erhitzung verdampften Materials (nämlich die verdampften Moleküle) von dem Gefäß in Richtung des Objekts darstellt.
Dieses Mittel zum Erhitzen des Funktionsmaterials ist nicht besonders begrenzt, soweit es das Funktionsmaterial von einer darüber angeordneten Position erhitzt. Im konkreten Sinne dienen als Beispiele: eine elektrische Heizvorrichtung, die über dem Bedampfungsgefäß angeordnet ist, ein Photoenergie-Zufuhrmittel (so wie eine Lichtstrahlquelle), die in einer solchen Weise angeordnet ist, dass sie den oberen Abschnitt des Bedampfungsgefäßes erhitzt, und eine Heizquelle, die mit Strahlungsenergie bestrahlt, und diese Mittel können miteinander kombiniert werden. Ferner kann ein Zusatz- (oder Hilfs-) Heizmittel, welches das Funktionsmaterial auf eine Temperatur vorheizt, bei der keine Verdampfung des Funktionsmaterials erfolgt, mit dem Heizmittel kombiniert werden, welches das Funkti onsmaterial von seiner Oberseite erhitzt. Solch ein Zusatzheizmittel kann jedes der herkömmlich verwendeten sein, und es kann beispielsweise ein Mittel sein, welches das Bedampfungsgefäß selbst erhitzt.
Konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden, unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen, im Folgenden erklärt.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung des dünnen Funktionsfilms gemäß der vorliegenden Erfindung, 2 zeigt eine schematische Ansicht verschiedener Heizmittel und 3 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Standardaufbaus des optischen Aufnahmemediums, welches in Beispielen hergestellt wird.
Ausführungsform 1
1 ist eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung für die Herstellung des dünnen Funktionsfilms gemäß der vorliegenden Erfindung, von seiner Seite gesehen. Die Vorrichtung dient der Herstellung des dünnen Funktionsfilms, der als eine Aufnahmeschicht auf dem Substrat für ein optisches Ausnahmemedium dient. Die Vorrichtung umfasst eine Basisplatte (1) und eine Vakuumkammer (2) in der Form eines Glockengefäßes, welches aus einem transparenten Glas erzeugt und auf der Platte platziert ist. Die Vakuumkammer (2) wird durch eine Vakuumpumpe (3), so wie eine Diffusionspumpe, eine Kryopumpe, eine Turbomolekularpumpe oder eine ähnliche Pumpe entleert, so dass das Innere der Vakuumkammer bei einem hohen Vakuumdruck gehalten wird.
Ein Substrat (4), auf dem der dünne Funktionsfilm gebildet werden soll, eine Kontrollvorrichtung (5), welche eine Dicke des abgelagerten Films ermittelt, und ein Verschluss (6), der die Bewegung der verdampften Moleküle in Richtung des Substrats unterbricht (gezeigt in einem geschlossenen Zustand), sind in dem oberen Abschnitt der Vakuumkammer (2) vorgesehen. Ein Verdampfungsgefäß (8), welches das Funktionsmaterial enthält, ein oberes Heizmittel (9) und ein Zusatzheizmittel (10) sind in dem unteren Abschnitt der Vakuumkammer (2) vorgesehen. Ein Abstand zwischen dem Substrat (4) und dem Bedampfungsgefäß (8) beträgt etwa 20 bis 30 cm, und ein Abstand zwischen dem Substrat (4) und dem Verschluss (6) beträgt etwa 3 bis 5 cm. Das obere Heizmittel (9) und das Zusatzheizmittel (10) können elektrische Heizmittel sein. Wie deutlich in der Abbildung zu erkennen ist, ist das obere Heizmittel (9) über dem Funktionsmaterial (7) untergebracht, so dass es vorzugsweise den oberen Abschnitt des Funktionsmaterials erhitzt, und ein Abschnitt, der unter dem oberen Abschnitt angeordnet ist, wird durch Wärmeübertragung von dem oberen Abschnitt des erhitzten Funktionsmaterials erhitzt.
