(57)【要約】【課題】膜の蒸着初期面は低光反射率で蒸着終期面は低電気抵抗の膜、また、蒸着初期面および蒸着終期面は低光反射率で蒸着中期部は低電気抵抗である膜を、一回の蒸着作業で形成する。【解決手段】Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕより選ばれる低電気抵抗金属の基体の軸部分に、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｐｂ，Ｃｄ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ｃａ，Ｔｅ，Ｓｒより選ばれる低光反射率で基体の蒸気圧より高蒸気圧金属粉末、もしくは高蒸気圧金属粉末とＣｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｂｅ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｆｅ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｐｔ，Ｃから選ばれる低蒸気圧金属粉末を分散させた複合構造とする。管状基体に通気性の栓を設け基体内にバインダー金属粉末と高蒸気圧金属粉末、低蒸気圧金属粉末を混合した後充填し、線引き加工を行い複合蒸着材を得る。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体金属の軸領域に分散された金属粉末を備え、前記金属粉末が前記基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属としたことを特徴とする複合蒸着材。
【請求項２】
前記基体金属の比抵抗が、２０℃で２．７ｘ１０−６（Ω−ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項１に記載の複合蒸着材。
【請求項３】
前記金属粉末の仕事関数を、４．５以下としたことを特徴とする請求項１に記載の複合蒸着材。
【請求項４】
前記金属粉末の可視光線領域での光反射率が、前記基体金属の可視光線領域での光反射率よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の複合蒸着材。
【請求項５】
前記基体金属が、金、銀、銅、アルミニウムから選ばれる少なくとも一つの材料で構成され、前記金属粉末が、マグネシウム、マンガン、鉛、カドニウム、亜鉛、インジウム、ビスマス、カルシウム、テルル、ストロンチウムから選ばれる少なくとも一つの材料で構成されることを特徴とする請求項１に記載の複合蒸着材。
【請求項６】
前記金属粉末の平均粒径が、０．１〜１００μｍの範囲で、粒径は少なくとも単位体積中の金属粉末の７０％以上について、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の複合蒸着材。
【請求項７】
前記基体金属重量と前記金属粉末重量の重量比は、金属粉末重量を基体金属重量と金属粉末重量の和で除した値が、０．０３〜０．４であることを特徴とする請求項１に記載の複合蒸着材。
【請求項８】
基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属粉末と基体と同材質の金属粉末を混合した混合粉末を形成する工程と、前記混合粉末をパイプ状基体の中に充填する工程と、前記パイプ状基体に通気性の栓をする工程と、前記パイプ状基体を冷間線引き加工して径を縮小し蒸着母材を形成する工程と、前記蒸着母材を分割して複合蒸着材を得る工程とを備えることを特徴とする請求項１に記載の複合蒸着材の製造方法。
【請求項９】
パイプ状基体を冷間線引き加工して径を縮小し蒸着母材を形成する工程において、通気性の栓を除去した後、複数の蒸着母材を熔接し長尺の蒸着母材を形成する工程を有することを特徴とする請求項８に記載の複合蒸着材の製造方法。
【請求項１０】
基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属粉末と基体と同材質の金属粉末を混合した混合粉末の安息角が、４５度以下である混合粉末を使用することを特徴とする請求項８あるいは９に記載の複合蒸着材の製造方法。
【請求項１１】
基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属を主とし基体金属を含む合金で蒸着初期部を形成し、基体金属を主とし基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属を含む合金で蒸着終期部を形成したことを特徴とする複合蒸着膜。
【請求項１２】
基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属もしくは基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属を主とする基体金属との合金で蒸着初期部を形成し、基体金属もしくは基体金属を主とした基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属との合金で蒸着終期部を形成したことを特徴とする複合蒸着膜。
【請求項１３】
基体金属の軸領域に分散された２種類の金属粉末を備え、前記金属粉末の１種が基体金属の蒸気圧より高い蒸気圧の金属で、他種が基体金属の蒸気圧より低い蒸気圧の金属であることを特徴とする複合蒸着材。
【請求項１４】
前記基体金属の比抵抗が、２０℃で２．７ｘ１０−６（Ω−ｃｍ）以下であることを特徴とする請求項１３に記載の複合蒸着材。
【請求項１５】
前記基体金属の蒸気圧より高い蒸気圧を持つ金属の仕事関数を、４．５以下としたことを特徴とする請求項１３に記載の複合蒸着材。
【請求項１６】
前記金属粉末の可視光線領域での光反射率が、前記基体金属の可視光線領域での光反射率よりも低いことを特徴とする請求項１３に記載の複合蒸着材。
【請求項１７】
前記基体金属が、金、銀、銅、アルミニウムから選ばれる少なくとも一つの材料で構成され、前記金属粉末の基体金属の蒸気圧より高い蒸気圧を持つ金属が、マグネシウム、マンガン、鉛、カドニウム、亜鉛、インジウム、ビスマス、カルシウム、テルル、ストロンチウムから選ばれる少なくとも一つの材料で、前記金属粉末の基体金属の蒸気圧より低い蒸気圧を持つ金属が、クロム、コバルト、モリブデン、ニオブ、タンタル、タングステン、ベリリウム、ニッケル、錫、鉄、シリコン、チタン、バナジウム、白金、カーボンから選ばれる少なくとも一つの材料で構成されることを特徴とする請求項１３に記載の複合蒸着材。
【請求項１８】
前記金属粉末の平均粒径が、０．１〜１００μｍの範囲で、前記金属粉末の粒径は少なくとも単位体積中の金属粉末の７０％以上について、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１３に記載の複合蒸着材。
【請求項１９】
基体金属重量と基体金属より高い蒸気圧および低い蒸気圧の金属粉末の合計金属粉末重量の重量比は、合計金属粉末重量を基体金属重量と合計金属粉末重量の和で除した値が、０．０３〜０．４であることを特徴とする請求項１３に記載の複合蒸着材。
