用于形成有机聚合物薄膜的方法及设备技术

本发明专利技术提供一种用于在基底的表面上形成具有高成膜效率和良好再现性和稳定性的有机聚合物薄膜的技术。当在基底（１２）的表面上反复进行用于形成有机聚合物薄膜的真空沉积聚合时，将在真空状态的多个蒸发源容器（３２ａ、３２ｂ）中蒸发的多种单体引入到真空状态的沉积室（１０）中并使其聚合在沉积室（１０）中布置的基底（１２）的表面上，每次在单体的蒸发操作开始时，液态形式的每种单体以恒定的量存在于蒸发源容器（３２ａ、３２ｂ）中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及形成有机聚合物薄膜的方法及用于形成该有机聚合物薄膜的设备。更 具体地，本专利技术涉及通过真空沉积聚合在基底表面上有利地形成有机聚合物薄膜的方法以 及有效地执行形成有机聚合物薄膜的这种方法的设备。
技术介绍
传统上，真空沉积聚合是已知的形成有机聚合物薄膜(合成树脂薄膜)的一种方 法。在这种聚合中，多种单体(原料)在真空中蒸发并聚合在基底的表面上，由此在该基底 表面上形成有机聚合物薄膜(例如参见JP-A-61-78463)。在上述通过真空沉积聚合形成有机聚合物薄膜的方法中，通常使用用于该方法的 专用设备。该用于形成有机聚合物薄膜的设备一般包括沉积室以及多个蒸发源容器，沉积 室中设置基底。每个蒸发源容器容纳不同种类的单体并通过使单体在真空压力下蒸发而将 单体引入沉积室中。在该设备中，在各个蒸发源容器中蒸发后引入到真空状态的沉积室中 的单体聚合在设置于沉积室中的基底表面上。因此，能够在基底的表面上形成由单体的聚 合物形成的有机聚合物薄膜。作为用于形成有机聚合物薄膜的传统设备，已知一种分批式设备，其中，在相同的 沉积室中反复操作上面的真空沉积聚合，由此在一个接一个设置在沉积室中的多个基底表 面上形成有机聚合物薄膜。此外，已知一种连续式设备，其中，在从设置于沉积室中的基底 卷上展开基底的同时连续地操作真空沉积聚合，由此在从所述卷展开的基底表面上形成有 机聚合物薄膜。当在基底表面上形成由高反应性(用于反应的反应能量小)单体结合形成的有机 聚合物薄膜，例如聚酰亚胺膜、芳香族聚脲膜或者芳香族聚酰胺膜时，仅仅通过打开和关闭 活门，基底表面上的单体比例就可以是化学计量比，活门传统上用于真空沉积并设置在每 个蒸发源容器和沉积室中的基底之间。因此，形成在基底表面上的有机聚合物薄膜可具有 希望的成分，并且可以容易地控制膜的厚度。结果，当使用高反应性单体进行结合时，在通 过使用分批式设备反复操作的真空沉积聚合中和通过使用连续式设备连续操作的真空沉 积聚合中，都始终能够在基底表面上稳定地形成具有恒定成分和厚度的有机聚合物薄膜。另一方面，在形成由低反应性(用于反应的反应能量大)单体结合形成的有机聚 合物薄膜，例如脂肪族聚脲膜、脂族聚酰胺膜、聚酯膜或者聚亚安酯膜时，基底表面上的单 体比例不能仅仅通过打开和关闭活门而轻易地为化学计量比。因此，很难控制通过低反应 性单体结合获得的有机聚合物薄膜的成分和厚度。因此，在通过使用分批式设备反复操作 的真空沉积聚合和通过使用连续式设备连续操作的真空沉积聚合中，要在基底表面上形成 具有良好再现性或者重复性的有机聚合物薄膜是极其困难的。4在这种情况下，JP-A-5-171415公开了一种用于形成有机聚合物薄膜的设备，其 中，布置在沉积室中的每个蒸发源容器包括真空排气装置和位于蒸发源容器的开口部分的 打开/关闭装置。JP-A-5-171415还公开了通过使用该设备，可以单独控制从每个蒸发源容 器释放的蒸发单体的量，并且可以使打开/关闭装置关闭时刻每个蒸发源容器中的真空度 与成膜过程(沉积，由此以良好的再现性和稳定性执行成膜)中的真空度相等。然而，在该 设备中，蒸发源容器中的压力和沉积室中的压力没有差别。