Die Kontrollvorrichtung zur Ermittlung der Dicke (5) ist eine herkömmliche Vorrichtung eines Quarzoszillator-Typs. Das Substrat (4) ist aus einem Plast gefertigt, so wie einem Polycarbonat, einem Polyolefin, einem Polymethylmethacrylat oder ähnlichem.
Das Funktionsmaterial (7) ist ein organisches Farbstoff- (oder Pigment-) Material, so wie ein Phthalocyanin, Naphthalocyanin, Squarylium, Croconium, Pyrylium, Naphthoquinon, Anthraquinon, Xanthen, Triphenylmethan, Azulenium, Tetrahydrocholin, Phenanthren, Triphenothiazin, Polymethin, Farbmaterial auf Azo-Basis.
Die Form des Bedampfungsgefäßes (8) ist nicht besonders begrenzt, soweit die verdampften Moleküle in der Lage sind, das Bedampfungsgefäß in Richtung des Substrats (4), welches über dem Gefäß untergebracht ist, zu verlassen. Es ist im Allgemeinen vorzuziehen, dass zumindest ein Abschnitt eines Oberteils des Gefäßes einen geöffneten Zustand aufweist (zum Beispiel eine Wannenform). Das Bedampfungsgefäß (8) kann aus einem Metall oder einer Keramik gefertigt sein, und es ist erforderlich, dass dieses bei einer Temperatur von etwa 500°C hitzebeständig ist und kein ungünstiges Gas entwickelt (das heißt Fremdstoff-Gas oder Entgasung) während des Erhitzens. Wenn zum Beispiel eine Keramik verwendet wird, deren thermische Leitfähigkeit niedriger als die eines verwendeten Metalls ist, ist eine thermisch wirkungsvolle Bedampfung möglich.
Das obere Heizmittel (9) kann eine Heizvorrichtung sein, die elektrisch heizt und die aus einem Metall gefertigt ist, welches einen hohen Schmelzpunkt aufweist, so wie Tantal, Molybdän, Wolfram oder ähnliches, und es ist vorzuziehen, dass das Material für die Heizvorrichtung ein großes thermisches Emissionsvermögen aufweist. Die Heizvorrichtung kann jede geeignete Form aufweisen. Im konkreten Sinne können die Heizvorrichtungen, die in 2 dargestellt sind, verwendet werden.
2A zeigt eine herkömmliche Heizvorrichtung eines Draht-Typs (nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckt), 2B zeigt eine Heizvorrichtung des Spiral-Typs (nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckt), bei der die Heizvorrichtung des Draht-Typs in die Spiralform gewunden ist, 2C zeigt eine Heizvorrichtung des Netz- (oder Maschen-) Typs, die eine Mehrzahl von großen Öffnungen aufweist, und 2D zeigt eine perforierte Heizvorrichtung, die ein Mehrzahl (vorzugsweise eine große Anzahl) von Hohlräumen in der Platte aufweist. Unter diesen weist die Heizvorrichtung des mit Hohlräumen ausgestatteten Platten-Typs D einen guten Bedampfungs-Wirkungsgrad aus.
Das Zusatz-Heizmittel (10) umfasst eine Heizvorrichtung eines Nichrom-Draht-Typs, und es ist in der Weise entwickelt, dass während des Heizvorgangs keine Entgasung erzeugt wird. Das Zusatz-Heizmittel kann ergänzend verwendet werden, um das Funktionsmaterial auf eine Temperatur vorzuheizen, die unmittelbar unterhalb derjenigen liegt, bei der die Verdampfung des Materials beginnt, oder um den Temperaturrückgang des Funktionsmaterials zu verhindern, nachdem die Bedampfung begonnen hat.
