CN107406969B - 卷取式成膜装置、蒸发源单元和卷取式成膜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一方式所涉及的卷取式成膜装置(1)具有退绕辊(2)、卷取辊(3)、冷却辊(4)、蒸发源阵列(6)和气体供给部(7)。蒸发源阵列(6)具有多个第1蒸发源(61(61A~61E))和多个第2蒸发源(62(62A~62F)),其中,所述多个第1蒸发源(61)在与冷却辊4的轴向平行的第1线路(L1)上隔开规定的间隔而配置,所述多个第2蒸发源(62)在与第1线路(L1)平行的第2线路(L2)上与多个第1蒸发源(61)错开半个间距且隔开上述规定的间隔而配置。气体供给部(7)具有多个第1喷嘴部(71(71A~71E))和多个第2喷嘴部(72(72A~72F)),且被配置在蒸发源阵列(6)与冷却辊(4)之间,所述多个第1喷嘴部(71)向来自多个第1蒸发源(61)的蒸气流喷出气体,所述多个第2喷嘴部(72)向来自多个第2蒸发源(62)的蒸气流喷出气体。据此,能抑制薄膜的宽度方向上的膜厚和透过率的偏差。
Description
技术领域
本发明涉及一种使蒸发材料蒸发来在薄膜(film)上形成该蒸发材料的膜的卷取式成膜装置(winding-type film deposition device)、蒸发源单元(evaporation sourceunit)和卷取式成膜方法(winding-type film deposition method)。
背景技术
现有技术中,已知有如下方式的成膜装置:一边将从退绕辊(unwinding roller)上退绕出的薄膜卷绕在冷却辊(cooling roller)上,一边在薄膜上形成蒸发材料的膜,并通过卷取辊(winding roller)来卷取该薄膜。而且,例如在专利文献1中记载有使用这种成膜装置来制造具有氧化铝膜的透明气体阻隔性薄膜的技术。
专利文献1所记载的成膜装置具有使铝蒸发的一个或多个蒸发源(坩埚)和喷出氧气的气体喷嘴(gas nozzle),通过使由蒸发源生成的铝的蒸发粒子和从气体喷嘴供给的氧气相互发生反应,来在薄膜上形成氧化铝膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本发明专利公开公报特开2013-234364号
发明内容
(发明要解决的问题)
在专利文献1所记载的卷取式成膜装置中,记载有将多个坩埚在薄膜的宽度方向上配置成一列的结构。然而,在该结构中,在薄膜上,在位于坩埚的正上方的部分形成厚的膜,在坩埚与坩埚之间的正上部分形成薄的膜。因此,难以形成薄膜的宽度方向上的厚度均匀的膜。另外,由于薄膜的宽度方向上的厚度不均匀,因此,存在该方向上的透过率也产生偏差的问题。尤其是在配置坩埚的间隔大的情况下,这些问题是显著的。
鉴于以上这样的情况,本发明的目的在于,提供一种能够抑制薄膜的宽度方向上的膜厚和透过率的偏差的卷取式成膜装置、蒸发源单元和卷取式成膜方法。
(解决问题的技术手段)
为了达成上述目的,本发明一方式所涉及的卷取式成膜装置具有退绕辊、卷取辊、冷却辊、蒸发源阵列(evaporation source array)和气体供给部(gas supply part)。
所述退绕辊用于退绕薄膜。
所述卷取辊用于卷取从所述退绕辊退绕出的所述薄膜。
所述冷却辊被配置在所述退绕辊与所述卷取辊之间,用于对所述薄膜进行冷却。
所述蒸发源阵列具有多个第1蒸发源和多个第2蒸发源,其中,所述多个第1蒸发源在与所述冷却辊的轴向平行的第1线路(line)上隔开规定的间隔而配置,所述多个第2蒸发源在与所述第1线路平行的第2线路上,与所述多个第1蒸发源错开半个间距且隔开所述规定的间隔而配置。
所述气体供给部具有多个第1喷嘴部(nozzle part)和多个第2喷嘴部,且被配置在所述蒸发源阵列与所述冷却辊之间,其中,所述多个第1喷嘴部向来自所述多个第1蒸发源的蒸气流喷出气体,所述多个第2喷嘴部向来自所述多个第2蒸发源的蒸气流喷出气体。
为了达成上述目的,本发明一方式所涉及的蒸发源单元具有蒸发源阵列和气体供给部。
所述阵列具有多个第1蒸发源和多个第2蒸发源,所述多个第1蒸发源在与成膜对象的输送方向垂直的第1线路上隔开规定的间隔而配置,所述多个第2蒸发源在与上述第1线路平行的第2线路上,与所述多个第1蒸发源错开半个间距且隔开所述规定的间隔而配置。
所述气体供给部具有多个第1喷嘴部、多个第2喷嘴部和支承体,其中,所述多个第1喷嘴部向来自所述多个第1蒸发源的蒸气流喷出气体,所述多个第2喷嘴部向来自所述多个第2蒸发源的蒸气流喷出气体,所述支承体支承所述多个第1喷嘴部和所述多个第2喷嘴部,并且具有供所述蒸气流通过的开口。
为了达成上述目的,本发明一方式所涉及的卷取式成膜方法包括:将从退绕辊退绕出且被卷取辊卷取的薄膜卷绕在被配置于所述退绕辊与所述卷取辊之间的冷却辊上,
使具有多个第1蒸发源和多个第2蒸发源的蒸发源阵列的蒸发材料蒸发,其中,所述多个第1蒸发源在与所述冷却辊的轴向平行的第1线路上隔开规定的间隔而配置,所述多个第2蒸发源在比所述第1线路更靠所述薄膜的输送方向上的下游侧且与所述第1线路平行的第2线路上,与所述多个第1蒸发源错开半个间距且隔开所述规定的间隔而配置,
从被配置在所述蒸发源阵列与所述冷却辊之间、且数量与所述多个第1蒸发源对应的第1喷嘴部,向所述蒸发出的蒸发材料喷出气体,使与所述气体发生反应后的所述蒸发材料的膜形成于所述薄膜的第1区域,
从被配置于所述蒸发源阵列与所述冷却辊之间、且数量与所述多个第2蒸发源对应的第2喷嘴部,向所述蒸发出的蒸发材料喷出气体,使与所述气体发生反应后的所述蒸发材料的膜形成于与所述第1区域相邻的第2区域。
在上述结构中,多个第2蒸发源在第2线路上与多个第1蒸发源错开半个间距而配置,因此,来自多个第1蒸发源的蒸发材料的膜形成于薄膜的第1区域,来自多个第2蒸发源的蒸发材料的膜形成于与第1区域相邻的第2区域。据此,薄膜的宽度方向上的厚度的偏差被抑制。
另外,气体供给部具有多个第1喷嘴部和多个第2喷嘴部,因此,能够对来自蒸发源的蒸气流供给所期望的量的气体,其中,所述多个第1喷嘴部向来自多个第1蒸发源的蒸气流喷出气体,所述多个第2喷嘴部向来自多个第2蒸发源的蒸气流喷出气体。据此,抑制薄膜的宽度方向上的透过率的偏差。
(发明效果)
