JPS63118061A - Production of hard colored oxide film - Google Patents
Production of hard colored oxide filmInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（技１（１分野）
この発明は、硬質の金属酸化物の着色膜を！！！！ｉ！
造する方法に関する。さらに詳しくは、イオンブレーテ
ィング法によって適宜な基板表面に硬質で、色調の優れ
た着色金属酸化物薄膜を１１造する方法に関する。[Detailed Description of the Invention] (Technique 1 (Field 1)) This invention provides a colored film of a hard metal oxide!
Concerning how to build. More specifically, the present invention relates to a method for forming a hard, colored metal oxide thin film with excellent color tone on a suitable substrate surface by ion blasting.
（背景技術）
金属、カラス、セラミックス、プラスチックなどの基板
の表面に、金属、無機物、あるいは有機ポリマーなどの
蒸着薄ｊ摸を形成する方法のひとつとして、蒸発源から
蒸発した成分粒子、またはガスをグロー放電によってプ
ラズマ・イオン化して行う、いわゆるイオンブレーティ
ングと呼ばれている方法が知られている。このイオンブ
レーティング法は、絶縁膜、反射鏡、光学フィルム、装
飾、さらには表示素子、電子デバイスなどの多様な分野
に応用されており、機能性薄膜の製造技術として今後−
層の発展が期待されているものである。(Background Art) One method for forming a thin vapor-deposited layer of metal, inorganic material, or organic polymer on the surface of a substrate made of metal, glass, ceramics, plastic, etc. is to use component particles or gas evaporated from an evaporation source. A method called ion brating, which performs plasma ionization by glow discharge, is known. This ion blating method has been applied to a variety of fields such as insulating films, reflective mirrors, optical films, decorations, display elements, and electronic devices, and will be used in the future as a manufacturing technology for functional thin films.
This layer is expected to develop further.
しかしながら、このイオンブレーティンク技術について
は、所望の物性を持った薄膜を製造するためには、反応
装置、反応プロセスにいまな多くの改善すべき課題があ
り、また、その応用については様々な見地からの検討が
必要とされている現状にある。However, in order to produce thin films with the desired physical properties, there are still many issues to be improved regarding the reaction equipment and reaction process for this ion blasting technology, and there are various viewpoints regarding its application. Currently, there is a need for further consideration.
このような課題のひとつとして、これまでの技術、方法
によっては、硬質の色調の優れた着色膜が得られなかっ
たことがある。もちろん、Ｔ ｉ Ｎ ｘなとの金色の
薄膜が得られなかったわけではない。One such problem is that it has not been possible to obtain a hard colored film with an excellent color tone, depending on the techniques and methods used so far. Of course, this does not mean that a golden thin film of T i N x could not be obtained.
しかしながら、多原子価の金属の酸化物によって薄膜を
製造する場合に、良質の着色膜を得ることは困難であっ
た。しかも、これら多原子価の金属の酸化物は、多原子
価によって色相が相違するが、この色相を任意に変化さ
せることが従来のイオンブレーティング装置においては
困難であった。However, when manufacturing thin films using polyvalent metal oxides, it has been difficult to obtain high-quality colored films. Moreover, these polyvalent metal oxides have different hues depending on the polyvalence, and it has been difficult to arbitrarily change this hue in conventional ion blating devices.
たとえば、タングステン＜Ｗ）は、ＷＯ３の状態にあっ
ては無色の透明性を有するが、ＷＯ２（赤褐色） 、Ｗ
４０３（青色）、Ｗ２Ｏ３（紫赤色）などに様々にそ
の色相は変化することが知られている。またＭＯＮｂＯ
２などは無色であ３゛
るがＭ Ｏ−ｘ 、 Ｎ ｂ Ｏ５−ｙ ノ還元状態に
あるときは、青色に変化する。これらの多原子価金属の
色相の変化する物質はエレクトロクロミック（ＥＣ）物
質として知られてもいる。For example, tungsten <W) is colorless and transparent in the WO3 state, but in the WO2 (reddish brown), W
It is known that its hue changes variously, such as 403 (blue) and W2O3 (purple red). Also MONbO
2 and the like are colorless, but when they are in the reduced state of M O-x and N b O5-y, they turn blue. These polyvalent metal hue-changing materials are also known as electrochromic (EC) materials.
だが、これまでのイオンブレーティング方法においては
、これらの多原子価金属の酸化物の原子価を変化させて
所望の色調の酸化物薄膜を製造することはできなかった
のである。However, with the conventional ion blating methods, it has not been possible to produce an oxide thin film with a desired color tone by changing the valence of the oxide of these polyvalent metals.
（発明の目的）
この発明は、このような事情を鑑みてなされたものであ
り、装飾、光学薄膜、電子デバイス、さらにはＥＣデバ
イスなどの機能性多層膜の形成法としても有用な、金属
酸化物の硬質着色膜を製造する方法を提供することを目
的としている。(Purpose of the Invention) This invention was made in view of the above circumstances, and is a metal oxide film useful as a method for forming functional multilayer films such as decorations, optical thin films, electronic devices, and even EC devices. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a hard colored film of an object.
