CN101484608A - 卷绕式真空蒸镀装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够在不降低生产效率的情况下抑制薄膜上产生受热影响区域的卷绕式真空蒸镀装置。本发明涉及的卷绕式真空蒸镀装置(10)包括放卷辊(13)、卷绕从放卷辊(13)放出的薄膜(12)的卷绕辊(15)、配置在放卷辊(13)和卷绕辊(15)之间紧贴薄膜(12)以便对该薄膜进行冷却的冷却辊(14)、与冷却辊(14)相向配置将蒸镀材料蒸镀于薄膜(12)上的蒸发源(16)以及配置在放卷辊(13)和蒸发源(16)之间向行走的薄膜(12)照射电子束的电子束照射器(21)；电子束照射器(21)具有通过通电加热放出电子的丝极(31)和向该丝极(31)供应直流电流的直流发生机构。

Description

卷绕式真空蒸镀装置

技术领域

本发明涉及一种卷绕式真空蒸镀装置，该装置在减压气氛内连续放出绝缘性薄膜并使薄膜紧贴冷却辊进行冷却的同时，将蒸镀物质蒸镀卷绕至该薄膜上。

背景技术

迄今为止，相对于由放卷辊连续地放出的长条状的薄膜蒸镀源自蒸发源的蒸发物质、通过卷绕辊卷绕蒸镀后的薄膜的方式的卷绕式真空蒸镀装置被广泛应用(例如，参照下述专利文献1)。这种真空蒸镀装置，为了防止蒸镀时薄膜的热变形，一边将薄膜紧贴于冷却用桶状辊的周面进行冷却一边进行成膜处理。因此，如何确保薄膜对冷却用桶状辊的紧贴作用就成了重要课题。

现有的卷绕式真空蒸镀装置的结构的例子如图6所示。薄膜52通过导向辊53、冷却用桶状辊54以及导向辊55从放卷辊(图略)中被卷绕到卷绕辊(图略)上。薄膜52在桶状辊54上蒸镀源自蒸发源56的蒸发物质。电子束照射器51设置在放卷辊和蒸发源56之间，通过照射电子束使蒸镀前的薄膜带负电，并依靠与跟接地电位相连接的桶状辊54之间的静电力使薄膜52贴紧桶状辊54。以此实现防止由于冷却不够而导致的薄膜52的热变形。

图7为表示电子束照射器51的结构的等价电路图。电子束照射器51包括放出热电子的丝极61、向丝极61通电的加热电源62以及电子束的引出电源63。加热电源62为交流电源，由比如商用频率电源构成。

专利文献1：(日本)特开2005-146401号公报

然而，上述这种现有的卷绕式真空蒸镀装置，如图8A所模式示出的那样，具有沿薄膜52的长度方向周期性地产生受热影响区域65的问题。受热影响区域65就是容易由于热而导致产生薄膜的起皱或者变形的区域。当提高薄膜52的行走速度时，如图8B所示，受热影响区域65的发生间隔会变大。相反，当极度降低薄膜52的行走速度时，就不再产生受热影响区域65。然而，降低薄膜的行走速度会导致生产效率的下降，因此这并不是一种理想的方法。

受热影响区域65的产生，其原因在于电子束对薄膜52的照射不足所导致。电子束的照射量少时，和桶状辊54的紧贴力就会变弱从而降低冷却效果。薄膜52的行走速度固定时，会周期性地产生受热影响区域。因此，受热影响区域65的产生可以认为是由于电子束对薄膜52的照射量不均匀造成的。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的课题在于提供一种能够在不降低生产效率的情况下抑制薄膜上产生受热影响区域的卷绕式真空蒸镀装置。

解决手段

在解决上述课题时，发明人经过深入研究发现产生薄膜受热影响区域的原因如下所述那样在于构成电子束照射器的丝极的通电加热机构。即，如图9A、B所示，现有的电子束照射器是通过向丝极61施加交流电流而产生电子束的。此时，在丝极61的周围会出现对应于交流电流的频率的交替感应磁场，产生的电子束受到该交替感应磁场引起的电磁力，会沿着和感应磁场正交的方向摆动。其结果，如图10所示，会在薄膜52上沿其行走方向周期性地出现电子束照射量不足的区域，而该区域作为受热影响区域65会产生在薄膜52上。

