JPH04159616A - 機能性薄膜の製造方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は真空蒸着法による高配向で、高速蒸着が可能な
機能性薄膜の製造方法に関するものである。その応用と
して高記録密度を有する量産性に優れた金属薄膜型磁気
記録媒体、及び液晶用配向膜があり、その産業上の利用
分野は映像機器及び情報機器分野等多岐にわたる。

従来の技術 近年磁気記録媒体は磁気記録密度の向上に見られるよう
にその技術的発展はめざましいものがある。従来の磁気
記録媒体の例としてオーディオ、ビデオ用テープ材料に
用いられるｒ−Ｆｅ、Ｏ。

粉末、Ｃｒ０ｔ粉末、純鉄粉末などを樹脂等のバインダ
ーと共に高分子フィルム上に塗着せしめた、いわゆる塗
布型の磁気記録媒体がある。

しかし、従来の塗布型テープより保持力、記録密度、電
磁変換特性を改良するため真空蒸着法、メツキ、イオン
ブレーチイング、スパッタリングなどの方法でＦｅ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｃｒ等の磁性金属を単独もしくは合金で高分
子フィルム上に蒸着する金属薄膜型磁気記録媒体の検討
がなされている。また強磁性金属薄膜型の記録媒体とし
て、斜方蒸着法をもちいたオーディオ用テープ、ビデオ
用テープが既に実用化されている。

第４図に金属薄膜型磁気記録媒体の従来例の製造装置を
示す。高分子フィルム１を送り軸２にセットし、クーリ
ングキャン３を経て巻取軸４で巻取る。クーリングキャ
ンの下方からセラミックるつぼ５内の磁性金属６を溶解
し蒸発させ、高分子フィルム上に薄膜を形成する。この
時、蒸着に不要な金属蒸気流は遮蔽板７でマスキングす
る。通常蒸着テープ（ＭＥ）は、４０度がら９ｏ度位の
蒸着角の成分を使用する。

このように蒸着テープは斜方蒸着法による面内の異方性
を利用した金属薄膜媒体で蒸着時の高入射成分が非常に
重要であるが蒸着効率は１０％以下と非常に悪く生産性
に乏しい欠点がある。

また、これらのメモリー媒体においては記録密度の向上
と高画質化がますます要望され、今後更にこれら従来の
薄膜型磁気記録媒体の磁気特性と電磁変換特性の大きな
飛躍が期待されている。

一方、近年ＣＲＴデイスプレィに代わるものとして液晶
デイスプレィが注目されているが液晶の普及と共に大型
化、高画質化がますます要求されている。この問題を解
決するため斜方蒸着を用いた液晶用結晶配向膜の検討が
なされている。

発明が解決しようとする課題 このように真空蒸着法における機能性金属薄膜例えば金
属薄膜型磁気記録媒体あるいは液晶用配向膜に於いて量
産性に冨んだ配向性の高い機能性薄膜の開発が急務とさ
れている。

本発明者らは上記の点に鑑み各種検討を行った結果、高
分子フィルム、あるいはガラス基板上に金属を蒸着する
とき、イオン化したクラスター状金属蒸気流によって得
られた薄膜表面に蒸着金属を積層することで金属の配向
性を高め磁気特性あるいは配向性の優れた、量産性のあ
る高機能性金属薄膜を得るに至った。

課題を解決するための手段 上記課題を解決する為に本発明は真空蒸着法において基
板表面上にイオン化したクラスター状金属を高入射角で
蒸着し、その表面に従来法で蒸着することで磁気特性、
液晶配向性の優れた高信輔性のある量産可能な高機能性
金属薄膜媒体とした。

作用 本発明は、真空蒸着法による高機能性金属″ａ、Ｈの製
造時において高分子フィルム、あるいはガラス基板上に
イオン化したクラスター状金属を高入射角で蒸着し、そ
の表面に斜方蒸着または、垂直方向から金＊＊膜を積層
することを特徴とする量産性の優れた機能性金属薄膜媒
体である。

更に詳しくは、金属薄膜型磁気記録媒体すなわち蒸着テ
ープにおいてポリエステルフィルム、ポリイミドフィル
ム、ポリエチレンテレフタレート等の高分子フィルム上
にＣｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ等の磁性金属を蒸着するとき
、磁気特性、電磁変換特性を高めるため例えば従来の斜
方蒸着法では４０度から９０度の蒸着入射角成分を蒸着
する方法を用いていた。しかし、このような従来の蒸着
法による金属薄膜型磁気記録媒体は蒸着効率が悪く、蒸
着効率を高めると磁気特性、１を磁変換特性が悪くなり
、蒸着効率に限界があり、金属蒸気流の多くを利用する
ことなく、効率の非常に悪いものであった。