さらに詳しくは、この発明は、多原子価金属酸化物の原
子価を制御することによる所望の色調の硬質薄膜を製造
するイオンブレーティング方法を提供することを目的と
している。More specifically, it is an object of the present invention to provide an ion blating method for producing a hard thin film with a desired color tone by controlling the valence of a polyvalent metal oxide.
（発明の開示）
この発明の方法は、上記の目的を達成するために、金属
またはその金属酸化物の蒸発源物質を蒸発させ、蒸発粒
子をイオン化することによって硬質酸化物着色膜を製造
する方法において、酸素プラズマを蒸発源物質に照射し
、酸素分圧を制御することによって金属酸化物の原子価
を変化させ、着色金Ｒ酸化物薄膜を形成することを特徴
としている。(Disclosure of the Invention) In order to achieve the above object, the method of the present invention is a method of manufacturing a hard oxide colored film by evaporating an evaporation source material of a metal or its metal oxide and ionizing the evaporated particles. The method is characterized in that a colored gold R oxide thin film is formed by irradiating an evaporation source material with oxygen plasma and controlling the oxygen partial pressure to change the valence of the metal oxide.
この方法においては、蒸発源物質としては、通常入手す
ることのできる金属またはその酸化物を用いる。金属の
成分としては、酸化物の原子価状態によって、薄膜の色
相が変化するもの、たとえば、ＥＣ物質などを用いるこ
とができる。もちろん、これらの金属成分は、その種類
が限定的なものではない。In this method, a commonly available metal or its oxide is used as the evaporation source material. As the metal component, a material whose hue of the thin film changes depending on the valence state of the oxide, such as an EC material, can be used. Of course, these metal components are not limited in type.
金属またはその酸化物の蒸発は、不活性ガスプラズマの
照射によって行うことができる。また、抵抗加熱、電子
ビーム、もしくは高周波誘導加熱等の他の手段によって
もよい。Evaporation of the metal or its oxide can be performed by irradiation with inert gas plasma. Alternatively, other means such as resistance heating, electron beam, or high frequency induction heating may be used.
さらにこれらの手段を適宜に併用してもよい。Furthermore, these means may be used in combination as appropriate.
金属またはその酸化物の蒸発粒子は、真空容器内でグロ
ー放電プラズマによってイオン化するが、その手段とし
ては、通常用いられているホロカソード方式１、高周波
励起方式、あるいは、圧力勾配型のプラズマカンなどが
用いられる。このうち、金属酸化物蒸発粒子の原子価の
制御、薄膜製造プロセスの効率性、薄膜形成の安定性の
上からは、圧力勾配型のプラズマガンを用いるのが好ま
しい。Vaporized particles of metals or their oxides are ionized by glow discharge plasma in a vacuum container, and methods include the commonly used hollow cathode method1, high frequency excitation method, or pressure gradient type plasma can. used. Among these, it is preferable to use a pressure gradient type plasma gun from the viewpoint of controlling the valence of the metal oxide evaporated particles, efficiency of the thin film manufacturing process, and stability of thin film formation.
この発明の特徴である酸素分圧の制御については様々な
方式が可能である。しかしながら、この発明の方法にお
いては、真空装置全体の分圧をコントロールすることだ
けでは、安定して酸化物着色膜を製造することはできな
い。蒸発粒子の原子価状態をより直接的にコントロール
するために、蒸発源物質そのものに酸素プラズマを照射
して反応に関与する酸素の実質割合を制御することが必
要である。Various methods are possible for controlling the oxygen partial pressure, which is a feature of this invention. However, in the method of the present invention, it is not possible to stably produce a colored oxide film only by controlling the partial pressure of the entire vacuum apparatus. In order to more directly control the valence state of the evaporated particles, it is necessary to irradiate the evaporation source material itself with oxygen plasma to control the actual proportion of oxygen involved in the reaction.
薄膜形成時には、まず真空装置を１０−６〜１０ ’Ｔ
ｏｒｒ程度に排気し、アルゴン、ヘリウムなどの不活性
ガス分圧を約１０〜１０−２Ｔｏｒｒ、酸素ガス分圧を
１０〜１０−２Ｔｏｒｒ程度に調整する。When forming a thin film, first turn the vacuum device on to 10-6 to 10'T.
The partial pressure of an inert gas such as argon or helium is adjusted to about 10 to 10 -2 Torr, and the partial pressure of oxygen gas is adjusted to about 10 to 10 -2 Torr.
基板は、室温〜２００ ’Ｃ程度の温度とする。もちろ
ん、基板には格別の限定はない。The temperature of the substrate is about room temperature to 200'C. Of course, there are no particular limitations on the substrate.