如上所述,根据本发明,能够抑制薄膜的宽度方向上的膜厚和透过率的偏差。
附图说明
图1是表示本发明一个实施方式所涉及的卷取式成膜装置的概略纵剖视图。
图2是概略地表示上述卷取式成膜装置中的蒸发源阵列的俯视图。
图3是概略地表示上述卷取式成膜装置中的蒸发源单元的俯视图。
图4是概略地表示上述蒸发源阵列的配置与薄膜宽度方向上的膜厚分布的关系的俯视图。
图5是概略地表示比较例所涉及的气体供给部的结构的俯视图。
图6是概略地表示比较例和实施方式中的薄膜宽度方向上的透过率分布的图。
图7是概略地表示本发明第2实施方式所涉及的卷取式成膜装置中的蒸发源单元的俯视图。
图8是概略地表示本发明第3实施方式所涉及的卷取式成膜装置中的蒸发源单元的俯视图。
图9是表示本发明一个实施方式的变形例的主要部分的概略俯视图。
图10是概略地表示本发明第4实施方式所涉及的卷取式成膜装置中的蒸发源单元的俯视图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外,在下面的各实施方式中,对制造例如由氧化铝膜构成的气体阻隔性薄膜的例子进行说明。
<第1实施方式>
图1是表示本发明第1实施方式所涉及的卷取式成膜装置1的结构的概略侧剖视图。
[卷取式成膜装置的结构]
卷取式成膜装置1具有退绕辊2、卷取辊3、冷却辊4、导辊5A和5B、蒸发源单元EU1、收容这些部件的真空腔9、控制器18。
在各图中,X轴、Y轴和Z轴表示相互垂直的3轴方向。X轴和Y轴表示水平方向,Z轴表示高度方向。
(真空腔)
真空腔9具有密闭结构,通过排气线路(exhausting line)L而连接于真空泵P。据此,真空腔9构成为:能够将其内部排气到规定的减压气氛或者维持在规定的减压气氛。
真空腔9在内部具有隔板10。该隔板10被配置在真空腔9的Z轴方向上的大致中央部,且具有规定大小的开口部。该开口部的周缘部隔开规定的间隙而与冷却辊4的外周面相向。真空腔9的内部被隔板10划分为输送室11和成膜室12,其中,所述输送室11与隔板10相比位于Z轴方向上的上侧,所述成膜室12与隔板10相比位于Z轴方向上的下侧。
与真空腔9相连接的排气线路L被连接于成膜室12。因此,当对真空腔9进行排气时,首先对成膜室12的内部进行排气。另一方面,如上所述,由于在隔板10与冷却辊4之间存在规定的间隙,因此,还通过该间隙对输送室11的内部进行排气。据此,在成膜室12与输送室11之间产生压力差。通过该压力差,能够防止后述的蒸发材料的蒸气流侵入输送室11。
另外,在本实施方式中,使排气线路(管路)L只与成膜室12相连接,但也可以还对输送室11连接其他的排气线路,据此使输送室11和成膜室12独立地进行排气。
下面,对被收容于真空腔9内的各部件的结构进行说明。
(薄膜的输送机构)
退绕辊2、卷取辊3、冷却辊4、导辊5A和导辊5B构成薄膜13的输送机构。退绕辊2、卷取辊3和冷却辊4分别具有未图示的旋转驱动部,且构成为能够以与X轴平行的轴为中心进行旋转。
退绕辊2和卷取辊3被配置在输送室11内,构成为能够通过各自的旋转驱动部沿图1的箭头所示的方向(顺时针方向)以规定速度进行旋转。另外,退绕辊2的旋转方向并不限定于此,也可以使退绕辊2向任一方向旋转,只要能向冷却辊4放出薄膜即可。同样,卷取辊3的旋转方向也并不限定于顺时针方向,也可以使卷取辊3向任一方向旋转,只要能从冷却辊4来卷取薄膜即可。
冷却辊4在薄膜13的输送路径上被配置在退绕辊2与卷取辊3之间。具体而言,冷却辊4的Z轴方向上的下部的至少一部分被配置在通过设置于隔板10的开口部而与成膜室12相面对的位置。
另外,冷却辊4与退绕辊2和卷取辊3同样,构成为能够通过旋转驱动部沿顺时针方向以规定速度进行旋转。并且,冷却辊4由铁等金属材料呈筒状构成,在其内部具有未图示的冷却介质循环系统等冷却机构。冷却辊4的大小没有特别的限定,典型的情况是轴向上的长度(轴长)与薄膜13的宽度相同或者比薄膜13的宽度长。
导辊5A被配置在退绕辊2与冷却辊4之间,导辊5B被配置在卷取辊3与冷却辊4之间。各导辊5A、5B由不具有独自的旋转驱动部的自由辊(free roller)构成。
在本实施方式中,设导辊的数量为2个,但并不限定于此。导辊和驱动辊的数量和位置能够适当地设定,只要能防止所输送的薄膜松弛,获得所期望的输送姿势即可。
通过以上那样构成的输送机构,薄膜13在真空腔9内被以规定的速度进行输送。
薄膜13的材料包含聚对苯二甲酸乙二酯,但并不限定于此。作为其他的材料,能够使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺12等聚酰胺、聚乙稀醇、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚芳酯或丙烯酸树脂等透明的树脂。
薄膜13的厚度没有特别的限定,例如,约为5μm~100μm。另外,薄膜13的宽度和长度没有特别的限制,能够按照用途来适当地选择。
通过退绕辊2,薄膜13被沿顺时针方向连续地退绕。从退绕辊2退绕出的薄膜13一边被导辊5A引导而运行,一边通过形成于冷却辊4与隔板10之间的规定的间隙,而以规定的抱角卷绕在冷却辊4的周面上。据此,与冷却辊4的外周面相接触的薄膜13的内侧的表面被冷却辊4冷却到规定温度以下。被卷绕在冷却辊4上的薄膜13通过冷却辊4的旋转而被沿顺时针方向输送,在该输送过程中,通过蒸发源单元EU1将蒸发材料的膜形成于薄膜13的外侧的表面(成膜面)。
下面,对蒸发源单元EU1详细地进行说明。
(蒸发源单元)
蒸发源单元EU1被配置于成膜室12,具有蒸发源阵列6、气体供给部7和支承体8。
(蒸发源阵列)
蒸发源阵列6被配置在冷却辊4的Z轴方向上的正下方。图2是概略地表示蒸发源阵列6的配置的俯视图。
蒸发源阵列6具有多个第1蒸发源和多个第2蒸发源。
在本实施方式中,多个第1蒸发源包括分别具有相同结构的5个蒸发源61A、61B、61C、61D、61E(以下,除了单独地说明的情况之外,统称为多个第1蒸发源61)。另一方面,多个第2蒸发源包括分别具有相同结构的6个蒸发源62A、62B、62C、62D、62E、62F(以下,除了单独地说明的情况之外,统称为多个第2蒸发源62)。
第1蒸发源61和第2蒸发源62生成用于沉积在薄膜13的成膜面上的蒸发材料的蒸气。在第1蒸发源61和第2蒸发源62中收容有相同的蒸发材料,在本实施方式中,蒸发材料使用铝。
