CN104379804B - 成膜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在真空槽内，一边运送薄膜一边以高的成膜速度在薄膜上形成均匀的膜厚的有机化合物膜的技术。在真空槽（2）内，将从原料卷材（41）上送出的薄膜（10）与中央滚筒（3）相接触地运送，在薄膜（10）上形成有机化合物膜。具有蒸汽排放装置（8）和能量线射出装置（9），所述蒸汽排放装置（8）配置在设在真空槽（2）内的成膜室（6）内，具有排放有机化合物单体的蒸汽并向中央滚筒（3）上的薄膜（10）吹喷的蒸汽排放部（82），所述能量线射出装置（9）相对于形成在中央滚筒（3）上的有机化合物单体层照射能量线，使有机化合物单体层硬化。蒸汽排放装置（8）以及成膜室（6）分别与能够独立控制的第5以及第3真空排气装置（80、60）相连，使蒸汽排放装置（8）内的圧力比成膜室（6）内的圧力大，且使蒸汽排放装置（8）内的圧力与成膜室（6）内的圧力的差为一定。

Description

成膜装置
技术领域
本发明涉及用于真空中在薄膜上形成有机化合物膜的成膜装置的技术。
背景技术
近年来，有要在薄膜上高效率地形成电子零件等的期望，因此，提出了在真空槽内运送长条的薄膜，在该薄膜上形成由高分子有机化合物构成的膜的技术（例如参照专利文献1）。
以往，在薄膜上形成高分子有机化合物膜的情况下，例如进行将低分子的有机化合物单体等涂敷在薄膜上而形成有机化合物层，通过相对于该有机化合物层加热或者照射能量线而使其硬化，形成高分子有机化合物膜。
但是，在真空槽内通过这种方法在薄膜上形成高分子有机化合物膜的情况下存在各种问题。
即、难以在真空槽内在薄膜上以均匀的膜厚形成低分子的有机化合物的单体等的膜，尤其是一边运送薄膜一边以高的成膜速度在薄膜上形成均匀的膜厚的有机化合物膜非常困难。
专利文献1：日本国专利第3502261号公报。
发明内容
本发明是考虑了这种现有技术的问题而提出的，其目的在于提供一种能够在真空槽内一边运送薄膜一边以高的成膜速度在薄膜上形成均匀的膜厚的有机化合物膜。
为了达成上述目的而进行的本发明是在真空槽内，将从原料卷材上送出的薄膜与中央滚筒相接触地运送，在该薄膜上形成有机化合物膜的成膜装置，其中，具有蒸汽排放装置和能量线射出装置，所述蒸汽排放装置配置在设在前述真空槽内的成膜室内，具有排放有机化合物的蒸汽并向前述中央滚筒上的薄膜吹喷的蒸汽排放部，所述能量线射出装置相对于形成在前述中央滚筒上的有机化合物层照射能量线，使该有机化合物层硬化，前述蒸汽排放装置以及前述成膜室分别与能够独立控制的真空排气装置相连，并且进行真空排气，使前述蒸汽排放装置内的圧力比前述成膜室内的圧力大，且使前述蒸汽排放装置内的圧力与前述成膜室内的圧力的差为一定。
在本发明中，在对被控制成规定温度的稀有气体的流量进行控制，并向前述蒸汽排放装置供给的情况下也是有效的。
在本发明中，在前述真空槽内设有配置前述能量线射出装置的硬化室，和与前述硬化室以及前述成膜室连通的缓冲室，前述硬化室以及前述缓冲室分别与能够独立控制的真空排气装置相连的情况下也是有效的。
在本发明中，由于在从蒸汽排放装置的蒸汽排放部排放有机化合物的蒸汽并向中央滚筒上的薄膜吹喷之际进行真空排气，使蒸汽排放装置内的圧力比成膜室内的圧力大，且使蒸汽排放装置内的圧力与成膜室内的圧力的差为一定，所以能够在由中央滚筒运送的薄膜上形成膜厚均匀的有机化合物层。
其结果，根据本发明，通过相对于膜厚均匀地形成的有机化合物层照射能量线并使其聚合硬化，能够形成均匀的膜厚的高分子有机化合物膜。
在本发明中，在对被控制成规定温度的稀有气体的流量进行控制并向蒸汽排放装置供给的情况下，由于容易使蒸汽排放装置内的圧力比成膜室内的圧力大，所以能够增大蒸汽排放装置与成膜室的圧力差，提高成膜速度。