因此，不可避免地，每种单体的 蒸发量会很小，且成膜速度(每单位时间的成膜量)也降低了，这造成了成膜效率降低的问 题。此外，JP-A-7-26023公开了一种适于使载运气体通过各个蒸发源容器并将包括蒸 发单体的载运气体引入沉积室中的设备。JP-A-7-26023还公开了，通过调节载运气体的流 速，可以高度精确地控制引入到沉积室中的每种单体的量，使得可以向沉积室中引入每种 单体以实现化学计量比。然而，在这种设备中，单体随载运气体被引入沉积室，从而与仅单 体被引入沉积室的情况相比，不可避免地，沉积室中的单体量更少了。结果，在这种设备中， 诸如成膜效率降低等的缺陷不可避免。此外，JP-A-2002-275619公开了一种每个蒸发源容器中包括脉冲阀的设备，脉冲 阀可以在任意时间间隔打开和关闭。JP-A-2002-275619还公开了，通过使用该设备，可以 适当地确定每种单体向沉积室的引入时间，使得可以单独控制向沉积室中引入的每种单体 的量。然而，在这种设备中，每个蒸发源容器中单体量的降低改变了每单位时间单体的蒸发 量，因此应当根据单体的蒸发量的改变来改变打开/关闭装置的打开/关闭循环。另外，控 制条件的改变极大地影响通过低反应性单体结合获得的有机聚合物薄膜的厚度和质量再 现性，从而，在这种传统设备中，很难总是以良好再现性获得具有恒定成分和厚度的有机聚 合物薄膜。
技术实现思路
本专利技术是根据上面所述的情况做出的，本专利技术的一个目的是提供一种形成有机聚 合物薄膜的方法，不论单体的结合性如何，该方法都具有高成膜效率并以良好再现性和稳 定性形成具有恒定成分和厚度的相同品质的有机聚合物薄膜。本专利技术的另一目的是提供一 种有利地执行上述方法的用于形成有机聚合物薄膜的设备。为了达到前述目的，或者解决从本说明书和附图的描述理解的问题，本专利技术优选 以下面描述的各个方面体现。可以以任何组合采用下面描述的每个方面。应当理解，本发 明的方面和技术特征并不局限于下面描述的这些，而是可根据整个说明书和附图公开的发 明构思加以认识。(1) 一种形成有机聚合物薄膜的方法，包括步骤使多种单体在真空状态的多个 蒸发源容器中进行蒸发操作；将蒸发的所述多种单体引入到真空状态的沉积室中，以使其 聚合在沉积室中布置的至少一个基底的表面上，由此进行真空沉积聚合，所述真空沉积聚 合是在所述至少一个基底的所述表面上形成有机聚合物薄膜的操作，其中，在所述单体的 蒸发操作中，所述多种单体均以恒定量的液态形式存在在所述多个蒸发源容器中。(2)根据上述第(1)方面的形成有机聚合物薄膜的方法，其中，所述至少一个基底 包括多个基底，并且反复进行所述真空沉积聚合以在依次布置在沉积室中的多个基底的每一个的表面上形成有机聚合物薄膜，并且在反复的真空沉积聚合中，每次所述单体的蒸发 操作开始时，所述多种单体均以恒定量的液态形式存在在所述多个蒸发源容器中。(3)根据上述第( 方面的形成有机聚合物薄膜的方法，其中，在反复的真空沉积 聚合中，每次在所述蒸发操作开始前向所述多个蒸发源容器的每一个供应需要量的液态形 式的所述多种单体的每一种，由此允许所述单体的蒸发操作开始时所述多种单体均以恒定 量的液态形式存在在所述多个蒸发源容器中。(4)根据上述第( 方面的形成有机聚合物薄膜的方法，其中，在反复的真空沉积 聚合中，每次从所述单体的蒸发操作开始起至所述有机聚合物薄膜在所述多个基底的表面 上的形成操作结束，始终允许每种单体以恒定量的液态形式存在于所述多个蒸发源容器的 每一个中。(5)根据上述第(4)方面的形成有机聚合物薄膜的方法，其中，每次从所述单体的 蒸发操作开始起至所述有机聚合物薄膜在所述多个基底的表面上的形成操作结束，间歇地 或连续地向所述多个蒸发源容器的每一个中供应液态形式的所述多种单体中的每一种，供 应的量与由于蒸发而减少的量相等，由此允许液态形式的所述多种单体始终以恒定的量存 在在所述多个蒸发源容器中。