为此，本发明所涉及的卷绕式真空蒸镀装置，包括真空腔、配置在该真空腔的内部连续地放出绝缘性薄膜的放卷辊、卷绕该放卷辊放出的薄膜的卷绕辊、配置在放卷辊和卷绕辊之间紧贴薄膜对该薄膜进行冷却的冷却辊、与该冷却辊相向配置将蒸镀材料蒸镀到上述薄膜上的蒸发源、配置在放卷辊和蒸发源之间向行走的薄膜照射电子束的电子束照射器，其特征在于，电子束照射器具有通过通电加热放出电子的丝极以及向该丝极供应直流电流的直流发生机构。

本发明通过对构成电子束照射器的丝极进行直流性的通电加热，从原理上消除丝极周围的交替感应磁场导致的电子束的摆动，从而起到电子束对薄膜的均等的照射作用。这样，便会获得薄膜的整个面与冷却辊的紧贴作用，能够在不降低生产效率的情况下防止由于冷却效果的降低导致受热影响区域的产生。

作为上述直流发生机构的具体结构的例子，丝极的加热电源由直流电源构成。另外，可以通过将加热电源设为交流电源，在其中插入含有整流元件的直流电路，向丝极供应直流电流。

发明效果

如上所述，根据本发明的卷绕式真空蒸镀装置，可以在不降低生产效率的情况下在薄膜的整个面获得与冷却辊紧贴的作用，防止由于冷却效果的降低招致的受热影响区域的产生。

附图说明

图1为本发明的实施方式中的卷绕式真空蒸镀装置的概略结构图。

图2为对电子束照射薄膜的照射工序进行说明的剖面模式图。

图3为对图1所示的卷绕式真空蒸镀装置使用的电子束照射器的结构进行说明的等价电路图。

图4为对图3所示的电子束照射器的作用进行说明的模式图。

图5为表示图3所示的电子束照射器的结构的变形例的图。

图6为现有的卷绕式真空蒸镀装置的要部概略结构图。

图7为对现有的卷绕式真空蒸镀装置使用的电子束照射器的结构进行说明的等价电路图。

图8为对现有技术的问题点进行说明的图，表示薄膜上周期性地产生受热影响区域的例子。

图9为对向构成电子束照射器的丝极施加交流电流时产生的电子束的摆动情况进行说明的模式图。

图10为对图8所示的受热影响区域的产生机制进行说明的模式图。

附图标记说明

10 卷绕式真空蒸镀装置；11 真空腔；12 薄膜；13 放卷辊；14 桶状辊(冷却用辊)；15 卷绕辊；16 蒸发源；18 辅助辊；21 电子束照射器；22 直流偏压电源；23 除电单元；31 丝极；32 直流电源；33 引出电源；36 整流元件；37、39 电容器；38 二极管电桥。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式予以说明。

图1为本发明的实施方式中的卷绕式真空蒸镀装置10的概略结构图。本实施方式中的卷绕式真空蒸镀装置10包括真空腔11、薄膜12的放卷辊13、冷却用桶状辊14、卷绕辊15以及蒸镀物质的蒸发源16。

真空腔11经过配管连接部11a、11c连接在未图示的真空泵等真空排气系统上，其内部减压排气为规定的真空度。真空腔11的内部空间由隔板11b分隔为配置有放卷辊13和卷绕辊15等的室以及配置有蒸发源16的室。

薄膜12由裁剪成规定宽度的长条状的绝缘性塑料薄膜构成，在本实施方式中采用OPP(延伸聚丙烯)单层薄膜。另外，除此以外，也可以适用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜、PPS(聚苯撑硫醚)薄膜等塑料薄膜或者纸片等。