第1蒸发源61通过控制器18控制成分别生成大致相同量的蒸气流。另外,第2蒸发源62也通过控制器18控制成分别生成与多个第1蒸发源61大致相同量的蒸气流。
第1蒸发源61和第2蒸发源62由彼此相同的蒸发源构成,在本实施方式中,由感应加热式的蒸发源构成。第1蒸发源61和第2蒸发源62包括圆型(有底圆筒状)的坩埚和感应线圈,其中,所述圆型的坩埚作为用于保持蒸发材料的容器,所述感应线圈包围该坩埚的外周部。该感应线圈与被设置在真空腔9的外部的未图示的交流电流电连接。
如图2所示,多个第1蒸发源61被排列在与X轴方向平行的第1线路L1上。第1线路L1是在蒸发源阵列6上假想地设定的线路。多个第1蒸发源61在第1线路L1上隔开规定的间隔P1来配置。该规定的间隔P1是各蒸发源61的中心之间的距离,能够按照各蒸发源61的大小等适当地设定。
另一方面,多个第2蒸发源62被排列在与第1线路L1平行的第2线路L2上。第2线路L2是在蒸发源阵列6上假想地设定的线路。多个第2蒸发源62在第2线路L2上隔开规定的间隔P1而配置。
第1线路L1和第2线路L2被设定在彼此相同的高度位置(沿Z轴方向的高度位置)。第1线路L1比第2线路L2更靠薄膜13的输送方向的上游侧,第1线路L1和第2线路L2隔开规定的间隔P2而在与Y轴方向平行的方向上彼此相向。规定的间隔P2没有特别的限定,能够按照第1蒸发源61和第2蒸发源62的大小、形状、间隔P1的大小等来适当地设定。
多个第1蒸发源61和多个第2蒸发源62均隔开规定的间隔P1来配置,但多个第2蒸发源62与多个第1蒸发源61在X轴方向上错开半个间距而配置。即,从Y轴方向来观察,第1蒸发源61和第2蒸发源62沿X轴方向等间隔地配置。
另外,图2所示的距离Dx是蒸发源阵列6的X轴方向上的两端之间的距离。距离Dx比冷却辊4的轴长短。即,第1蒸发源61和第2蒸发源62被配置为:包含在图2中双点划线所示的冷却辊4的宽度的范围内。
另外,在本实施方式中,多个第1蒸发源61的数量比多个第2蒸发源62的数量少1个,但也能够与薄膜宽度相对应而适当地设定蒸发源61、62的数量。另外,也可以与薄膜宽度相对应而从预先设置的多个蒸发源61、62中,选择所使用的蒸发源的位置或数量。
多个第1蒸发源61和多个第2蒸发源62分别独立地构成,但也可以共同地支承于未图示的基座部。在该情况下,各蒸发源也可以在该基座部上以能够变更位置和数量的方式来设置。据此,能够按照薄膜的种类或成膜条件,来适当地变更蒸发源阵列的布局。
(气体供给部)
如图1所示,气体供给部7被配置在蒸发源阵列6与冷却辊4之间。图3是概略地表示气体供给部7和蒸发源阵列6的配置的俯视图。
气体供给部7具有多个第1喷嘴部和多个第2喷嘴部。
在本实施方式中,多个第1喷嘴部包括分别具有相同结构的5个喷嘴部71A、71B、71C、71D、71E(以下,除了单独地说明的情况之外,统称为多个第1喷嘴部71)。另一方面,多个第2喷嘴部包括分别具有相同结构的6个喷嘴部72A、72B、72C、72D、72E、72F(以下,除了单独地说明的情况之外,统称为多个第2喷嘴部72)。
在本实施方式中,多个第1喷嘴部71和多个第2喷嘴部72在与X轴方向平行的第3线路L3上分别隔开规定的间隔P3而配置。具体而言,以第1喷嘴部71和第2喷嘴部72在X轴方向上交替配置的方式,来将多个第2喷嘴部72与多个第1喷嘴部71相邻配置。
第3线路L3是假想地设定的线路,位于比第1线路L1和第2线路L2更靠薄膜13的输送方向的上游侧(在图3中上方侧)的位置。另外,第3线路L3位于比第1线路L1和第2线路L2更靠冷却辊4侧(在图1中上方侧)的位置。
该规定的间隔P3是多个第1喷嘴部71的喷嘴的中心之间的间距离。在本实施方式中,规定的间隔P3与规定的间隔P1大致相等。但是,设规定的间隔P3是构成多个第1喷嘴部71的两个喷嘴的长度以上的间隔。
多个第1喷嘴部71被配置为:在图3中(Z轴方向上的高度位置不同)在Y轴方向上与多个第1蒸发源61相向。具体而言,第1喷嘴部71A、71B、71C、71D、71E被分别配置在:从各第1喷嘴部71喷出的氧气能够通过第1蒸发源61A、61B、61C、61D、61E的正上方位置的位置。据此,多个第1喷嘴部71能够分别向来自对应的第1蒸发源61的蒸气流喷出氧气。
另一方面,多个第2喷嘴部72被配置为:在图3中(Z轴方向上的高度位置不同)在Y轴方向上与多个第2蒸发源62相向。具体而言,第2喷嘴部72A、72B、72C、72D、72E、72F被分别配置在:从各第2喷嘴部72喷出的氧气能够通过第1蒸发源62A、62B、62C、62D、62E、62F的正上方位置的位置。据此,多个第2喷嘴部72能够分别向来自对应的第2蒸发源62的蒸气流喷出氧气。
在本实施方式中,多个第1喷嘴部71的数量和多个第1蒸发源61的数量相同,多个第2喷嘴部72的数量和多个第2蒸发源62的数量相同。即,多个第1喷嘴部71的数量与多个第1蒸发源61的数量对应,多个第2喷嘴部72的数量与多个第2蒸发源62的数量对应。
第1喷嘴部71和第2喷嘴部72由彼此相同的喷嘴部构成。在本实施方式中,多个第1喷嘴部71和第2喷嘴部72沿第3线路L3的轴向而分别形成为长条的筒状。多个第1喷嘴部71和第2喷嘴部72分别具有向Y轴方向喷出氧气的一个或多个喷出口。上述一个或多个喷出口设置于各喷嘴部71、72的周面上的一部分。在使用多个喷出口的情况下,也可以在各喷嘴部71、72的周面的一部分上沿X轴方向排列配置该多个喷出口。
从多个第1喷嘴部71分别喷出相同流量的氧气。在图3中,用虚线表示从第1喷嘴部71喷出的氧气(另外,在图3中,只示出从第1喷嘴部71A喷出的气体的喷出方式,虽然未图示,从其他第1喷嘴部71B~71E喷出的气体也同样)。
同样,从多个第2喷嘴部72分别喷出相同流量的氧气。在图3中,用虚线表示从第2喷嘴部72喷出的氧气(另外,在图3中,只示出从第2喷嘴部72A喷出的气体的喷出方式,虽然未图示,从其他第2喷嘴部72B~72F喷出的气体也同样)。
从第1喷嘴部71和第2喷嘴部72喷出的气体分别在对应的蒸发源的正上方的位置与蒸气流相接触。若与蒸气流相接触的氧气的量存在差异,则蒸发材料的氧化度产生不同,因此,所得到的膜的透过率也产生差异。
因此,在本实施方式中,为了使与来自第1蒸发源61和第2蒸发源62的蒸气流发生反应的氧气的量均等,如以下所说明的那样,按照每个蒸发源对从第1喷嘴部71和第2喷嘴部72喷出的气体的量进行优化。