また、もう１つの応用例であるＦＬＣセルの配向膜とし
て斜方蒸着による酸化珪素の配向膜が検討されている。

しかし、液晶としての解像度を高めるために８５度以上
の非常に高い入射角で蒸着を行っているため蒸着レート
が極端に低く生産性に乏しい欠点がある。

本発明はこうした従来の金属薄膜型磁気記録媒体の欠点
を解決し、配向性の高い、蒸着効率、生産性の良い製造
方法として先ず基板上にイオン化したクラスター状金属
を形成し、その表面に斜方蒸着で金属を積層し、高配向
で生産性の高い薄膜媒体を構成するものである。

次に、本発明の実施例について述べる。

実施例 実施例１ 第１図は本発明の１実施例による蒸着装置の概略図であ
る。まず、高分子フィルム１を送り軸２にセットし、ク
ーリングキャン３を経て巻取り軸４で巻取る。下方より
イオン化したクラスター状のＣｏ−Ｎｉ磁性帰属流９を
蒸着入射角が５０から９０度の範囲で蒸着し第１層を形
成する。前記第１層表面に電子銃でセラミックるつぼ５
内のＣｏ−Ｎｉ合金６を溶解し高分子フィルム上に蒸着
する。

蒸着時に不用な蒸気流はマスク７でカットする。

この時、マスク７は蒸着入射角が９０度から４０度の成
分が取れる位置にある。また、遮蔽板８は蒸着時の金属
蒸気流の不必要な部分への回り込みを防ぐ。

高分子フィルムは１０μｍポリエステルフィルム（ＰＥ
Ｔ）、磁性金属は各々Ｃｏ　　２０ｈｔ％Ｎｉを用いた
。磁性金属のイオン化と溶解にクラスターイオンビーム
（ＩＣＢ）９と２７０度偏向ガン１０を用い、フィルム
上第−層に２００人の磁性金属を蒸着し、その表面に第
２層として磁性金属を２０００人を蒸着した。

実施例２ 第２図は本発明の第二の実施例の蒸着装置の概略図を示
す。まず、高分子フィルム１を送り軸２にセットし、ク
ーリングキャン３を経て巻取り軸４で巻取る。下方より
イオン化したクラスター状のＣｏ−Ｎｉ磁性金属流９を
蒸着入射角が３０から９０度の範囲で蒸着し第−層とす
る。蒸着後フィルムを巻直しセット位置を逆方向にし、
第一層表面に電子銃でセラミックるつぼ５内のＣｏ−Ｎ
ｉ磁性金属６を溶解し高分子フィルム上に蒸着する。

蒸着時に不用な蒸気流はマスク７でカットする。

この時、マスク７は蒸着入射角が９０度から零度の成分
が取れる位置にある。また、遮蔽板８は蒸着時の金属蒸
気流の回り込みを防ぐ。

本発明の材料の高分子フィルムは実施例１と同様のもの
とした。また、第−層に２００人の磁性金属を蒸着し、
その表面に第二層として磁性金属を２０００人を蒸着し
た。

実施例３ 磁気記録媒体以外の本発明のもう一つの実施例として真
空蒸着法による液晶配向膜がある。

次に、液晶用配向膜の実施例について述べる。

第３図は本発明の１実施例の液晶用配向膜の蒸着装置の
概略図を示す。まず、ガラス基板１１をセットし、駆動
軸１２．１３で左方向から右方向に移動させる。この時
、下方からまずイオン化したクラスター状酸化珪素蒸気
流１４を５０から９０度の範囲を蒸着し第−層とする。

前記第１層の表面に電子銃で溶解した酸化珪素１５を５
０から９０度の範囲を蒸着し第二層を形成する。蒸着に
不用な酸化珪素は防着遮蔽板１７で遮蔽する。

ガラス基板は０．５閣の酸化珪素で第−層に２００人第
二層に１８００人の酸化珪素を蒸着した。

発明の効果 以上の様な実施例による金属薄膜型機能性薄膜の性能と
効果について述べる。まず、薄膜型磁気記録媒体を従来
のものと比較しながら述べる。

金属薄膜媒体の評価法はＶＳＭにより磁気特性を、電磁
変換特性については市販のビデオデツキを評価装置用に
改造し、ヘッドはメタルヘッドを用いた。

また、耐蝕試験による耐久性を評価するため６０度−９
０％の高温−高湿下で１週間放置後、試験前後の表面状
態の変化と磁性膜の接着強度を調べた。

磁気特性、電磁変換特性、成膜速度の測定結果を第１表
に示す。磁気特性は保磁力（Ｈｅ）を、電磁変換特性は
記録周波数７七近傍のＹ−出力で評価し、従来例１の出
力に対する相対出力として示した。また、成膜速度は単
位時間に高分子フィルム上に成膜される膜厚を、従来例
と比較して示したものである。

この結果、本発明の実施例１では従来と同じ蒸着法であ
ってもイオン化したクラスター状金属粒子を高入射角で
蒸着後、斜方蒸着した金属薄膜型磁気記録媒体の方が磁
気特性及び電磁変換特性を高く出来る。特に、Ｙ−出力
においては従来例に比較して３ｄＢ以上の高出力を示す
。