此外，在本发明中，在真空槽内设有配置能量线射出装置的硬化室，和与硬化室以及成膜室连通的缓冲室，硬化室以及缓冲室分别与能够独立控制的真空排气装置相连的情况下，由于不仅在蒸汽排放装置以及成膜室之间、在成膜室、缓冲室、硬化室之间也能够进行圧力差大的差动排气，所以能够进一步增大各室的圧力差，提高成膜速度。
根据本发明，能够在真空槽内，在由中央滚筒运送的薄膜上形成均匀的膜厚的有机化合物膜。
附图说明
图1（a）是表示本发明所涉及的成膜装置的实施方式的内部结构的整体图，图1（b）是该成膜装置的主要部分结构图；
图2（a）是表示该蒸汽排放装置的蒸汽排放部的主视图，图2（b）是表示该蒸汽排放装置的蒸汽排放部的侧视图；
图3（a）、图3（b）是示意表示在薄膜上形成有机化合物层的工序的说明图。
附图标记说明：
1：成膜装置，2：真空槽，3：中央滚筒，4：薄膜送出卷取室，5：缓冲室，6：成膜室，7：硬化室，8：蒸汽排放装置，10：薄膜，18：控制部，19：第1温度调整机构，20：圧力计，21：成膜圧力计，22：有机化合物导入部，22a：分散器，23：气化器，24A、24B、24C、24D：第1～第4气化部材，26、27、28、29：第3～第6温度调整机构，30：单体供给源，33：有机化合物单体，35：稀有气体供给源，36：质量流量控制器，37：有机化合物单体的蒸汽，40、50、60、70、80：第1～第5真空排气装置，41：原料卷材，81：气化部，82：蒸汽排放部，85：蒸汽排放口，O1、O2：旋转轴线。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式详细地进行说明。
图1（a）是表示本发明所涉及的成膜装置的实施方式的内部结构的整体图，图1（b）是该成膜装置的主要部分结构图。
此外，图2（a）、图2（b）表示该蒸汽排放装置的蒸汽排放部，图2（a）是主视图，图2（b）是侧视图。
如图1（a）所示，本实施方式的成膜装置1是在真空槽2内在薄膜10上形成膜的装置。
在真空槽2的内部的中央部分附近设有用于与薄膜10相接触地进行运送的圆柱形状的中央滚筒3，在该中央滚筒3的周围设有薄膜送出卷取室4，缓冲室5，成膜室6，以及硬化室7。
本实施方式的薄膜送出卷取室4是由被设在中央滚筒3的附近的多段折曲的板形状的第1隔壁11，和相对于中央滚筒3为真空槽2的一方侧（在此为图中下方一侧）的内壁包围的空间形成的。
在此，第1隔壁11形成为中央滚筒3的附近的部分接近中央滚筒3的侧面以及两底面，这样一来，薄膜10能够通过第1隔壁11与中央滚筒3的侧面之间的间隙。
在薄膜送出卷取室4内配置有作为成膜对象物的薄膜10的原料卷材41，从该原料卷材41送出的薄膜10与中央滚筒3的表面密接地转换方向卷绕，被设在薄膜送出卷取室4内的卷取滚筒42卷取。
此外，在薄膜送出卷取室4内设有相对于成膜后的薄膜10进行除电的除电装置43。该除电装置43用于防止成膜后的薄膜10因静电而贴附在中央滚筒3上。
另一方面，缓冲室5是由被第1隔壁11，在中央滚筒3的附近与第1隔壁11对置地设置的多段折曲板形状的第2隔壁12，以及真空槽2的内壁（在此为图中左右一侧的内壁）包围的空间形成的。
在此，第2隔壁12形成为中央滚筒3的附近的部分接近中央滚筒3的侧面以及两底面，这样一来，薄膜10能够通过第2隔壁12与中央滚筒3的侧面之间的间隙。
此外，成膜室6还是由被设在缓冲室5的内部的多段折曲的形状的第3隔壁13，和真空槽2的一方侧（在此为图中左侧）的内壁包围的空间形成的。
在此，第3隔壁13形成为中央滚筒3的附近的部分接近中央滚筒3的侧面以及两底面，这样一来，薄膜10能够通过第3隔壁13与中央滚筒3的侧面之间的间隙。