多个第1喷嘴部71通过气体供给线路G1而连接于气瓶等气体供给源S。同样,多个第2喷嘴部72通过气体供给线路G2而连接于气瓶等气体供给源S。各气体供给线路G1、G2共用气体供给源S,但也可以分别单独地设置。
气体供给线路G1具有1根主配管和5根支管,其中主配管与气体供给源S相连接,5根支管分别从主配管分支出来,且与各喷嘴部71A~71E相连接。
同样,气体供给线路G2具有1根主配管和6根支管,其中,主配管与气体供给源S相连接,6根支管分别从主配管分支出来,且与各喷嘴部72A~72F相连接。
在气体供给线路G1的主配管上还连接有流量调整部V1。流量调整部V1例如包括具有流量控制阀和流量传感器的质量流量控制器(MFC),构成为能够控制从多个第1喷嘴部71喷出的氧气的流量。具有代表性的是,流量调整部V1、V2的控制是根据来自控制器18的控制指令,由气体供给部7来进行。
另外,在气体供给线路G2的主配管上还连接有具有与流量调整部V1同样结构的流量调整部V2。流量调整部V2构成为能够控制从多个第2喷嘴部72喷出的氧气的流量。
通过气体供给线路G1从多个第1喷嘴部71喷出的氧气的流量按照图3所示的距离D1来决定。另外,通过气体供给线路G2从多个第2喷嘴部72喷出的氧气的流量按照图3所示的距离D2来决定。
图3所示的距离D1表示多个第1喷嘴部71的喷出口到分别对应的多个第1蒸发源61的正上方的最短距离。在本实施方式中,优选为多个第1喷嘴部71与对应的多个第1蒸发源61的正上方的距离D1分别相等。因此,在从多个第1喷嘴部71喷出相等量的氧气的情况下,能够分别使相等量的氧气与来自对应的多个第1蒸发源61的蒸气流发生反应。
另外,图3所示的距离D2表示多个第2喷嘴部72的喷出口到分别对应的多个第2蒸发源62的正上方的最短距离。多个第2喷嘴部72与对应的多个第2蒸发源62的距离D2分别相等。因此,在从多个第2喷嘴部72喷出相等量的氧气的情况下,能够分别使相等量的氧气与来自对应的多个第2蒸发源62的蒸气流发生反应。
另一方面,由于距离D2比距离D1大,因此,在从多个第1喷嘴部71喷出的氧气的流量和从多个第2喷嘴部72喷出的氧气的流量相同的情况下,与来自第1蒸发源61和第2蒸发源62的蒸气流发生反应的氧气的量会产生差异。在本实施方式中构成为:多个第2喷嘴部72喷出比从多个第1喷嘴部71喷出的气体的量多的气体。据此,能够使与来自第1蒸发源61和第2蒸发源62的蒸气流发生反应的氧气的量在薄膜13的宽度方向(X轴方向)上大致均等。
另外,从各喷嘴部71、72喷出的氧气的流量按照距离D1、D2的大小、成膜时真空腔9内的压力、蒸发源61、62与喷嘴部71、72的高度的差等来设定,并且以使从各喷嘴部71、72向来自各蒸发源61、62的蒸气流的氧气的供给量均等的方式,来对各喷嘴部的喷出量进行优化。因此,来自构成多个第1喷嘴部71的各喷嘴部71A~71E的氧气喷出量并不限定于彼此相同的情况,来自构成多个第2喷嘴部72的各喷嘴部72A~72F的氧气喷出量也并不限定于彼此相同的情况。
(支承体)
如图1所示,支承体8具有开口部14、防附着板15和顶板16,且被配置在冷却辊4与蒸发源阵列6之间。另外,支承体8通过未图示的支承部而与真空腔9的内壁相连接,且构成为能够支承多个第1喷嘴部71和多个第2喷嘴部72。构成支承体8的材料没有特别的限定,典型的情况是由不锈钢或铜等金属材料构成。
开口部14是设置于顶板16的大致中央部的通孔,与冷却辊4的外周面相向配置。开口部14的大小和形状没有特别的限定,能够按照与蒸发源阵列的距离或与薄膜13的距离等来适当地设定。如图2所示,开口部14的X轴方向上的长度比冷却辊4的轴长短,另外,与薄膜13的宽度同等或比薄膜13的宽度短。在本实施方式中,开口部14作为规定薄膜13的成膜区域的掩膜来发挥作用。
防附着板15如图1所示,被配置在蒸发源阵列6与气体供给部7之间,且构成为防止从蒸发源阵列6蒸发出的蒸发材料附着于气体供给部7。防附着板15被设置为从Z轴方向来观察时包围开口部14的周围。
顶板16靠近冷却辊4而配置。顶板16的大小和形状没有特别的限定,只要是能够设置开口部14,且能够得到所期望的强度的大小和形状即可。顶板16与防附着板15相连接。据此,能够使支承体8一体形成。
(控制器)
如图1所示,控制器18被配置在真空腔9的外部。控制器18例如由包括CPU(CentralProcessing Unit)和存储器的计算机等构成,总括地控制卷取式成膜装置1的各部。控制器18例如进行真空泵P的动作的控制、各辊的旋转驱动控制、各蒸发源上的蒸发材料的蒸发量的控制、气体供给部7的动作或流量的控制等。
[卷取式成膜装置的动作]
接着,对如上所述构成的卷取式成膜装置1的动作进行说明。
通过真空泵P对成膜室12内进行排气,而将成膜室12内的压力减压到规定的压力。退绕辊2、卷取辊3和冷却辊4以各自的旋转轴为中心沿图1中箭头所示的方向(顺时针方向)分别以规定的速度进行旋转。薄膜13通过退绕辊2沿顺时针方向连续地被退绕。从退绕辊2退绕出的薄膜13一边被导辊5A引导而运行,一边以规定的抱角卷绕在冷却辊4的外周面上。而且,薄膜13在一边受到基于冷却辊4的冷却作用一边通过蒸发源单元EU1的正上方之后,通过导辊5B卷取在卷取辊3上。
在蒸发源单元EU1中,从未图示的交流电源向第1蒸发源61和第2蒸发源62所具有的感应线圈供给交流电流,被收容在第1蒸发源61和第2蒸发源62内的作为蒸发材料的铝被加热而蒸发。从气体供给源S通过各气体供给线路G1、G2而供给的氧气分别以规定的流量从第1喷嘴部71和第2喷嘴部72喷出。另外,通过控制器18和气体供给线路G1、G2的流量调整部V1、V2,来控制从第1喷嘴部71和第2喷嘴部72喷出的氧气的量。
接着,对由蒸发源单元EU1进行的成膜工序的细节进行说明。
在本实施方式中,多个第2蒸发源62在第2线路L2上与多个第1蒸发源61错开半个间距来配置。因此,如后述的那样,来自多个第1蒸发源61的蒸发材料的膜形成于薄膜13的第1区域,来自多个第2蒸发源62的蒸发材料的膜形成于与第1区域相邻的第2区域。