Jede Heizvorrichtung ist durch Zuleitungsdrähte 11a oder 11b mit Anschlusspunkten für das Einführen von Elektroden 12a oder 12b verbunden. Die Anschlusspunkte sind mit einer Stromquelle (Gleichstrom oder Wechselstrom) zum Erhitzen des Äußeren der Vorrichtung verbunden.
Durch die Verwendung der Vorrichtung zur Herstellung des dünnen Funktionsfilms, wie vorstehend beschrieben, wird ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen Funktionsfilmes ausgeführt, wie im Folgenden beschrieben.
Als Erstes wird ein organisches Farbmaterial als das Funktionsmaterial (7) in das Bedampfungsgefäß (8) gefüllt, das Substrat (4) wird in dem oberen Abschnitt der Vakuumkammer untergebracht, und der Verschluss (6) ist verschlossen, wie dar gestellt. Die Vakuumkammer (2) wird auf der Basisplatte (1) untergebracht und auf einen Druck von beispielsweise 1 × 10^–5 torr entleert.
Dann wird veranlasst, dass Strom durch die obere Heizvorrichtung (9) fließt, und das organische Farbmaterial wird von seiner Oberseite erhitzt. Wenn der Strom verstärkt wird, beginnt die Verdampfung des organischen Farbmaterials von seiner Oberseite.
Danach wird der Verschluss (6) geöffnet und der dünne Film wird auf dem Substrat (4) hergestellt. Bei der Herstellung wird eine Dicke des abgelagerten Films durch die Kontrollvorrichtung zur Ermittlung der Dicke (5) ermittelt, und wenn der dünne Funktionsfilm, der eine vorbestimmte Dicke aufweist, hergestellt ist, wird der Verschluss geschlossen. Eine Öffnungsperiode des Verschlusses dauert zum Beispiel etwa eine Minute lang.
Wenn bei der Erhitzung des organischen Farbmaterials die Zusatzheizvorrichtung verwendet wird, um das organische Farbmaterial in solch einem Umfang zu erhitzen, dass sich vor der Erhitzung durch die Verwendung der oberen Heizvorrichtung (9) keine Verdampfung ereignet, dann wird eine Periode bis die Verdampfung beginnt verkürzt und die Verdampfungsleistung wird bei der Erhitzung mittels der oberen Heizvorrichtung (9) erhöht, so dass eine wirksamere Ablagerung in einem kürzeren Zeitraum möglich ist.
In einem Falle, in dem das organische Farbmaterial die Form feiner Partikel aufweist, wird, wenn das organische Farbmaterial nur durch die Verwendung der Zusatz-Heizvorrichtung (10) von seinem unteren Abschnitt erhitzt wird, die Wärmeleitung von dem organischen Farbmaterial in dem unteren Abschnitt zu den organischen Farbmaterial-Partikeln, die über den zuvor genannten Partikeln gelagert sind, verschlechtert, aufgrund des Vorhandenseins von Vakuumräumen zwischen den Partikeln. Infolgedessen ergibt sich ein Unterschied der Temperaturen in dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt des organischen Farbmaterials. Da die verdampften Moleküle mit einer höheren Temperatur in den oberen Abschnitt des organischen Farbmaterials mit einer niedrigeren Temperatur eintreten, ist deshalb das Auftreten von Unebenheiten und Spritzern wahrscheinlich.
Industrielle Verwertbarkeit der Erfindung
Wie vorstehend beschrieben werden gemäß der vorliegenden Erfindung, durch die Erhitzung des Funktionsmaterials von seiner Oberseite bei der Herstellung des dünnen Funktionsfilms auf dem Objekt, Unebenheiten und Spritzer des Funktionsmaterials unterdrückt, so dass der einheitliche dünne Funktionsfilm auf dem Objekt gebildet wird, ohne umherfliegende, spritzende Substanzen, deren Spuren die Fehler des dünnen Films verursachen.