而且，在成膜室6内配置有后述的蒸汽排放装置8的蒸汽排放部82。
另一方面，硬化室7是由被第2隔壁12，和相对于中央滚筒3为真空槽2的另一方侧（在此为图中上方一侧）的内壁包围的空间形成的。
在此，在真空槽2的上部与硬化室7连通的部分设有能够向中央滚筒3的方向射出能量线的能量线射出装置9。
上述的薄膜送出卷取室4、缓冲室5、成膜室6、硬化室7分别与能够独立控制的第1～第4真空排气装置40、50、60、70相连，能够经由上述的第1～第3隔壁11～13与中央滚筒3之间的间隙在薄膜送出卷取室4与缓冲室5，缓冲室5与成膜室6，以及缓冲室5与硬化室7之间进行差动排气。
如图1（b）所示，本实施方式的蒸汽排放装置8具有将液体状的有机化合物单体33气化的气化部81，该气化部81与能够相对于成膜室6的第3真空排气装置60独立地进行控制的第5真空排气装置80相连。
在本实施方式的情况下，在气化部81上例如经由具有波纹管的连接部81a连通连接有圆筒形状的蒸汽排放部82，该蒸汽排放部82配置在真空槽2的成膜室6内。
另一方面，在气化部81上设有测定气化部81内的圧力的圧力计20，该圧力计20相对于具有计算机等的控制部18输出测定出的圧力信息（参照图1（b））。
该控制部18与测定成膜室6内的圧力的成膜圧力计21电连接，接收成膜圧力计21测定出的成膜室6内的圧力信息。
此外，控制部18与对成膜室6进行真空排气的第3真空排气装置60电连接，基于设在成膜室6内的成膜圧力计21得到的结果控制成膜室6内的圧力。
在本实施方式中，在气化部81的壳体内部例如设有介质循环路径（未图示），使被控制成规定温度的介质在该介质循环路径与第1温度调整机构19之间循环。
此外，在蒸汽排放部82的壳体内部例如设有介质循环路径（未图示），使被控制成规定温度的介质在该介质循环路径与第2温度调整机构83之间循环。
另一方面，在气化部81的外部设有单体供给源30，从该单体供给源30将液体状的有机化合物单体（以下适当地称为“有机化合物单体”）33经由配管31以及有机化合物导入部22向气化部81内导入。
本实施方式的单体供给源30向收容在容器32内的液体状的有机化合物单体33内送入惰性气体那样的稀有气体34，通过其圧力，经由配管31将有机化合物单体33向有机化合物导入部22供给。
本实施方式的有机化合物导入部22具有设在气化部81的上部、使液体状的有机化合物单体33分散而以雾状进行喷雾的分散器22a。
另一方面，在气化部81内分散器22a的下方设有运送导入的有机化合物单体33并进行气化的气化器23。
该气化器23例如具有形成为平板形状的多个（在本实施方式中为四个）第1～第4气化部材24A、24B、24C、24D。
本实施方式的第1～第4气化部材24A～24D沿着斜下方向排列，并配置成通过分别向一方侧倾斜，将有机化合物单体33自上而下交接。
而且，第1～第4气化部材24A～24D能够分别对倾斜角度进行变更调整。
这些第1～第4气化部材24A～24D分别在内部设有介质循环路径（未图示），分别与能够独立控制的介质循环方式的第3～第6温度调整机构26、27、28、29相连。
在本实施方式中，从最上段的第1气化部材24A向下方的第2气化部材24B交接有机化合物单体33，从该第2气化部材24B向下方的第3气化部材24C交接有机化合物单体33，进而，从该第3气化部材24C向下方的第4气化部材24D交接有机化合物单体33。
而且，在具有这种结构的气化部81中，在运送以及交接有机化合物单体33之际，对有机化合物单体33进行加热而使其气化。
另一方面，在气化部81的外部设有稀有气体供给源35，将从该稀有气体供给源35输送来的惰性气体那样的稀有气体经由质量流量控制器36向气化部81内导入。