图4是表示蒸发源阵列6的配置与形成在薄膜13上的氧化铝膜的厚度的关系的图,A是蒸发源阵列6的概略俯视图,B是表示通过该蒸发源阵列6形成的氧化铝膜的薄膜宽度方向上的膜厚分布的图。在图4的B中,细实线表示由从多个第1蒸发源61(61A~61E)蒸发出的蒸发材料形成的膜的厚度分布,双点划线表示由从多个第2蒸发源62(62A~62F)蒸发出的蒸发材料形成的膜的厚度分布,粗实线表示整体形成的膜的厚度分布。
如图4的B所示,在第1蒸发源61和第2蒸发源62的正上方的位置,与不是第1蒸发源61和第2蒸发源62的正上方的位置相比较,形成厚的膜。因此,在假设将蒸发源配置为一列的情况下,形成X轴方向上的厚度存在差异的膜。
在本实施方式中,多个第1蒸发源61和多个第2蒸发源62在Y轴方向上偏移规定的间隔P2而配置。并且,这些第1蒸发源61和第2蒸发源62彼此错开半个间距来配置。这样,来自多个第1蒸发源61的蒸发材料的膜形成于与这些第1蒸发源61各自的正上方位置对应的薄膜13的第1区域,来自多个第2蒸发源62的蒸发材料的膜形成于与这些第2蒸发源62各自的正上方位置对应的第2区域。薄膜13在Y轴方向上以规定的速度来输送,因此,第1区域和第2区域在薄膜宽度方向(X轴方向)上彼此相邻。据此,在薄膜宽度方向上膜厚的偏差被抑制。
另外,在本实施方式中,气体供给部7具有多个第1喷嘴部71和多个第2喷嘴部72,其中所述多个第1喷嘴部71向来自多个第1蒸发源61的蒸气流喷出气体,所述多个第2喷嘴部72向来自多个第2蒸发源62的蒸气流喷出气体。因此,能够对来自各蒸发源的蒸气流供给所期望的量的气体。
图5的A、图5的B是表示比较例所涉及的气体供给部17(27)与蒸发源阵列6的配置的概略俯视图。在图5的A所示的例子中,气体供给部17由各蒸发源61(61A~61E)、62(62A~62F)共用的单一喷嘴构成,从未图示的多个喷出口分别以相同的流量来喷出氧气。该情况下,越是靠近喷出口的蒸发源,氧气浓度越高,越是远离喷出口的蒸发源,氧气浓度越低。因此,无法进行如下等调整:使向来自远离气体供给部17的蒸发源(第2蒸发源62)的蒸气流供给的气体的量比向来自接近气体供给部17的蒸发源(第1蒸发源61)的蒸气流供给的气体量多。
另外,在图5的B所示的例子中,气体供给部27具有多个喷嘴部271。多个喷嘴部271被配置在同一直线上,且分别构成为:从1个喷嘴部271对来自规定的多个蒸发源的蒸气流向Y轴方向供给氧气。在该情况下,即使能够对每个喷嘴部271变更气体的喷出量,也无法对各个喷嘴部271,单独地调整向来自第1蒸发源61和第2蒸发源62的蒸气流供给的气体的量。因此,与图5的A所示的例子同样,无法使向来自远离气体供给部27的蒸发源(第2蒸发源62)的蒸气流供给的气体的量比向来自靠近气体供给部27的蒸发源(第1蒸发源61)的蒸气流供给的气体的量多。
图6的A是表示蒸发源的概略俯视图,图6的B是表示使用比较例所涉及的气体供给部17、27形成的氧化铝的透过率分布的示意图,图6的C是表示使用本实施方式所涉及的气体供给部7形成的氧化铝的透过率分布的示意图。
如图6的B所示,在比较例那样的气体供给部的结构中,无法抑制薄膜宽度方向(X轴方向)上的透过率的偏差。如上所述,无法使气体供给部17和气体供给部27向来自第1蒸发源61和第2蒸发源62的蒸气流分别喷出所期望的量的气体。据此,尤其是在薄膜宽度方向(X轴方向)上,与来自第1蒸发源61和第2蒸发源62的蒸气流(蒸发出的铝)发生反应的氧气的量会产生差异。因此,所形成的氧化铝膜的氧化度也会在薄膜宽度方向上产生差异。即,若使用这些气体供给部使蒸发材料在薄膜13上成膜,会在薄膜宽度方向上形成透过率的偏差大的膜。
与此相对,在本实施方式中,多个第1喷嘴部71具有数量与多个第1蒸发源61对应的喷嘴部,多个第2喷嘴部72具有数量与多个第2蒸发源62对应的喷嘴部。因此,能够按照每个蒸发源来单独地调整从第1喷嘴部71和第2喷嘴部72喷出的氧气的流量。
另外,在本实施方式中构成为:多个第2喷嘴部72喷出比从多个第1喷嘴部71喷出的氧气的量多的氧气,因此。与来自第1蒸发源61和第2蒸发源62的蒸气流发生反应的氧气的量能够在薄膜宽度方向上大致均等。据此,如图6的C所示,能够大大地改善薄膜宽度方向上的膜的透过率的偏差。
如上所述,根据本实施方式所涉及的卷取式成膜装置1,能够抑制薄膜的宽度方向上的厚度和透过率的偏差。因此,能够稳定地制造由膜厚或透过率的偏差被抑制的氧化铝膜构成的气体阻隔性薄膜。
另外,根据本发明的发明人们的实验确认,薄膜宽度方向上的透过率的偏差被抑制在3%以下。
并且,根据本实施方式,第1喷嘴部71和第2喷嘴部72沿第3线路L3交替配置为一列,因此,能够容易地构成气体供给部7。例如,第1喷嘴部71和第2喷嘴部72由相同的喷嘴部构成,因此,能够作为一个单元而一体形成气体供给部7,组装性提高。另外,与第1喷嘴部71和第2喷嘴部72分离配置的情况相比较,能够容易地将第1喷嘴部71和第2喷嘴部72连接于气体供给线路G1、G2。并且,配置气体供给部7的位置是一处即可,因此,能够实现装置的节省空间化。
<第2实施方式>
图7是本发明第2实施方式中的蒸发源单元的概略俯视图,表示气体供给部和蒸发源阵列的配置关系。下面,主要对与第1实施方式不同的结构进行说明,针对与上述的第1实施方式同样的结构,标注同样的标记,省略或简化对其的说明。
在本实施方式中,蒸发源单元的结构与第1实施方式不同,更详细而言,蒸发源单元中的气体供给部的结构与第1实施方式不同。
本实施方式的蒸发源单元EU2具有蒸发源阵列6和气体供给部7,气体供给部7具有多个第1喷嘴部71和多个第2喷嘴部72。第1喷嘴部71和第2喷嘴部72被支承于支承体8,并且通过气体供给线路G1、G2来分别与气体供给源相连接。
另外,蒸发源阵列6的结构与第1实施方式同样,因此,省略对其的详细说明。第1喷嘴部71和第2喷嘴部72的结构也与第1实施方式是相同的,因此,省略对其的详细说明,但这些第1喷嘴部71和第2喷嘴部72的配置与第1实施方式不同。
即,在本实施方式中,多个第1喷嘴部71(71A~71E)被配置在与第1线路L1平行的第3线路L3上。在第1线路L1与第3线路L3之间,从高度方向(Z轴方向)来观察,隔开有规定的间隔P4。
另一方面,多个第2喷嘴部72(72A~72F)被配置在与第2线路L2平行的第4线路L4上。第4线路L4是假想的线路,被设定为位于比第2线路L2更靠薄膜13的输送方向上的下游侧(在图7中,下方侧)的位置。第4线路L4被设置于与第3线路L3相同的高度位置,并且在Y轴方向上与第3线路L3彼此相向。在第2线路L2与第4线路L4之间,从高度方向(Z轴方向)来观察,隔开有上述间隔P4。