【請求項２０】
基体金属の蒸気圧より高い蒸気圧の金属粉末と基体金属の蒸気圧より低い蒸気圧の金属粉末と基体金属と同材質の金属粉末を混合した混合粉末を形成する工程と、前記混合粉末をパイプ状基体の中に充填する工程と、前記パイプ状基体に通気性の栓をする工程と、前記パイプ状基体を冷間線引き加工して径を縮小し蒸着母材を形成する工程と、前記蒸着母材を分割して複合蒸着材を得る工程とを備えることを特徴とする請求項１３に記載の複合蒸着材の製造方法。
【請求項２１】
パイプ状基体を冷間線引き加工して径を縮小し蒸着母材を形成する工程において、通気性の栓を除去した後、複数の蒸着母材を熔接し長尺の蒸着母材を形成する工程を有することを特徴とする請求項２０に記載の複合蒸着材の製造方法。
【請求項２２】
基体の蒸気圧より高蒸気圧金属粉末と基体より低蒸気圧金属粉末と基体と同材質の金属粉末を混合した混合粉末の安息角が、４５度以下である混合粉末を使用することを特徴とする請求項２０あるいは２１に記載の複合蒸着材の製造方法。
【請求項２３】
基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属を主とすると基体金属を含む合金で蒸着初期部を形成し、基体金属を主とする基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属もしくは低い蒸気圧の金属を含む合金で蒸着中期部を形成し、基体金属の蒸気圧よりも低い蒸気圧の金属を主とする基体金属を含む合金で蒸着終期部を形成したことを特徴とする複合蒸着膜。
【請求項２４】
基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属もしくは基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属を主とすると基体金属との合金で蒸着初期部を形成し、基体金属もしくは基体金属を主とする基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属もしくは低い蒸気圧の金属との合金で蒸着中期部を形成し、基体金属の蒸気圧よりも低い蒸気圧の金属もしは基体金属の蒸気圧よりも低い蒸気圧の金属を主とする基体金属との合金で蒸着終期部を形成したことを特徴とする複合蒸着膜。
【請求項２５】
請求項１１および１２、２３、２４に記載の複合蒸着膜を、電極材として使用したことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトロルミネッセンス素子、液晶ディスプレー等に用いられる低光反射率電極用の蒸着膜と蒸着材およびその製造方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと言う）素子とは、固体蛍光性物質の電界発光または、ＥＬと呼ばれる現象を利用した発光素子である。無機ＥＬ素子に比べ低電圧で発光し、光の三原色である赤、青、緑色光が出しやすく、また、発光輝度の高い有機ＥＬ素子が注目されている。図１６に有機ＥＬ素子の概略構成を断面図で示す。ガラス等の透明もしくは半透明の基板８１上に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の様な透明の陽電極８２、有機電界発光層８３、陰電極８４が積層されている。陽電極８２と陰電極８４間に直流８５を印加すると、陽電極８２から陽子、陰電極８４から電子が有機電界発光層８３に供給され発光する。発光効率を上げるため陰電極８４は、主に仕事関数の低いＡｌＬｉ、ＭｇＡｇ等の金属膜が用いられている。
【０００３】
陰電極は金属で構成されているため、陰電極表面で光が鏡面反射するために十分なコントラストが得難いと言う問題点がある。この問題を対策するため偏光板を用いたり、透明基板８１に着色したりと種々検討されているが、コストの上昇や輝度の低下を起こしてしまい完全な対策にはなっていない。そこで、有機電界発光層側の陰電極表面の光反射率を低くし、コントラストを向上させる事が提案されている。
【０００４】
特開２００１―３３２３９１号には、陰電極を２層で構成し、有機電界発光層側は光反射抑制層とし、他層は光反射性金属材料を用いる事が開示されている。特開平１１−３２９７５２号には、有機電界発光層上にアルミニウムとタングステンを同時に真空蒸着し黒色膜を形成した後、アルミニウムを真空蒸着し２層の陰電極を形成する事が開示されている。陰電極の有機電界発光層側を陰電極表側とすると、陰電極の裏側の光反射率も下げることで、周囲からの光を反射させないためコントラスト向上には有効であることが、特開昭５４−１４０７８８号で開示されている。製造方法等の開示はないが主導電体を黒色の膜でサンドイッチした３層構造である。
【０００５】
陰電極全体に低光反射性金属材料を用いることもできるが、電気抵抗が上がるため膜厚を厚くする必要があるだけでなく、発熱の問題も発生する。液晶素子やＰＤＰ素子もコントラストを向上させるため、電極の視認側は低光反射率である事と、低電気抵抗であることが要求されている。
【０００６】
一回の蒸着作業で蒸着初期部が高蒸気圧金属を主とし、蒸着終期部が低蒸気圧金属を主となる蒸着膜ができる複合蒸着材を、本発明者はアルミニウム蒸着材の中心軸部にアルミニウムより蒸発し難くアルミニウムより光反射率の低い金属を配した複合構造の蒸着材を発明し既に出願している（特開２０００−８７２２０、特開２０００−３３６４７１、特開２０００−０７３１２０等）。ＣＲＴの光反射膜に必要な、蒸着初期面は高光反射率、蒸着終期面は低光反射率と言う光学特性から為された発明の複合蒸着材である。本発明は、蒸着初期面が低光反射率で蒸着中期部、終期部が低電気抵抗と光学的要求と電気的要求を同時に満たす処から為されたものである。金属の蒸気圧だけでなく電気抵抗、光反射率、仕事関数、延性等の諸項を考慮、検討する必要がある。
【０００７】
【発明の解決しようとする課題】
以上述べた様に、電極を２層もしくは３層とする事でコントラストを向上させることが可能であるが、組成の異なる膜を多層化するためには、複数回の製膜作業を行うか、膜を黒化させる別工程が必要であった。複数回の製膜を行い組成が完全に分離した膜では、熱膨張率の違いにより、膜が反ったり剥がれてしまうことがあり安定に製膜できないばかりではなく、コスト的にも厳しいものである。また、熱処理や化学的に黒化させ低光反射率化するには、特別の製造設備が必要なだけでなく工程が増えるためコスト面でも厳しくなる。また、本方法では有機電界発光層側は黒化することができない。
【０００８】
本発明は上記問題を解決するものであり、一回の蒸着作業で蒸着初期面は低光反射率となる組成傾斜膜が得られる蒸着材、一回の蒸着作業で蒸着初期面と蒸着終期面が低光反射率となる組成傾斜膜が得られる蒸着材および組成傾斜膜、蒸着材の製造方法を提供し、また、低電気抵抗の電極を提供し、安価でコントラストの高い表示装置を提供する事を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明の複合蒸着材は、基体金属の軸領域に分散された金属粉末を備え、前記金属粉末が前記基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属としたことを特徴とする。