在本实施方式的情况下，该质量流量控制器36与控制部18相连，基于圧力计20以及成膜圧力计21得到的结果控制稀有气体的导入量。
如图1（b）及图2（a）、图2（b）所示，形成为圆筒形状的本实施方式的蒸汽排放装置8的蒸汽排放部82从气化部81被输送有机化合物单体的蒸汽37，内部的圧力与气化部81内的圧力相同。
此外，蒸汽排放部82具有沿着其长度方向直线状形成的排放部84，在该排放部84上设有直线狭缝状的蒸汽排放口85。在此，蒸汽排放部82配置成其旋转轴线O1与中央滚筒3的旋转轴线O2平行，同时蒸汽排放口85与这些旋转轴线O1、O2平行，相对于中央滚筒3上的薄膜10近接地对置配置。
此外，蒸汽排放口85形成为宽度比中央滚筒3（薄膜10）的宽度稍窄，相对于薄膜10的表面沿宽度方向直线地吹喷有机化合物单体的蒸汽37。
在具有这种结构的本实施方式中，在真空槽2内在薄膜10上形成高分子有机化合物膜的情况下，使第5真空排气装置80动作而进行真空排气，使蒸汽排放装置8的气化部81内的圧力为规定的值，同时使第1～第4真空排气装置40、50、60、70动作而进行真空排气，使薄膜送出卷取室4、缓冲室5、成膜室6、硬化室7的圧力分别为规定的值。
在这种情况下，分别使第2～第4真空排气装置50～70动作而进行差动排气，从而使缓冲室5的圧力比硬化室7的圧力大，并且使成膜室6的圧力比缓冲室5的圧力大。
此外，分别使第1以及第2真空排气装置40、50动作而进行差动排气，从而使薄膜送出卷取室4的圧力比缓冲室5的圧力大。
另一方面，在蒸汽排放装置8中，将气化部81内的第1～第4气化部材24A～24D的倾斜角度设定成规定的角度，同时使第3～第6温度调整机构26～29动作而进行温度控制，使第1～第4气化部材24A～24D分别为规定的温度。
此外，使第2温度调整机构83动作而进行温度控制，使蒸汽排放部82为规定的温度。
在该状态下，从稀有气体供给源35经由质量流量控制器36将规定量的稀有气体向气化部81内导入，同时从单体供给源30经由配管31以及有机化合物导入部22将规定量的液体状的有机化合物单体33向气化部81内导入。
这样一来，通过设在气化部81的上部的分散器22a，雾状的有机化合物单体33从上方向上段的第1气化部材24A供给。
供给的有机化合物单体33从第1气化部材24A向第2气化部材24B交接，从第2气化部材24B向第3气化部材24C交接，进而，从第3气化部材24C向第4气化部材24D交接，在该运送以及交接之际，有机化合物单体33被加热而气化。
气化后的有机化合物单体33向蒸汽排放部82输送，并从蒸汽排放部82的蒸汽排放口85喷出，如图3（a）所示，有机化合物单体的蒸汽37相对于与中央滚筒3相接触地运送的薄膜10吹喷，在薄膜10上形成有机化合物单体层38。
在本实施方式中，在吹喷有机化合物单体的蒸汽37之际进行真空排气，使蒸汽排放装置8（气化部81以及蒸汽排放部82）内的圧力比成膜室6内的圧力大，并且蒸汽排放装置8内的圧力与成膜室6内的圧力的差为一定。
具体地说，根据来自控制部18的命令，基于成膜圧力计21得到的结果使第3真空排气装置60动作，将成膜室6内的圧力控制成规定的值，同时基于圧力计20得到的结果使质量流量控制器36动作，控制向气化部81导入的稀有气体的导入量，将气化部81的圧力控制成规定的值。
之后，一边运送薄膜10一边在图1（a）所示的硬化室7中从能量线射出装置9射出能量线91，使薄膜10上的有机化合物单体层38硬化，形成高分子有机化合物层39（参照图3（a）、图3（b））。
最后，在薄膜送出卷取室4内相对于薄膜10进行除电，通过卷取滚筒42卷取薄膜10。