(6)根据上述第(1)方面的形成有机聚合物薄膜的方法，其中，在从布置于沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成有机聚合物薄膜的方法，包括以下步骤：使多种单体在真空状态的多个蒸发源容器中进行蒸发操作；和将蒸发的所述多种单体引入到真空状态的沉积室中，以使其聚合在沉积室中布置的至少一个基底的表面上，由此进行真空沉积聚合，所述真空沉积聚合是在所述至少一个基底的所述表面上形成有机聚合物薄膜的操作，其中，在所述多种单体的蒸发操作中，所述多种单体均以恒定量的液态形式存在于所述多个蒸发源容器中。

【技术特征摘要】
JP 2009-10-15 2009-2381791.一种形成有机聚合物薄膜的方法，包括以下步骤使多种单体在真空状态的多个蒸发源容器中进行蒸发操作；和将蒸发的所述多种单体引入到真空状态的沉积室中，以使其聚合在沉积室中布置的至 少一个基底的表面上，由此进行真空沉积聚合，所述真空沉积聚合是在所述至少一个基底 的所述表面上形成有机聚合物薄膜的操作，其中，在所述多种单体的蒸发操作中，所述多种单体均以恒定量的液态形式存在于所 述多个蒸发源容器中。2.根据权利要求1所述的形成有机聚合物薄膜的方法，其中，所述至少一个基底包括 多个基底，并且反复进行所述真空沉积聚合以在依次布置在沉积室中的多个基底的每一个 的表面上形成有机聚合物薄膜，并且在反复的真空沉积聚合中，每次所述多种单体的蒸发操作开始时，所述多种单体均以 恒定量的液态形式存在于所述多个蒸发源容器中。3.根据权利要求2所述的形成有机聚合物薄膜的方法，其中，在反复的真空沉积聚合 中，每次在所述蒸发操作开始前向所述多个蒸发源容器的每一个供应需要量的液态形式的 所述多种单体的每一种，由此允许所述多种单体的蒸发操作开始时所述多种单体均以恒定 量的液态形式存在于所述多个蒸发源容器中。4.根据权利要求2所述的形成有机聚合物薄膜的方法，其中，在反复的真空沉积聚合 中，每次从所述多种单体的蒸发操作开始起至所述有机聚合物薄膜在所述多个基底的表面 上的形成操作结束，始终允许每种单体以恒定量的液态形式存在于所述多个蒸发源容器的 每一个中。5.根据权利要求4所述的形成有机聚合物薄膜的方法，其中，每次从所述多种单体的 蒸发操作开始起至所述有机聚合物薄膜在所述多个基底的表面上的形成操作结束，间歇地 或连续地向所述多个蒸发源容器的每一个中供应液态形式的所述多种单体中的每一种，供 应的量与由于蒸发而减少的量相等，由此允许液态形式的所述多种单体始终以恒定的量存 在于所述多个蒸发源容器中。6.根据权利要求1所述的形成有机聚合物薄膜的方法，其中，在从布置于沉积室中的 基底卷上展开基底的同时，通过执行真空沉积聚合在所述至少一个基底的表面上连续形成 有机聚合物薄膜，并且从所述真空沉积聚合开始到结束，液态形式的所述多种单体始终以恒定的量存在于所 述多个蒸发源容器中。7.根据权利要求6所述的形成有机聚合物薄膜的方法，其中，从所述真空沉积聚合开 始到结束，间歇地或连续地向所述多个蒸发源容器的每一个中供应液态形式的所述多种单 体中的每一种，供应的量与由于蒸发而减少的量相等，由此允许液态形式的所述多种单体 均以恒定的量存在于所述多个蒸发源容器中。8.根据权利要求1所述的形成有机聚合物薄膜的方法，其中，所述多种单体是脂肪族 二异氰酸酯和脂肪族二胺。9.根据权利要求1所述的形成有机聚合物薄膜的方法，其中，所述有机聚合物薄膜为...

【专利技术属性】
技术研发人员：野口真淑，桃野健，入仓钢，
申请(专利权)人：小岛冲压工业株式会社，株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：JP[日本]