酸素プラズマを蒸発源に照射するにあたっては、ＤＣ１
〜６ＫＷ、もしくはその近傍の条件において行うのが好
ましい。When irradiating the evaporation source with oxygen plasma, DC1
It is preferable to carry out the test under conditions of ~6KW or around it.
また、酸化物薄膜はその表面に多種の酸化物、窒化物、
硫化物、あるいは金属、ポリマーによって多層膜形成し
てもよく、これら表面′Ｒ膜によって、保護するように
してもよい。In addition, the oxide thin film has various types of oxides, nitrides, etc. on its surface.
A multilayer film of sulfide, metal, or polymer may be formed, and the surface may be protected by a R film.
このような方法によって、硬質で、かつ良質な酸化物着
色薄膜を効果的に製造することができる。By such a method, a hard and high quality oxide colored thin film can be effectively produced.
このようなことは、これまでの技術からはまったなく予
期しえないことである。This kind of thing is completely unexpected based on conventional technology.
以下、実施例を示して、さらにこの発明の構成および効
果を明らかにする。当然にも、この発明は、この実施例
によって限定されるものではない。Hereinafter, examples will be shown to further clarify the structure and effects of the present invention. Naturally, the invention is not limited to this example.
尺胤旦ユ
圧力勾配型のプラズマガンを用いてＷ０３蒸発源物質か
ら青色のタングステンの酸化物薄膜を製造した。A blue tungsten oxide thin film was manufactured from a W03 evaporation source material using a pressure gradient type plasma gun.
基板としては、ＰＥＴフィルムを用いた。A PET film was used as the substrate.
操作条件としては、次のとおりとした。The operating conditions were as follows.
真空装置の最終真空度 ７ 、０ ｘ １０’Ｔｏｒｒ
アルゴン分圧 １ 、０ ｘ １．０ ’Ｔｏ
ｒｒ酸素分圧 ２．０ｘｌ ０−３Ｔｏｒｒ蒸発速
度 ２０〜３０Ａ／ｓｅｃ加速電圧
８０Ｖ
また、酸素プラズマ（ＤＣ２ＫＷ）を蒸発源に連続的に
照射した。Final vacuum degree of vacuum device 7, 0 x 10'Torr
Argon partial pressure 1,0 x 1.0'To
rr Oxygen partial pressure 2.0xl 0-3Torr Evaporation rate 20-30A/sec Acceleration voltage
80V Also, the evaporation source was continuously irradiated with oxygen plasma (DC2KW).
これによって、極めて安定したＷ ０３ Ｘの青色薄
膜を得た。As a result, an extremely stable blue thin film of W 03 X was obtained.
酸素プラズマを照射しない場合には、青色薄膜を得るこ
とはできなかった。It was not possible to obtain a blue thin film when oxygen plasma was not irradiated.
Ｋ急■ユ
実施例１と同様にして、Ｍ ｏ Ｏ３から青色薄膜を製
造した。A blue thin film was produced from MoO3 in the same manner as in Example 1.
酸素プラズマは、ＤＣ３ＫＷの条件で、連続的に照射し
た。透明な青色薄膜を得た。Oxygen plasma was continuously irradiated under the condition of DC3KW. A transparent blue thin film was obtained.
酸素プラズマを照射しない場合には、青色薄膜を得るこ
とはできなかった。It was not possible to obtain a blue thin film when oxygen plasma was not irradiated.
Claims (2)
蒸発粒子をイオン化することによって硬質酸化物着色膜
を製造する方法において、酸素プラズマを蒸発源物質に
照射し、酸素分圧を制御することによって着色金属酸化
物薄膜を形成することを特徴とする硬質酸化物着色膜の
製造方法。(1) Evaporate the evaporation source material of the metal or its oxide,
A method for producing a hard oxide colored film by ionizing evaporated particles, characterized in that a colored metal oxide thin film is formed by irradiating an evaporation source material with oxygen plasma and controlling the oxygen partial pressure. A method for producing an oxide colored film.
物もしくは硫化物の透明保護膜を着色膜の上に蒸着する
特許請求の範囲第（１）項記載の硬質酸化物着色膜の製
造方法。(2) The method for producing a hard oxide colored film according to claim (1), wherein a transparent protective film of oxide, nitride, or sulfide such as SiO_2, TiO_2, etc. is vapor-deposited on the colored film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26519786A JPS63118061A (en) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Production of hard colored oxide film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26519786A JPS63118061A (en) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Production of hard colored oxide film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63118061A true JPS63118061A (en) | 1988-05-23 |
Family
ID=17413887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26519786A Pending JPS63118061A (en) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Production of hard colored oxide film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63118061A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040035528A (en) * | 2002-10-22 | 2004-04-29 | 송오성 | Coloring of titanium using ion implantation |
-
1986
- 1986-11-07 JP JP26519786A patent/JPS63118061A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040035528A (en) * | 2002-10-22 | 2004-04-29 | 송오성 | Coloring of titanium using ion implantation |
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