在以上所述的本实施方式中，由于在从蒸汽排放装置8的蒸汽排放部82排放有机化合物单体的蒸汽37并向中央滚筒3上的薄膜10吹喷之际进行真空排气，使蒸汽排放装置8内的圧力比成膜室6内的圧力大，并且蒸汽排放装置8内的圧力与成膜室6内的圧力的差为一定，所以能够在由中央滚筒3运送的薄膜10上形成膜厚均匀的有机化合物单体层38。
其结果，根据本实施方式，通过相对于膜厚均匀地形成的有机化合物单体层38照射能量线91使其聚合硬化，能够形成均匀的膜厚的高分子有机化合物层39。
此外，在本实施方式中，由于通过质量流量控制器36对被控制成规定温度的稀有气体的流量进行控制并向蒸汽排放装置8供给，所以能够容易地使蒸汽排放装置8内的圧力比成膜室6内的圧力大，这样一来，能够增大蒸汽排放装置8与成膜室6的圧力差，提高成膜速度。
进而，在本实施方式中，由于在真空槽2内设有配置能量线射出装置9的硬化室7，和与硬化室7以及成膜室6连通的缓冲室5，硬化室7以及缓冲室5分别与能够独立控制的第4以及第2真空排气装置70、50相连，所以不仅在蒸汽排放装置8以及成膜室6之间、在成膜室6、缓冲室5、硬化室7之间也能够进行圧力差大的差动排气，这样一来，能够进一步增大各室的圧力差，提高成膜速度。
进而，在本实施方式中，由于气化器23的第1～第4气化部材24A～24D分别与能够独立控制的介质循环方式的第3～第6温度调整机构26～29相连，所以能够相对于各种气化温度的有机化合物单体33以最佳的条件使其气化。
进而，在本实施方式中，由于能够分别对第1～第4气化部材24A～24D的倾斜角度进行变更调整，所以能够相对于各种粘度的有机化合物单体33以最佳的条件进行运送和交接并使其气化。
除此之外，在本实施方式中，由于在成膜之际使第1以及第2真空排气装置40、50动作，使薄膜送出卷取室4的圧力比缓冲室5的圧力大，所以能够防止有机化合物单体33的蒸汽37从缓冲室5向薄膜送出卷取室4迂回。
另外，本发明并不仅限于上述的实施方式，也能够进行各种变更。
例如，蒸汽排放装置的气化器并不仅限于上述实施方式，只要是能够对低分子的有机化合物进行气化，则能够使用任何类型的气化器。
但是，如果使用上述实施方式的气化器，则能够相对于各种气化温度的有机化合物以最佳的条件使其气化，同时能够相对于各种粘度的有机化合物以最佳的条件运送和交接并使其气化。
此外，在本发明中，成为膜的原料的有机化合物的种类没有特别限定，能够适用于各种有机化合物。
进而，对作为成膜对象物的薄膜的种类、厚度等没有特别限定，能够适用于各种薄膜。

Claims (3)

1.一种成膜装置，在真空槽内，将从原料卷材上送出的薄膜与中央滚筒相接触地运送，在该薄膜上形成有机化合物膜，其特征在于，
具有蒸汽排放装置和能量线射出装置，所述蒸汽排放装置配置在设在前述真空槽内的成膜室内，具有排放有机化合物的蒸汽并向前述中央滚筒上的薄膜吹喷的蒸汽排放部，所述能量线射出装置相对于形成在前述中央滚筒上的有机化合物层照射能量线，使该有机化合物层硬化，
前述蒸汽排放装置以及前述成膜室分别与能够独立控制的真空排气装置相连，
并且进行真空排气，使前述蒸汽排放装置内的压力比前述成膜室内的压力大，且使前述蒸汽排放装置内的压力与前述成膜室内的压力的差为一定。
2.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
对被控制成规定温度的稀有气体的流量进行控制，并向前述蒸汽排放装置供给。
3.如权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，
在前述真空槽内设有配置前述能量线射出装置的硬化室，和与前述硬化室以及前述成膜室连通的缓冲室，前述硬化室以及前述缓冲室分别与能够独立控制的真空排气装置相连。
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