【００１０】
同一の真空度において低温で蒸発する金属を高蒸気圧の金属といい、高温にしなければ蒸発しない金属を低蒸気圧の金属という。例えばアルミニウムとマンガンを比較した場合、同一の真空度であればマンガンの方が低温で蒸発するので高蒸気圧、アルミニウムはマンガンより高温にしないと蒸発しないので低蒸気圧と言える。つまり、同一真空度ではマンガン、アルミニウムの順で蒸発に必要な温度が高くなると言える。また、例えばアルミニウムと鉄を比較した場合、同一の真空度であればアルミニウムの方が低温で蒸発するので高蒸気圧、鉄はアルミニウムより高温にしないと蒸発しないので低蒸気圧と言える。つまり、同一真空度ではアルミニウム、鉄の順で蒸発に必要な温度が高くなると言える。本発明においては、基体金属の蒸気圧を基準にして、基体金属の蒸気圧より低い蒸気圧の金属を低蒸気圧金属もしくは低蒸気圧金属粉末、基体金属の蒸気圧より高い蒸気圧の金属を高蒸気圧金属もしくは高蒸気圧金属粉末と言う。
【００１１】
請求項２に記載の本発明の複合蒸着材は、基体金属の比抵抗が、２０℃で２．７ｘ１０−６（Ω−ｃｍ）以下であることが望ましい。
【００１２】
本発明の複合蒸着材を用いた蒸着膜は、蒸着初期部は高蒸気圧金属、蒸着終期部は基体金属が主となる。蒸着初期部は電気を通すだけでなく、光反射率を低く抑え、電子を放出し易い等の機能を主とし、基体金属は主に電気を通すための導電材として機能するため電気抵抗が低い方が望ましい。基体金属の比抵抗が２０℃で２．７ｘ１０−６（Ω−ｃｍ）以下であれば、発熱等の問題も起こり難いものである。
【００１３】
請求項３に記載の本発明の複合蒸着材は、基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属粉末の仕事関数を、４．５以下とすることが望ましい。
【００１４】
本発明の複合蒸着材を用いた蒸着膜は、蒸着初期部は高蒸気圧金属、蒸着終期部は基体金属が主となる。蒸着初期部は、低仕事関数の金属が主となるため、電子の放出が容易となる。有機ＥＬ素子の電子注入を担う陰電極は、電子放出の高効率が発光強度向上につながる。また、発光強度が同じであれば、低電力で駆動できる有機ＥＬ素子が得られるものである。
【００１５】
請求項４に記載の本発明の複合蒸着材は、基体金属の蒸気圧よりも高蒸気圧金属粉末の可視光線領域での光反射率が、基体金属の可視光線領域での光反射率よりも低いことが望ましい。
【００１６】
可視光線領域とは、３９０〜７６０ｎｍ程度の光波長領域を言う。光反射率は分光光度計を用い測定することができる。数ｎｍ間隔で光反射率を測定することで、可視光領域内の波長と光反射率の連続的な変化を測定することも出来る。光反射率の絶対値を測定することもできるが、本発明では、アルミニウムの光反射率を標準（１００％）とし、相対的な光反射率を測定し、その値を用いている。金属粉末では、光の乱反射等の影響があるので、鏡面研磨されたバルク材もしくは蒸着膜を用いることが望ましい。
【００１７】
本発明の複合蒸着材を用いた蒸着膜は、蒸着初期部は高蒸気圧金属、蒸着終期部は基体金属が主となる。蒸着初期部は低光反射率となるため、従来のアルミニウムや金、銀、銅等に比べ、光の反射を抑えることができコントラストが向上する。特に、蒸着初期部が黒に近い色となる場合は、十分なコントラストが得られる。光の３原色では無彩色の色は出せないので、蒸着初期部が黒に近い色で低光反射率の材料で形成されていることで、コントラストは向上する。
【００１８】
請求項５に記載の本発明の複合蒸着材は、基体金属が、金、銀、銅、アルミニウムから選ばれる少なくとも一つの材料で構成され、高蒸気圧金属粉末が、マグネシウム、マンガン、鉛、カドニウム、亜鉛、インジウム、ビスマス、カルシウム、テルル、ストロンチウムから選ばれる少なくとも一つの材料で構成されることが望ましい。
【００１９】
請求項６に記載の本発明の複合蒸着材は、高蒸気圧金属粉末の平均粒径が、０．１〜１００μｍの範囲で、粒径は少なくとも単位体積中の前記金属粉末の７０％以上について、３０μｍ以下であることが望ましい。
【００２０】
本発明の複合蒸着材において、高蒸気圧金属粉末の粒径が、少なくとも単位体積中の粒子の７０％以上について、３０μｍ以下とするのがよい。さらに望ましくは、高蒸気圧金属粉末の粒径が、１０μｍ以下であることとする。高蒸気圧金属粉末の平均粒径が０．１〜１００μｍの範囲にあることとしてもよい。さらに密集させた粉末の均一性を向上させるためには、平均粒径を０．１〜４０μｍの範囲とすることが望ましい。金属粉末の径を規定することにより、粉末の表面積を確保しバインダー（つなぎ）の役目をする金属（以後、バインダー金属と言う）粉末との、結合面積を増やすことにより高蒸気圧金属粉末の脱落を防止することができる。　また、高蒸気圧金属粉末とバインダー金属粉末を混合した混合粉末の見かけ比重（嵩密度）を大きくすることができ、複合蒸着材の軸領域の寸法の安定化につながる。バインダー金属の粉末の粒径も、高蒸気圧金属粉末と同様の平均粒径、粒度分布を持つことが望ましい。
【００２１】
粉末中で粒径の大きすぎる粉末の割合が増えると、基体の長手方向における粉末の分布が不均一となったり、基体と粉末の間に大きな空隙・ボイドが生じたりするおそれがある。そこで粉末の分布の均一性を保持するために、粒径の小さいものの割合を確保したり、適切な平均粒径を規定する。粒径の均一性つまり粒度分布を向上させるほど、蒸着膜の均一性を良くすることもできる。
【００２２】
ここで上記粒径は、本発明の複合蒸着材の側面、あるいは複合蒸着材を切断した断面で観察するものである。断面は、複合蒸着材の長手方向に垂直な断面あるいは長手方向に平行な断面に限らず、任意に切断した断面としてよい。断面で観察するときの粒径とは、粉末の最短径と最長径を測定し平均値を取る２軸平均径をいう。平均粒径については、任意の仮想線を横断する粉末の径の合計長さを粉末数で除したものをいう。また混合前の粉末の粒径、平均粒径も同様に粉末を写真に撮り２軸平均径から求めた粒径と、写真上の任意の仮想線を横断する粉末の径の合計長さを粉末数で除した平均粒径を用いた。粒度分布は前記方法で求めた粒径をヒストグラム化したものである。
【００２３】
請求項７に記載の本発明の複合蒸着材は、基体金属重量と高蒸気圧金属粉末重量の重量比は、高蒸気圧金属粉末重量を高蒸気圧金属粉末重量と基体金属重量の和で除した値が、０．０３〜０．４であることが望ましい。
【００２４】
重量比は、高蒸気圧金属が主となる膜厚から決めることができる。重量比が０．０３以下になると、蒸着初期部に基体金属が含まれることが多くなり、仕事関数が４．５以上、また光反射率も上がってしまう。重量比が０．４以上であると、高蒸気圧金属に対しバインダー金属が少ないため、冷間線引きを行っても基体金属とバインダー金属粉末、高蒸気圧金属粉末が一体化せず、基体金属から高蒸気圧金属粉末がこぼれ落ちると言う不具合が発生することがある。また、蒸着膜では基体金属の体積が少なくなるので電気抵抗も上昇してしまい、発熱等の問題が発生する。