薄膜12由放卷辊13连续地放出，通过多个导向辊17、桶状辊14、辅助辊18以及多个导向辊19卷绕至卷绕辊15上。在放卷辊13以及卷绕辊15上，都没有图示地分别设置有转动驱动部。

桶状辊14呈筒状，由铁等金属制成，在其内部设置有冷却介质循环系统等冷却机构及旋转驱动桶状辊14的旋转驱动机构等。薄膜12以规定的抱角卷绕于桶状辊14的周面上。卷绕在桶状辊14上的薄膜12，在通过源自蒸发源16的蒸镀物质使其外面侧的成膜面成膜的同时，由桶状辊14进行冷却。

蒸发源16具有在收纳蒸镀物质的同时通过电阻加热、感应加热、电子束加热等公知手段对蒸镀物质进行加热蒸发的机构。该蒸发源16配置在桶状辊14的下方，使蒸镀物质的蒸汽附着于相向的桶状辊14上的薄膜12上形成覆膜。

作为蒸镀物质，除了Al、Co、Cu、Ni、Ti等的金属元素单体外，也适用Al-Zn、Cu-Zn、Fe-Co等两种以上的金属或多元系合金，蒸发源也不限于一个，可以设置多个。

本实施方式的卷绕式真空蒸镀装置10还包括电子束照射器21、直流偏压电源22以及除电单元23。

电子束照射器21设置在放卷辊13和蒸发源16之间，用于向行走的薄膜12照射电子束以使薄膜12带负电。图2为对电子束照射薄膜12的照射工序进行说明的剖面模式图。电子束照射器21设置在与桶状辊14的周面相向的位置，并以与薄膜宽度相等或更大的照射宽度向与桶状辊14接触的薄膜12的成膜面照射电子束。

图3为表示电子束照射器21的结构的等价电路图。电子束照射器21包括放出热电子的丝极31、向丝极31通电的加热电源32和电子束的引出电源33。加热电源32由直流电源构成，以此构成向丝极31供应直流电流的本发明中的“直流发生机构”。

直流偏压电源22将规定的直流电压施加至桶状辊14和辅助辊18之间。桶状辊14与正极相接，辅助辊18与负极连接。辅助辊18由金属制成，设置在其周面与薄膜12的成膜面滚动接触的位置。形成在薄膜12上的金属膜与辅助辊18接触时，夹持在金属膜和桶状辊14之间的薄膜12产生极化，从而在薄膜12和桶状辊14之间产生静电吸引力。这样，便可使薄膜12和桶状辊14贴紧。

进而，除电单元23配置在冷却用桶状辊14和卷绕辊15之间，具有对由于电子束照射器21的电子照射而带电的薄膜12进行除电的功能。作为除电单元23的结构的例子，本实施方式采用了使薄膜12从等离子中通过，经过粒子辐射处理对薄膜12进行除电的机构。

下面，对以上述方式构成的本实施方式中的卷绕式真空蒸镀装置10的动作加以说明。

在减压至规定的真空度的真空腔11的内部，由放卷辊13连续地放出的薄膜12，经过电子束照射工序、蒸镀工序、除电工序后连续地卷绕于卷绕辊15上。

由放卷辊13放出的薄膜12卷绕至桶状辊14。薄膜12在和桶状辊14开始接触的位置附近，通过电子束照射器21照射电子束，在电位上带负电。此时，由于是在薄膜12与桶状辊14接触的位置上照射电子束，因此可以使薄膜12高效地紧贴桶状辊14进行冷却。

这里，根据本实施方式，由于对构成电子束照射器21的丝极31进行直流性通电加热，因此可以从原理上消除现有的对丝极进行交流通电方式而导致出现问题的丝极周围的交替感应磁场引起的电子束的摆动，还可以如图4所示，获得电子束对薄膜12的均等的照射作用。这样，可以获得在薄膜的整个面上和桶状辊14的紧贴作用，在不降低生产效率的情况下防止由于冷却效果的降低导致的受热影响区域的产生。