如图7所示,多个第1喷嘴部71(71A~71E)与第1实施方式同样,在第3线路L3上隔开规定的间隔P3而配置,且构成为能够向第1蒸发源61(61A~61E)的正上方的位置供给规定量的氧气。
另外,多个第2喷嘴部72(72A~72F)在第4线路L4上隔开上述间隔P3而配置,且构成为能够向第2蒸发源62(62A~62F)的正上方的位置供给规定量的氧气。
如上所述,距离D1和距离D3被设定为彼此相同,其中,所述距离D1是多个第1喷嘴部71(71A~71E)的各气体喷出口与多个第1蒸发源61(61A~61E)的正上方位置之间的沿Y轴方向的距离,所述距离D3是多个第2喷嘴部72(72A~72F)的各气体喷出口与多个第2蒸发源62(62A~62F)的正上方位置之间的沿Y轴方向的距离。
而且,在本实施方式中,多个第1喷嘴部71被控制成喷出与从多个第2喷嘴部72喷出的氧气的量相等量的氧气。据此,向来自各蒸发源61、62的蒸气流供给均等的量的氧气,形成在薄膜13的宽度方向上氧化度的均等性高的氧化铝膜。
如上所述,在本实施方式中,也能够得到与第1实施方式同样的作用效果。即,根据本实施方式,能够抑制薄膜的宽度方向上的厚度和透过率的偏差。因此,能够稳定地制造由膜厚和透过率的偏差被抑制的氧化铝膜构成的气体阻隔性薄膜。
<第3实施方式>
图8是本发明第3实施方式中的蒸发源单元的概略俯视图,表示气体供给部和蒸发源阵列的配置关系。下面,主要对与第1实施方式不同的结构进行说明,对与上述第1实施方式同样的结构,标注同样的标记,省略或简化对其的说明。
在本实施方式中,蒸发源单元的结构与第1实施方式不同,更详细而言,蒸发源单元中的气体供给部的结构与第1实施方式不同。
本实施方式的蒸发源单元EU3具有蒸发源阵列6和气体供给部7,气体供给部7具有多个第1喷嘴部71和多个第2喷嘴部72。第1喷嘴部71和第2喷嘴部72被支承于支承体8,并且通过气体供给线路G1、G2而分别与气体供给源相连接。
另外,蒸发源阵列6的结构与第1实施方式同样,因此,省略对其的详细说明。第1喷嘴部71和第2喷嘴部72的结构也与第1实施方式的结构是相同的,因此,省略对其的详细说明,但这些第1喷嘴部71和第2喷嘴部72的配置与第1实施方式不同。
即,在本实施方式中,多个第1喷嘴部71(71A~71E)被配置在与第2线路L2平行的第3线路L13上。第3线路L13假想地被设定在第2线路L2与冷却辊4之间。并且,多个第1喷嘴部71在从冷却辊4来观察时,被分别配置在不与第2线路L2上的多个第2蒸发源62(62A~62F)相向的位置。
另一方面,多个第2喷嘴部72(72A~72F)被配置在与第1线路L1平行的第4线路L14上。第4线路L14假想地被设定在第1线路L1与冷却辊4之间,在位于与第3线路L3相同的高度位置。而且,多个第2喷嘴部72从冷却辊4来观察时,被分别配置在不与第1线路L1上的多个第1蒸发源61(61A~61E)相向的位置。
如图8所示,多个第1喷嘴部71(71A~71E)与第1实施方式同样,在第3线路L13上隔开规定的间隔(P3)而配置,且构成为能够向第1蒸发源61(61A~61E)的正上方的位置供给规定量的氧气。
另一方面,多个第2喷嘴部72(72A~72F)在第4线路L14上隔开上述间隔(P3)而配置,且构成为能够向第2蒸发源62(62A~62F)的正上方的位置供给规定量的氧气。
如上所述,距离D1和距离D3被设定为彼此相同,其中,所述距离D1是多个第1喷嘴部71(71A~71E)的各气体喷出口与多个第1蒸发源61(61A~61E)的正上方位置之间的沿Y轴方向的距离;所述距离D3是多个第2喷嘴部72(72A~72F)的各气体喷出口与多个第2蒸发源62(62A~62F)的正上方位置之间的沿Y轴方向的距离。
而且,在本实施方式中,多个第1喷嘴部71被控制成喷出与从多个第2喷嘴部72喷出的氧气的量相等量的氧气。据此,对来自各蒸发源61、62的蒸气流供给均等的量的氧气,由此形成在薄膜13的宽度方向上氧化度的均等性高的氧化铝膜。
如上所述,在本实施方式中,也能够得到与第1实施方式同样的作用效果。即,根据本实施方式,能够抑制薄膜的宽度方向上的厚度和透过率的偏差。因此,能够稳定地制造由膜厚和透过率的偏差被抑制的氧化铝膜构成的气体阻隔性薄膜。
<第4实施方式>
图10是本发明第4实施方式中的蒸发源单元的概略俯视图,表示气体供给部与蒸发源阵列的配置关系。下面,主要对与第1实施方式不同的结构进行说明,对与上述的第1实施方式同样的结构标注同样的标记,省略或简化对其的说明。
在本实施方式中,与第1实施方式同样,多个第1喷嘴部71(71A~71E)和多个第2喷嘴部72(72A~72F)被分别配置在第3线路L3上的点与第1实施方式是相同的。另一方面,本实施方式的气体供给部70构成为,以第1线路L1为一个单位来控制从多个第1喷嘴部71喷出的气体(氧气)的量,并且以第2线路L2为一个单位来控制从多个第2喷嘴部72喷出的气体(氧气)的量,在该点与第1实施方式不同。
从各蒸发源61(61A~61E)、62(62A~62F)生成的蒸气的量并不限定于均等的情况,还存在蒸发源61、62中的一部分的蒸发源与其他的蒸发源的蒸气的生成量不同的情况。在后者的情况下,当从各喷嘴部71、72喷出的气体的量相同时,从该一部分的蒸发源生成的蒸气流的氧化度与从其他的蒸发源生成的蒸气流的氧化度不同。这样一来,难以抑制薄膜的宽度方向上的膜厚和透过率的偏差。
因此,在本实施方式中,如图10所示,对与第1喷嘴部71A~71E和第2喷嘴部72A~72F相连接的气体供给线路G3的支管,分别设置有包括MFC和开闭阀的流量调整部V。据此,能够分别单独地控制从各喷嘴部71、72喷出的气体的量,并且能够以线路L1、L2为单位向各蒸发源61、62供给最优量的气体。各流量调整部V的控制典型的情况是根据来自控制器18(图1)的控制指令,由气体供给部70来进行。
作为各蒸发源中的蒸气量的偏差的原因,可以列举向坩埚输入的电力的偏差、坩埚内的蒸发材料的量的偏差等。在本实施方式中,使从喷嘴部71、72喷出的气体的量以各蒸发源61、62的线路为单位的理由在于,各喷嘴部71、72与各蒸发源61、62之间的距离(远/近)这样的一维量的不同。除此之外,在发生每个蒸发源的蒸气量不同的情况下,不仅上述距离不同,而且使每个蒸发源的蒸气量的比率重叠(但是,也可以存在例如±5%程度的多少的偏差)。据此,能够以蒸发源为单位、进而以线路L1、L2为单位,来实现气体量的优化,因此,能够有效地抑制薄膜的宽度方向上的膜厚和透过率的偏差。