【００２５】
請求項８に記載の本発明の複合蒸着材の製造方法は、高蒸気圧金属粉末とバインダー金属粉末を混合した混合粉末を形成する工程と、前記混合粉末をパイプ状基体の中に充填する工程と、前記パイプ状基体に通気性の栓をする工程と、前記パイプ状基体を冷間線引き加工して径を縮小し蒸着母材を形成する工程と、前記蒸着母材を分割して複合蒸着材を得る工程とを備えることを特徴とする。
【００２６】
バインダー金属粉末は、基体金属と同種の金属であるだけでなく、延性に優れた材料であることが望まれる。バインダー金属粉末は、基体金属と高蒸気圧金属粉末を一体として接合するバインダーの機能を持つ。バインダー機能を果たすには、バインダー金属粉末が冷間線引き時に塑性変形して、高蒸気圧金属粉末を接合する必要があるので、延性だけでなく比較的軟らかい金属であることが好ましい。基体金属と同種である必要はないが、蒸気圧が異なると蒸着条件を出すのが難しくなるため、同じとすることが蒸着作業を行う点で有利である。しかし、複合蒸着材の製造コストを下げるため基体金属が銀や金の場合、バインダー金属は安価で銀や金の蒸気圧と近いアルミニウムや銅粉末を使用することも可能である。
【００２７】
バインダー金属粉末と高蒸気圧金属粉末を混合し混合粉末を得る方法として、粉末を密封容器に入れ不活性ガスを封入して、容器を回転、揺動させる混合機、あるいは不活性ガスを封入出来るＶ型ミキサーを用いる。不活性ガスを封入するのは粉末の酸化や爆発を防ぐためである。また、密封容器は金属製のものを用い、容器の一部をアースすることで静電気の帯電を防止し爆発の危険性を下げる事で、安全に粉末を混合することが出来る。また、前述した様に粒径や混合比等を規定することで、バインダー金属粉末と高蒸気圧金属粉末を均一に混合することができ、本発明の複合蒸着材を欠陥なく構成できる。
【００２８】
パイプ状基体に混合粉末を充填するには、パイプ状基体を地面に対し６０度から８０度に傾けて保持し、混合粉末を自然落下で充填することが好ましい。８０度から９０度の角度にパイプ状基体を保持し、混合粉末を自然落下で充填するとパイプ状基体の空気が抜けず、混合粉末がブリッジを作り空気溜まりが発生して、完全に充填することができないことがある。この状態で振動を与えたり、棒で突っついても空気溜まりを除去することは難しいものである。また、６０度以下の角度で混合粉末を充填したのち、パイプ状基体を略垂直に立てると、混合粉末がブリッジを作りやすく好ましいものではない。混合粉末充填時にパイプ状基体の傾斜角度を規定することで、パイプ状基体に混合粉末を自然落下で確実に充填することが可能となる。パイプ状基体に混合粉末を充填後、パイプ状基体に振動を与えたり、棒で突っついたりしてより充填密度を上げることもできる。しかしながら、過度の揺動や振動を加えることは、粒径や比重の差によって生じるバインダー金属粉末と高蒸気圧金属粉末の分離を起こす恐れがあるため注意を要する。
【００２９】
パイプ状基体に混合粉末を充填する際には、冷間線引き加工の工程で混合粉末が漏洩しないようにパイプ状基体の両方の開口を閉じる必要がある。この開口部の閉鎖方法は、パイプ状基体の端を変形させて固定用の栓をする方法が良い。固定用の栓には、通気性あるいは弾力性を持たせることが重要である。冷間線引き時、基体金属が縮径され延ばされるとき混合粉末も同時に縮径され延ばされる必要がある。固定用栓が非通気性であると、混合粉末の流動が阻害されるだけでなく、混合粉末に含まれる空気がパイプ状基体内で圧縮されパイプ状基体後端から勢いよく飛出してしまうと言う問題がある。また、弾力性を有しないと線引きダイスで縮径できず線引き出来ない。固定栓には、φ２０μｍ位の極細金属線を丸めて使用することが良い。金属線材料としては強度のあるステンレスが好ましい。φ１００μｍ程度の太い金属線を用いる事も可能であるが、線引きして固定用栓部を除去し蒸着母材を得るとき、固定用栓部の切断時、φ２０μｍ位のステンレス線はペンチでは切断し難くいため、ステンレス線があった場合は容易に判断できる。そのため、蒸着材から見たら不純物である固定用栓を確実に除去できるものである。
【００３０】
パイプ状基体の冷間加工には、押し出し加工あるいは引き抜き加工（線引き加工ともいう）を用いる。これらの加工方法は、線引きあるいは押出し用ダイスにパイプ状基体を通すことによって径方向に圧縮し、その径を細くさせて且つ長手方向に伸ばす。この圧縮・伸長において、パイプ状基体や装置自体に対して熱処理の付加は行わないが、冷間工程で圧縮されたバインダー金属粉末が塑性をもって流動するか、粉末同士の摩擦による発熱で局所的に軟化するかして、金属粉末同士の間に入り込むと考えられる。こうして細く線引きされたパイプ状基体と高蒸気圧金属粉末の間にバインダー金属が充填され、パイプ状基体とバインダー金属粉末および高蒸気圧金属粉末は一体化し、実質的に基体金属の軸領域に高蒸気圧金属粉末が分散する構造の蒸着母材を得ることができる。
【００３１】
線引きは、線引きダイスの孔径を変えて複数回行う必要がある。一回の線引きで縮径できる量は、リダクション率で１０〜３０％である。リダクション率は、縮径前の断面積と縮径後の断面積の差を百分率で表わしたものである。基体径が太い時点ではリダクション率を２０〜３０％とし、基体径が小さくなるに従いリダクション率を下げて、基体の切断を防ぐ必要がある。基体径がφ２ｍｍ以下になったときは、リダクション率を１０〜１５％まで下げることが切断を防ぐ点から望ましい。
【００３２】
蒸着母材を、切断などによって所定の長さに切り分けてペレット状の複合蒸着材を得る。切断した状態で真空蒸着機に供給しても良いし、ペレットの端面にできたバリの除去を兼ねてパーツフィーダー等の自動供給がし易いように面取り加工を行っても良い。パーツフィーダー等の自動供給装置を使用する場合は、少なくとも蒸着材の側面（長手方向の面）の端部の角が面取りによって除去されていることが望ましい。蒸着母材の切り分けと面取りもしくは端面丸め加工を同時に行うことも可能である。多数の切断されたペレットを回転バレル研磨装置に入れて、端部の糸面取り加工を行うこともできる。また、端部の角を側面の側に押しつぶす転造加工を施して、端面丸め加工を行ってもよい。
【００３３】
請求項９に記載の本発明の複合蒸着材の製造方法は、パイプ状基体を冷間線引き加工して径を縮小し蒸着母材を形成する工程において、通気性の栓を除去した後、複数の蒸着母材を熔接し長尺の蒸着母材を形成する工程を用いることが望ましい。
【００３４】