Beispiele
Als Nächstes wird die vorliegende Erfindung in konkretem Sinne durch Beispiele weiter erklärt, in denen der dünne Funktionsfilm aus dem organischen Farbmaterial auf dem Substrat für das optische Aufnahmemedium gebildet wird.
In den Beispielen wurde eine optische Aufnahmeschicht, gefertigt aus einem auf Phthalocyanin basierenden Funktionsmaterial mit einer ein Dicke von 0,15 μm, auf einem Polycarbonat-Substrat mit einer Dicke von 1,2 mm hergestellt (eine Bedampfungs-Anfangstemperatur des Funktionsmaterials betrug 300°C und ein Vakuumdruck betrug 5 × 10^–5 torr), und dann wurde durch Kathodenzerstäubung eine Gold-Reflexionsschicht mit einer Dicke von 0,1 μm auf der Aufnahmeschicht gebildet. Danach wurde das Substrat aus der Vakuumkammer entnommen und eine Schutzschicht (4) aus UV-aushärtendem Harz mit einer Dicke von 5 μm durch das Spin-Coating-Verfahren auf der Reflexionsschicht gebildet, so dass das optische Aufnahmemedium (CD-R) erzielt wird.
3 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht des auf diese Weise erzeugten optischen Aufnahmemediums. Das optische Aufnahmemedium umfasst die optische Aufnahmeschicht (17) des auf Phthalocyanin basierenden Materials auf dem Polycarbonat-Substrat (3), welches eine spiralförmige Rille darauf aufweist, und die Reflexionsschicht aus Gold (18), wie auch die Schutzschicht (19) aus dem UV-aushärtenden Harz auf der Aufnahmeschicht (17).
Beispiel 1
Durch die Verwendung der Vorrichtung wie in 1 dargestellt, und das Hindurchführen von Strom von 70 A durch die obere Heizvorrichtung (9), wurde das auf Phthalocyanin basierende Farbmaterial in dem Bedampfungsgefäß (8) (eines aus Molybdenum gefertigten wannenförmigen Typs) von seiner Oberseite erhitzt, ohne Verwendung der Zusatz-Heizvorrichtung (10), so dass das Farbmaterial verdampft wurde und sich auf dem Substrat niederschlug, wobei der dünne Film des Farbmaterials gebildet wurde. Dreißig optische Aufnahmemedien wurden vollständig angefertigt.
Vergleichsbeispiel
Beispiel 1 wurde wiederholt, um den dünnen Film des Farbmaterials auf dem Substrat zu bilden, außer dass die obere Heizvorrichtung (9) nicht verwendet wurde, sondern dass nur die Zusatz-Heizvorrichtung (10) verwendet wurde, um das auf Phthalocyanin basierende Farbmaterial zu erhitzen, während ein Strom von 150 W darauf angewendet wurde. Dreißig optische Aufnahmemedien wurden vollständig angefertigt.
In Bezug zu jedem der wie vorstehend beschrieben hergestellten optischen Aufnahmemedien wurde eine Bitfehlerquote gemessen, und eine Anzahl von Gasblasen gezählt, die eine Größe von nicht weniger als 30 μm aufweisen, und dann wurde die Anzahl von Scheiben gezählt, deren Gasblasen-Anzahl höher als zehn war (welches ein Standart ist).
(1) Bitfehlerquote
Die Bitfehlerquote ist die Anzahl von Byte-Fehlern pro Sekunde. Die Frequenz auftretender Fehler von einem Byte entspricht einer Bitfehlerquote von 5,6 × 10^–6, wenn sie mit 176400 Bytes/Sekunde gebildet wird.
(2) Gasblasen
Die Anzahl von Gasblasen wurde visuell gezählt, während ein Licht von einer Rückseite der Scheibe ausgestrahlt wurde.
Infolgedessen wiesen die optischen Aufnahmemedien, die in Beispiel 1 erzielt wurden, eine mittlere Bitfehlerquote von 2,0 × 10^–5 auf, und die Anzahl von Scheiben, deren Anzahl von Gasblasen mehr als der Standart betrug, war eins.
