JPH046627A - 高機能性薄膜とその製造方法 - 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 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はオーディオビデオ用テープ材料に
用いられるｒ−Ｆｅ２０゜粉末、Ｃｒｙ２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、ｉ
ｆｔ磁変換特性を改良するため真空蒸着法、メンキ、イ
オンブレーティング、スパンタリングなどの方法でＦｅ
、Ｎｉ、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被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５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ｌ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１！膜を形成する。こ
の時、蒸着に不要な金！Ｘ蒸気流は３！Ａ蔽板７でマス
キングする。通常蒸着テープ（ＭＥ）は、４０度から９
０度位の蒸着角の成分を使用する。

このような斜方蒸着法によると磁性金属の蒸着効率が１
０％以下と非常に悪く生産性に乏しい欠点がある。

また、斜方蒸着法による金属ｉｌ！媒体は面内の異方性
が強くテープ以外の用途に通さず磁気特性電磁変換特性
においてもテープのバランスを考えた場合限界に達して
いる。

一方メモリー媒体においては記録密度の向上と高画質化
が要望され、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太きな飛躍が期待されてい
る。

このように薄膜媒体を用いた磁気記録における短波長化
と狭トラツク化による記録密度の向上は目ざましくその
中でも垂直磁化膜を用いた垂直磁気記録媒体が１王目さ
れている。

垂直磁気記録媒体としてＣｏ−Ｃｒ、Ｃ。

Ｎｉ−Ｃｒ　　Ｃｏ−Ｐｔ　　Ｃｏ　−ＯＦｅ−Ｃ。

系が特に注目されている。その従来の製造装置を第６図
に示す。図中の番号は、第５図と同しである。装置の概
略は斜方蒸着の場合とほぼ同様であるが、蒸着時の入射
角は、はぼ零度付近の金属蒸気流のみを高分子フィルム
上に蒸着する。この結果、蒸気流のレートは高い状態に
あるがマスク幅を広げると斜方からの蒸着成分の影響を
受は特性に悪影響を与え、実際に使用できる蒸着時の入
射角は０度を中心に正負５度以下の狭い範囲である。

今後、メモリー媒体においては記録密度の向上と高画質
化が要望され、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と生産性の向上が
期待される。

一方、液晶用配向膜についてもモノクロ表示からカラー
表示化へ進み、益々高配向を有する配向膜の開発が叫ば
れている。特に、従来の強誘電性液晶用配向膜はＴＮ液
晶の延長線上にあるポリイミドを塗布してラビングした
膜が主流であるがいま一歩の感がある。最近、抵抗加熱
による酸化珪素の斜方蒸着を用いた配向膜の検討もなさ
れているが蒸着時の入射角が９０度から８５度の範囲し
か利用できず生産性に問題がある。

このように液晶用配向膜として高配向性で且つ量産性の
優れた配向膜の開発が待たれている。

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高機能性４４ｆ！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
ても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基若する
とき、金属茎気流の周辺をガス雰囲気で遮蔽し、芸発レ
ートを高めた状態で製造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４４薄膜を得るに至った。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決する為に本発明は真空蒸着法において
るつぼ内で溶解した磁性金属の金属蒸気流をガスで封し
込め特定の方向に結晶成長させることで磁気特性、結晶
配向性の優れた高僧転性のある量産可能な高機能性４４
薄ｉ雀体とした。

作用 本発明は、真空版着法による高機能性合価薄膜の製造時
において高分子フィルム、あるいはガラス基板上にガス
で封じ込めた金属蒸気流を茎着することを特徴とする量
産性の優れた媒体である。

更に詳しくは、金属薄膜型磁気記録媒体においてポリエ
ステルフィルム、ポリイミドフィルＬ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、従来は面内配向膜では３０度以上の蒸着入射角成
分のみを、あるいは垂直配向膜については０度近傍の成
分のみを利用し、それ以外の多くの蒸気流は遮蔽してい
た。また、こうすることで配向性を高め高記録密度媒体
としていた。このように、従来の蒸着法による金属薄膜
型磁気記録媒体は金属蒸気流の多くを利用することなく
、蒸着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
である、蒸着効率、配向性、生産性の問題を解決するた
め蒸発している金属蒸気流の周りをガス雰囲気で遮蔽し
且つ、蒸発金属を必要な方向に配向させることで生産性
の高い高機能性薄膜とした。