各蒸发源中的蒸气量的偏差例如能够在事先的预备成膜工序中确认。预备成膜处理没有特别的限定,例如,通过在使来自喷嘴部71、72的气体供给停止的状态下,对薄膜等合适的试样实施成膜处理,来调整该试样上的膜厚分布(例如±5%以内)。接着,从喷嘴部71、72来供给气体(氧气),通过气体的喷出量来调整膜的透过率分布。上述处理是以线路L1、L2为单位来实施,据此,能够实现以线路为单位的供给气体量的优化。
<变形例>
以上对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不只限定于上述的实施方式,当然能够增加各种变更。
例如在以上的各实施方式中,多个第1喷嘴部71和第2喷嘴部72分别由独立的单一的喷嘴部构成,但也可以例如如图9所示,2个以上的喷嘴部被彼此设置为一体。
图9是放大表示本发明的变形例中的气体供给部57与蒸发源阵列6的配置的一部分的概略俯视图。
气体供给部57具有多个第1喷嘴部571和多个第2喷嘴部572。在本变形例中,多个第1喷嘴部571和第2喷嘴部572由形成于气体配管570的通孔(图中,大致圆形的黑圆所示)构成。气体配管570是长形的圆筒形,且在内部具有用于使氧气通过的通路部。但是,气体配管570的形状并不限定于此,例如,还能够使用四边柱形状等、任意形状的气体配管。另外,在气体配管570上连接有被设置在真空腔9的外部的未图示的气瓶等气体供给源。从该气体供给源供给的氧气通过气体配管而被从多个第1喷嘴部571和第2喷嘴部572喷出。
多个第1喷嘴部571分别具有相同大小和形状的2个通孔。这两个通孔在气体配管570的周面的一部分上沿X轴方向而设置,用于向第1蒸发源61(61A、61B)的正上方供给氧气。另一方面,多个第2喷嘴部572分别具有与多个第1喷嘴部571的通孔相同大小和形状的3个通孔。这三个通孔在气体配管570的周面的一部分上沿X轴方向而设置,用于向第2蒸发源62(62A、62B)的正上方供给氧气。
在本变形例中,多个第1喷嘴部571的通孔的数量比多个第2喷嘴部572的通孔的数量多。因此,从多个第1喷嘴部571喷出的气体的量变得比从多个第2喷嘴部572喷出的气体的量多。据此,能够对在气体配管570附近流动的来自第1蒸发源61A、61B的蒸气流和远离气体配管570而流动的来自第2蒸发源62A、62B的蒸气流,分别供给大致均等的量的氧气。
另外,在本变形例中,通过改变通孔的数量来调整从多个第1喷嘴部571和第2喷嘴部572喷出的气体的量,但并不限定于此。除了通孔的数量之外,还能够通过改变大小或形状来调整从多个第1喷嘴部571和第2喷嘴部572喷出的气体的量。
<变形例2>
在上述各实施方式中,也可以对气体供给部7中的位于薄膜宽度方向(X轴方向)的两端的第2喷嘴部(72A、72F)设置其他的气体供给线路,或者也可以增加第2喷嘴部72A、72F所具有的通孔的数量或面积。该情况下,第2喷嘴部72A、72F构成为:喷出比从其以外的第2喷嘴部(72B~72E)喷出的气体的量多的气体。下面,对第1实施方式(图3)的情况进行说明。
第2喷嘴部72B~72E分别有2个相邻的喷嘴部(例如,第1喷嘴部71A、71B与第2喷嘴部72B相邻)。另一方面,第2喷嘴部72A、72F只有1个相邻的喷嘴部(例如,只有第1喷嘴部71A与第2喷嘴部72A相邻)。
第2喷嘴部72分别向对应的蒸发源62的正上方放出氧气,但存在该被放出的氧气的一部分与来自和对应的蒸发源62相邻的蒸发源的蒸气流接触的情况。例如,从第2喷嘴部72B向蒸发源62B的正上方放出氧气,但存在该氧气与来自蒸发源61A或61B的蒸气流相接触的情况,其中,蒸发源61A或61B与蒸发源62B相邻。
在只有1个相邻的喷嘴部的情况下,从该1个喷嘴部喷出的氧气的一部分与来自对应的蒸发源的蒸气流相接触。另一方面,在存在2个相邻的喷嘴部的情况下,从该2个喷嘴部喷出的氧气的一部分与来自对应的蒸发源的蒸气流相接触。因此,存在与来自第2蒸发源62B~62E的蒸气流相接触的氧气的量比与来自第1蒸发源61A、61F的蒸气流相接触的氧气的量多的情况。
通过使从第2喷嘴部72A、72F喷出的氧气的量比从第2喷嘴部72B~72E喷出的氧气的量多,能够抑制与来自第1蒸发源61和第2蒸发源62的蒸气流发生反应的氧气的量的X轴方向上的偏差。据此,能够进一步抑制所形成的膜的X轴方向上的透过率的偏差。
<其他变形例>
在上述各实施方式中,蒸发材料使用铝,但并不限定于此。作为其他蒸发材料,能够使用镁、铬、铁、镍、铜、锌、铟、锡、钛、或者铅等金属、或者这些金属与硅等半金属的合金、或者它们的氧化物、碳化物、或者氮化物等金属化合物、或者它们的混合物。
在上述各实施方式中,设多个第1蒸发源61的数量为5个,多个第2蒸发源62的数量为6个,但并不限定于此。只要多个第1蒸发源61的数量比多个第2蒸发源62的数量少1个、相同、或者多1个,就能够实现第1蒸发源61和第2蒸发源62的之字形排列。
另外,在上述各实施方式中,通过感应加热方式来使蒸发材料蒸发,但并不限定于此。例如还能够使用电阻加热方式、电子束加热方式等各种加热方式。
另外,在上述各实施方式中,将蒸发源配置为2列(第1线路L1和第2线路L2),但并不限定于此。还能够通过调整蒸发源的大小或蒸发源间的间隔、和开口部14的大小等来将蒸发源配置为3列以上。
另外,在上述各实施方式中,设从各喷嘴部喷出的气体为氧气,但并不限定于此。只要是能够与蒸发材料发生反应的反应性气体即可,例如还能够使用氮气或氧气与氮气的混合气体。另外,也可以将氩气等稀有气体与这些气体进行混合。
另外,在上述各实施方式中,多个第1喷嘴部71的数量和多个第1蒸发源61的数量相同,多个第2喷嘴部72的数量和多个第2蒸发源62的数量相同,但并不限定于此。例如,可以对1个蒸发源分配2个喷嘴部,也可以对多个第1蒸发源61和多个第2蒸发源62分配不同的数量的喷嘴部。
另外,在上述各实施方式中,第1喷嘴部71和第2喷嘴部72的喷出口朝向Y轴方向,但并不限定于此,只要能够对来自各蒸发源的蒸气流适当地供给氧气即可。例如,也可以向相对于Y轴方向而向冷却辊4侧或蒸发源阵列6侧倾斜的方向喷出气体。另外,各喷嘴的喷出孔的大小和形状是相同的,但也能够按照所期望的氧气的供给量来适当地设定。