受到电子束的照射而带负电的薄膜12，在静电引力的作用下紧贴于通过直流偏压电源22被偏压为正电位的桶状辊14。而且，通过由蒸发源16蒸发的蒸镀物质堆积在薄膜12的成膜面上而形成金属膜。

成膜于薄膜12上的金属膜通过辅助辊18被施加直流偏压电源22的负电位。由于金属膜沿薄膜12的长度方向连续地形成，因此，在金属膜蒸镀后，在卷绕于桶状辊14的薄膜12上，在金属膜侧的一个表面上为正，在桶状辊14侧的另一个表面为负分别产生极化，并在薄膜12和桶状辊14之间产生静电吸引力。其结果，使得薄膜12和桶状辊14相互贴紧。

如上所述，在本实施方式中，在金属膜蒸镀前，通过电子束的照射使薄膜12带电从而使其紧贴桶状辊14；在金属膜蒸镀后，通过施加给该金属膜和桶状辊14之间的偏压电压使薄膜12紧贴桶状辊14，这样即使在金属膜蒸镀前使薄膜12带电的电荷(电子)的一部分在其后的金属膜蒸镀工序中被该金属膜放出而消失，也可以通过辅助辊18向金属膜施加负电位(电子的供给)对该消失的电荷的一部分或全部进行补偿。

因此，根据本实施方式，即使在蒸镀工序后也可以抑制薄膜12和桶状辊14之间的贴紧力的下降，确保在整个蒸镀工序前后薄膜12的稳定的冷却作用。这样，不但能够防止金属膜蒸镀时薄膜12的热变形，而且还可以实现薄膜12的高速行走化、成膜运转速度的高速化，从而提高生产效率。

如上所述，进行了金属膜蒸镀的薄膜12在经过除电单元23除电后，卷绕于卷绕辊15上。这样一来，薄膜12的稳定的卷绕动作便得以确保，同时可以防止带电引起的卷绕褶皱。

上面，对本发明的实施方式作了说明，当然，本发明并不受限于此，可以根据本发明的技术思想作各种变形。

例如，在上述实施方式中，作为向构成电子束照射器21的丝极31供应直流电流的直流发生机构，采用了由直流电源构成的加热电源32，但也可以如图5A、B所示的那样，通过交流电源35和包括整流元件的直流化电路构成上述直流发生机构予以替代。

图5A所示的直流化电路表示把由整流元件36和电容器37组成的直流化电路插入到放出热电子的丝极31和交流电源35之间的电子束照射器的等价电路。整流元件36将来自交流电源35的交流电流变为直流(半波整流)，电容器37作为将整流波形平滑化的滤波器发挥作用。

另外，图5B所示的直流化电路表示将由二极管电桥38和电容器39组成的直流化回路插入到放出热电子的丝极31和交流电源35之间的电子束照射器的等价电路。二极管电桥38将源自交流电源35的交流电流变为直流(全波整流)，电容器39作为使整流波形平滑化的滤波器发挥作用。

Claims (3)

1.一种卷绕式真空蒸镀装置，包括：真空腔、配置在该真空腔的内部并连续地放出绝缘性的薄膜的放卷辊、卷绕从该放卷辊放出的薄膜的卷绕辊、配置在上述放卷辊和上述卷绕辊之间并紧贴上述薄膜对该薄膜进行冷却的冷却用辊、与上述冷却用辊相向配置并将蒸镀材料蒸镀到上述薄膜上的蒸发源、以及配置在上述放卷辊和上述蒸发源之间并向行走的上述薄膜照射电子束的电子束照射器，其特征在于，

上述电子束照射器具有：通过通电加热来放出电子的丝极、以及向上述丝极供应直流电流的直流发生机构。

2.如权利要求1所述的卷绕式真空蒸镀装置，其特征在于，上述直流发生机构为直流电源。

3.如权利要求1所述的卷绕式真空蒸镀装置，其特征在于，上述直流发生机构由交流电源和包括整流元件的直流化电路构成。

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