[发明专利]薄膜的成膜方法和成膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够在真空中形成薄膜的成膜方法和装置。薄膜包括例如有机膜、无机膜等。

背景技术

已知使用涂布法、浸渍法等湿式法作为在基板的表面上形成薄膜、例如有机膜、无机膜的成膜方法。例如，专利文献1中提出了一种成膜方法，其中，在大气中，在玻璃、塑料等基板的表面上刻出深度10～400nm的刻痕(划痕)，使其具有规定方向的条纹状的精细凹凸面，之后通过涂布按规定组成制作的涂布液(稀释溶液)并使其干燥，从而在所述精细凹凸面上形成规定组成的防污膜(有机膜)。此外，专利文献2中提出了一种成膜方法，其中，将氧化钛粒子混合于水中形成悬浊液，进一步调整为特定的pH后，将该悬浊液涂布在支撑体上并使其干燥，由此形成无机氧化钛膜(无机膜)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-309745号公报

专利文献2：日本特开平6-293519号公报

发明内容

发明所要解决的问题

湿式法中所用的涂布液、悬浊液使用的是溶质浓度低的稀溶液。因此，加热干燥后得到的膜的密度低，随之存在形成的膜的功能容易消失的问题。例如，在以湿式法进行涂布的防污膜中，形成于最表面的膜容易由于擦拭而被刮掉，有时其防油性消失。

与此相对，也考虑使用真空蒸镀法(干式法)在基板上形成薄膜的成膜方法，使用该方法的情况下，成膜时需要形成高真空条件，需要高价的真空排气系统。其结果是难以实现低成本下的成膜。

根据本发明的一个方面，可以提供一种成膜方法和装置，其能够以低成本成膜出具备耐久性的薄膜。

用于解决问题的手段

在本发明中所谓“排出”是指液体直接以液体状态喷出。“排出”也包括使液体分散喷出的“喷雾”。此外，在“排出”中，喷出前后液体中的原料的物理状态、化学状态没有变化。所以，“排出”的原理与原料的物理状态由液体或固体变化为气体的蒸镀、原料的化学状态发生变化的CVD的原理不同。

本发明人发现在基于构成溶液的2种以上材料的蒸汽压(P1，P2，P3…)而设定的特定的压力(Pc)的气氛下排出溶液时，即使该溶液的溶质浓度低(即，即使排出的溶液为稀溶液)，也能成膜出具备耐久性的薄膜。此外还发现，使溶液排出的上述特定压力Pc多数属于中真空或低真空的区域，所以与成膜时需要形成高真空条件的蒸镀法相比较，能够以低成本成膜出具备耐久性的薄膜，从而完成了本发明。

根据本发明的第1观点(第1发明)可以提供一种具备以下构成的薄膜的成膜方法。该成膜方法以在真空中于基板上形成薄膜为前提。于是，其特征在于，溶液含有2种以上的材料(例如，第1材料(S1)、第2材料(S2)、第3材料(S3)、…等。下同。)，在基于构成该溶液的各材料(例如，S1、S2、S3、…等。下同。)的蒸汽压(例如，P1、P2、P3、…等。下同。)而设定的压力(Pc)的气氛下，将该溶液排出至基板上。

根据本发明的第2观点(第2发明)，可以提供一种具备以下构成的薄膜的成膜装置。该成膜装置以用于在真空中于基板上形成薄膜为前提，其包括：作为成膜对象的基板配置于内部的真空容器、对真空容器内进行排气的排气单元、储藏含有2种以上材料的溶液的储藏容器、将所述溶液排出至配置于真空容器内部的基板上的喷嘴。其特征在于，所述成膜装置构成为：真空容器内的压力达到基于构成所述溶液的各材料的蒸汽压而设定的压力(Pc)时，将所述溶液从喷嘴排出至基板上。

在本发明(第1发明和第2发明)中，构成排出至基板上的溶液的各材料包括第1材料(S1)和具有高于该S1的蒸汽压(P1)的蒸汽压(P2)的第2材料(S2)时，优选排出溶液的气氛下的压力(Pc)高于P1且低于P2。需要说明的是，在本发明中，即使将排出溶液的气氛下的压力(Pc)设为P1以下或P2以上，也能够成膜出被认为实用上具备耐久性的薄膜。

在第2发明中，作为成膜对象的基板可以配置于真空容器内部的下方(即，垂直方向的下方)、真空容器内部的侧方(即，水平方向的侧方)。对于喷嘴的前端(排出部)，基板设置于真空容器内部的下方时，只要其设置成可以将溶液朝下(垂直或倾斜)排出(以下也简称为“溶液的排出方向朝下”。)即可，此外，基板配置于真空容器内部的侧方时，只要设置成可以将溶液朝横向(水平或倾斜)排出即可(以下也简称为“溶液的排出方向朝横向”)。即，在第2发明中，对排出部的设定位置没有限定。

第1发明中也是同样的，溶液的排出方向朝下、朝横向任意一个均可。