長い蒸着母材を作るには、太くて長いパイプ状基体を使用する必要がある。太いパイプ状基体を使用した場合、所定の線径にするまでの線引き回数が増えるため多数の線引きダイスを準備する必要があるだけでなく、大型の線引き機を準備する必要がある。また、長いパイプ状基体を使うと混合粉末の充填が難しくなるため、品質と工数からパイプ状基体の径と長さは制約を受けることとなる。パイプ状基体と混合粉末が一体化した時点で通気性の栓部分を除去し、複数本接合したのち所定の径まで線引きすることで、線引き工数を削減できる。接合は抵抗熔接を用いる事が好ましい。蒸着母材の端面をほぼ直角に切断したのち、蒸着母材同士を突き合わせ電流を流して加熱すると同時に、蒸着母材の突き合わせ方向に力を加え接合すると同時に電流を遮断、冷却する。接合部は盛り上がるためやすり等で削り蒸着母材径に合わせる。ロウ材等を用いる接合方法に比べ抵抗熔接で接合を行うと、接合部にロウ材等異質の材料が付着しないため、接合部を除去することなく使用できるという利点がある。
【００３５】
請求項１０に記載の本発明の複合蒸着材の製造方法は、基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属粉末と基体と同材質の金属粉末を混合した混合粉末の安息角が、４５度以下である混合粉末を使用することが望ましい。
【００３６】
パイプ状基体に充填する混合粉末は、粉末の流動性を表す安息角で４５度以下であることが好ましい。好ましくは安息角が３５度以下である。安息角は１０ｃｍの高さから混合粉末を一点に自然落下させ、混合粉末が作る円錐形の底辺と斜面で構成する角度で規定した。一般に安息角が小さいほど粉末の流動性は良いものである。安息角４５度以下の混合粉末を用いることで、パイプ状基体に混合粉末を充填する際に、混合粉末がブリッジを作ことなく均一に充填出来る。混合粉末がブリッジを作り不均一な状態となると、線引きし複合蒸着材を作製してもブリッジ個所は、基体金属に対し高蒸気圧金属粉末の含有比率が下がってしまい、複合蒸着材としては使用できないことになる。
【００３７】
請求項１１に記載の本発明の複合蒸着膜は、基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属を主とし基体金属を含む合金で蒸着初期部を形成し、基体金属を主とし基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属を含む合金で蒸着終期部を形成したことを特徴とする。
【００３８】
蒸着初期部から蒸着終期部に向かい、高蒸気圧金属の含有率が連続的に減少する組成傾斜を持った複合蒸着膜である。組成傾斜度合いは、基体金属と高蒸気圧金属の重量比率を変えることで制御することができる。また、蒸着速度、真空度等の真空蒸着条件でも制御することが可能である。蒸着初期部とは、蒸着膜表面の蒸着初期面から膜厚の１０％位までの厚みの領域を指している。蒸着終期部も同義である。
【００３９】
請求項１２に記載の本発明の複合蒸着膜は、基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属もしくは基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属を主とする基体金属との合金で蒸着初期部を形成し、基体金属もしくは基体金属を主とした基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属との合金で蒸着終期部を形成したことを特徴とする。
【００４０】
請求項１３に記載の本発明の複合蒸着材は、基体金属の軸領域に分散された２種類の金属粉末を備え、前記金属粉末の１種が基体金属の蒸気圧より高蒸気圧金属で、他種が基体金属の蒸気圧より低蒸気圧金属であることを特徴とする。
【００４１】
請求項１４に記載の本発明の複合蒸着材は、前記基体金属の比抵抗が、２０℃で２．７ｘ１０−６（Ω−ｃｍ）以下であることが望ましい。
【００４２】
請求項１５に記載の本発明の複合蒸着材は、前記高蒸気圧金属の仕事関数が、４．５以下である事が望ましい。
【００４３】
請求項１６に記載の本発明の複合蒸着材は、前記高蒸気圧および低蒸気圧金属粉末の可視光線領域での光反射率が、前記基体金属の可視光線領域での光反射率よりも低いことが望ましい。
【００４４】
本発明の複合蒸着材を用いた蒸着膜は、蒸着初期部は高蒸気圧金属、蒸着中期部は基体金属、蒸着終期部は低蒸気圧金属が主となる。蒸着初期部は低光反射率となるため、従来のアルミニウムや金、銀、銅等に比べ、光の反射を抑えることができコントラスト向上する。特に、蒸着初期部が黒に近い色となる場合は、十分なコントラストが得られる。蒸着終期も蒸着初期部と同様低光反射率となるため、周囲光が蒸着終期面で反射される量が減少し、コントラストを向上させることができる。ここで、蒸着中期は電気抵抗の低い金属を用いることで、膜に電流を流しても発熱を抑えることができる。
【００４５】
請求項１７に記載の本発明の複合蒸着材は、基体金属が、金、銀、銅、アルミニウムから選ばれる少なくとも一つの材料で構成され、前記金属粉末の高蒸気圧金属が、マグネシウム、マンガン、鉛、カドニウム、亜鉛、インジウム、ビスマス、カルシウム、テルル、ストロンチウムから選ばれる少なくとも一つの材料で、前記金属粉末の低蒸気圧金属が、クロム、コバルト、モリブデン、ニオブ、タンタル、タングステン、ベリリウム、ニッケル、錫、鉄、シリコン、チタン、バナジウム、白金、カーボンから選ばれる少なくとも一つの材料で構成されることが望ましい。
【００４６】
低蒸気圧金属で通常は蒸着に適さない例えばカーボンの粉末であっても、基体金属の軸領域に分散させることで、基体金属がキャリヤーとなって当該粉末を蒸発させることができる。高蒸気圧金属はキャリヤーとなる基体金属が蒸発する前に蒸発が始まるため、通常の真空蒸着に向く材料であることが望まれる。
【００４７】
請求項１８に記載の本発明の複合蒸着材は、低蒸気圧金属および高蒸気圧金属の粉末の平均粒径が、０．１〜１００μｍの範囲で、金属粉末の粒径は少なくとも単位体積中の金属粉末の７０％以上について、３０μｍ以下であることが望ましい。
【００４８】
請求項１９に記載の本発明の複合蒸着材は、基体金属重量と高蒸気圧および低蒸気圧金属粉末の合計金属粉末重量の重量比は、合計金属粉末重量を基体金属重量と合計金属粉末重量の和で除した値が、０．０３〜０．４であることが望ましい。
【００４９】
請求項２０に記載の本発明の複合蒸着材の製造方法は、高蒸気圧金属粉末と低蒸気圧金属粉末と基体金属と同材質の金属粉末を混合した混合粉末を形成する工程と、前記混合粉末をパイプ状基体の中に充填する工程と、前記パイプ状基体に通気性の栓をする工程と、前記パイプ状基体を冷間線引き加工して径を縮小し蒸着母材を形成する工程と、前記蒸着母材を分割して複合蒸着材を得る工程とを備えることを特徴とする。
【００５０】
請求項２１に記載の本発明の複合蒸着材の他の製造方法は、パイプ状基体を冷間線引き加工して径を縮小し蒸着母材を形成する工程において、通気性の栓を除去した後、複数の蒸着母材を熔接し長尺の蒸着母材を形成する工程を用いることが望ましい。
【００５１】
請求項２２に記載の本発明の複合蒸着材の製造方法は、高蒸気圧金属粉末と低蒸気圧金属粉末および基体と同材質の金属粉末を混合した混合粉末の安息角が、４５度以下である混合粉末を使用することが望ましい。
【００５２】