実施例 次に、本発明の一実施例について図面を用いて説明する
。

実施例１ 第１図は本発明の実施例で蒸着装置の概略図を示す。ま
ず、高分子フィルムｌを送り軸２にセントし、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遮
蔽板７でカットする。この時、遮蔽板は蒸着入射角が９
０度から零度の成分が取れる位置にある。また、遮蔽板
の上方にガス吹き付は用ノズル８があり、ここから金属
蒸気流とフィルムにむかってガスを吹き付ける。

本発明の材料の高分子フィルムは１０μｍポリエステル
フィルム（ＰＥＴ）　、ｉ性金属はＣ０Ｎｉ　　（２０
ｗｔ％）を用いた。磁性金属の溶解に２７０度偏向型電
子銃を用い、フィルム上に２０００人の磁性金属を蒸着
した。磁性金属流とフィルム基板に窒素ガスと酸素ガス
の混合ガス０．５１／ｍｉｎを吹き付は磁化容易軸方向
が面内にある薄膜媒体とした。

実施例２ 第２図は本発明の第２の実施例で耐熱性高分子フィルム
ｌを送り軸２にセ・７トし、加熱ローラ３を経て巻取り
軸４で巻取る。この時下方より電子銃でセラミックるつ
ぼ５内のＣｏ＝Ｃｒ合金６を溶解しフィルム上にノーマ
ルな蒸着で磁性層を形成する。蒸着時に不用な蒸気流は
遮蔽板７でカットする。この時、蒸気流の蒸着入射角は
０度を中心に正負１５度の範囲で行った。

遮蔽板の上方にガス吹き付はノズル８を設け、両端から
蒸気流とフィルム基板に向けて吹き付ける。

本発明の材料の高分子フィルムは１０μｍポリイミドフ
ィルム（ＰＩ）、磁性金属はＣｏ−Ｃｒ（２０ｗｔ％）
を用いた。磁性金属の溶解に２７０度偏向型電子銃を用
い、フィルム上に２０００人の磁性金属を蒸着した。磁
性金属流とフィルム基板に窒素ガス０．３１　／ｍ　ｉ
　ｎをそれぞれ吹き付は磁化容易軸方向が垂直方向にあ
る薄膜型垂直磁気記録媒体とした。

実施例３ 第３図は本発明の第３の実施例で、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遮蔽板７でカットする
。この時、遮蔽板は蒸着入射角が９０度から零度の成分
が取れる位置にある。また、遮蔽板の上方にガス吹き付
は用ノズル８があり、この両端から金属蒸気流とフィル
ムにむかってガスを吹き付ける。

本発明の材料の高分子フィルムは１０μｍポリエステル
フィルム（ＰＥＴ）、磁性金属はＣ。

Ｎｉ　　（２０ｗｔ％）を用いた。磁性金属の溶解に２
７０度偏向型電子銃を用い、フィルム上に２０００人の
磁性金属を茅着した。磁性金属流とフィルム基板に窒素
ガスと酸素ガスの混合ガスを高入射側から０．１１ｍ１
ｎ／、低入射側から０．５１／ｍｉｎをそれぞれ吹き付
け、磁化容易軸方向が垂直成分の薄膜型垂直媒体とした
。

ここで、本発明の実施例のポイントを整理すると本発明
は真空蒸着法による金属薄膜型磁気記録媒体の製造時に
蒸着する金属蒸気流をガス流で遮断し、蒸気流の方向を
調整することで薄膜の結晶をコントロールし、成膜する
ことを特徴とする。

磁気記録媒体以外の本発明のもう１つの実施例として真
空蒸着法による液晶用配向膜がある。

次に、液晶用高配向膜の実施例について述べる。

実施例４ 第４図は本発明の第４の実施例で、まずガラス基板４を
クーリングキャン３に固定し、下方より電子銃でセラミ
ックるつぼ５内の珪素６を溶解しガラス基板上に蒸着す
る。蒸着時に不用な蒸気流は遮蔽板７でカットする。こ
の時、遮蔽板は暴者入射角が９０度から７０度の成分が
取れる位置にある。また、遮蔽板の上方にガス吹き付は
用ノズル８があり、金属蒸気流とガラス基板にむかって
ガスを吹き付ける。

本発明の材料のガラス基板は０．５閣、蒸着金属はＳｌ
を用いた。金属の溶解は２７０度偏向型電子銃を用い、
ガラス基板上に２０００人の酸化珪素を蒸着した。Ｓｉ
蒸気流とガラス基板に窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを
０．１１／ｍｉｎ吹き付け、液晶用配向膜とした。