另外,在上述各实施方式中,第1线路L1与第2线路L2相比,在薄膜13的输送方向上位于上游侧,但第1线路L1也可以位于比第2线路L2更靠下游侧的位置。但是,在该情况下,第3线路L3位于比第1线路L1更靠下游侧的位置,第4线路L4位于比第2线路L2更靠上游侧的位置。
并且,在以上的实施方式中,蒸发源单元EU构成为卷取式成膜装置中的蒸发源,但并不限定于此,例如,也可以构成为用于通过真空蒸镀法来对玻璃基板或半导体基板等被处理基板进行通过成膜或静止成膜的蒸发源。
根据本发明,能够提供一种薄膜的宽度方向上的膜厚和透过率的偏差被抑制的氧化铝膜蒸镀薄膜。这样的氧化铝膜蒸镀薄膜作为对需要遮挡水蒸气或二氧化碳等各种气体的物品进行包装的包装用薄膜是有用的。例如,能够将这样的氧化铝膜蒸镀薄膜作为对食品饮品、医药品、化妆品、化学品、或电子零部件等物品进行包装的包装用薄膜来使用。
附图标记说明
1:卷取式成膜装置;2:退绕辊;3:卷取辊;4:冷却辊;6:蒸发源阵列;61:多个第1蒸发源;62:多个第2蒸发源;7、57、70:气体供给部;71、571:多个第1喷嘴部;72、572:多个第2喷嘴部;8:支承体;EU1、EU2、EU3:蒸发源单元;9:真空腔;13:薄膜;14:开口部;18:控制器;L1:第1线路;L2:第2线路;L3、L13:第3线路;L4、L14:第4线路。
Claims (13)
1.一种卷取式成膜装置,其特征在于,
具有退绕辊、卷取辊、冷却辊、蒸发源阵列、气体供给部和控制器,其中,
所述退绕辊用于退绕薄膜;
所述卷取辊用于卷取从所述退绕辊退绕出的所述薄膜;
所述冷却辊在所述薄膜的输送方向上被配置在所述退绕辊与所述卷取辊之间,用于对所述薄膜进行冷却;
所述蒸发源阵列具有多个第1蒸发源和多个第2蒸发源,其中,所述多个第1蒸发源在与所述冷却辊的轴向平行的第1线路上隔开规定的间隔而配置,生成作为蒸发材料的金属材料的蒸气流,所述多个第2蒸发源被设定在比所述第1线路更靠所述薄膜的输送方向的下游侧的位置,在与所述第1线路平行的第2线路上,与所述多个第1蒸发源错开半个间距且隔开所述规定的间隔而配置,生成所述金属材料的蒸气流;
所述气体供给部具有多个第1喷嘴部、多个第2喷嘴部和多个流量控制阀,且被配置在所述蒸发源阵列与所述冷却辊之间,其中,所述多个第1喷嘴部具有与所述多个第1蒸发源对应的数量,向来自所述多个第1蒸发源的蒸气流喷出与所述金属材料发生反应的反应性气体,所述多个第2喷嘴部具有与所述多个第2蒸发源对应的数量,向来自所述多个第2蒸发源的蒸气流喷出所述反应性气体,所述多个流量控制阀与所述多个第1喷嘴部和所述多个第2喷嘴部的各个喷嘴部对应地设置;和
所述控制器单独地控制所述多个流量控制阀。
2.根据权利要求1所述的卷取式成膜装置,其特征在于,
所述控制器单独地控制所述多个流量控制阀,使从所述多个第1蒸发源和所述多个第2蒸发源的各个蒸发源生成的蒸气流与所述反应性气体的反应程度均等。
3.根据权利要求1或2所述的卷取式成膜装置,其特征在于,
所述多个第1喷嘴部和所述多个第2喷嘴部被设定在比所述第1线路更靠所述薄膜的输送方向的上游侧的位置,被交替配置在与所述第1线路平行的第3线路上。
4.根据权利要求3所述的卷取式成膜装置,其特征在于,
所述多个第2喷嘴部被构成为:使其喷出比从所述多个第1喷嘴部喷出的所述反应性气体的量多的所述反应性气体。
5.根据根据权利要求4所述的卷取式成膜装置,其特征在于,
所述多个第2喷嘴部具有与所述多个第1喷嘴部喷出的所述反应性气体的喷出量不同的喷嘴结构。
6.根据权利要求1或2所述的卷取式成膜装置,其特征在于,
所述多个第1喷嘴部被配置在第3线路上,其中所述第3线路被设定于比所述第1线路更靠所述薄膜的输送方向上的上游侧的位置,且与所述第1线路平行,
所述多个第2喷嘴部被配置在第4线路上,其中所述第4线路被设定在比所述第2线路更靠所述薄膜的输送方向的下游侧的位置,且与所述第2线路平行。
7.根据权利要求1或2所述的卷取式成膜装置,其特征在于,
所述多个第1喷嘴部被配置在与所述第2线路平行的第3线路上,且被分别配置在从所述冷却辊来观察时不与所述多个第2蒸发源相向的位置,其中所述第3线路被设定在所述第2线路与所述冷却辊之间,
所述多个第2喷嘴部被配置在与所述第1线路平行的第4线路上,且被分别配置在从所述冷却辊来观察时不与所述多个第1蒸发源相向的位置,其中所述第4线路被设定在所述第1线路与所述冷却辊之间。
8.根据权利要求6所述的卷取式成膜装置,其特征在于,
所述多个第1喷嘴部被构成为:使其喷出与从所述多个第2喷嘴部喷出的所述反应性气体的量相等的量的所述反应性气体。
9.根据权利要求4或8所述的卷取式成膜装置,其特征在于,
所述蒸发源阵列中的位于所述冷却辊的轴向上的两端的蒸发源是第2蒸发源,
所述多个第2喷嘴部中的位于所述冷却辊的轴向上的两端的喷嘴部被构成为:使其喷出比从其以外的所述多个第2喷嘴部喷出的所述反应性气体的量多的所述反应性气体。
10.根据权利要求1或2所述的卷取式成膜装置,其特征在于,
所述控制器被构成为:以所述第1线路为一个单位来控制从所述多个第1喷嘴部喷出的所述反应性气体的量,且以所述第2线路为一个单位来控制从所述多个第2喷嘴部喷出的所述反应性气体的量。
11.根据权利要求1或2所述的卷取式成膜装置,其特征在于,
所述气体供给部还具有支承体,该支承体支承所述多个第1喷嘴部和所述多个第2喷嘴部,且具有供所述蒸气流通过的开口部。
12.根据权利要求11所述的卷取式成膜装置,其特征在于,
所述支承体靠近所述冷却辊而配置,
所述开口部规定所述薄膜的成膜区域。
13.一种卷取式成膜方法,使用了权利要求1所述的卷取式成膜装置,其特征在于,
测定从所述多个第1蒸发源和所述多个第2蒸发源的各个蒸发源生成的蒸气流的蒸气量的偏差,
根据所述蒸气量的偏差,单独地控制所述多个流量控制阀,
使所述多个第1蒸发源和所述多个第2蒸发源保持的所述金属材料蒸发,从所述气体供给部向来自所述蒸发源的蒸气流喷出所述反应性气体,使所述冷却辊上的所述薄膜沉积所述蒸气流与所述反应性气体的反应生成物。
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