請求項２３に記載の本発明の複合蒸着膜は、基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属を主とすると基体金属を含む合金で蒸着初期部を形成し、基体金属を主とする基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属もしくは低い蒸気圧の金属を含む合金で蒸着中期部を形成し、基体金属の蒸気圧よりも低い蒸気圧の金属を主とする基体金属を含む合金で蒸着終期部を形成したことを特徴とする。
【００５３】
蒸着初期部から蒸着中期部に向かうに従い、高蒸気圧金属の含有率が連続的に減少し蒸着中期部では基体金属を主とし、蒸着中期部から蒸着終期部に向かうに従い、低蒸気圧金属の含有量が連続的に増加する組成傾斜を持った複合蒸着膜である。組成傾斜度合いは、基体金属と高蒸気圧金属および低蒸気圧金属の重量比率を変えることで制御することができる。また、蒸着速度、真空度等の真空蒸着条件でも制御することが可能である。蒸着初期部とは、蒸着膜表面の蒸着初期面から膜厚の１０％位までの厚みの領域を指している。蒸着終期部も同義である。蒸着中期部とは、蒸着初期部および蒸着終期部を除いた領域である。
【００５４】
請求項２４に記載の本発明の複合蒸着膜は、基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属もしくは基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属を主とすると基体金属との合金で蒸着初期部を形成し、基体金属もしくは基体金属を主とする基体金属の蒸気圧よりも高い蒸気圧の金属もしくは低い蒸気圧の金属との合金で蒸着中期部を形成し、基体金属の蒸気圧よりも低い蒸気圧の金属もしは基体金属の蒸気圧よりも低い蒸気圧の金属を主とする基体金属との合金で蒸着終期部を形成したことを特徴とする複合蒸着膜。
【００５５】
請求項２５に記載の本発明の表示装置は、蒸着初期部および蒸着中期部、蒸着終期部で組成の異なる複合蒸着膜を、電極材として使用したことを特徴とする。
【００５６】
用途の例として、有機ＥＬ表示装置の陰極材として用いることができる。有機ＥＬの陰極の発光素子部側は低仕事関数かつ低光反射率が望まれる。発光素子部への電子注入効率を上げるため低仕事関数の材料が好ましい。また、光反射率を下げることでコントラストの増加が図れる。陰極であるため電流が流れるため電極としては低電気抵抗である必要がある。そのため、蒸着初期が低仕事関数および低光反射率の金属で蒸着終期が低電気抵抗である複合蒸着膜の採用が好ましい。液晶表示装置特にＴＦＴ型のゲート電極やソース電極、ドレイン電極に使用することで、コントラストの高い表示装置が得られる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
図面を参照しながら本発明の実施形態について、以下に詳細を説明する。図１は、本発明の複合蒸着材の一実施態様の斜視図、図２は本発明の複合蒸着材の一実施態様の断面図であって、円柱状のアルミニウム基体１と、前記アルミニウム基体軸領域に分散された高蒸気圧金属であるマンガン粉末２を有する複合蒸着材を示した。点線はアルミニウム基体軸領域４に相当し、主として高蒸気圧金属であるマンガン粉末がアルミニウム粉末１６中に分散されている領域である。この軸領域４の側面には、マンガン粉末２が露出された部分が存在する。アルミニウム基体１中の軸領域４以外の部分は、アルミニウムで構成されている。円柱の両方の端面には面取り３を施した。寸法としてはアルミニウム基体の外径をφ２．０ｍｍとして、端面の面取りをＣ０．３ｍｍとした。点線の軸領域４の径を約φ０．７〜０．９ｍｍとして、長さを１４ｍｍとした。
【００５８】
次に本実施例で用いた製造方法について図３と図４の工程フロー図で説明する。まず、バインダー金属のアルミニウム粉末５とマンガン粉末２を不活性ガスを充填した密封容器６にいれて、密封容器を回転・揺動させて、アルミニウム粉末１６とマンガン粉末２を均一に混合した（ステップ１）。不活性ガスを充填した状態で混合するのは、アルミニウムおよびマンガン粉末の酸化を防ぎ、静電気等による爆発を防ぐためである。混合させた粉末中、アルミニウム粉末は平均粒径が７５μｍであり、マンガン粉末は平均粒径を１０μｍとした。アルミニウム管（パイプ）７には外径φ１５．０ｍｍであり、内径φ６．２５ｍｍであり、長さ１ｍの中空棒を用いた。アルミニウム管の中空部にアルミニウムとマンガンの混合粉末を充填する前に、アルミニウム管の特に内表面の油等の付着物や酸化皮膜を除去するために、酸洗い、水洗、乾燥をおこなった。
【００５９】
マンガン粉末７０ｗｔ％とアルミニウム粉末３０ｗｔ％を、不活性ガス中で混合した混合粉末を１０ｃｍの高さから自然落下させた時の安息角は３３〜４０度であった。
【００６０】
次に、アルミニウム管７の片方の端をハンマーで叩いて、内径を若干量小さくした。アルミニウム管７の一方の端に、綿状に丸めたステンレスワイヤーからなる栓８を詰めて固定した（ステップ２）。アルミニウム管７を地面に対し約７５度の角度に保持し、アルミニウム管の他方の端の開口からアルミニウムとマンガンの混合粉末を注いだ後、アルミニウム管をプラスチックハンマーで軽く叩き混合粉末の充填度合いを上げた。（ステップ３）。開口をふさぐように同様のステンレスワイヤーの栓８を詰めて開口側のアルミニウム管端部をハンマーで叩き、アルミニウム管に混合粉末を充填させた（ステップ４）。ステンレスワイヤーの栓８はφ１８μｍのＳＵＳ糸を絡ませた構造であり、粉末を固定するに十分な弾力性と、通気性を合わせ持つ。この通気性は、次の冷間加工工程でアルミニウムとマンガンの混合粉末の粒子間に存在する空気を排除させるための通気孔として機能する。通気孔によって粉末内部の空気を除去することはアルミニウム管と金属粉末の強固な密着を得るためである。アルミニウム管を密封すると縮径時に内部の空気が圧縮され、アルミニウム管内の圧力が上がりアルミニウム管が破裂する。アルミニウム管内を真空にしてから密封すると、アルミニウム管の破裂は防ぐ事ができるが、線引き時にアルミニウム管内での混合粉末の移動がスムーズに行われないためか、軸領域の寸法にばらつきが生じ均一な組成の蒸着材が得られない。
【００６１】
次にアルミニウムとマンガンの粉末を充填させたアルミニウム管を伸長させる冷間加工工程を説明する。アルミニウム管の一方の端を頭打ち機と呼称される装置で均一に叩き、線引き用ダイス孔径より小さい固定部９を形成した。固定部９の長さは約４０ｍｍとした。この固定部９を線引き用ダイス１０の孔に通し、引っ張り加重装置１１で挟持して引っ張り加重装置を動かし、固定部に引っ張り加重をかけることで、線引き用ダイスの孔からアルミニウム管を引き抜いた（ステップ５）。引き抜きの速度、すなわち伸線速度は約３０ｍ／分とした。引き抜かれたアルミニウム管の外径はダイスの孔の径に絞られて小さくなった。この引き抜き工程を線引きと呼称する。次に、線引き用ダイスを孔の径の小さいものに交換して、同様の引き抜き工程を行って、アルミニウム管の径をさらに小さくした。線引き用ダイス孔径より径の小さい固定部９の形成は適時行った。この工程を繰り返して、外径を徐々に細くさせてアルミニウム管を伸長させ、外径φ４．６ｍｍまで縮径した時点でステンレスワイヤーの栓が詰まっている部分を、ａ−ａ’，ｂ−ｂ’で切断し、第一蒸着母材を得た（ステップ６）。複数本の第一蒸着母材を抵抗熔接を行い熔接部１４を有する長尺の第一蒸着母材を得た（ステップ７）。固定部の作製、冷間線引きを繰り返し外径φ２ｍｍまで縮径した（ステップ８）。固定部９を除去し蒸着母材１３を得た（ステップ９）。この蒸着母材１３を所定の長さに切断、面取り加工することでアルミニウム基体の軸領域に高蒸気圧金属のマンガン粉末を分散させた複合蒸着材１５ができた（ステップ１０）。