Die optischen Aufnahmemedien, die in Beispiel 2 erzielt wurden, wiesen eine mittlere Bitfehlerquote von 1,0 × 10^–5 auf, und die Anzahl von Scheiben, deren Anzahl von Gasblasen mehr als der Standart betrug, war null.
Die optischen Aufnahmemedien, die in dem Vergleichsbeispiel erzielt wurden, wiesen eine mittlere Bitfehlerquote von 22,0 × 10^–5 auf und die Anzahl der Scheiben, deren Anzahl von Gasblasen mehr als der Standart betrug, war 16.
Basierend auf den vorstehenden Ergebnissen, wird, wenn das auf Phthalocyanin basierende Farbmaterial von seiner Oberseite erhitzt und verdampft wird, um den dünnen Film des Farbmaterials auf dem Substrat zu bilden, das einheitliche optische Aufnahmemedium erzielt, dessen dünner Film weniger Gasblasen aufweist, so dass Qualitäten – so wie eine Bitfehlerquote – verbessert sind.
Die vorliegende Erfindung wurde insbesondere und in konkretem Sinne beschrieben unter Bezugnahme auf die Herstellung des optischen Aufnahmemediums, welches die Aufnahmeschicht des organischen Farbmaterials als der dünne Funktionsfilm auf dem Plast-Substrat umfasst, aber die vorliegende Erfindung ist entsprechend auf Fälle anwendbar, in denen ein anderer dünner Funktionsfilm auf einem anderen Objekt gebildet wird.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines dünnen Funktionsfilms auf einem Objekt durch Erhitzung und Bedampfen eines Funktionsmaterials, welches bei vermindertem Druck den dünnen Funktionsfilm bildet, wobei das Funktionsmaterial von seiner Oberseite durch ein Heizmittel erhitzt wird, um es zu verdampfen, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmittel, welches von oben heizt, eine elektrische Heizvorrichtung vom Platten-Typ umfasst, die eine Mehrzahl von Durchgangslöchern aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmaterial in einem Bedampfungsgefäß untergebracht ist und das in dem Bedampfungsgefäß untergebrachte Funktionsmaterial von seiner Oberseite erhitzt wird, um es zu verdampfen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedampfungsgefäß einzeln und ergänzend auf eine Temperatur erhitzt wird, welche niedriger als eine Verdampfungstemperatur des Funktionsmaterials ist.
Vorrichtung zur Herstellung eines dünnen Funktionsfilms auf einem Objekt durch Erhitzung und Bedampfen eines Funktionsmaterials, welches bei vermindertem Druck den dünnen Funktionsfilm bildet, wobei die Vorrichtung ein Bedampfungsgefäß umfasst, welches das Funktionsmaterial aufnimmt, und ein Heizmittel, welches das Funktionsmaterial, das in dem Bedampfungsgefäß aufgenommen wird, von seiner Oberseite erhitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmittel, welches von oben heizt, eine elektrische Heizvorrichtung des Platten-Typs umfasst, die eine Mehrzahl von Durchgangslöchern aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmittel, welches das Funktionsmaterial von seiner Oberseite erhitzt, eine elektrische Heizvorrichtung ist, die über dem Bedampfungsgefäß eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner ein Zusatzheizmittel umfasst, welches das Bedampfungsgefäß auf eine Temperatur erhitzt, die niedriger als eine Verdampfungstemperatur des Funktionsmaterials ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt ein Substrat für ein optisches Aufzeichnungsmedium ist, das Funktionsmaterial ein organischer Farbstoff ist und der dünne Funktionsfilm eine Aufzeichnungsschicht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt ein Substrat für ein optisches Aufzeichnungsmedium ist, das Funktionsmaterial ein organischer Farbstoff ist und der dünne Funktionsfilm eine Aufzeichnungsschicht ist.