また、実施例２に見られるように磁気特性、電磁変換特
性を低下させることなく、蒸着レートが非常に高い状態
での成膜が可能になったことが解る。すなわち、磁気特
性、電磁変換特性が従来例とほぼ同等の値を示し、かつ
蒸着レートが従来例の５倍の速度の蒸着が可能である。

一方、特殊環境下での耐久試験である耐蝕試験で本発明
と従来例を比較してみると本発明の実施例では試験前後
の金属表面状態はほとんど変わらず、従来例のような錆
パターンは見られなかった。セロテープによる剥離試験
においても従来例では高温−高湿環境下で放置後金属薄
膜はフィルム基板から剥がれるが本発明の実施例ではい
ずれも問題はなかった。

第１表 また、もう１つの応用例である液晶用配向膜について述
べる。

本発明の実施例における液晶用配向膜の特徴はイオン化
したクラスター状の酸化珪素蒸気流を基板上に蒸着し、
その表面にさらに従来の蒸着法で酸化珪素を蒸着する。

その結果、金属薄膜型磁気記録媒体の場合と同様にガラ
ス基板上の酸化珪素の結晶配向性を高め、且つ蒸着効率
を高めることが可能である。

実施例３の方法で出来た蒸着による配向膜とＰＩのラビ
ング膜と比較するとラビング膜の場合は反転ドメインが
端部に広がり８０％程度の配向であったが本発明の実施
例では画素の端部まできれいに配向した。

また、従来の酸化珪素の斜方蒸着と比較すると液晶の解
像度は同等で蒸着速度は１０倍以上速くなる。

以上のように、本発明の特徴をもう一度整理してみると
真空蒸着法により機能性薄膜を製造する時、イオン化し
たクラスター状の金属を蒸着し、その表面に斜方蒸着で
蒸着することで、基板上に結晶膜を配向し、磁気記録密
度の向上、生産性の改善を図る。また液晶用配向膜にお
いてはデイスプレィの解像度の改善と生産性の向上を図
り量産性に優れ工業的なメリットが大である。

本発明を実施するにあたり本文に限定することなく他の
方法も可能である。例えば本発明の実施例においては斜
方蒸着法による実施例について述べたが垂直方向からの
蒸着についても可能である。

磁性金属についても本発明に限定する事なくＣｏ、Ｎｉ
、Ｃｒ、Ｆｅ等の金属を単独あるいは合金として用いて
もよい。基板として高分子フィルムとガラスを用いたが
金属、樹脂、プラスチック等をロール状或は板状にして
用いてもよい。ただこの場合蒸着時のアウトガスが影響
されないように十分前処理による股ガスを行う必要があ
る。また、蒸着時には基板を加熱してもよい。

また、磁気特性を調整するためガスの導入を行ってもよ
い。導入ガスの種類についても酸素、以外に窒素、アル
ゴン、ヘルウム等の不活性ガス、水素、炭化水素、Ｃｏ
等の還元性ガス、オゾン、窒素酸化物等の酸化性ガスを
目的に応じて用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例に係わる連続に磁性層を
積層する磁性薄膜用蒸着装置の概略図、第２図は同一の
蒸着装置内で積層する磁性薄膜用蒸着装置の概略図、第
３図はガラス基板上に酸化珪素膜を連続的に積層する液
晶配向膜用蒸着装置の概略図、第４図は従来の薄膜型磁
性金属の蒸着の概略図を示す。 １・・・・・・高分子フィルム、２・・・・・・送り山
軸、３・・・・・・クーリングキャン、４・・・・・・
巻取り軸、５・・・・・・るつぼ、６・・・・・・磁性
金属、７・・・・・・マスク、８・・・・・・遮蔽板、
９・・・・・・クラスターイオンビーム、１０・・・・
・・２７０度偏向ガン、１１・・・・・・ガラス基板、
１２・・・・・・送り軸、１３・・・・・・止め軸、１
４・・・・・・酸化珪素クラスター、・１５・・・・・
・酸化珪素蒸気流、１６・・・・・・酸化珪素、１７・
・・・・・遮蔽板。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ばか２名１−−　
島　分　　テ　　フ　　イ　　ル　へ４−−１鼾　肩９
　　リ　　細 ５゛−ルーツ２に ６−　橿牲定凰 第３図 第　４　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空蒸着法において無機または高分子基板上にイ
   オン化したクラスター状金属あるいは金属化合物を第１
   層として蒸着し、前記第１層の表面に金属あるいは金属
   化合物を配向し積層することを特徴とする機能性薄膜の
   製造方法。
2. （２）真空蒸着法において高分子フィルム基板上にイオ
   ン化したクラスター状磁性金属あるいは磁性金属化合物
   を第１層として蒸着し、前記第１層の表面に磁性金属あ
   るいは磁性金属化合物を配向し積層することを特徴とす
   る金属薄膜型磁気記録媒体の製造方法。
3. （３）真空蒸着法においてガラス基板上にイオン化した
   クラスター状酸化珪素を第１層として蒸着し、前記第１
   層の表面に酸化珪素を配向し積層することを特徴とする
   液晶用配向膜の製造方法。