【００６２】
冷間の線引き工程でアルミニウム管を外径φ１５．０ｍｍから外径φ２．０ｍｍまで加工するのに、一回の線引きで断面積で約１０〜２５％の減少率としたため、２０種の線引きダイスを使用した。断面積を１５％まで減面するとアルミニウム管とアルミニウム粉末、マンガン粉末は一体となり、栓を除去してもアルミニウム管からアルミニウム粉末やマンガン粉末がこぼれ落ちることはなくなる。常温かつ大気圧中で冷間線引き加工行ったが、熱間線引き加工することで一回の線引きでの線引き率を上げ、線引きダイスの数を減らすことは可能であるが、アルミニウム管内の残存空気によるアルミニウムおよびマンガン粉末の酸化を防止する方策を取る必要がある。このことから、一回のリダクション率を落とし線引き回数を増やす方が、製造する上では容易であると言える。
【００６３】
次に、蒸着母材１３から所定の長さのペレットを得るために、線引き完了した蒸着母材１３を切断機で長さ１４ｍｍに切り分けた。面取りは旋盤を用いて行ったが、プレスを用い加工する事も可能である。切断と面取り加工もしくは端部丸め加工を同時に行うことも可能である。端部丸め加工は転造機を用いアルミニウムの塑性変形加工を行なう事もできる。図１に示すような面取りを行った丸棒形状としたため、振動式パーツフィーダーで複合蒸着材１５を整列、搬送を行っても何ら問題なく蒸着機に供給できた。面取りを行わない複合蒸着材に付いても実験を行ったが、複合蒸着材の端面がパーツフィーダーの壁面や複合蒸着材同士が引っかかり、整列、搬送が上手く行かない。また面取りをＣ１ｍｍつまり端部を円錐形にすると、複合蒸着材の下に他の複合蒸着材が潜り込みこれも整列、搬送が上手く行かなかった。これらの事から面取りはＣ０．３〜０．６ｍｍが最も整列、搬送が問題なく行える値と考えられる。ただし、これらの最適な面取りの寸法は、外径φ２、長さ１４ｍｍの複合蒸着材形状の時であり、外径、長さが変われば最適値は変わるが、概略外径値の１５〜３０％の面取りを行えば良い。実施例ではＣ面取りを行ったが、曲面を持ったｒ面取りでも良いものである。
【００６４】
外径φ１５．０ｍｍと内径φ６．２５ｍｍの寸法であるアルミニウム管に、マンガン粉末７０ｗｔ％，アルミニウム粉末３０ｗｔ％で混合した粉末を詰め、外径φ２．０ｍｍに線引きした場合、マンガンの分散した軸領域の径はφ約０．８５ｍｍとなり、全体に占めるマンガンは約１０．７ｗｔ％となった。
【００６５】
本発明の複合蒸着材を使用して蒸着膜を形成した。真空装置のベルジャー内に、複合蒸着材とガラス基板を配置し、前記複合蒸着材を加熱・蒸発させて、前記ガラス基板にアルミニウムとマンガンの蒸着膜を形成した。蒸着した膜の組成に付いて図５を用いて説明する。蒸着膜は、アルミニウムとマンガンの合金膜であって、ガラス基板側つまり蒸着初期がマンガンリッチで蒸着終期がアルミニウムリッチな組成が傾斜した蒸着膜となった。使用したガラス基板は、分析精度を上げるためアルミニウムとマンガンが含まれない組成のものを使用した。蒸着初期面は黒色で、蒸着終期面はアルミニウム色であった。図中ａ）とｂ）は蒸着条件を変えたものである。
【００６６】
蒸着条件は真空度１０−２Ｐａとし、印加電圧と蒸着時間を変えた。蒸着材を載せるトレーはボロンナイトライト（ＢＮ）を使用し、２００ｎｍの蒸着膜厚となるように複合蒸着材の重量を調整した。ガラス基板に蒸着された膜の、膜厚方向の膜組成をオージェ分析機を用いて分析した。大気中に蒸着膜を置くと蒸着膜の表面が酸化されるため、膜を分析すると酸素が検出されるが、酸素は除いてアルミニウムとマンガンの原子％で表わしている。図の横軸は、膜厚を示し膜厚２００ｎｍの位置が蒸着初期面、膜厚０ｎｍが蒸着終期面を表わしている。図中ａ）は印可電圧８Ｖ、蒸着時間７０秒、ｂ）は印可電圧９Ｖ、蒸着時間２５秒の蒸着条件である。印可電圧を高くし蒸着速度を上げたｂ）の蒸着膜は、蒸着初期がマンガン１００％、蒸着終期がアルミニウム１００％となっている。蒸着条件で組成傾斜度合いを変化できるものである。
【００６７】
図６に、蒸着膜の光反射率の測定結果を示す。光反射率は分光光度計を用い３９０ｎｍから７６０ｎｍの可視光領域で３０ｎｍ間隔で測定した。光反射率は純アルミニウムの蒸着膜の光反射率を１００％として比較測定を行った。蒸着初期面はガラスを通して測定することとなるため、本発明の蒸着膜と純アルミニウム蒸着膜に用いたガラスは同一の材質、厚みを持った物を使用している。図中ａ）は印可電圧８Ｖ、蒸着時間７０秒、ｂ）は印可電圧９Ｖ、蒸着時間２５秒の蒸着条件で、白丸は蒸着初期面、黒丸は蒸着終期面の光反射率である。蒸着初期面の光反射率は、ａ）にはアルミニウムが約５原子％含まれているため、ｂ）より光反射率が高くなっている。蒸着終期面の光反射率は、ａ）にはマンガンが約２原子％含まれているため、ｂ）より光反射率が低下している。
【００６８】
アルミニウムとマンガンの室温での電気抵抗率は、約２．７ｘ１０−６（Ω・ｃｍ）と約４３．１ｘ１０−６（Ω・ｃｍ）である。本複合蒸着材を用いて蒸着した膜の電気抵抗は約３．２ｘ１０−６（Ω・ｃｍ）であり、マンガンに比べて約１／１３にする事ができた。アルミニウムに比べ約２０％抵抗が上がっているが、光反射率の低下の効果から許容できる値であった。蒸着初期と終期で組成の異なる薄膜の電気抵抗（抵抗率）を測定することは難しいので、同一組成（マンガン１０７ｗｔ％含むアルミニウム合金）の一辺１０ｍｍ立方体形状のバルク材を作製し測定を行った。
【００６９】
本発明の他の実施形態に付いて図７を用いて説明する。円柱状の銀基体と、前記銀基体１７の軸領域に高蒸気圧金属のマグネシュウム粉末１８とバインダー金属のアルミニウム粉末１６を有する複合蒸着材を示した。バインダー金属には銀と蒸気圧の近いアルミニウムを使用した。バインダー金属にアルミニウムを用いたのは、価格のためである。重量比でアルミニウム：マグネシュウム＝８：２になるように、アルミニウム粉末とマグネシュウム粉末を不活性ガスを充填した密封容器にいれて、密封容器を回転・揺動させて、アルミニウム粉末とマグネシュウム粉末を均一に混合した。混合させた粉末中、アルミニウム粉末は平均粒径が７５μｍであり、マグネシュウム粉末は平均粒径を７０μｍとした。マグネシュウムは酸化力の強い金属であるので、微粉末を取扱うのに特に注意を要する。そのため、マグネシュウム粉末の粒径は極力大きくして、表面積を下げた方が好ましい。銀パイプは外径φ１５．０ｍｍであり、内径φ１１．０ｍｍであり、長さ３５０ｍｍの中空棒を用いた。銀は加工硬化を起こし易いため、混合粉末充填前に銀パイプを窒素中で３５０℃、１時間焼きなましを行った。
【００７０】