次に、本発明の実施例の効果について述べる。

以上の様な実施例による金属薄膜型磁気記録媒体の性能
と効果について従来法によるｆｊｌ膜型磁気記録媒体と
比較しながら述べる。

金属ＴＲｍ媒体の評価法はＶＳＭにより磁気特性を、ｔ
Ｍ！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、ヘッドはメタルヘノドを用いた。

その結果を第１表に示す。磁気特性は保磁力（Ｈｃ）を
、を倍変換特性は記録波長５Ｍｚ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た。また、成
膜速度は蒸着時に高分子フィルム上に同し厚みの成膜が
できる蒸着で比較した。

この結果、本発明の実施例１では従来特に問題であった
斜方蒸着による金属薄膜型磁気記録媒体の磁気特性及び
電磁変換特性を低下させることなく、蒸着レートが高い
状態での成膜が可能になったことが解る。

また、本発明の実施例２と従来例２との比較においても
磁気特性、！磁変換特性の低下なく、垂直方向の配向性
を保ち、蒸着速度が改善できる。

更に、実施例３に於いては従来、長平方向に磁化容易軸
を持つ面内記録膜が垂直方向に異方性を持つ磁気記録媒
体になる。また、この薄膜媒体の電磁変換特性について
も従来のＣｏ−Ｃｒ垂直媒体と同等の出力を示し、蒸着
レートが高い状態での成膜が可能番こなる。

（以　下　余　白） 第１表 また、もう一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Ｓｉ蒸気
流の周りを酸素ガスで遮蔽し、ガラス基板上の結晶配向
性を高め、且つ萎着効率を高めることにある。

さらに、本発明はシリコンと酸素ガスの反応性蒸着で従
来の酸化珪素による蒸着より安価に量産性に優れている
。この様にしてでき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１００倍以上速くなる。

なお、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
て用いる磁性金属に限定する事なく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く、
また蒸着法も斜方ノーマルな蒸着をどの様な組合せで用
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脱ガスを行う必要がある。

金属蒸気流の周辺にガスで遮断する方法も本発明に限定
する事なく色々な位置、あるいは導入法が考えられる。

また、導入ガスの種類についても窒素、酸素以外にＡｒ
、ヘリウムなどの不活性ガス水素、炭素水素、Ｃｏなど
の還元性ガス、オゾン、窒素酸化物などの酸化性ガス等
を目的に応して用いてよい。反応性蒸着についても酸素
ガス以外にオゾンガス等の他の酸化性ガスを用いてもよ
い。

発明の効果 本発明の効果としては、真空暴者法により機能性薄膜を
製造する時、蒸発する金属の周囲をガスで遮断し、蒸着
基板上の必要とする方向に配向させることにある。基板
上に結晶膜を配向することで磁気記録媒体においては、
記録密度の向上生産性の改善が図られ、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
上が図られ、量産性に優れた効果を奏し工業的なメリッ
トが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はそれぞれ本発明の実施例１〜実施例４
の製造装置の概略図、第５図は斜方蒸着による従来例の
製造装置の概略図、第６図は垂直蒸着による従来例の製
造装置の概略図である。 １・・・・・・高分子フィルム、２・・・・・・送り出
し軸、３・・・・・・クーリングキャン、４・・・・・
・巻取り軸、５・・・・・・るつぼ、６・・・・・・磁
性金属、７・・・・・・遮蔽板、８・・・・・・ガスノ
ズル、４１・・・・・・ガラス基板、４６・・・・・・
金属珪素。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名り−リＪゲ
キてノ ｆＡ２図 男 図 第 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空蒸着法において蒸発金属の進行方向と交差す
   る方向からガスを導入し、前記ガスで金属蒸気流を遮蔽
   し、基板上に結晶配向することを特徴とする高機能性薄
   膜。
2. （２）真空蒸着法において蒸発する磁性金属の進行方向
   と交差する方向からガスを導入し、前記ガスで金属蒸気
   流を遮蔽し、基板上に面内配向することを特徴とする高
   機能性薄膜の製造法。
3. （３）真空蒸着法において蒸発する磁性金属の進行方向
   と交差する方向からガスを導入し、前記ガスで金属蒸気
   流を遮蔽し、基板上に垂直配向することを特徴とする高
   機能性薄膜の製造法。