銀パイプに通気性の栓を設け混合封末を充填したのち、冷間線引きを行った。φ１５ｍｍからφ２ｍｍまで線引きする間に、加工硬化した銀を焼きなましする作業を３回行った。焼きなまし条件は窒素中で３５０℃、１時間行った。焼きなまし作業を行わないと、線引き中に切断してしまうためである。マグネシュウムとアルミニウム粉末の分散した軸領域の径はφ約１．４５ｍｍとなり、全体に占めるマグネシュウムは約１．９ｗｔ％、アルミニウムは約１１．７ｗｔ％となった。
【００７１】
蒸着した膜の組成に付いて図８を用いて説明する。蒸着膜は、銀とアルミニウム、マグネシュウムの合金膜であって、ガラス基板側つまり蒸着初期がマグネシュウムリッチなマグネシュウムと銀で、蒸着中期が銀とアルミニウム、蒸着終期がアルミニウムリッチなアルミニウムと銀の組成傾斜蒸着膜となった。蒸着初期面は灰色で、蒸着終期面はアルミニウム色であった。蒸着条件は真空度１０−２Ｐａ、印可電圧９Ｖ、蒸着時間２５秒とした。また、図９に、光反射率を示す。
【００７２】
本発明の他の実施形態に付いて図１０を用いて説明する。円柱状のアルミニウム基体と、前記アルミニウム基体１軸領域にマンガン粉末２と鉄粉末１９を有する複合蒸着材を示した。バインダー金属にはアルミニウム粉末１６を使用した。重量比でアルミニウム：マンガン：鉄＝５：２：３になるように、アルミニウム粉末１６とマンガン粉末２、鉄粉末１９を不活性ガスを充填した密封容器にいれて、密封容器を回転・揺動させて、アルミニウム粉末とマンガン粉末、鉄粉末を均一に混合した。混合させた粉末中、アルミニウム粉末は平均粒径が７５μｍであり、マンガン粉末は平均粒径を１０μｍ、鉄粉末は平均粒径を４０μｍとした。アルミニウムパイプは外径φ１５．０ｍｍであり、内径φ９．５ｍｍであり、長さ３５０ｍｍの中空棒を用いた。マンガン粉末と鉄粉末、アルミニウム粉末の分散した軸領域の径はφ約１．２７ｍｍとなり、全体に占めるマンガンは約１２．６ｗｔ％、鉄は約２０．１ｗｔ％となった。
【００７３】
蒸着した膜の組成に付いて図１１を用いて説明する。蒸着膜は、マンガンとアルミニウム、鉄の合金膜であって、蒸着初期がマンガンで、蒸着初期に近い蒸着中期はマンガンとアルミニウム、蒸着終期に近い蒸着中期はアルミニウムと鉄、蒸着終期が鉄の組成傾斜蒸着膜となった。蒸着初期面は黒色で、蒸着終期面はねずみ色であった。蒸着条件は真空度１０−２Ｐａ、印可電圧９Ｖ、蒸着時間２５秒とした。また、図１２に、光反射率を示す。光反射率は純アルミニウム蒸着膜の光反射率を１００％としている。
【００７４】
本発明の他の実施形態に付いて図１３を用いて説明する。円柱状のアルミニウム基体と、前記アルミニウム基体１軸領域にマンガン粉末２とコバルト粉末２０を有する複合蒸着材を示した。バインダー金属にはアルミニウム粉末１６を使用した。重量比でアルミニウム：マンガン：コバルト＝５：２：３になるように、アルミニウム粉末とマンガン粉末、コバルト粉末を不活性ガスを充填した密封容器にいれて、密封容器を回転・揺動させて、アルミニウム粉末とマンガン粉末、コバルト粉末を均一に混合した。混合させた粉末中、アルミニウム粉末は平均粒径が７５μｍであり、マンガン粉末は平均粒径を１０μｍ、コバルト粉末は平均粒径を３５μｍとした。アルミニウムパイプは外径φ１５．０ｍｍであり、内径φ９．５ｍｍであり、長さ３５０ｍｍの中空棒を用いた。マンガン粉末とコバルト粉末、アルミニウム粉末の分散した軸領域の径はφ約１．２７ｍｍとなり、全体に占めるマンガンは約１２．２ｗｔ％、コバルトは約２１．８ｗｔ％となった。
【００７５】
蒸着した膜の組成に付いて図１４を用いて説明する。蒸着膜は、マンガンとアルミニウム、コバルトの合金膜であって、蒸着初期がマンガンで、蒸着初期に近い蒸着中期はマンガンとアルミニウム、蒸着終期に近い蒸着中期はアルミニウムとコバルト、蒸着終期がコバルトの組成傾斜蒸着膜となった。蒸着初期面は黒色で、蒸着終期面はねずみ色であった。また、図１５に、光反射率を示す。光反射率は純アルミニウム蒸着膜の光反射率を１００％としている。
【００７６】
本発明の複合蒸着材を用い作製した組成傾斜蒸着膜を、有機ＥＬ素子の陰電極に用いることで従来の光反射率の高いアルミニウム陰電極に比べ、ぎらぎらとした反射がなくなりコントラスト比が高くなり表示が見やすくなった。
【００７７】
【発明の効果】
基体金属の軸領域に基体金属の蒸気圧より高い蒸気圧金属粉末を配した複合構造の複合蒸着材を用い、一回の蒸着作業で蒸着初期面は低光反射率となる組成傾斜膜が得られる。また、基体金属の軸領域に基体金属の蒸気圧より高い蒸気圧金属粉末と低い蒸気圧金属粉末を配した複合構造の複合蒸着材を用いる事で、一回の蒸着作業で蒸着初期面と蒸着終期面が低光反射率となる組成傾斜膜が得られ、これらの複合蒸着材および組成傾斜膜を表示装置の電極に用いる事で、コントラストの高い表示装置が得られた。一回の蒸着作業で組成傾斜膜が得られるため、複数回蒸着や熱処理、化学処理等によって低光反射率化する工程に比べ安価にできた。組成が徐々に変化する組成傾斜膜であるため、熱膨張差による剥れ等が無く安定に膜を作る事ができた。また、特別な装置を使用することなく現有の真空蒸着装置を使用できるので、コストの低減が図れた。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の複合蒸着材の一実施態様の斜視図である。
【図２】
本発明の複合蒸着材の一実施態様の断面図である。
【図３】
本発明の複合蒸着材の製造工程フロー図である。
【図４】
本発明の複合蒸着材の製造工程フロー図である。
【図５】
本発明の複合蒸着材を用いた蒸着膜の組成分布である。
【図６】
本発明の複合蒸着材を用いた蒸着膜の光反射率である。
【図７】本発明の他の複合蒸着材の実施態様の断面図である。
【図８】本発明の他の複合蒸着材を用いた蒸着膜の組成分布である。
【図９】本発明の他の複合蒸着材を用いた蒸着膜の光反射率である。
【図１０】本発明の他の複合蒸着材の実施態様の断面図である。
【図１１】本発明の他の複合蒸着材を用いた蒸着膜の組成分布である。
【図１２】本発明の他の複合蒸着材を用いた蒸着膜の光反射率である。
【図１３】本発明の他の複合蒸着材の実施態様の断面図である。
【図１４】本発明の他の複合蒸着材を用いた蒸着膜の組成分布である。
【図１５】本発明の他の複合蒸着材を用いた蒸着膜の光反射率である。
【図１６】有機ＥＬ素子の概略構成の断面図である。
【符号の説明】
１　アルミニウム基体、２　高蒸気圧金属粉末、２　マンガン粉末、
３　面取り、４　軸領域、６　密封容器、７　アルミニウム管、８　栓、
９　固定部、１０　線引き用ダイス、１１　引っ張り加重装置、
１２　第一蒸着母材、１３　蒸着母材、１４　熔接部、１５　複合蒸着材、
１６　アルミニウム粉末、１７　銀基体、１８　マグネシュウム粉末、
１９　鉄粉末、２０　コバルト粉末、８１　基板、８２　陽電極、
８３　有機電界発光層、８４　陰電極、８５直流。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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